Temperaturmessung Gliederung Was ist Temperatur Maeinheiten Messarten Wie

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

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