Nur wenige Substanzen machen hier eine Ausnahme, z.B. Gummi oder Wasser.
Bei Feststoffen ist insbesondere auch ihre Längenänderung von Bedeutung.
Zusammenstellung der wichtigsten Fakten
Die Temperatur ist der Grundbegriff der Wärmelehre.
Formelzeichen: T
Einheit: °C (Grad Celsius) oder K (Kelvin)
Sie ist das objektive Maß für die Wärme einer Substanz, unabhängig von unserem
Temperaturempfinden.
| Alle Substanzen breiten sich bei Erwärmung aus. Gase nehmen an Druck
oder Volumen zu, Flüssigkeiten und Festkörper steigern ihr Volumen. Nur wenige Substanzen machen hier eine Ausnahme, z.B. Gummi oder Wasser. Bei Feststoffen ist insbesondere auch ihre Längenänderung von Bedeutung. |
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Das Thermometer dient zur Bestimmung desTemperaturwertes.
Man verwendet üblicherweise
- Flüssigkeitsthermometer, die auf dem Effekt der Ausdehnung einer Flüssigkeit
beruhen und
- elektrische und elektronische Thermometer, die auf der Veränderung von
Spannungen bei Temperaturänderung beruhen.
Vor der Benutzung eines Thermometers muss geklärt werden, ob es für den zu
erwartenden Temperaturbereich überhaupt geeignet ist.
In der Technik sind drei Temperaturskalen üblich:
- Die Celsiusskala beruht auf dem Schmelz- und Siedepunkt von Wasser, die bei
0°C bzw 100°C festgelegt werden.
- Die Kelvinskala hat die gleichen Temperaturabstände wie die Celsiusskala,
beginnt aber bei der tiefstmöglichen Temperatur, dem sogenannten absoluten
Nullpunkt, der bei -273°C liegt.
- Die Fahrenheitskala nutzt eine Kältemischung für den Nullpunkt und die
Körpertemperatur des Menschen für den oberen Punkt von 96°F. Es ist eine
aufwändige Umrechnung nötig, wenn man zur Celsius- oder Kelvinskala wechseln
möchte.
Wärme wird immer vom wärmeren Gegenstand zum kälteren
transportiert. Sie kann auf drei verschiedene Arten transportiert werden,
nämlich durch
- Wärmestrahlung: Sie wird von dunklen Gegenständen besonders gut
aufgenommen.
- Konvektion: Gas- und Flüssigkeitsströmungen, die durch die geringere Dichte
der wärmeren Teile eines Gases oder einer Flüssigkeit verursacht werden.
- Wärmeleitung: Weitergabe der Wärmebewegung gegenseitige Anregung benachbarter
Teilchen.
Während die meißten Substanzen dichter werden, wenn sie
abkühlen kommt es bei Wasser zwischen 4°C und dem Gefrieren bei 0°C zu einer
Dichteabnahme. Dies hat insbesondere folgende Auswirkungen:
- Wasser gefriert immer an der Oberfläche, während die tieferen Schichten z.B.
eines Sees bei 4°C verbleiben.
- Wasser dehnt sich beim Gefrieren erheblich aus, so dass es im Winter zu
Straßenschäden durch Eislinsen unter der Asphaltdecke kommt.
Man unterscheidet folgende drei Aggregatzustände und die
dazugehörigen Übergänge:
