temperatur (fysisk begreb)

Temperatur, fysisk størrelse, der for en afgrænset stofmængde angiver, om denne vil afgive eller modtage varme ved kontakt med andre legemer. I en fortyndet gas er temperaturen et mål for den gennemsnitlige bevægelsesenergi af molekylerne. Den absolutte temperatur (synonymt med termodynamisk temperatur), som måles ud fra det absolutte temperaturnulpunkt, hvor atomer og molekyler ligger stille (bortset fra en "nulpunktsenergi"), defineres på to forskellige, men ækvivalente måder i statistisk fysik og termodynamik.

Faktaboks

Etymologi: Ordet temperatur kommer af latin temperatura 'passende blanding', af temperare 'blande i afstemt forhold'.

Alle nutidens termometre er inddelt på basis af den absolutte temperaturskala. Celsiusskalaens nulpunkt er defineret som den absolutte temperatur 273,15 K (frysepunktet for rent, luftmættet vand), og en temperaturforskel på 1 °C er identisk med en temperaturforskel på 1 K.

Temperaturskalaen har en langt dybere betydning end blot at kunne genkende temperaturer. Den bruges til at definere og måle visse stofegenskaber, fx varmekapaciteten, som har en simpel sammenhæng med stoffets atomare opbygning. Tankevækkende nok er denne sammenhæng først forstået i 1900-t., mens temperaturskalaens grundlæggende træk går næsten 300 år tilbage i tiden.

Temperaturenheden kelvin (K) er en af de syv basisenheder i SI-systemet. Se også celsius, fahrenheit og reaumur.

Temperaturmåling (termometri)

Temperatur måles med et termometer, af hvilke der findes mange typer. Almindeligvis deler man termometre i to hovedgrupper: kontakttermometre, hvor energiudvekslingen mellem termometersensoren og mediet sker ved varmeledning, og berøringsfrie termometre, hvor energiudvekslingen foregår ved varmestråling.

Kontakttermometre

De mest anvendte kontakttermometre er væske-i-glas-termometre, som består af en glasbeholder med en væske, som ved stigende temperatur udvider sig i et kapillarrør med en temperaturskala. Sådanne termometre kan anvendes i området fra ca. −190 °C til ca. 500 °C.

Termoelementer eller termopar baserer temperaturmåling på den termoelektriske effekt (Seebeck-effekt, se termoelektricitet) mellem to forskellige, homogene, elektriske ledere, der er sammenføjet i den ene ende. En temperaturgradient over termoparrets længde giver anledning til en spændingsforskel mellem lederne. Kendes temperaturen i den ende, hvor spændingen måles, kan temperaturen i samlingen bestemmes. Termoelementer kan anvendes i området fra −270 °C til over 2500 °C.

Resistanstermometre udnytter, at resistansen i en elektrisk leder afhænger af temperaturen. Som materiale anvendes oftest platin, hvormed man kan konstruere termometre, der kan bruges i området fra −260 °C til 1000 °C. Andre typer resistanstermometre kan anvendes ned til under 1 K.

Til mere specialiseret brug som fx måling af absolut temperatur anvendes termodynamiske termometre som fx gastermometret.

Berøringsfrie termometre

baserer sig på bestemmelse af temperatur ud fra den udstrålede energi fra en overflade. De anvendes i området fra under −40 °C til over 3500 °C. Pyrometeret er et berøringsfrit termometer, der består af et optisk system, der koncentrerer strålingen på en detektor, hvis signal kan omsættes til en temperatur (se pyrometri). Ved termografi optages et billede fx af en bygningsoverflade med et kamera, der er følsomt for infrarød stråling. Billedets farvetoninger angiver objektets temperaturforskelle.

Termometerets historiske udvikling er beskrevet under termometer.

Kommentarer

Din kommentar publiceres her. Redaktionen svarer, når den kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

Fagansvarlig for Statistisk fysik og termodynamik

Christian Flindt

Associate professor, ph.d., Aalto-universitetet