Handout Temperaturmessung/-geräte von Michael Rudolph 24. Oktober 2012
Handout Temperaturmessung/-geräte
Allgemeines
Die absolute Temperatur wird durch den absoluten Nullpunkt und den Tripelpunkt des Wassers festgelegt SI-Basiseinheit , Formelzeichen T , Einheit: Kelvin
Intensive Größe
0. Hauptsatz der Thermodynamik: Befinden sich zwei Körper hinreichend lange im thermischen Kontakt, besteht thermisches Gleichgewicht und sie besitzen eine gemeinsame Eigenschaft, die als Temperatur bezeichnet wird.
Definition der absoluten Temperatur
Skalen
Fahrenheit (1714)
o Nullpunkt: tiefste Temperatur in Danzig
o Zweiter Referenzpunkt: Gefrierpunkt des Wassers o Dritter Referenzpunkt: Körpertemperatur
Celsius-Skala( 1742 )
o Gefrier- und Siedepunkt des Wassers als Fixpunkt o Bei 1013hPa
o ,,hunderteiliges Thermometer“
Kelvinskala (1848)
o Absoluter Nullpunkt (0K)
o Tripelpunkt des Wassers (273.16K) o Thermodynamische Temperatur
o Wurde als internationale Temperaturskala festgelegt
Messmethode durch Ausdehnung
Bimetallthermometer
o Krümmung aufgrund verschiedener Ausdehnungskoeffizienten der Metalle bewegen den Zeiger in jeweiliger Richtung
o Nur oberhalb von 600°C einsetzbar
Handout Temperaturmessung/-geräte von Michael Rudolph 24. Oktober 2012
Flüssigkeits-/Gasthermometer
o Bei Wärme dehnt sich das Gas bzw. die Flüssigkeit aus und bewegt im Fall des Gases die Quecksilbersäule nach oben. Die Differenz Δh ergibt die Temperatur.
o Bei einem Flüssigkeitsthermometer ist die Temperatur direkt ablesbar.
Elektronische Messmethoden
Thermoelement
o Nutzt den Seebeck Effekt
o Misst lediglich eine Temperaturdifferenz zwischen zwei Leitern Thermowiderstand
o Elektrischer Widerstand ist temperaturabhängig
o Durch die Veränderung des Widerstandes kann die Temperatur ermittelt werden o Platindraht eignet sich als Verbindung am besten, da es korrosionsbeständig ist
Thermistoren
o Thermistoren sind Widerstände, deren Widerstandsänderung mit der Temperatur besonders groß ist.
o Es gibt solche, deren Widerstand mit der Temperatur zunimmt (positiver Temperaturkoeffizient, PTC- Widerstände, Kaltleiter) und solche mit denen er abnimmt(negativer Temperaturkoeffizient ,NTC- Widerstände , Heißleiter)
Strahlungsthermometer
Bolometer
o Nimmt gesamte Strahlungsenergie auf(obere Abbildung)
o Diese Energie wird auf ein Thermoelement geleitet , dieses gibt durch den Widerstand die Temperatur wieder
Teilstrahlungspyrometer
o Nehmen nur einen Teil der Wärme- Strahlung auf(800nm)
o Vergleichen diese solange mit einer Glühbirne bis der Meßkörper aus dem Sichtfeld verschwindet
o Am Graukeil lässt sich die Temperatur ablesen
