Ein Thermometer ist ein unverzichtbares Instrument, das zur Messung der Temperatur verwendet wird. Doch wie funktioniert ein Thermometer eigentlich?

Es gibt verschiedene Arten von Thermometern, die auf unterschiedlichen Prinzipien basieren.

Flüssigkeitsthermometer: Die klassischen Instrumente

Die bekanntesten Thermometer sind die Flüssigkeitsthermometer. Sie enthalten eine Flüssigkeit wie Quecksilber oder Alkohol, die sich bei Temperaturänderungen ausdehnt oder zusammenzieht. In einem dünnen Glasrohr steigt oder sinkt die Flüssigkeitssäule entsprechend der Temperatur.

Funktionsweise:

• Ausdehnung der Flüssigkeit: Wenn die Temperatur steigt, dehnt sich die Flüssigkeit aus und steigt im Glasrohr nach oben.
• Zusammenziehen der Flüssigkeit: Sinkt die Temperatur, zieht sich die Flüssigkeit zusammen und fällt im Glasrohr nach unten.

Diese einfache Methode wird oft in Haushalten verwendet, da sie zuverlässig und leicht ablesbar ist.

Bimetallthermometer: Robuste Alternative

Bimetallthermometer bestehen aus zwei verschiedenen Metallstreifen, die fest miteinander verbunden sind. Bei Temperaturänderungen dehnen sich die Metalle unterschiedlich stark aus, wodurch sich der Streifen verbiegt und einen Zeiger bewegt, der die Temperatur anzeigt.

Funktionsweise:

• Unterschiedliche Ausdehnung: Die zwei Metalle haben unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten, was zur Verbiegung führt.
• Mechanische Anzeige: Diese Verbiegung wird auf einen Zeiger übertragen, der die Temperatur auf einer Skala anzeigt.

Diese robusten Thermometer sind häufig in industriellen Anwendungen zu finden.

Galileo-Thermometer: Ein faszinierendes Prinzip

Funktionsweise:

• Dichte und Auftrieb: Das Galileo-Thermometer besteht aus einem Glaszylinder, der mit einer klaren Flüssigkeit gefüllt ist. In dieser Flüssigkeit befinden sich mehrere Glaskugeln, die mit farbigen Flüssigkeiten und einem kleinen Metallgewicht gefüllt sind. Jede Glaskugel hat eine etwas andere Dichte.
• Temperaturabhängige Bewegung: Wenn sich die Temperatur der Umgebung ändert, ändert sich auch die Dichte der Flüssigkeit im Zylinder. Bei steigender Temperatur wird die Flüssigkeit weniger dicht, und bei sinkender Temperatur wird sie dichter. Die Glaskugeln steigen oder sinken entsprechend ihrer eigenen Dichte im Vergleich zur Flüssigkeit.
• Ablesen der Temperatur: Die Glaskugeln sind mit kleinen Metallanhängern versehen, auf denen die Temperatur aufgedruckt ist. Die Kugel, die sich in der Mitte des Zylinders befindet (also weder ganz oben schwimmt noch ganz unten gesunken ist), zeigt die aktuelle Temperatur an.

Dieses Thermometer ist nach dem berühmten Wissenschaftler Galileo Galilei benannt, der die Dichte als ein Maß für die Temperatur erkannte. Er hat es allerdings nicht selbst erfunden.

Das Galileo-Thermometer ist nicht nur ein praktisches Messgerät, sondern auch ein attraktives Dekorationsobjekt.

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Digitale Thermometer: Die moderne Methode

Mit dem technologischen Fortschritt sind digitale Thermometer immer populärer geworden. Aber wie funktionieren sie?

Elektronische Sensoren: Digitale Thermometer nutzen Halbleitersensoren wie Thermistoren oder Widerstandsthermometer (RTDs). Diese Sensoren verändern ihren elektrischen Widerstand abhängig von der Temperatur. Ein Mikrocontroller im Thermometer misst den Widerstand und wandelt ihn in einen Temperaturwert um, der auf einem Display angezeigt wird.

Infrarot-Thermometer: Diese Thermometer messen die Infrarotstrahlung, die ein Objekt aussendet. Ein Detektor wandelt die Strahlung in ein elektrisches Signal um, das dann in eine Temperatur umgerechnet wird. Diese berührungslosen Thermometer sind besonders nützlich für schnelle und hygienische Messungen, wie bei der Körpertemperatur.

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Übrigens: Die niedrigste Lufttemperatur der Welt wurde mit −89,2 °C am 21. Juli 1983 in Wilkesland in der Antarktis gemessen. In Deutschland liegt der Rekord bei −37,8 °C, gemessen am 12. Feb. 1929 in Wolnzach in Bayern

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