Wissenschaft

Temperaturdefinition in der Wissenschaft

Die Temperatur ist ein objektives Maß dafür, wie heiß oder kalt ein Objekt ist. Sie kann mit einem Thermometer oder einem Kalorimeter gemessen werden. Es ist ein Mittel zur Bestimmung der in einem bestimmten System enthaltenen inneren Energie .

Da Menschen die Menge an Wärme und Kälte in einem Gebiet leicht wahrnehmen, ist es verständlich, dass die Temperatur ein Merkmal der Realität ist, das wir ziemlich intuitiv erfassen können. Bedenken Sie, dass viele von uns ihre erste Interaktion mit einem Thermometer im Zusammenhang mit der Medizin haben, wenn ein Arzt (oder unser Elternteil) eines verwendet, um unsere Temperatur als Teil der Diagnose einer Krankheit zu erkennen. In der Tat ist Temperatur ein kritisches Konzept in einer Vielzahl von wissenschaftlichen Disziplinen, nicht nur in der Medizin.

 

Wärme gegen Temperatur

Die Temperatur unterscheidet sich von der Wärme. obwohl die beiden Konzepte miteinander verbunden sind. Die Temperatur ist ein Maß für die innere Energie eines Systems, während Wärme ein Maß dafür ist, wie Energie von einem System (oder Körper) auf ein anderes übertragen wird oder wie die Temperaturen in einem System durch Wechselwirkung mit einem anderen System erhöht oder gesenkt werden. Dies wird in der kinetischen Theorie zumindest für Gase und Flüssigkeiten grob beschrieben . Die kinetische Theorie erklärt, dass je größer die Wärmemenge in einem Material absorbiert wird, desto schneller beginnen sich die Atome in diesem Material zu bewegen, und je schneller sich Atome bewegen, desto stärker steigt die Temperatur. Wenn Atome beginnen, ihre Bewegung zu verlangsamen, wird das Material kühler. Bei Festkörpern wird es natürlich etwas komplizierter, aber das ist die Grundidee.

 

Temperaturskalen

Es gibt mehrere Temperaturskalen. In den Vereinigten Staaten wird die Fahrenheit-Temperatur am häufigsten verwendet, obwohl das Internationale Einheitensystem ( SI-Einheit. in Celsius (oder Celsius) in den meisten anderen Teilen der Welt verwendet wird. Die Kelvin-Skala wird in der Physik häufig verwendet und so eingestellt, dass 0 Grad Kelvin gleich dem absoluten Nullpunkt sind. Dies ist theoretisch die kälteste mögliche Temperatur und an diesem Punkt hört jede kinetische Bewegung auf.

 

Temperatur messen

Ein herkömmliches Thermometer misst die Temperatur, indem es eine Flüssigkeit enthält, die sich mit einer bekannten Geschwindigkeit ausdehnt, wenn sie heißer wird, und sich zusammenzieht, wenn sie kühler wird. Wenn sich die Temperatur ändert, bewegt sich die Flüssigkeit in einem enthaltenen Rohr entlang einer Skala auf dem Gerät. Wie in weiten Teilen der modernen Wissenschaft können wir auf die Alten zurückblicken, um die Ursprünge der Ideen zu erfahren, wie die Temperatur auf die Alten zurückgemessen werden kann.

Im ersten Jahrhundert n. Chr. Schrieb der griechische Philosoph und Mathematiker Hero (oder Heron) von Alexandria (10–70 n. Chr.) In seiner Arbeit „Pneumatik“ über die Beziehung zwischen Temperatur und Luftausdehnung. Nach der Erfindung der Gutenberg-Presse wurde das Buch von Hero 1575 in Europa veröffentlicht. Seine größere Verfügbarkeit inspirierte die Entwicklung der frühesten Thermometer im Laufe des folgenden Jahrhunderts.

 

Das Thermometer erfinden

Der italienische Astronom Galileo  (1564–1642) war einer der ersten Wissenschaftler, der tatsächlich ein Gerät zur Temperaturmessung verwendet hat, obwohl unklar ist, ob er es tatsächlich selbst gebaut oder die Idee von jemand anderem erworben hat. Er benutzte ein Gerät namens Thermoskop, um die Menge an Wärme und Kälte zu messen, zumindest schon 1603 .

Während des 17. Jahrhunderts versuchten verschiedene Wissenschaftler, Thermometer zu entwickeln, die die Temperatur durch Druckänderung in einem enthaltenen Messgerät messen. Der englische Arzt Robert Fludd (1574–1637) baute 1638 ein Thermoskop, dessen Temperaturskala in die physikalische Struktur des Geräts eingebaut war, was zum ersten Thermometer führte.

Ohne ein zentrales Messsystem entwickelte jeder dieser Wissenschaftler seine eigenen Messskalen, und keine von ihnen hat sich wirklich durchgesetzt, bis der niederländisch-deutsch-polnische Physiker und Erfinder  Daniel Gabriel Fahrenheit (1686–1736) Anfang des 18. Jahrhunderts seine baute. Er baute 1709 ein Thermometer mit Alkohol, aber es war wirklich sein Quecksilberthermometer von 1714, das zum Goldstandard der Temperaturmessung wurde.

Herausgegeben von Anne Marie Helmenstine, Ph.D.

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