Wahrscheinlich hat jeder von uns schon einmal eine Situation erlebt, in der die Messung einer krankheitsbedingten erhöhten Temperatur eher zweideutige Ergebnisse liefert: Entweder sind die Thermometerwerte zu hoch, während der Gesundheitszustand nicht so schlecht erscheint, oder wir vermuten im Gegenteil das Thermometer der Verharmlosung des Ernstes der Lage.

Noch verwirrender kann es werden, wenn Sie die Temperatur mit mehr als einem Thermometertyp messen: Quecksilberthermometer, elektronisches Thermometer oder Infrarotthermometer (auch elektronisches berührungsloses Thermometer genannt).

In den mit den Thermometern gelieferten Anweisungen finden Sie Informationen darüber, dass der Fehler bei Quecksilber- und elektronischen Thermometern 0,1 °C beträgt und bei Infrarot-Thermometern etwas mehr – 0,2–0,3 °C. Allerdings findet man auch Bewertungen von Schreibern: Der Fehler eines elektronischen Thermometers erreicht manchmal 0,5 °C. Die Wissenschaftsabteilung beschloss, herauszufinden, ob dies am genauesten ist Quecksilberthermometer, dessen Funktionsprinzip auf der Wärmeausdehnung von Quecksilber basiert, und verstehen Sie auch, wie Sie elektronische Instrumente zur Temperaturmessung richtig verwenden, indem Sie sich an einen Experten wenden und Ihr eigenes Experiment durchführen.

Experte

Vladimir Sedykh beantwortete die Fragen: kaufmännischer Leiter eines der Unternehmen, die Thermometer herstellen .

— Kann man sagen, dass Quecksilberthermometer genauer sind als elektronische?

- Nein. Elektronische Thermometer unterscheiden sich in ihrer Genauigkeit nicht von Quecksilberthermometern: Der Messfehler beider Thermometer beträgt 0,1°C. Das Problem bei elektronischen Thermometern besteht darin, dass das Thermometer für eine effektive Temperaturmessung sehr eng an der Körperoberfläche anliegen muss. Daher ist es ratsam, es in den Mund- oder Analöffnungen zu verwenden.

Fast alle elektronischen Thermometer dienen dazu, die Körpertemperatur des Menschen oral oder anal zu messen. In Russland ist diese Messmethode jedoch unbeliebt.

Bei der Verwendung elektronischer Thermometer ist die Beachtung sehr wichtig richtige Zeit Messungen. In den Anweisungen steht oft: Messzeit - 10 Sekunden. Sie müssen es jedoch mindestens 5 Minuten lang halten. Normalerweise gibt das Thermometer beim ersten Ablesen ein charakteristisches Quietschen von sich. Nach diesem Quietschen ist es besser, es noch ein paar Minuten zu halten.

- Aber falls elektronisches Gerät Erkennt die Temperatur fast sofort. Warum sollte man sie mehrere Minuten lang aufbewahren?

— Quecksilber- und elektronische Thermometer werden entfernt unterschiedliche Temperaturen: Quecksilber zeigt maximale Temperatur für einen bestimmten Zeitraum. (Das heißt, wenn Sie es fünf Minuten lang gedrückt halten, wird die maximale Temperatur angezeigt, die Sie während dieser fünf Minuten hatten.) Ein elektronisches Thermometer misst die Temperatur in Sekundenschnelle, und Sie müssen es mehrere Minuten lang gedrückt halten, um die Temperatur zu messen mittelt den resultierenden Wert. Es sei daran erinnert, dass die Körpertemperatur eines Menschen bereits innerhalb einer Minute erheblich schwanken kann. große Werte- bis zu 1°C.

— Gibt es sonst noch etwas, das die Genauigkeit der mithilfe der Elektronik gewonnenen Daten beeinträchtigen kann?

— Der Betrieb elektronischer Thermometer wird durch einen weiteren Faktor beeinflusst – den Spannungsabfall in den Batterien. In der Regel halten alle Batterien durchschnittlich etwa zwei Jahre; wenn Sie die Batterie nicht rechtzeitig wechseln, beginnt das Thermometer zu „lügen“. Wie fast jeder Messgeräte(z. B. Tonometer) haben Thermometer ein Kalibrierintervall, das normalerweise ein bis zwei Jahre beträgt. Ein Glasthermometer wird jedoch nicht während seiner gesamten Lebensdauer überprüft! Daher müssen alle elektronischen Thermometer mindestens einmal im Jahr, bei einigen Produkten sogar alle zwei Jahre getestet werden. Dies muss in angegeben werden technischer Pass Produkte. Hersteller schreiben meist: Die Garantie auf das Thermometer beträgt so viele Jahre. Aber wenn Sie die Anweisungen sorgfältig lesen, heißt es:

Damit diese Garantie erhalten bleibt und das Gerät während der Garantiezeit eine genaue Temperatur anzeigt, muss es regelmäßig bzw. mitgebracht werden Servicecenter Hersteller oder einfach an den messtechnischen Dienst.

Die Kosten für die Prüfung bzw. Überprüfung (messtechnischer Begriff) eines elektronischen Thermometers können bis zu 1.000 Rubel betragen.

— Welche Vorteile hat ein Glasthermometer gegenüber einem elektronischen?

- Im Gegensatz zu einem elektronischen Thermometer ist die Lebensdauer eines Glasthermometers nicht begrenzt – natürlich auch bei Abwesenheit mechanischer Schaden. Wenn Sie es sorgfältig verwenden, wird es sozusagen ewig dienen. Die Genauigkeit des Thermometers ändert sich im Laufe der Jahre nicht, es ist versiegelt, wasserdicht, antiallergen und erfordert keinen Batteriewechsel. Der einzige Nachteil eines alten Quecksilberthermometers ist Quecksilber bzw. Quecksilberdampf. In Europa sind diese verboten und Glasthermometer ohne Quecksilber werden dort schon seit langem verwendet. In jüngerer Zeit erschienen diese in Russland. In Glasthermometern eines neuen Typs

Anstelle von Quecksilber wird eine ungiftige Metalllegierung aus Gallium, Indium und Zinn verwendet. Dieses Thermometer ist umweltfreundlich, sicher und ungiftig.

— Was können Sie über elektronische berührungslose Thermometer sagen – Infrarot?

— Bei Infrarot-Thermometern kann eine Genauigkeit von ±0,1 °C nicht erreicht werden, da der Temperaturmessstrahl durchläuft Luftströme: Klimaanlage, Heizung, Ihre Stirn ist nass – all das beeinflusst das Messergebnis. Natürlich kann ich das nicht hundertprozentig sagen, aber ich habe schon sehr viele Infrarot-Thermometer gesehen, und ich habe noch kein einziges mit einem Fehler von ± 0,1 °C gesehen. Bester Indikator beträgt ±0,2 °C. Praktisch einsetzbar sind Infrarot-Thermometer beispielsweise im Sanitärbereich eines Flughafens zur schnellen, berührungslosen Temperaturmessung.

— Welches Thermometer empfehlen Sie für zu Hause?

— Im Allgemeinen wird empfohlen, zu Hause ein elektronisches oder Infrarot-Thermometer für schnelle Messungen und ein Quecksilberthermometer, besser noch ein quecksilberfreies Glasthermometer, zu Hause zu haben, um die Temperatur im Laufe der Zeit zu überwachen, wenn eine Person bereits krank ist. Obwohl es natürlich das Beste ist, nicht krank zu werden, was ich Ihnen wünsche!

Experiment

Während des Experiments rekrutierten Korrespondenten der Wissenschaftsabteilung Kollegen aus der Technologieabteilung und verwendeten drei Thermometer: Glas-Quecksilber, Elektronik und Infrarot. An dem Experiment nahmen fünf Personen teil, die jeweils fünfmal ihre Temperatur maßen: das erste Mal – mit einem Quecksilberthermometer, das zweite – elektronisch, aber auf die „falsche“ Art und Weise, wie wir es gewohnt sind, in der Achselhöhle (es lohnt sich). unter Hinweis darauf, dass diese Methode in der Anleitung des Thermometers als lebensberechtigt angegeben wurde), der dritte - elektronisches Thermometer, indem Sie es gemäß den Anweisungen unter die Zunge legen, das vierte - mit einem Infrarot-Thermometer. Das letzte Mal haben wir die Temperatur noch einmal mit demselben Thermometer gemessen, aber zuvor den Sensor sorgfältig abgewischt. Unsere Ergebnisse sind in der Tabelle unten zu sehen.

Die Entstehungsgeschichte des Thermometers beginnt vor vielen Jahren. Die Menschen wollten schon immer ein Gerät haben, mit dem sie die Erwärmung oder Abkühlung eines bestimmten Objekts messen können. Diese Gelegenheit ergab sich im Jahr 1592, als Galilei das erste Instrument entwarf, das die Bestimmung von Temperaturänderungen ermöglichte. Dieses Gerät, bestehend aus Glaskugel und das daran angelötete Rohr wurde Thermoskop genannt. Das Ende des Röhrchens wurde in ein Gefäß mit Wasser gegeben und die Kugel erhitzt. Als das Erhitzen aufhörte, sank der Druck im Inneren der Kugel und Wasser stieg unter dem Einfluss von durch das Rohr auf Luftdruck. Mit zunehmender Temperatur vollzog sich der umgekehrte Vorgang und der Wasserstand im Rohr sank. Das Gerät hatte keine Waage und genaue Werte Es war unmöglich, daraus die Temperatur zu bestimmen. Anschließend beseitigten Florentiner Wissenschaftler diesen Mangel, wodurch die Messungen genauer wurden. So entstand der Prototyp des ersten Thermometers.

Zu Beginn des nächsten Jahrhunderts erfand der berühmte Florentiner Wissenschaftler, ein Schüler Galileis, Evangelista Torricelli, ein Alkoholthermometer. Wie wir alle wissen, befindet sich die darin enthaltene Kugel unter einem Glasrohr und anstelle von Wasser wird Alkohol verwendet. Die Messwerte dieses Geräts sind nicht vom atmosphärischen Druck abhängig.

Erfindung des ersten Quecksilberthermometers durch D.G. Fahrenheit stammt aus dem Jahr 1714. Als tiefsten Punkt seines Schals nahm er 32 Grad an – was der Gefriertemperatur entsprach Kochsalzlösung und für den oberen - 2120 - der Siedepunkt von Wasser. Die Fahrenheit-Skala wird in den Vereinigten Staaten noch heute verwendet.

Im Jahr 1730 gründete der französische Wissenschaftler R.A. Reaumur schlug eine Skala vor, bei der die Extrempunkte die Siede- und Gefriertemperaturen von Wasser waren, und der Gefrierpunkt von Wasser wurde auf der Reaumur-Skala mit 0 Grad und der Siedepunkt mit 80 Grad angenommen. Derzeit wird die Reaumur-Skala praktisch nicht verwendet.

28 Jahre später entwickelte der schwedische Forscher A. Celsius seine eigene Skala, bei der die Siede- und Gefriertemperaturen von Wasser wie bei der Reaumur-Skala als Extrempunkte herangezogen wurden, der Abstand zwischen ihnen jedoch nicht durch 80, sondern durch 100 geteilt wurde Grad, und zunächst erfolgte die Graduierung von oben nach unten, das heißt, der Siedepunkt von Wasser wurde mit Null und der Gefrierpunkt von Wasser mit einhundert Grad angenommen. Die Unbequemlichkeit einer solchen Unterteilung wurde bald offensichtlich, und Stremmer und Linnaeus vertauschten daraufhin die Extrempunkte der Skala und gaben ihr das uns bekannte Aussehen.

Mitte des 19. Jahrhunderts schlug der britische Wissenschaftler William Thomson, bekannt als Lord Kelvin, eine Temperaturskala vor, deren tiefster Punkt bei -273,15 0C lag – dem absoluten Nullpunkt, bei diesem Wert gibt es keine Bewegung von Molekülen.

So können wir kurz die Entstehungsgeschichte der Thermometer- und Temperaturskalen beschreiben. Derzeit ist die Celsius-Skala das am weitesten verbreitete Thermometer, in den Vereinigten Staaten wird immer noch die Fahrenheit-Skala verwendet und in der Wissenschaft ist die Kelvin-Skala am beliebtesten.

Heutzutage gibt es viele Bauformen von Thermometern und Temperaturmessgeräten, die auf unterschiedlichen basieren physikalische Eigenschaften und weit verbreitet im Alltag, in der Wissenschaft und in der Produktion.

Der Nullpunkt auf der Faraday-Skala entsprach modernen 32 Grad und die Temperatur des menschlichen Körpers betrug 96 Grad. Im Jahr 1742 machte der Physiker Celsius die Temperatur von schmelzendem Eis und siedendem Wasser zu Bezugspunkten, obwohl zunächst Null auf der Skala der Siedetemperatur von Wasser entsprach, dann wurde sie jedoch gleich.

Flüssigkeitsthermometer funktionieren nach dem Prinzip, dass sich bei einer Änderung das anfängliche Volumen der in das Thermometer eingefüllten Flüssigkeit ändert Umgebungstemperatur. Am häufigsten wird Alkohol oder Quecksilber in den Thermometerkolben gegossen. Die Vorteile eines Quecksilberthermometers sind eine hohe Genauigkeit der Temperaturmessung und eine lange Lebensdauer. Allerdings dauert die Einstellung des Temperaturniveaus lange, Quecksilber in einem Thermometer ist ein gefährliches Material, daher muss die Verwendung eines Quecksilberthermometers so sorgfältig wie möglich erfolgen .
Optische Thermometer zeichnen die Temperatur anhand des Glühgrades, des Spektrums und anderer Indikatoren auf und werden am häufigsten in verwendet wissenschaftliche Forschung.

Mechanische Thermometer funktionieren nach dem Prinzip von Flüssigkeitsthermometern, lediglich der Sensor ist eine Spirale oder ein Metallband.
Elektrisch – sie arbeiten nach dem Prinzip, dass sich beim Wechsel der Widerstandswert des Leiters ändert Außentemperatur. Diese elektrischen Thermometer mit großer Reichweite basieren auf Thermoelementen – bei der Wechselwirkung verschiedener Metalle entsteht eine Kontaktpotentialdifferenz, die von der Temperatur abhängt. Elektrische Thermometer sind eingebaut zusätzliche Funktionen Speicher, Hintergrundbeleuchtung, sie sind sicher und zeigen das Ergebnis schnell an, sie können jedoch einen kleinen Fehler ergeben, wodurch die Temperatur mehrmals gemessen werden muss.

Ein Infrarot-Thermometer misst die Temperatur ohne direkte Interaktion mit einer Person oder einem Gegenstand und zeichnet sich durch Messgenauigkeit und Sicherheit aus hohe Geschwindigkeit Aktionen - eine halbe Sekunde. Sie sind hygienisch, arbeiten schnell (innerhalb von 2-5 Sekunden) und helfen bei der Messung der Temperatur von Kindern.

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Es ist bekannt, dass heißere Körper schlechter leiten elektrischer Strom als gekühlte. Der Grund dafür ist das sogenannte thermischer Widerstand Metalle

Was ist thermischer Widerstand?

Der thermische Widerstand ist der Widerstand eines Leiters (Abschnitts eines Stromkreises) aufgrund der thermischen Bewegung von Ladungsträgern. Unter Ladungen sind hier die in der Substanz enthaltenen Elektronen und Ionen zu verstehen. Aus dem Namen geht hervor, dass es sich um das elektrische Widerstandsphänomen handelt.

Die Essenz des thermischen Widerstands

Das physikalische Wesen des thermischen Widerstands liegt in der Abhängigkeit der Elektronenmobilität von der Temperatur des Stoffes (Leiters). Lassen Sie uns herausfinden, woher dieses Muster kommt.

Die Leitfähigkeit in Metallen wird durch freie Elektronen gewährleistet, die unter dem Einfluss von elektrisches Feld Erfassen Sie eine gerichtete Bewegung entlang der elektrischen Feldlinien. Daher ist die Frage berechtigt: Was kann die Bewegung von Elektronen behindern? Das Metall enthält ein ionisches Kristallgitter, das natürlich die Ladungsübertragung von einem Ende des Leiters zum anderen verlangsamt. Hierbei ist zu beachten, dass die Ionen Kristallgitter sind in oszillierender Bewegung, daher nehmen sie einen Raum ein, der nicht durch ihre Größe, sondern durch die Amplitude ihrer Schwingungen begrenzt ist. Jetzt müssen Sie darüber nachdenken, die Temperatur des Metalls zu erhöhen. Tatsache ist, dass das Wesen der Temperatur genau die Schwingungen der Ionen des Kristallgitters sowie die thermische Bewegung freier Elektronen sind. Durch die Erhöhung der Temperatur erhöhen wir also die Schwingungsamplitude der Ionen des Kristallgitters und schaffen somit ein größeres Hindernis für die gerichtete Bewegung der Elektronen. Dadurch erhöht sich der Widerstand des Leiters.

Andererseits nimmt mit steigender Temperatur des Leiters auch die thermische Bewegung der Elektronen zu. Das bedeutet, dass ihre Bewegung chaotischer als zielgerichtet wird. Je höher die Temperatur des Metalls ist, desto mehr Freiheitsgrade treten auf, deren Richtung nicht mit der Richtung des elektrischen Feldes übereinstimmt. Dadurch kommt es auch zu einer größeren Zahl von Kollisionen freier Elektronen mit Ionen des Kristallgitters. Somit wird der thermische Widerstand eines Leiters nicht nur durch die thermische Bewegung freier Elektronen bestimmt, sondern auch durch die thermische Schwingungsbewegung der Ionen des Kristallgitters, die sich mit steigender Temperatur des Metalls immer deutlicher bemerkbar macht.

Aus all dem, was gesagt wurde, können wir schließen, dass die besten Dirigenten „kalt“ sind. Aus diesem Grund enthalten Supraleiter, deren Widerstand Null ist, extrem viel niedrige Temperaturen, berechnet in Kelvin-Einheiten.

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Tipp 3: Temperatursensor: Funktionsprinzip und Anwendungsbereich

Die heutige Ausrüstungs-, Automatisierungs- und Automobilindustrie wird kaum auf Steuerungen jeglicher Art verzichten können. Zu diesem Gerätetyp gehören auch Temperatursensoren, deren Anwendungsbereich unbegrenzt ist.

Gerät

1. Wärmewiderstandssensor. Solche Geräte funktionieren nach dem Prinzip, dass sie bei Temperaturschwankungen den elektrischen Widerstand eines Leiters verändern. Diese Sensoren sind einfach zu bedienen, sehr zuverlässig, empfindlich und genauer.

2. Halbleiter-Wärmesensoren basieren auf dem Prinzip, auf die Veränderung der Eigenschaften eines (p-n)-Übergangs unter dem Einfluss der Temperatur zu reagieren. Die Serie solcher Sensoren ist sehr einfach aufgebaut und weist ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis auf.

3. Thermoelektrische Sensoren, auch Thermoelemente genannt. Dieser Sensortyp nutzt die Auswirkung des Temperaturunterschieds zwischen einem Leiterpaar, das sich in unterschiedlichen Umgebungen befindet. Dadurch entsteht im geschlossenen Stromkreis dieses Leiterpaares ein Impuls, die Sensoren signalisieren eine Temperaturänderung relativ zueinander. Diese Geräte bieten nicht die gleiche Genauigkeit wie ihre oben beschriebenen Gegenstücke und sind strukturell umständlicher.

4. Pyrometer. Dabei handelt es sich um berührungslose Sensoren; sie erfassen die Temperatur in der Nähe eines Objekts. Dieser Gerätetyp hat den großen Vorteil, dass er in einiger Entfernung von dem Mechanismus betrieben werden kann, in dem Temperaturmesswerte aufgezeichnet werden müssen.

5. Akustische Sensoren. Das Funktionsprinzip basiert auf der Änderung der Schallgeschwindigkeit in der Atmosphäre, wenn sich die Temperatur der Umgebung, in der sich der Sensor befindet, ändert. Solche Geräte werden in Umgebungen eingesetzt, in denen eine Verwendung nicht möglich ist Kontaktsensoren Temperatur.

6. Piezoelektrische Sensoren. Die Bedeutung des Geräts ist wie folgt: ein Quarzbasis, aus dem der Sensor selbst besteht, liefert eine bestimmte Reihe von Impulsen, daher weist dieses Material bei einer Temperaturänderung eine andere Ausdehnungsfrequenz auf.

Anwendung

Einer der Anachronismen, die ins Leben Einzug gehalten haben moderner Mann, ist ein Außenthermometer, je nach Sitte geschraubt oder geklebt Fensterrahmen um die Lufttemperatur draußen zu bestimmen. Warum Anachronismus und warum ist er nicht nötig? Wir werden versuchen, es Ihnen in dem Artikel mitzuteilen, auf den wir Sie aufmerksam machen. Überall sind an Kunststofffenstern Außenthermometer angebracht. In den meisten Fällen ohne überhaupt darüber nachzudenken, ob es sinnvoll ist, Zeit mit dieser sinnlosen Tätigkeit zu verschwenden.

Da jedoch bei einer bestimmten Kategorie von Bürgern ein solcher Bedarf besteht, werden wir natürlich Fragen dazu beantworten, wie dies am besten zu erreichen ist.

Benötige ich ein Thermometer hinter einem Kunststofffenster?

Von der Zeit seiner Erfindung bis in die jüngste historische Vergangenheit Straßenthermometer Zumindest kamen sie ihrer Verantwortung nach und zeigten die Lufttemperatur draußen an. Genau wie heute und vor fünfzig und hundert Jahren haben sie gottlos gelogen. Das lag nicht an den Eigenschaften der Geräte selbst, sondern daran, dass sie irgendwo und irgendwie installiert wurden. Deshalb kam es nicht selten zu Streitigkeiten darüber, wie kalt oder heiß es an einem bestimmten Tag war. Die Debattierer vergaßen einfach, dass die Straßenthermometer, auf deren Messwerte sie sich verließen, angebracht waren unterschiedliche Bedingungen. Für einige - an einem morgens von der Sonne beleuchteten Fenster, für andere - am Rahmen eines ewig beschatteten Balkons und für andere - an einem Pfosten im Innenhof eines Privathauses.

Im 21. Jahrhundert ist die Notwendigkeit dieses Geräts außerhalb des Fensters völlig verschwunden. Fast jeder verfügt über ein Mobiltelefon oder Smartphone, das mit einem Tastendruck absolut genaue und objektive Daten zu Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Windstärke und „subjektiven“ Wetterempfindungen auf dem Display anzeigen und die Messwerte bei Bedarf um atmosphärische Werte ergänzen kann Luftdruck und eine Niederschlagsvorhersage für den kommenden Tag oder eine ganze Woche.

Aber die Kraft der Trägheit des Denkens und der Gewohnheit ist so stark, dass viele, anstatt herauszufinden, wie das Wetter draußen auf sie wartet, ohne aufzustehen, zum Straßenthermometer vor dem Fenster wandern und mit Freude oder Trauer erfahren, dass das Wetter draußen ist Das ist überhaupt nicht so. Wovon sie geträumt haben.

Ein wenig über Thermometer (Thermometer)

Traditionell werden im Alltag zwei Arten von Thermometern zur Messung der Außenlufttemperatur verwendet: Alkohol- und Bimetallthermometer.
Bei den ersten handelt es sich um ein hermetisch verschlossenes Kapillarröhrchen mit farbigem Alkohol, in dem sich die Luft bei steigender oder fallender Temperatur entweder ausdehnt oder zusammenzieht und entlang der Kapillare entlang der angelegten metrischen Skala gleitet.

Bimetall-Thermometer sind eine Feder aus einer Legierung zweier Metalle mit unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten, an deren Ende ein Pfeil angebracht ist. Beim Erhitzen oder Abkühlen wird die Feder entweder komprimiert oder entspannt. Dementsprechend bewegt sich auch der Pfeil am Ende einer solchen Feder und zeigt auf einer bogenförmigen Gradskala einen bestimmten Wert an.

Bei der dritten Art von Außenthermometern handelt es sich um elektronische Thermometer, die Signale von einem außerhalb des Raumes befindlichen Sensor empfangen und an diesen weiterleiten elektronisches Gerät, Anzeige der Temperatur digital auf dem LCD-Display.

Derzeit sind diese drei Modelle in etwa gleich weit verbreitet und Gegenstand endloser Beschwerden von Besitzern über die Qualität der Geräte und den Grund für mathematische Berechnungen des arithmetischen Mittels bei Abweichungen zwischen den Messwerten auf zwei oder drei mehr Thermometer.

Die genauesten Messwerte werden unter sonst gleichen Bedingungen angegeben von elektronische Thermometer. Da ihre Fernwärmemesselemente einer strengeren messtechnischen Kontrolle unterliegen (mit Ausnahme der chinesischen) und ihre Temperatursensoren an Orten angebracht werden können, die keiner direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind.

Bimetall-Thermometer weisen den geringsten Grad an Zuverlässigkeit auf. Den mittleren und beliebtesten Platz in der Bevölkerung nehmen Alkoholthermometer ein. Allerdings sollte das Alter des Gerätes berücksichtigt werden. Je länger er dir dient, desto mehr betrügt er dich. Dies ist auf die allmähliche Verdunstung der Alkoholflüssigkeit und deren Kondensation im oberen Teil der Kapillare zurückzuführen.

Dadurch wird die Säule der farbigen Flüssigkeit allmählich immer kürzer und die Außentemperatur wird immer „niedriger“.

Was tun, damit das Thermometer nicht lügt?

Erhalten Sie absolut zuverlässige Informationen über die Lufttemperatur von Außenthermometer befindet sich am Rahmen Kunststofffenster nahezu unmöglich. Der erste Grund ist die vom Haus ausgehende Wärmestrahlung. Wenn bekannt ist, dass bis zu 30 % der Wärme durch Fenster verloren gehen, führt die abgestrahlte Wärme entsprechend zu einer Anpassung der Thermometerwerte in Richtung einer Temperaturerhöhung.

Der zweite Faktor ist falsche Installation Thermometer. Sie werden in der Regel an Fenstern montiert, die den einfachsten und beständigsten Zugang ermöglichen. Dies sind Küchenfenster oder Schlafzimmerfenster. Gleichzeitig denken nur wenige Menschen daran, vor der Installation eines Thermometers mit einem Kompass oder einem 2GIS-Programm zu überprüfen und festzustellen, in welche Richtung Ihre Kunststofffenster ausgerichtet sind. Im Osten „liegt“ das Thermometer morgens, im Westen am späten Nachmittag, im Süden den ganzen Tag über. Dies ist auf die Sonnenaktivität zurückzuführen. Selbst in wolkiges Wetter Die Südwand des Hauses wird sich stärker erwärmen und die von ihr ausgehende Wärme lässt Ihr Thermometer keine zuverlässige Temperatur anzeigen.

Die genauesten Messwerte liefern Straßenthermometer auf der Nordseite. Sie sind objektiv, weil sie keinem direkten Sonnenlicht ausgesetzt sind.
Der dritte Fehler, der zu falschen Messwerten führt, ist die Missachtung der Anforderungen an die Abschirmung des Thermometers. Es muss von außen mit einer reflektierenden Folie abgedeckt werden, die es vor dem Einfluss direkter Sonneneinstrahlung schützt.

Die vierte Bedingung ist, dass zwischen dem Thermometer und der Wand (nicht einmal dem Rahmen oder Glas) des Hauses ausreichend Abstand vorhanden ist.
Daraus folgt, dass Sie ohne Beachtung dieser Bedingungen immer sehr ungefähre Messwerte im Bereich von +/- 3-5 °C erhalten.

Installieren eines Thermometers

Wenn Sie die oben genannten Argumente nicht überzeugen und Sie dennoch ein Thermometer außerhalb Ihres Fensters anbringen möchten, überlegen Sie sich die Wahl sorgfältig. Wie bereits erwähnt, erzeugen Bimetall-Thermometer die größten Fehler. Dies liegt daran, dass es sehr schwierig ist, die Skala für jede einzelne Feder im Inneren des Geräts auszuwählen und zu kalibrieren. Eine Abweichung in der Dicke eines der Metallstreifen um einige Mikrometer reicht aus, damit die Messwerte zweier Thermometer unterschiedlich sind. In der Massenproduktion stellt niemand eine eigene Waage für eine bestimmte Feder her. Daher sind die Thermometerwerte ungenau.

Die gängigsten Alkoholthermometer können Ihnen helfen lange Jahre, aber jedes Jahr unterscheiden sich ihre Messwerte, wenn die Flüssigkeit verdunstet, in Richtung einer „Senkung“ der Temperatur. Bei der Auswahl eines Alkoholthermometers sollten Sie darauf achten, ein Gerät mit möglichst langer Kapillarröhre zu kaufen. Zahlreiche Souvenir-Thermometer, die im Kolben mit einer Papierskala ausgestattet sind, sind zunächst nicht kalibriert und zeigen die Temperatur mit großen Fehlern an.

Wenn Sie sich für eine elektronische Wetterstation entscheiden, hängt die Wahl ausschließlich von Ihren finanziellen Möglichkeiten und der Anzahl der Funktionen ab, die das Gerät ausführen kann.

Befestigen Sie das Thermometer am besten nicht am Rahmen eines Kunststofffensters, da eine zuverlässige Befestigung nur durch mechanische Verschraubung mit Kunststoffschrauben möglich ist. Und es lohnt sich kaum, Ihr Profil zu verderben, um ein Thermometer zu installieren. Sie können das Thermometer nach dem ersten Waschen und Entfetten verkleben PVC-Profil, auf doppelseitigem Klebeband, aber es ist sehr kurzlebig und eines schönen Tages finden Sie möglicherweise kein Thermometer mehr vor Ihrem Fenster. Der Grund dafür können auch Vögel sein, insbesondere neugierige Meisen, die bereit sind, sich auf jeder Oberfläche niederzulassen.

Kann mit transparenten Konstruktionsklebstoffen verklebt werden PVC-Kunststoffe oder transparente Rohrleitungen Silikon Dichtungsmittel. Von der Verklebung mit Secunda-Klebstoffen, die Cyanacrylat enthalten, wird abgeraten. Trotz seiner herausragenden Eigenschaften in Bezug auf Schnelligkeit und Stärke der anfänglichen Abbindung zersetzt sich die Substanz selbst unter dem Einfluss von Luftfeuchtigkeit und UV-Strahlung recht schnell und nach etwa einem Jahr hält der Kleber nicht mehr.

Deshalb Die beste Option montiert das Thermometer an einer entfernten Halterung an der Hauswand und befestigt es mit kleinen Schrauben oder Nägeln. Vergessen Sie nicht, das Thermometer mit einem einfachen selbstgemachten Schirm aus Folienmaterial auszustatten, der es vor direkter Sonneneinstrahlung schützt. Das Thermometer sollte auf der nicht zu öffnenden Seite des Fensters befestigt werden, damit der zur Belüftung leicht geöffnete Flügel durch die warme Luft aus dem Raum keine Verstellungen der Messwerte des Gerätes vornimmt.

Hängt von bestimmten Umständen ab: Wie weit soll man vom nächsten Stern entfernt werfen? Und was bedeutet „zeigen“? Sollen wir warten, bis der Messwert im Laufe der Zeit konstant wird? Wenn nicht, wie lange dauert es, bis eine Messung erfolgt, die sich im Laufe der Zeit ständig ändert? Befindet es sich vollständig im interstellaren Raum, kühlt es mit abnehmender Abkühlgeschwindigkeit ab.

Ich erinnere mich, wie wir in meinem ersten Jahr im Physikunterricht einfache Probleme gelöst haben, bei denen wir unter genau solchen Bedingungen eine Funktion (einen Graphen) der Temperatur über der Zeit abgeleitet haben – im völligen Vakuum, ohne andere Strahlungsquellen. Es ist nicht bequem, hier Formeln zu schreiben. Wenn Sie es beschreiben, kühlt es nicht schnell ab (die Oberfläche ist klein) und diese Geschwindigkeit nimmt mit dem Abkühlen ab (die Energie der Wärmestrahlung nimmt mit sinkender Temperatur ab), sondern „absolut“. „Null“ für unser „kugelförmiges“ Thermometer im Vakuum wird eine Asymptote sein – das heißt, seine Temperatur tendiert zum absoluten Nullpunkt, wird ihn aber nie erreichen.

Im realen Raum wird es wahrscheinlich langsam abkühlen (mit einer mit der Zeit abnehmenden Geschwindigkeit), bis die absorbierte kosmische Strahlung (von entfernten Sternen usw.) die emittierte Wärmestrahlung ausgleicht. Ich gehe davon aus, dass es nicht mehr weit vom absoluten Nullpunkt entfernt sein wird.

UPD. Ja, und noch eine Sache, die ich sofort vergessen habe: Bei einem Quecksilberthermometer reicht die Skala nur bis 33-35 Grad Celsius, und wenn es abkühlt, muss man sich „auf die Nerven gehen“, weil das darin enthaltene Quecksilber leicht in einem stecken bleiben kann Ausgedehnter Zustand, daher ist es möglich, dass die Messwerte die gleichen bleiben wie vor dem Start, und wenn das Quecksilber aushärtet, verlässt es möglicherweise das Röhrchen mit der Skala vollständig und befindet sich vollständig im Spitzenkolben – es wird nicht angezeigt irgendetwas. Auf jeden Fall haben solche „Messwerte“ nichts mit der Temperatur zu tun.

Ich werde versuchen zu antworten, vielleicht übersehe ich etwas. Das Funktionsprinzip von Quecksilberthermometern beruht also auf der Ausdehnung von Stoffen beim Erhitzen. Am Boden des Thermometers befindet sich immer ein Reservoir mit Flüssigkeit, darüber befindet sich ein schmales Rohr, durch das die Flüssigkeit bei Volumenänderung steigt (oder fällt). Soweit ich weiß, stellt sich die Frage, was das Thermometer unter Schwerelosigkeitsbedingungen anzeigt. Wenn Sie es also schütteln, sodass das gesamte Quecksilber durch Trägheit im Tank landet, werden genau so viele Grad angezeigt, wie es tatsächlich ist. Aber wir müssen bedenken, dass bei den meisten Quecksilberthermometern die obere Skala bei bis zu 50 Grad Celsius liegt und unsere untere Grenze durch den Schmelzpunkt von Quecksilber (etwa -38) begrenzt ist. Die Frage könnte auch darauf abzielen, was das Thermometer im Vakuum anzeigt. Es wird also nicht explodieren. In Quecksilberthermometern herrscht bereits ein Vakuum. Dies geschieht so, dass das Gerät genau an der Stelle, an der es mit dem Reservoirkegel in Kontakt kommt, auf Temperaturänderungen reagiert. Thermoskannen und Thermobecher funktionieren nach dem gleichen Prinzip: Sie sind doppelwandig und zwischen den Wänden herrscht ein Vakuum, das keine Wärme leitet. Und die dritte Version der Frage: Was zeigt ein Thermometer im Vakuum an, das keine Wärme leitet? Hierbei ist zu berücksichtigen, dass sich der Thermometerkegel durch die fallenden Sternenstrahlen erwärmt. Na ja, oder keine Sterne. Alle drei Fragen lassen sich kombinieren, aber egal wie man es betrachtet, kurzfristig wird sich das Quecksilber im Thermometer einfach in verwandeln fester Zustand, als Großer Teil Im Weltraum herrscht eine Temperatur von deutlich weniger als -38 °C.

Es zeigt weiterhin die Temperatur des Ortes an, von dem es „herausgeworfen“ wurde. IN Weltraum Vakuum ist ein sehr guter Wärmeisolator. Und wenn dieses Thermometer in der Nähe eines Sterns schwebt (zum Beispiel in einer erdnahen Umlaufbahn), beginnt es sich sogar zu erwärmen. Und wahrscheinlich wird es irgendwann platzen.

Höchstwahrscheinlich wird es aufgrund des im Körper enthaltenen Sauerstoffs in Stücke gerissen.

Aber wenn wir uns vorstellen, dass wir ein „unzerstörbares“ Thermometer haben, dann hängt alles davon ab, wohin wir es werfen – ob wir es auf die Sonnenseite werfen (sagen wir, innerhalb der ersten paar Planeten). Sonnensystem), dann wird es ganz angezeigt hohe Temperatur etwa 107 Grad Celsius (das ist die Temperatur der „Tagesoberfläche“ des Mondes) und je näher an der Sonne, desto höher. Ansonsten zeigt unser unzerstörbares Gerät etwa minus 39 Grad an (sofern eine solche Skala vorhanden ist) – das ist die Kristallisationstemperatur von Quecksilber.

Verschiedene kosmische Phänomene, die die Temperatur im Weltraum beeinflussen, werden intensiv erforscht. Ohne auf Details einzugehen, schwankt die Temperatur, liegt aber nahe am absoluten Nullpunkt (minus 273 Grad Celsius). Aber in der Nähe der Sonne ist die Temperatur natürlich höher. Auf dem obigen Mond sind es beispielsweise „nachts“ etwa minus 125 Grad.

Das Verfahren zur Herstellung solcher Thermometer schließt jedoch grundsätzlich die Möglichkeit der Anwesenheit von Sauerstoff im Quecksilberrohr aus. Und Sie können es auf die Außenhülle hämmern. Darüber hinaus ist es wichtig, sich daran zu erinnern, warum wir ein Quecksilberthermometer vor der Verwendung „abschütteln“ müssen – flüssiges Quecksilber kann sich in einem „gedehnten“ Zustand befinden. Wenn also beim einfachen Kühlen niemand „zurückgesetzt“ wird, ändern sich die „Messwerte“ nicht, aber die Temperatur wird auch nicht angezeigt.

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