Temperaturmessung.

Präsentation zum Thema: "Temperaturmessung."—  Präsentation transkript:

1 Temperaturmessung

2 Gliederung Was ist Temperatur? Maßeinheiten Messarten
Wie funktioniert ein analoges Thermometer? Absolute Nullpunkt Temperaturskalen Temperaturmessung im Weltall Temperaturen im Vergleich Absolute Temperatur Hauptsätze der Thermodynamik

3 Was ist Temperatur? Temperatur ist eine physikalische Größe
Temperatur spielt vor allem in der Thermodynamik eine große Rolle Die Temperatur kennzeichnet das thermodynamische Gleichgewicht Viele Physikalische Eigenschaften sind von der Temperatur abhängig

4 Maßeinheiten Es gibt verschiedene Maßeinheiten für die Temperatur z.B.
Celsius Fahrenheit Kelvin Rankine Umrechnung der Maßeinheiten C=K - 273,15 C=(F - 32) / 1,8 K=C + 273,15 F=C x 1,8 + 32 R=(K - 273,15) x 0,8

5 Messarten Messung durch thermischen Kontakt
Erfolgt mit Thermometern und Temperatursensoren Messung anhand der Wärmestrahlung Messung erfolgt mit einem Pyrometer oder einer Thermografie-Kamera (Wärmebildkamera)

6 Wie funktioniert ein analoges Thermometer?
Das Messprinzip basiert auf der thermischen Ausdehnung von Stoffen Die meisten analogen Thermometer arbeiten mit Ethanol Es werden auch andere Stoffe, wie z.B. Toluol, n-Pentan oder Quecksilber verwendet

7 Absoluter Nullpunkt Bezeichnet den unteren Grenzwert der Temperatur
Entspricht -273,15°C bzw. 0°K Wird als unterer Fixpunkt für die Temperatureinheiten Kelvin und Rankine verwendet Dem dritten Hauptsatz der Thermodynamik nach, kann diese Temperatur nie exakt erreicht werden

8 Temperaturskalen Temperaturskalen werden an Temperaturfixpunkten aus dem Alltag festgelegt Celsius Skala Fixpunkte: °C Gefrierpunkt von Wasser °C Siedepunkt von Wasser Fahrenheit Skala Fixpunkte °F Gefrierpunkt von einem Wasser, Salz Gemisch, ca. -17,8°C 100°F Bluttemperatur beim Menschen, ca. 37,8°C

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10 Temperaturmessung im Weltall
Wird mithilfe der kosmischen Hintergrundstrahlung gemessen Kosmische Hintergrundstrahlung stammt vom Urknall Die kosmische Hintergrundstrahlung existiert im Mikrowellenbereich Um die Temperatur herauszufinden, wird die Energie der Hintergrundstrahlung bestimmt und wird einer Temperatur zugeordnet

11 Temperaturen im Vergleich
Messwert °Fahrenheit °Celsius Kelvin Oberflächentemperatur der Sonne 9 941 °F 5 505 °C 5 778 K Schmelzpunkt von Eisen 2 795 °F 1 535 °C 1 808 K Schmelzpunkt von Blei 621 °F 327 °C 600 K Gefrierpunkt von Ethanol -174 °F -114 °C 159 K Schmelzpunkt von Quecksilber -38 °F -39 °C 234 K Siedepunkt von Stickstoff -320 °F -196 °C 77 K Absoluter Nullpunkt -460 °F -273 °C 0 K

12 Absolute Temperatur Ist eine Temperaturskala
Bezieht sich auf den physikalisch begründeten absoluten Nullpunkt Wird international in Kelvin gemessen Wird in den USA in Rankine gemessen

13 Hauptsätze der Thermodynamik
Man unterscheidet zwischen dem Nullten, dem Ersten, dem Zweiten und dem dritten Hauptsatz der Thermodynamik Nullter Hauptsatz Ist das Gesetz des thermischen Gleichgewichts Erster Hauptsatz Ist der Energieerhaltungssatz der Thermodynamik Zweiter Hauptsatz Ist der Entropiesatz der Thermodynamik Dritter Hauptsatz Ist das Nernstsche Wärmetheorom Nullter Hauptsatz Sagt aus, dass wenn zwei Systeme mit einem dritten im thermodynamischen Gleichgewicht stehen, so stehen sie auch untereinander im Gleichgewicht Erster Hauptsatz Sagt aus, dass die Energie eines Geschlossenen Systems konstant ist