Im Terrarium werden wir mit zwei verschiedenen „Temperaturen“ konfrontiert, die wir messen wollen. Die Anführungszeichen deuten bereits an, dass es sich dabei nicht wirklich um Temperaturen handelt, und das macht die Sache so schwierig.
Die erste Temperatur ist tatsächlich eine Temperatur, und daher leicht zu messen: Die Umgebungstemperatur oder Lufttemperatur im Terrarium.
Die zweite Art von Temperatur, ist die Temperatur die am „Sonnenplatz“ unter einer Lampe erreicht werden soll. Und hier handelt es sich nicht direkt um eine Temperatur, sondern eher um Wärme, oder noch besser um Wärmestrahlung. Und Wärmestrahlung kann ein Thermometer nunmal nicht messen. Daher werden unterschiedliche Thermometer und unterschiedliche Umgebungstemperaturen bei der selben Lampe und im selben Abstand zu unterschiedlichen Zahlen und zu Verwirrung führen.
Ein Thermometer misst nie die Temperatur der Umgebung, oder die Wärmestrahlung einer Lampe, sondern grundsätzlich seine eigene Temperatur.
Bimetallthermometer
Die Funktion dieses Thermomters beruht auf der Wärmeausdehnung von Metallen, und zeigt die Temperatur der beiden Metallstreifen an. Die runden analogen Zoohandels-Thermometer sind Bimetallthermometer. Häufig sind diese Thermometer in einen Plexiglaskasten eingeschlossen. Unter Wärmestrahlung heizt sich dieser Kasten auf, und führt dazu dass eine höhere Temperatur gemessen wird.
„Quecksilberthermometer“ / Flüssigkeitsthermometer
Das Flüssigkeitsthermometer (nicht immer mit flüssigem Quecksilber gefüllt, sondern häufig mit gefärbtem Ethanol oder Substanzen) beruht ebenfalls auf der Temperaturausdehnung, hier von Flüssigkeiten, und zeigt die Temperatur der Flüssigkeit an.
elektronische Widerstandthermometer
Diese Thermometer beruhen entweder meist der Änderung des elektrischen Widerstands des Leiters mit der Temperatur. Sie messen die Temperatur des elektrischen Leiters.
elektronische Thermoelement-Thermometer
Ein anderes Funktionsprinzip von elektronischen Thermoemtern ist die Thermospannung die zwischen zwei unterschiedlichen Metallen, die an zwei unterschiedlich warmen Punkten mit einandern verbunden sind, entsteht. Wenn der eine Punkt auf einer bekannten Tempertur gehalten wird, kann die Temperatur des anderen Punktes gemessen werden.
Flüssigkristallthermometer
Die insbesondere im Aquarienbereich bekannten Flüssigkristallthermometer bestehen aus verschiedenen farbigen Feldern, die bestimmten Temperaturen zugeordnet sind. Das physikalische Prinzip bildet die temperaturabhängige Drehung der Polarisationsebene durch Flüssigkristalle. Licht kann nur in dem Feld passieren, in dem die Temperatur mit der voreingestellten Mischung der Flüssigkristalle übereinstimmt. Diese Thermometer messen die Temperatur der Flüssigkristallschicht.
Infrarotthermometer / Pyrometer
Messen die Oberflächentemperatur eines anderen Körpers! Sie beruhen auf dem Prinzip der Temperaturstrahlung: Jeder warme Körper sendet Strahlung (bei niedrigen Temperaturen im infraroten Bereich) aus. Das Thermometer fängt diese Strahlung in ein oder zwei enge Wellenlängebereichen auf, und berechnet daraus die Temperatur. Da die Abstrahlung für verschiedene Materialien unterschiedlich ist, muss der Emissionskoeffizient des gemessenen Materials eingegeben werden.
Die Messung der Luft- / Wasser- oder Substrattemperatur ist relativ einfach, da hier wirklich eine Temperatur gemessen wird. Das Thermometer wird in möglichst guten und vollständigen Kontakt mit der Substanz gebracht, deren Temperatur gemessen werden soll. Eine zusätzliche Wärmeaufnahme, z.B. durch Lampen muss vermieden werden. Deswegen wird die Lufttemperatur im Schatten gemessen. Wenn das Thermometer sich an die Temperatur seiner Umgebung angeglichen hat, d.h. die Temperatur des Thermometers genauso hoch ist wie die Temperatur der Umgebung, kann die Umgebungstemperatur am Thermometer abgelesen werden.
Da jede Substanz ein anderes Absorptions- und Emissionsspektrum hat, wird jede Substanz und damit jedes Thermometer eine unterschiedliche Wärmemenge von der Wärmestrahlung der Lampe aufnehmen, und dabei seine Temperatur unterschiedlich stark erhöhen.
Dazu kommt die Wärmekapazität des Thermometers. Je größer die ist, desto mehr Wärme muss das Thermometer aufnehmen, bevor es seine Temperatur erhöht, und desto länger dauert es, bevor das Thermometer seine maximale Temperatur erreicht.
Jedes Thermometer wird daher unterschiedliche Temperaturen unter dem Einfluss von Wärmestrahlung anzeigen.
Fragen, Kommentare, Hinweise, Korrekturen:
Hallo Sarina,
kannst du auf dieser Seite nicht mal was zur Messgenauigkeit von Thermometern schreiben, vor allem zum wichtigen Unterschied zwischen Auflösung und Grundgenauigkeit? Warum 2 handelsübliche Digitalthermometer durchaus 2°C von einander abweichen können, scheint den Leuten ja nicht klar zu sein. Da in letzter Zeit häufiger die Frage nach „geeichten“ Thermometern auftaucht, wäre auch eine kurze Erklärung zur Kalibrierung hilfreich…
LG, Editha