Messinstrumente

Zu jeder der 4 Eigenschaften der Temperatur gibt es eigene Messinstrumente:
1. Die
Bewegungsenergie kann man mit dem Finger fühlen. Insbesondere die schnellen Moleküle erzeugen Schmerz in der Haut. Kaltes, warmes und heißes Wasser kann man über die Fingerprobe unterscheiden. Als Messinstrument ist der Finger allerdings nicht zu gebrauchen.

2. Ausdehnung von Körpern mit zunehmender Temperatur führte zur Erfindung der ersten Messinstrumente:
a) Flüssigkeits-Thermometer
Hierbei ist eine Flüssigkeit (Alkohol oder Quecksilber, damit es bei 0°C nicht gefriert) in einem kleinen Glasbehälter mit einem dünnen Röhrchen eingeschlossen. Wenn sich die Flüssigkeit im Glasbehälter durch Erwärmung ausdehnt, so drückt es die Flüssigkeit ins Röhrchen. Am Röhrchen ist eine Skala, auf der man die Ausdehnung der Flüssigkeit ablesen kann.

Sonderfall: Max-Min-Thermometer

Der Alkohol im linken Kügelchen kann sich erwärmen. Dadurch dehnt sich die Flüssigkeit aus und schiebt das Quecksilber vor sich her. Das Quecksilber schiebt das 2.Eisenstäbchen vor sich her nach oben. (Maximumzeiger). Beim Abkühlen schiebt das Quecksilber das 1.Eisenstäbchen nach oben (Minimumzeiger). Das blaue Eisenstäbchen im Thermometer-Rohr (rechte Darstellung) wird nur vom Quecksilber verschoben, der Alkohol kann das Stäbchen umfließen. So verharren die Eisenstäbchen in der jeweils höchsten Position und zeigen die niedrigste und die höchste Temperatur an. Über einen Handmagneten lassen sich die Eisenstäbchen verschieben.

b) Bimetall-Thermometer (sog. Thermostate bei der Heizungssteuerung)
Hier sind zwei unterschiedliche Metallstreifen zusammengeklebt. Der eine Streifen dehnt sich bei Erwärmung stärker als der andere. Dies führt zum Verbiegen des Bimetall-Streifens. Man braucht nur noch eine Skala, dann ist das Themometer fertig, denn der Bimetallstreifen ist der Zeiger.

3. Die Wärmestrahlung wird über spezielle Infrarot-Sensoren ermittelt. Dabei lässt sich die Temperatur eines Körpers aus der Ferne bestimmen. Dies ist vor allem für die Satelliten-Fernerkundung von sehr großer Bedeutung. Hier ein kleines Handmessgerät für infrarote Strahlung.

4. Die unterschiedliche Leitfähigkeit von Metallen bei veränderter Temperatur lässt sich bei elektrischen Thermometern zur Messung verwenden. Der dünne Stab ist der Sensor.