2.3 – Flüssigkeits-Glasthermometer

 

Bei Flüssigkeiten gibt man nicht die Längenänderung, sondern die Dichteänderung an.

Beispiel Quecksilberthermometer:

\frac{{{\rho _{QS}}\left( {0^\circ C} \right)}}{{{\rho _{QS}}\left( T \right)}} = 1+{\alpha _{QS}}T+{{\hat \alpha }_{QS}}{T^2}+ \ldots = 1+1,8182 \cdot {10^{-4}}\frac{T}{{^\circ C}}+0,78 \cdot {10^{-8}}\frac{{{T^2}}}{{{{\left( {^\circ C} \right)}^2}}}

0^\circ C \leq T \leq 100^\circ C

Wegen der hohen Giftigkeit wird heute im Hausgebrauch statt Quecksilber oft Alkohol verwendet. Mit Alkohol sind allerdings nicht so genaue Messungen möglich.

Da die Ausdehnung einer Flüssigkeit bei veränderter Temperatur sehr gering ist, nutzt man als intrinsische Verstärkung ein großes Reservoir im Vergleich zum Durchmesser des Steigrohrs. Da sich nicht nur die Flüssigkeit, sondern auch das Glas ausdehnt, misst man immer nur die relative Ausdehnung. Für das Glas gilt:

\frac{{{V_{Glas}}\left( T \right)}}{{{V_{Glas}}\left( {0^\circ C} \right)}} = 1+0,2334 \cdot {10^{-4}}\frac{T}{{^\circ C}}+0,906 \cdot {10^{-8}}\frac{{{T^2}}}{{{{\left( {^\circ C} \right)}^2}}}

Bedingung ist, dass die Masse des Quecksilbers erhalten bleibt. Wir erhalten dann:

{l_T}-{l_0} = \frac{m}{{{A_0}{\rho _0}}}\left[ {\frac{{{\rho _{QS,0}}}}{{{\rho _{QS,T}}}} \cdot \frac{{{V_{G,0}}}}{{{V_{G,T}}}}-1} \right]

Vorteile:

  • Robust, wenig störanfällig
  • Keine Stromzufuhr nötig, kann direkt abgelesen werden

Nachteile:

  • Muss in Kontakt zum zu messenden Medium sein
  • Abmessungen
  • Messung dauert lange (z.B. mehr als eine Minute beim Fieberthermometer)
  • Messergebnis kann schlecht digitalisiert und weiterverarbeitet werden

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