Was sind thermometrische Skalen?

Die Thermometrische Skalen sind diejenigen, die verwendet werden, um die Temperatur basierend auf bestimmten Bezugspunkten anzuzeigen. Die Temperatur wird mit Hilfe von Instrumenten gemessen, die auf der einen oder anderen Eigenschaft der Substanz beruhen, die sich mit der Temperatur ändert. Diese Instrumente sind nach der allgemein anerkannten Temperaturskala kalibriert.

Bei der Auslegung einer bestimmten Temperaturskala ergeben sich jedoch Schwierigkeiten aufgrund der Tatsache, dass sich die Eigenschaften jeder Substanz auf unterschiedliche Weise im selben Temperaturbereich ändern.

Die Konstruktion vieler Thermometer basiert beispielsweise auf dem Phänomen der Flüssigkeitsausdehnung bei einer Temperaturerhöhung. Zu solchen dieser Art gehören Flüssigkeitsthermometer (Quecksilber oder Alkohol), bei denen die Länge der Flüssigkeitssäule mit steigender Temperatur ansteigt.

Der Wärmeausdehnungskoeffizient derselben Flüssigkeit variiert bei verschiedenen Temperaturen, was es schwierig macht, eine Temperaturskala zu erstellen.

Wendepunkt der thermometrischen Skalen: Celsius

Im Jahr 1742 schlug der schwedische Astronom Anders Celsius vor, die Temperatur von 0 ° C bis zum Schmelzpunkt von Eis und von 100 ° C bis zum Siedepunkt von Wasser zu bestimmen und damit den Abstand zwischen den beiden Punkten in einhundert gleiche Intervalle zu teilen.

Wenn jedoch die Quecksilbersäule, die den Abstand zwischen dem Schmelzpunkt des Eises und dem Siedepunkt des Wassers füllt, in 100 gleiche Intervalle unterteilt wird und die Abhängigkeit des Ausdehnungskoeffizienten von Quecksilber auf dem Auge berücksichtigt wird Temperatur, kommt es vor, dass der gleiche Anstieg in der Länge der Quecksilbersäule unterschiedlichen Temperaturerhöhungen entspricht.

Zusammenfassend ist der Wert einer Teilung einer einheitlichen Temperaturskala basierend auf verschiedenen thermometrischen Flüssigkeiten unterschiedlich.

Wenn zum Beispiel ein Thermometer mit Wasser gefüllt ist, wird ein seltsames Phänomen beobachtet, wenn das Thermometer vom Schmelzpunkt des Eises erhitzt wird: Statt mit steigender Temperatur steigt die Wassersäule unter das Niveau 0 , entsprechend dem Schmelzpunkt von Eis.

Der Grund ist, dass bei Atmosphärendruck die Wasserdichte höher ist als eine Temperatur von 3,98 ° C. Bei Erwärmung von 0 auf 3,98 ° C nimmt daher das Wasservolumen, das das Thermometer füllt, ab.

In der Vergangenheit wurden Temperaturskalen auf der Grundlage verschiedener thermometrischer Substanzen festgelegt, aber es wurde später entdeckt, dass Gas eine der am besten geeigneten thermometrischen Substanzen ist.

Geschichte des Thermometers

Die Idee, die Temperatur zu messen, ist ziemlich neu. Es gab mehrere Erfinder, die um das Jahr 1593 herum an Thermometern arbeiteten, aber der bekannteste war Galileo Galilei, der italienische Erfinder, der auch das Teleskop verbesserte.

Ein Thermometer kann Temperaturunterschiede anzeigen, so dass Beobachter wissen, ob etwas heißer oder kälter wird. Das Thermometer konnte jedoch keine exakte Temperatur in Grad angeben.

Im Jahr 1612 fügte der italienische Erfinder Santorio Santorio in seinem Thermoskop eine Zahlenskala hinzu, mit der er die Temperatur des Menschen messen konnte.

Ferdinand II., Der Großherzog der Toskana, erfand 1654 das erste geschlossene Thermometer mit Alkohol als Flüssigkeit. Aber es fehlte immer noch eine standardisierte Skala, und außerdem war es nicht sehr präzise.

Zur selben Zeit traf der deutsche Physiker Daniel Gabriel Fahrenheit den dänischen Astronomen Olaus Roemer, der ein alkoholbasiertes Thermometer mit Wein entwickelte. Er markierte zwei Punkte auf seinem Thermometer: 60 um die Temperatur des kochenden Wassers zu markieren und 7,5 als der Punkt, wo das Eis schmolz.

Im Jahr 1714 verfeinerte Fahrenheit Roemers Erfindung und entwickelte das erste moderne Thermometer: das Quecksilberthermometer mit verfeinerten Maßen. Merkur dehnt sich aus oder zieht sich zusammen, wenn die Temperatur steigt oder fällt.

Fahrenheit hatte 1709 ein Alkoholthermometer erfunden, bevor er sein Pendant von Quecksilber kannte, das sich als genauer herausstellte.

Verschiedene thermometrische Skalen

Im Laufe der Jahrhunderte wurden unzählige thermometrische Waagen für die quantitative Messung von Temperaturen entwickelt. Viele dieser Schuppen wurden vor langer Zeit aufgegeben. Die am weitesten verbreiteten sind unten beschrieben.

Celsius-Thermometer-Skala (Celsius)

Diese Skala wurde vom schwedischen Wissenschaftler Anders Celsius (1701-1744) benannt und hat sich zu einem internationalen Standard entwickelt. Die Skala ist "centesimal", was bedeutet, dass sie in 100 gleiche Teile unterteilt ist, von denen jeder "Grad Celsius" oder "Grad Celsius" genannt wird und dessen Symbol ºC ist. Der Wert 0 wird üblicherweise der Schmelztemperatur des Eises und der Wert 100 der Temperatur des siedenden Wassers zugeordnet.

Fahrenheit thermometrische Skala

Diese Skala verdankt ihren Namen dem Wissenschaftler Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736). Es wird jetzt hauptsächlich in den Vereinigten Staaten und im Vereinigten Königreich verwendet (obwohl nicht offiziell). Die Skala ist in 180 gleiche Teile unterteilt, die jeweils Grad Fahrenheit genannt werden und deren Symbol ºF ist.Der Wert 32 ist der Temperatur des Eises und der Wert 212 der Temperatur des kochenden Wassers, sowohl dem atmosphärischen Druck des Meeresspiegels, als auch dem Wert 212 zugeordnet.

Réaumur Thermometer

Diese Skala wurde von dem französischen Wissenschaftler René-Antoine Ferchault de Réaumur (1683-1757) erfunden. Es ist in 80 gleiche Teile unterteilt, jede mit der Bezeichnung Réaumur, deren Symbol º R ist. Der Wert 0 ist der Schmelztemperatur von Eis und der Wert 80 der Temperatur von kochendem Wasser, sowohl bei Atmosphärendruck als auch bei Eis Meer

Absolute thermometrische Skala (Kelvin)

Diese Skala, die vom britischen Wissenschaftler Lord Kelvin (1824-1907), einem Pionier der Thermodynamik, entwickelt wurde, verwendet Kelvin-Grade. Der Nullgrad Kelvin, auch als "absoluter Nullpunkt" bezeichnet, repräsentiert die niedrigstmögliche Temperatur gemäß der thermodynamischen Theorie. Es ist gleich -273,16 Grad Celsius.

Einheiten auf der Kelvin-Skala haben die gleiche Größe wie auf der Celsius-Skala, außer dass die Kelvin-Skala die niedrigste Temperatur auf 0 setzt.

Referenzen

1. Kim Ann Zimmermann. Temperatur: Fakten, Geschichte und Definition. (September 2013). livescience.com
2. Temperaturmessung: Einführung in die Temperaturmessung (s.f.) omega.com.
3. Absolute Temperaturskala (August 2008). Encyclopædia Britannica. britannica.com
4. Temperatur und ihre Messung. (s.). nextguruk.in.