Temperaturmessung

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

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

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

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

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

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

Temperaturskalen Temperaturskalen werden an Temperaturfixpunkten aus dem Alltag festgelegt Celsius Skala Fixpunkte: 0°C Gefrierpunkt von Wasser 100°C Siedepunkt von Wasser Fahrenheit Skala Fixpunkte 0°F Gefrierpunkt von einem Wasser, Salz Gemisch, ca. -17,8°C 100°F Bluttemperatur beim Menschen, ca. 37,8°C

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 http://www.spektrum.de/quiz/welche-temperatur-hat-das-weltall/857202

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

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

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 https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/HS3.HTM 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