42 23 Die Temperatur und ihre Messung Wir haben die Temperatur bereits als Maß für den Wärmezustand eines Körpers kennengelernt. Aus dem Versuch Abb. 22.2 weißt du, dass jede Änderung des Wärmezustandes eine Änderung des Volumens zur Folge hat. Ein solches Gerät kann daher als Temperaturmessgerät verwendet werden. Eine geeignete Skala macht daraus ein Thermometer1. Um eine Temperaturskala anzufertigen, gehen wir von Wärmezuständen aus, die jederzeit möglichst einfach und genau herzustellen sind. Solche Fixpunkte sind z. B. die Temperatur von schmelzendem Eis (Gefrierpunkt) und die Temperatur von siedendem Wasser (Siedepunkt) bei normalem Luftdruck. Versuch: Wir bauen ein Trinkhalmthermometer. Verschließe einen um etwa ein Drittel gekürzten Trinkhalm dicht mit etwas Knetmasse und bringe mit einer Spritze einen Tropfen gefärbtes Wasser in die Mitte des Trinkhalms. Markiere die ursprüngliche Position des Tropfens mit einem Filzstift am Halm! Die Höhe der Luftsäule darunter ist dann ein Maß für die Zimmertemperatur (Abb. 23.1). Gib dein Thermometer zuerst in schmelzendes Eis und markiere die Höhe der Flüssigkeitssäule, sobald sie sich nicht mehr ändert. Wiederhole dann den Versuch in siedendem Wasser und markiere wieder die Länge des Flüssigkeitsfadens. Teile den Abstand zwischen diesen beiden Markierungen in 10 gleiche Teile und miss die ungefähre Zimmertemperatur. Bei der Celsiusskala2 ordnet man dem Gefrierpunkt von Wasser den Zahlenwert Null und dem Siedepunkt den Zahlenwert Hundert zu. Das zwischen diesen beiden Fixpunkten liegende Intervall wird in 100 gleiche Skalenteile unterteilt, die man Grade nennt. Für eine Temperaturangabe, z. B. null Grad Celsius, schreibt man 0 °C. Die Skala lässt sich vom Gefrierpunkt und vom Siedepunkt aus mit gleichem Skalenabstand fortsetzen. Temperaturen unterhalb des Nullpunktes versieht man mit einem Minuszeichen (–) und nennt sie umgangssprachlich Minusgrade. Den oberhalb von 0 °C liegenden Temperaturen kann ein Pluszeichen (+) vorangesetzt werden; man nennt sie oft auch Plusgrade. Je nach dem Verwendungszweck gibt es verschiedene Thermometer. Sie lassen sich danach einteilen, ob sie die Temperatur über die Ausdehnung eines Körpers oder auf elektrischem Weg messen. Einfache Anzeigegeräte für die Temperatur beinhalten einen Bimetallstreifen3 (Abb. 23.2). Dieser besteht aus zwei fest miteinander verbundenen Metallstreifen mit verschiedener Wärmeausdehnung, z. B. aus Messing und Eisen. Dadurch ändert sich sowohl beim Erwärmen als auch beim Abkühlen seine Krümmung. Ein damit verbundener Zeiger gibt die Temperatur an. Welche Temperatur hat die Sonne? 23.1 Trinkhalmthermometer 23.2 Bimetallthermometer 23.3 Fieberthermometer. An der Verengung des Rohres (roter Pfeil) reißt der Flüssigkeitsfaden beim Abkühlen, sodass der höchste angenommene Temperaturwert erhalten bleibt. 35 36 37 38 1 thermos (griech.) … warm 2 Anders Celsius (1701–1744), schwedischer Astronom 3 bis (lat.) … zweimal Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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