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Thermometer-Grundlagen: Die Mechanismen entschlüsseln

December 05 2023
Ampheo

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Temperatur ist ein grundlegendes Konzept, das in unser Leben eingebunden ist, vom hohen Fieber eines kranken Kindes bis zur sengenden Hitze eines Sommertages. Doch wie können wir dieses trügerische Gefühl messen? Wir stellen das gewöhnliche Thermometer vor – ein Instrument, das vielleicht einfach erscheint, aber eine faszinierende Hintergrundgeschichte und ausgeklügelte innere Mechanismen hat. In diesem Blog begeben wir uns auf eine Reise, um die Geheimnisse der Thermometer zu lüften, ihre Mechanismen zu entmystifizieren, ihre vielfältigen Anwendungen zu erkunden und all Ihre brennenden Fragen zu diesen allgegenwärtigen Instrumenten zu beantworten. Also schnallen Sie sich an und machen Sie sich bereit, Ihre Temperatur messen zu lassen – natürlich im übertragenen Sinne!

Was ist ein Thermometer?

Ein Thermometer ist ein Gerät zum Messen der Temperatur. Normalerweise besteht es aus einem kleinen, versiegelten Glasröhrchen mit einer Temperaturskala. Die beliebteste Art von Thermometer ist das Quecksilber-in-Glas-Thermometer, das die Temperatur misst, indem es die Ausdehnung von Quecksilber mit der Temperatur misst. Andererseits werden heutzutage auch häufig elektronische sensorbasierte Digitalthermometer verwendet. Zu den Anwendungsgebieten von Thermometern gehören industrielle Prozesse, medizinische Anwendungen und Wetterüberwachung.

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Wann wurde das Thermometer erfunden?

Das Thermometer wurde im frühen 17. Jahrhundert erfunden. Der italienische Physiker Galileo Galilei erfand im frühen 17. Jahrhundert das erste versiegelte Thermometer. Allerdings entwickelte der niederländische Wissenschaftler Daniel Gabriel Fahrenheit Anfang des 18. Jahrhunderts das moderne Thermometer, wie wir es heute kennen – eines mit einer standardisierten Temperaturskala. Die Wissenschaft der Temperaturmessung wurde später durch die Celsius-Skala des schwedischen Astronomen Anders Celsius und die Kelvin-Skala des britischen Wissenschaftlers William Thomson (Lord Kelvin) vorangetrieben.  

Warum sind Thermometer wichtig?

Gesundheit und Wohlbefinden:
  • Früherkennung von Krankheiten: Die Messung Ihrer Körpertemperatur mit einem Thermometer kann Ihnen dabei helfen, Fieber zu erkennen, das ein häufiges Frühzeichen vieler Infektionen und Krankheiten ist. Ein sofortiges Eingreifen kann Komplikationen verhindern und eine schnellere Genesung fördern.
  • Lebensmittelsicherheit: Durch Bakterienwachstum bedingte lebensmittelbedingte Krankheiten können vermieden werden, indem die Lebensmittel während der Zubereitung, Lagerung und des Transports auf akzeptablen Temperaturen gehalten werden. Es ist wichtig, Thermometer zu verwenden, um diese lebenswichtigen Temperaturen im Auge zu behalten.
  • Umweltüberwachung: Indem sowohl die Innen- als auch die Außentemperaturen im Auge behalten werden, können Heiz- und Kühlsysteme angepasst werden, um hygienische und komfortable Wohn- und Arbeitsräume zu schaffen.
  Wissenschaft und Forschung:
  • Genaue Messungen: Durch die Verwendung von Thermometern zur genauen Erfassung von Temperaturänderungen in Experimenten und Beobachtungen haben Wissenschaftler bahnbrechende Entdeckungen in zahlreichen Bereichen gemacht, darunter Biologie, Chemie, Physik und Klimaforschung.
  • Standardisierung und Reproduzierbarkeit: Für den wissenschaftlichen Fortschritt müssen Temperaturmessungen aus vielen Laboren und Experimenten konsistent sein. Die Gültigkeit und Zuverlässigkeit der Forschungsdaten werden durch standardisierte Skalen und Thermometerkalibrierungen gewährleistet.
  • Technologische Fortschritte: Um neue Technologien, darunter Elektronik, Materialwissenschaften, erneuerbare Energien und Weltraumforschung, zu entwickeln, ist es wichtig, die Temperatur zu verstehen und zu regulieren.
  Alltag:
  • Persönlicher Komfort: Um bestmöglichen Komfort und Energieeffizienz zu gewährleisten, verwenden wir Thermometer, um die Temperatur in unseren Autos und Häusern zu regeln.
  • Kochen und Backen: Vom Grillen von Fleisch bis zum Backen von Kuchen ist eine präzise Temperaturregelung unerlässlich, um optimale Ergebnisse zu erzielen.
  • Gartenarbeit: Durch die Überwachung der Boden- und Lufttemperaturen können Gärtner die besten Pflanzen auswählen, ein gesundes Wachstum gewährleisten und Frostschäden vorbeugen.
 

Video zu Thermometern

 

Wie funktioniert ein Thermometer?

Je nach Art funktionieren Thermometer unterschiedlich, aber sie basieren alle auf demselben Grundprinzip: Sie verwenden ein Material, das als Reaktion auf die Temperatur eine Art Veränderung erfährt. Dies könnte eine Veränderung des elektrischen Widerstands, der Größe oder sogar der Farbe des Materials sein, die es abgibt. Hier ist eine Aufschlüsselung der Funktionsweise von zwei gängigen Thermometertypen:
  1. Flüssigkeits-in-Glas-Thermometer:
  • Die Kugel am Sockel des Thermometers enthält Alkohol, Quecksilber oder eine andere Flüssigkeit.
  • Bei steigender Temperatur dehnt sich die Flüssigkeit aus.
  • Im Thermometer steigt die sich ausdehnende Flüssigkeit in einem dünnen Rohr nach oben.
  • Die Temperatur lässt sich dank der Skalenmarkierungen auf dem Rohr ablesen.
 
  1. Digitalthermometer:
  • Diese verwenden für ihren Sensor eine temperaturempfindliche Substanz, deren elektrischer Widerstand variiert.
  • Der Widerstand des Sensors steigt mit der Temperatur.
  • Die elektronische Schaltung des Thermometers misst den Widerstand und interpretiert das Ergebnis als Temperaturanzeige.
  • Die digitale Anzeige zeigt die Temperaturanzeige an.
 

Wo werden Thermometer verwendet?

Obwohl einem als Erstes das Messen von Fieber in den Sinn kommt, haben Thermometer weitreichende Anwendungsmöglichkeiten jenseits der Arztpraxis. Sie spielen in verschiedenen Bereichen eine entscheidende Rolle, darunter:
  • Wettervorhersage: Um Luft- und Wassertemperaturen genau aufzuzeichnen, sind Wetterstationen auf Thermometer angewiesen. Diese Informationen sind für die Wettervorhersage und die Verfolgung der globalen Erwärmung unerlässlich.
  • Lebensmittelsicherheit: Es ist wichtig, Lebensmittel bei der richtigen Temperatur zu kochen, um lebensmittelbedingte Krankheiten zu vermeiden. Küchen, gastronomische Einrichtungen und Einrichtungen, in denen Lebensmittel verarbeitet werden, benötigen alle Thermometer.
  • Industrielle Prozesse: Die Temperaturkontrolle ist in einer Vielzahl von Branchen von entscheidender Bedeutung, von chemischen Reaktionen bis hin zu Industriemaschinen. In der Industrie, in Kraftwerken und in Forschungseinrichtungen werden Thermometer verwendet, um die Temperatur zu verfolgen und zu kontrollieren.
  • Wissenschaftliche Forschung: Thermometer sind für Wissenschaftler in den verschiedensten Bereichen unverzichtbare Instrumente, von der Entschlüsselung der von Sternen erzeugten Wärme bis hin zur Untersuchung des Erdkerns.
 

Wie oft sollte ein Thermometer kalibriert werden?

Wie jedes Messinstrument müssen Thermometer regelmäßig kalibriert werden, um genaue Messwerte zu liefern. Die Häufigkeit der Kalibrierung hängt vom Thermometertyp, seinem Verwendungszweck und dem erforderlichen Genauigkeitsgrad ab.
  • Flüssigkeits-Glasthermometer: Sofern sie nicht stark beansprucht oder beschädigt werden, müssen sie normalerweise nur alle paar Jahre kalibriert werden.
  • Digitalthermometer: Je nach Qualität und Verwendung müssen diese möglicherweise häufiger kalibriert werden. Genaue Angaben zum Kalibrierungsintervall finden Sie in den Anweisungen des Herstellers.
  • Infrarotthermometer: Diese Thermometer müssen aufgrund ihrer Empfindlichkeit und der Möglichkeit einer Fehlausrichtung häufig kalibriert werden, normalerweise alle sechs Monate bis zu einem Jahr.
 

Wie kann ich die Temperatur ohne Thermometer überprüfen?

Thermometer sind zwar unschätzbar wertvolle Hilfsmittel, aber manchmal haben Sie keins zur Hand. Aber keine Angst! Es gibt immer noch Möglichkeiten, die Temperatur mithilfe von Alltagsgegenständen ungefähr zu messen:
  • Berühren: Der einfachste Ansatz, der jedoch fehlerhaft und subjektiv sein kann. Sie können durch Berühren einen allgemeinen Eindruck von Wärme oder Kälte bekommen, aber denken Sie daran, dass Ihre Wahrnehmung durch Ihre eigene Körpertemperatur beeinflusst werden kann.
  • Beobachtung von Materialien: Beobachten Sie, wie verschiedene Materialien auf Temperaturschwankungen reagieren. Flüssigkeiten wie Wasser dehnen sich beispielsweise beim Erhitzen aus und Metalle fühlen sich wärmer an als Holz.
  • Verdunstungsrate: In wärmeren Klimazonen trocknet ein feuchtes Tuch oder Taschentuch schneller. Insbesondere bei Verwendung im Freien kann dies als grobes Maß für Änderungen der relativen Temperatur dienen.
  • Verhalten von Pflanzen und Insekten: Als Reaktion auf Hitzestress verwelken einige Pflanzen oder ändern ihre Farbe, während bestimmte Insekten aktiver werden. Dies könnten subtile Indikatoren dafür sein, wie warm es an einem Ort ist.
 

Die Zukunft der Thermometer

Mit dem technologischen Fortschritt ist die Zukunft der Thermometer voller Möglichkeiten. Wir können Folgendes erwarten:
  • Miniaturisierung und Integration: Stellen Sie sich winzige, unauffällige Temperatursensoren vor, die in Ihre Möbel, Kleidung oder sogar Wände integriert sind. Diese könnten individuellen thermischen Komfort bieten und Ihre Umgebung kontinuierlich überwachen. Stellen Sie sich einen Stuhl vor, der seine Temperatur entsprechend Ihrer Körpertemperatur ändert, oder Sportbekleidung, die Schweiß automatisch ableitet. Diese Integration hat das Potenzial, unsere Wahrnehmung der Temperatur in unseren Häusern und Büros völlig zu verändern.
  • Intelligente Thermometer: Thermometer, die mit Ihrem Smartphone oder Smart-Home-Netzwerk verbunden sind, bieten möglicherweise eine Fülle von Informationen und Kontrollmöglichkeiten. Stellen Sie sich vor, Sie könnten die Temperatur in Ihrem Zuhause vor Ihrer Ankunft fernsteuern oder in Echtzeit benachrichtigt werden, wenn es im Zimmer Ihres Babys zu kalt wird. Indem diese intelligenten Thermometer Ihre Vorlieben erkennen, können sie automatisch die ideale Temperatureinstellung vornehmen, wodurch Sie Geld sparen und Ihren Komfort verbessern.
  • Biosensoren: Diese winzigen, drahtlos übertragenden Sensoren, die implantiert oder sogar in Tablettenform geschluckt werden können, könnten die Medizin völlig verändern. Stellen Sie sich vor, Ärzte würden Echtzeitdaten zur Körpertemperatur verwenden, um die Dosierung von Medikamenten anzupassen, Infektionen frühzeitig zu erkennen oder sogar die Temperatur von Patienten aus der Ferne zu überwachen. Einst undenkbare präventive Gesundheitsfürsorge und maßgeschneiderte Medikamente könnten durch diesen Grad der Biointegration möglich werden.
 

Fazit

Das Thermometer hat unser Verständnis von Temperatur von seinen einfachen Ursprüngen bis zu seinen anspruchsvollen modernen Formen verändert. Es hat unser tägliches Leben beeinflusst, unsere Sicherheit und Gesundheit garantiert und wesentlich zu wissenschaftlichen Durchbrüchen beigetragen. Die Zukunft der Thermometer bietet mit dem technologischen Fortschritt noch mehr Genauigkeit, Anpassungsfähigkeit und Integration in unsere ständig vernetzte Umgebung.  

Häufig gestellte Fragen zum Thermometer

Warum funktioniert mein Thermometer nicht?
  • Flüssigkeit im Glas: Überprüfen Sie das Glasrohr auf Risse oder Flüssigkeitsabscheidung. Stellen Sie sicher, dass es richtig positioniert und vor grellem Sonnenlicht oder Hitze geschützt ist.
  • Digital: Überprüfen Sie, ob lose Verbindungen vorhanden sind, reinigen Sie den Sensor und ersetzen Sie die Batterie. Wenn das Problem weiterhin besteht, schlagen Sie im Benutzerhandbuch nach oder wenden Sie sich an den Hersteller.
  • Infrarot: Stellen Sie sicher, dass der Sensor sauber und frei von Schmutz ist. Stellen Sie sicher, dass sich das Zielobjekt im richtigen Bereich befindet und dass Sie es richtig anvisieren.
  Können Thermometer schlecht werden? Ja, mit der Zeit können Thermometer aufgrund verschiedener Faktoren wie Alterung, Stößen oder extremen Temperaturen an Genauigkeit verlieren. Eine regelmäßige Kalibrierung hilft, dies zu verhindern.   Sind Thermometer genau? Die Genauigkeit eines Thermometers hängt von verschiedenen Aspekten ab, wie etwa seiner Art, seinem Kaliber und seiner Kalibrierung. Während Flüssigkeitsthermometer in Glas etwas größere Fehlermargen aufweisen können, sind digitale und Infrarotthermometer normalerweise sehr genau.   Wie richte ich ein AcuRite-Innen-/Außenthermometer ein? Der Außensensor der meisten AcuRite-Modelle muss an einem schattigen Ort platziert werden, fern von Wärmequellen und direkter Sonneneinstrahlung. In Ihrem Haus kann der Innensensor in der Mitte platziert werden. Befolgen Sie die Anweisungen des Herstellers zum Koppeln der Sensoren und zum Festlegen von Einstellungen.   Wo kann das Thermometer platziert werden? Die Art des Thermometers und Ihre geplante Verwendung bestimmen die Platzierung. Halten Sie es für eine optimale Lufttemperatur von Zugluft und direkten Wärmequellen fern. Stellen Sie sicher, dass Sie den betroffenen Bereich zur Messung der Körpertemperatur ausreichend berühren. Der Sensor sollte zur Messung von Nahrungsmitteln oder Flüssigkeiten in der richtigen Tiefe eingetaucht sein.
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