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2024-06-24T08:49:44Z

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'''Ausdehnungsthermometer''' sind spezielle [[Thermometer]], mit denen man die [[Temperatur]] durch Messen der unterschiedlichen [[Länge (Physik)|Längen]]- oder [[Volumen]]änderung zweier [[Körper (Physik)|Körper]] infolge einer Temperaturänderung bestimmt. Typische Beispiele für ein Ausdehnungsthermometer zeigt das Bild.
[[Datei:Ausdehnungsthermometer.jpg|mini|Links ein Thermometer aus dem Wohnbereich. Mitte Außenthermometer. Rechts Fieberthermometer.]]

Man kann Ausdehnungsthermometer je nach [[Aggregatzustand]] unterteilen in
*[[Flüssigkeitsthermometer]]
*[[Gasthermometer]]
*Festkörperthermometer

Das Messprinzip dieser Thermometer beruht auf dem Unterschied der thermischen Ausdehnung verschiedener Materialien.

Die Grenzen werden durch die jeweiligen Eigenschaften der Materialien gesetzt, zum Beispiel die [[Siedepunkt|Siede-]] und die [[Erstarrungstemperatur]] bei Flüssigkeitsthermometern. [[Messabweichung]]en können zum Beispiel durch thermische Nachwirkung des Glasröhrchens sowie nicht gleichmäßige Ausdehnungen der Flüssigkeit und des umhüllenden Glasgefäßes über den gesamten Temperaturbereich verursacht werden.

'''Flüssigkeitsthermometer''' bestehen aus einem kleinen [[Glas]]-Kolben zur Aufnahme der [[Thermometerflüssigkeit]] mit angeschmolzener kalibrierter Glaskapillare vor einer [[Skale]]. Proportional zur Temperaturänderung verändern sich das Volumen der [[Flüssigkeit]] und des Glasgefäßes unterschiedlich, wodurch der Stand in der [[Kapillare]] mit zunehmender Temperatur steigt.

Anhand des Standes und der Skalenbeschriftung lässt sich die Temperatur ablesen. Je nach Messbereich verwendet man verschiedene Flüssigkeiten, z. B. [[Ethanol]] (−120 °C bis 60 °C), [[Toluol]] (−90 °C bis 110 °C) oder ''n''-[[Pentan]] (−200 °C bis 35 °C) und früher sehr häufig auch [[Quecksilber]] (−35 °C bis 357 °C), das heute aber fast nur noch im wissenschaftlichen Bereich anzutreffen ist, weil es wegen seiner Eigenschaft, Glas nicht zu benetzen, immer noch bevorzugt wird. Die ersten brauchbaren Quecksilberthermometer wurden von [[Daniel G. Fahrenheit]] gebaut. Als ungiftiger Ersatz für Quecksilber hat sich auch eine Legierung aus Gallium, Indium und Zinn ([[Galinstan]]) etablieren können.

Eine besondere Form des Flüssigkeitsthermometers ist das ''Minimum-Maximum-Thermometer''. Es besteht aus einer u-förmigen Glaskapillare mit einem geschlossenen Ende und einem offenen Ende. Die Volumenzunahme oder Volumenabnahme einer spezifisch leichten Flüssigkeit bewegt einen Quecksilberfaden auf dem magnetisch fixierbare Stahlnadeln schwimmen, deren letzter Stand die erreichte Minimaltemperatur oder Maximaltemperatur anzeigen. (exaktere Beschreibung im Hauptartikel [[Minimum-Maximum-Thermometer]])

'''Flüssigkeits-Feder-Thermometer''' bestehen aus einem Gefäß, an das über ein Kapillarrohr ein [[Manometer]] angekoppelt ist. Das Gefäß ist mit einer Flüssigkeit gefüllt; verwendet werden Quecksilber, Xylol, Toluol oder andere. Bei einer Temperaturänderung steigt oder sinkt der [[Druck (Physik)|Druck]] im System, was durch das Manometer angezeigt wird. Der Einsatzbereich dieser Thermometer liegt bei −60 °C bis 500 °C.

'''Gas-Feder-Thermometer''' (oder '''Gasthermometer''') sind aufgebaut wie Flüssigkeits-Feder-Thermometer. Statt mit einer Flüssigkeit sind sie mit einem [[Gas]] gefüllt ([[Stickstoff]] oder [[Helium]] bei ungefähr 50 [[Bar (Einheit)|Bar]]). Der Einsatzbereich dieser Thermometer liegt bei −200 °C bis 800 °C.

'''Festkörperthermometer''' sind zum Beispiel [[Bimetall]]streifenthermometer, bei denen zwei Streifen unterschiedlicher Metalle aufeinander befestigt werden. Durch ihre unterschiedlichen [[Ausdehnungskoeffizient]]en dehnen sie sich bei Temperaturveränderung in verschiedener Art aus. Dadurch verbiegt sich der Bimetallstreifen. Dies wird als Thermoschalter zum Beispiel im [[Bügeleisen]] ausgenutzt.

[[Kategorie:Thermometer]]
[[Kategorie:Glasprodukt]]

Ausdehnungsthermometer - Versionsgeschichte

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