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  Physik - Temperatur



140 g Kohle - 342 g CO2         84 g Heizöl - 270 g CO2
Alle gezeigten Gläser: 1 kWh = 3.600 kJ = 860 kcal

Das war so ein Steckenpferd des Meisters, seine Lehrlinge, so hießen sie jedenfalls damals noch, mit Wissensfragen zu quälen. So stand er plötzlich vor mir: Was ist eine Kilokalorie? Jedoch hatte ich gerade mein Abitur auf einem naturwissenschaftlich orientierten Gymnasium hinter mir und war sogar in Physik mündlich geprüft worden. Das ist die Wärmemenge, die nötig ist, um 1 kg Wasser von 14,5° C auf 15,5°C zu erwärmen.

Falsch, das ist die Wärmemenge, die nötig ist, um 1 kg Wasser um 1°C zu erwärmen. Danach ging die Diskussion los, in der ich versuchte, ihm zu erklären, dass die nötige Wärmemenge für eine Erwärmung um 1°C nicht immer die gleiche sei. Vielleicht haben Sie eine Idee, wie die Diskussion geendet haben möge?

Nein? Dabei ist die Auflösung doch ganz einfach. Irgendwann kam der nächste Auftrag, in diesem Fall ein schwarzes Auto zu putzen. Ich in die Waschhalle und im Schweiße meines Angesichts. Waschstraßen gab es jedenfalls in unserer Gegend noch nicht. Dann Vollzug gemeldet. Der Meister begutachtet, streicht mit seinem Finger über die innere Kante eines Kotflügels und stellt fest, dass da noch Dreck sei. Noch einmal!

Sie sehen, die Erziehung war damals nicht nur auf die Kfz-Technik bezogen, sondern ganzheitlich, obwohl das Wort wohl noch nicht so bekannt war. Jedenfalls habe ich danach, wenn überhaupt, Diskussionen mit dem Meister irgendwie anders geführt. Übrigens, letztlich hat meine Persönlichkeit dadurch jedenfalls keine erkennbaren Schäden genommen.

Die (Kilo-) Kalorie gibt es heute bestenfalls noch, wenn man abnehmen will. Ansonsten wurde sie durch 'Joule' mit der übrigen Energie gleichgesetzt. In einem Physikbuch hat auch die Celsiusskala keinen Platz mehr und mit ihr verschwindet auch das °C, egal ob in Kurzform oder ausgeschrieben. Allerdings findet sich der damals willkürlich gewählte Abstand trotzdem noch in der Kelvin-Skala wieder. Es wäre wohl zu viel Umbruch gewesen, auch den sinnvoller anzupassen.

Ausgerechnet die angelsächsischen Länder benutzen die Skala des deutschen Physikers Daniel Fahrenheit, die das Schmelzen des Wassers mit 32°F und dessen Sieden mit 212°F angibt, also von Celsius nach Fahrenheit mit 9/5 multiplizieren und 32 addieren. Und wie wird die Temperatur gemessen? Eine Methode wäre die Ausnutzung der Volumen- oder Längenausdehnung.

Thermometer: früher: Quecksilber, heute: gefärbter Alkohol

Man benutze also eine Druckstange aus einem Material, dessen Ausdehnungsverhalten bei Wärme man kennt, setze einen Zeiger an, der diese relativ kleine Änderung vervielfacht anzeigt. Jetzt wäre z.B. die Eichung mit schmelzenden Wasser und das Sieden desselben temperaturmäßig auf die Stange zu übertragen und die Skala dazwischen durch hundert gleiche Abstände zu ergänzen.


Industriell werden nichtelektrisch zwei verschiedene Thermometer verwendet, das Gas- und das Bimetalthermometer. Letzteres ist wesentlich günstiger und besteht im einfachsten Fall aus einem aufgewickelten Streifen aus zwei, miteinander verbundenen Metallen. Wichtig ist, dass diese deutlich unterschiedliche Wärmeausdehnung haben (Bild oben). Es kann aber auch eine Schraubenfeder aus zwei solchen Metallen eingebaut sein. Die Feder fährt also je nach Temperatur aus und zurück und bewegt einen Zeiger.


Beim Gasthermometer geschieht dies durch Wärmeausdehnung z.B. von Heliumgas. Typisch für diese Art von Thermometern ist die oft lange Kapillare wodurch die Uhr unabhängig vom Messplatz untergebracht werden kann. Bis zu 40 m sind möglich. Es ist schneller bei der Anzeige, allerdings, anders als das Bimetallthermometer, u.U. abhängig von der Umgebungstemperatur. Früher waren solche Messgeräte typisch im Auto bei nachträglich eingebauten Messgeräten, z.B. für die Öltemperatur.


Heutzutage sind die natürlich elektrisch. Bekannt ist ja der in der Messspitze eingebaute oft aus Platin bestehende Messwiderstand, Wird einer mit dem Gerät angegeben, wie z.B. 100 Ohm, dann ist das der bei 0°C. Es muss auch nicht immer ein NTC sein, auch Sensoren sind möglich, deren Widerstand mit der Temperatur steigt. Da bei solchen Thermometern ohnehin eine Stromversorgung nötig ist, kann wieder z.B. im Auto, die Anzeige auch digital erfolgen.


Nicht vom Strom abhängig sind Thermoelemente. Zwei in der Spannungsreihe sehr unterschiedlich angeordnete Metalle sind elektrisch miteinander verbunden und erzeugen eine temperaturabhängige Spannung. Die kann dann zur Anzeige genutzt werden. Allgemein zu beachten ist der Temperaturbereich, für den ein Thermometer ausgelegt bzw. geeicht ist. Drüber oder drunter wird es ungenau. Das Thermometer kann in Ausnahmefällen sogar beschädigt werden. Geeichte, besonders genaue Thermometer sind meist nur für einen kleinen Temperaturbereich zugelassen und können auch recht teuer sein.


70 g Erdgas - 198 g CO2
200 g Pellets - 0 g CO2  200 g Hackschnitzel - 0 g CO2







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