Sterrenwacht Mercurius

Een thermometer is een meetinstrument dat gebruikt wordt om temperaturen te meten.

Er zijn verschillende types thermometer in gebruik:
Vloeistofthermometer - deze werkt met een dunne glazen buis naast een schaalverdeling. Vaak wordt kwik of gekleurde alcohol gebruikt. Door de uitzetting van de vloeistof stijgt de kolom als de temperatuur hoger wordt.
Thermokoppel. Deze bestaat uit twee draden van verschillend metaal. Op het contactpunt ontstaat een elektrische spanning die afhankelijk is van de temperatuur.
Infrarood thermometers. Deze meet de infrarode straling van het object. Hoe heter het object, des te hoger is de frequentie van het uitgestraalde infrarode licht. Zie ook elektromagnetische straling.
Temperatuurgevoelige weerstand. Dit is een elektrische weerstand waarvan de grootte van de weerstand toe- (positieve temperatuurcoëfficiënt) of afneemt (negatieve temperatuurcoëfficiënt) met de temperatuur. Door na ijking de weerstand te meten komt men de temperatuur te weten. Deze worden in elektronische thermometers gebruikt.
koortsthermometers met kwik hebben een extra dun stukje capillair aan het begin van de stijgbuis, waardoor de kwikkolom bij het weer afkoelen afbreekt, zodat de bereikte maximale temperatuur blijft staan en kan worden afgelezen tot de thermometer wordt 'afgeslagen'. Het bereik van normale koorsthermometers is gering, van 35 tot 42 °C, maar de nauwkeurigheid groot.
bimetaalthermometers die gebruik maken van de verschillende uitzettingscoëfficiënt van twee strips metaal die op elkaar vast zijn gelast of gesoldeerd. Als de temperatuur verandert trekt het bimetaal krom. Deze worden gebruikt in eenvoudige kamerthermostaten.
Gasthermometers. Deze werken op grond van de variaties van druk als het gas wordt verwarmd of afgekoeld. Als regel wordt waterstof, helium of stikstof gebruikt. Dit zijn de nauwkeurigste en gevoeligste thermometers, maar ze zijn moeilijk in het gebruik.
Geschiedenis
Een van de eersten die temperaturen wilden meten met behulp van een temperatuurschaal was Galenus (circa 170).

Thermoscoop
De eerste temperatuurmetingen werden uitgevoerd met een thermoscoop. Deze bestaat uit een kom met vloeistof en een glazen bol die uitmondt in een lange glazen buis en in de vloeistof wordt gestoken. In 1610 maakte ook Galileo Galilei zo een instrument. Vóór de meting wordt wat lucht uit de bol gezogen. Vervolgens wordt de bol omgekeerd met het uiteinde van de buis in de vloeistof gestoken. De onderdruk zuigt de vloeistof omhoog de buis in.

Als de lucht in de glazen bol wordt verwarmd, zal het niveau van de vloeistofkolom in de buis dalen, omdat de hogere luchtdruk de vloeistof terugduwt. Het omgekeerde gebeurt met afkoelen. Met een op de buis aangebrachte schaalverdeling kan de thermoscoop worden afgelezen. De eerste thermoscopen waren onnauwkeurig en er ontbrak een echte ijking.

Rond 1630 wordt de vloeistofthermometer uitgevonden door de Franse arts Jean Rey. Daarmee worden veranderingen van de temperatuur aangegeven door middel van de thermische uitzetting van de vloeistof.

Kwikthermometer
BuitenthermometerDaniel Gabriel Fahrenheit vervolmaakt de thermometer. In 1709 maakt hij een vloeistofthermometer op basis van alcohol. In 1724 gebruikte hij voor het eerst kwik. Het voordeel van kwik is dat de thermische uitzettingscoefficiënt groot is en bovendien vrijwel constant over een groot temperatuurbereik. Een kwikkolom is ook makkelijk af te lezen. Kwik blijft niet aan de glaswand hangen en heeft een groot temperatuurbereik. Kwik bevriest bij -38,9 °C en kookt pas bij 356,9 °C. De kwikthermometer heeft daarom voor dagelijks gebruik ruim voldoende bereik.

Fahrenheit koos als laagste temperatuur de temperatuur van een mengsel van ijs, water en keukenzout. Dit was de laagste temperatuur die destijds bereikbaar was. Het smeltpunt van ijs is het tweede vaste punt, dat zet hij op 32 graden Fahrenheit. Het derde 'ijkpunt' is de lichaamstemperatuur, voor Fahrenheit 96 graden. Met deze ijking meet hij het kookpunt van water als 212 graden Fahrenheit.

Schaalverdeling
De schaalverdeling voor temperatuur is lang onder discussie geweest. Nog steeds (2003) worden verschillende schaalverdelingen gebruikt:

Kelvin - De in het SI systeem vastgestelde eenheid voor temperatuur. Het absolute nulpunt heeft in deze schaal de waarde 0. Smeltend ijs heeft een temperatuur van ongeveer 273,15 K (de exacte waarde is afhankelijk van de luchtdruk), het tripelpunt van water 273,16 K (per definitie).
Celsius - De schaalverdeling van de temperatuur die door Zweedse astronoom Anders Celsius in 1742 is gedefinieerd. 0 graden is de temperatuur van smeltend ijs, 100 graden de temperatuur van kokend water.
Fahrenheit - Nog steeds in Engelstalige landen veel gebruikt, gebaseerd op de minimum temperatuur op aarde (een mengsel van ijs, water en zout). Deze wordt gesteld op 0, en de maximum temperatuur op aarde van ongeveer 40 °C die op 100 wordt gesteld.
Réaumur - Deze loopt van 0 (smeltend ijs) tot 80 (kokend water).
Rankine - Het absolute nulpunt staat op 0, het vriespunt van water is 491,7.

Geplaatst door Frans van der Graaf op 9 november 2004 om 15:17:06