49. Die Thermometer.

#Das Thermometer dient zur Bestimmung der Temperatur eines

Körpers.# Das bekannteste, zugleich einfachste und beste ist das

#Quecksilberthermometer#; es beruht darauf, daß das Quecksilber, wie

jeder andere Körper, sich ^ausdehnt^, wenn es ^wärmer^ wird, und sich

^zusammenzieht^, wenn es ^kälter^ wird. An eine ^enge Glasröhre^ ist

unten eine Kugel angeblasen; die Kugel und ein Teil der Röhre sind mit

^Quecksilber^ gefüllt. Bei der Erwärmung dehnt es sich aus, hat in der

Kugel nicht mehr Platz und steigt deshalb in der Röhre; beim Abkühlen

zieht es sich zusammen, sinkt also in der Röhre, indem es wieder in die

Kugel zurückgeht. #Durch den Stand des Quecksilbers in der Röhre wird

die Temperatur bestimmt.#

[Abbildung: Fig. 72.]

Ein ^gutes^ Thermometer muß folgende Eigenschaften haben. Das Glas der

Kugel muß sehr ^dünn^ sein, damit die Wärme leicht in das Quecksilber

eindringen kann; man macht das Gefäß häufig ^länglich^, damit die Wärme

bei einer größeren Fläche eindringen kann. Die Kugel sollte eigentlich

^groß^ sein, damit sie viel Quecksilber faßt; weil aber eine große Masse

Quecksilber lange braucht, bis sie die Wärme des sie umgebenden Körpers

angenommen hat, macht man die Kugel meist klein und dafür die ^Röhre

recht eng^. Das Quecksilber muß ^ganz rein sein^, weil sonst beim

Abkühlen häufig das Quecksilber nicht in die Kugel zurückgeht, indem der

Quecksilberfaden abreißt. Die Kugel und Röhre müssen ^luftleer sein^;

man erreicht dies wie beim Barometer durch Auskochen. Ist die Kugel

ausgekocht, so erwärmt man sie bis zu dem Grade, bei dem das Quecksilber

die ganze Röhre ausfüllen soll, und schmilzt dann die Röhre oben zu, so

daß beim Sinken des Quecksilbers in der Röhre ein ^luftleerer^ Raum

entsteht.

Die #Röhre muß überall gleich weit sein# ^oder dasselbe Kaliber haben^,

damit das Quecksilber bei gleicher Ausdehnung auch um gleich viel in der

Röhre steigt. Nur Normalthermometer haben kalibrierte Röhren.

[Abbildung: Fig. 73.]

Zur ^Einteilung der Skala^ bestimmt man die zwei ^Fixpunkte^. Man steckt

das Thermometer in ^gestoßenes Eis, besser in frisch gefallenen Schnee^,

der in langsamem Schmelzen begriffen ist. So lange die Kugel von

schmelzendem Schnee umgeben ist, bleibt das Quecksilber in der Röhre

beständig auf demselben Punkte, gleichgültig, wie warm die Umgebung ist.

Diesen Punkt bezeichnet man auf der Skala mit 0, und nennt ihn den

#Nullpunkt, Eis- oder Gefrier- oder Schmelzpunkt#.

Man hält das Thermometer ^in den Dampf kochenden Wassers^, bezeichnet

den Stand des Quecksilbers und nennt diesen Punkt den #Siedepunkt#. Es

findet sich, daß hiebei das Quecksilber auch beständig auf derselben

Stelle steht, gleichgültig wie stark das Wasser kocht; jedoch werden wir

hierüber später noch genaueres erfahren. Die zwei Fixpunkte sind stets

leicht und sicher zu bestimmen.

Den Abstand zwischen beiden Punkten teilt man in 100 gleiche Teile oder

Grade, so daß der Gefrierpunkt mit 0°, der Siedepunkt mit 100°

bezeichnet ist, nennt sie ^Grade^ nach #Celsius# (1742) oder

^Centesimalgrade^, trägt ebensogroße Grade über 100 an, indem man

einfach weiterzählt, und unter 0, indem man sie dort mit - bezeichnet

und ^Kältegrade^ nennt.

Diese Einteilung ist jetzt fast allgemein gebräuchlich. Zur Angabe der

Temperatur der Luft und des Wassers (an Badeplätzen) benützt man auch

noch die ältere Einteilung nach #Réaumur#, nach welcher der Raum

zwischen beiden Fixpunkten in 80 Teile geteilt ist, also auf dem

Siedepunkt 80° steht: es sind demnach ~100° C = 80° R~, ~5° C = 4° R~,

~n° C = 0,8 n° R~.

In England und Nordamerika bedient man sich meist noch der Einteilung

nach #Fahrenheit#. Man teilt den Abstand beider Fixpunkte in 180 Teile,

trägt noch 32 solche Teile vom Gefrierpunkt nach abwärts an und

bezeichnet diesen Punkt mit 0°, so daß am Gefrierpunkt 32°, am

Siedepunkt 212° steht; es sind also ~100° C = 180° + 32° F~, ~5° C = 9°

+ 32° F~, ~30° C = 54° + 32° F = 86° F~, 100° F = (100 - 32) · ⁵/₉ =

37,77° C~ (Bluttemperatur des Menschen).

Die Akademie von Florenz stellte seit 1657 die ersten wirklichen

Thermometer her, die mit Wasser oder Weingeist gefüllt waren, aber

noch keine Fixpunkte hatten. Erst Renaldini schlug 1694 den Schmelz-

und Siedepunkt als Fixpunkte vor. Die ersten vergleichbaren

Thermometer machte Fahrenheit (1714) und benutzte zuerst Weingeist,

dann Quecksilber; als Fixpunkte nahm er eine Kältemischung für 0° und

die Temperatur der Mundhöhle für 100°.

Wenn die Thermometerröhre nicht überall gleich weit ist, so sind die

Angaben des Thermometers ^ungenau^. Man vergleicht dieses Thermometer

etwa von 10 zu 10° mit den Angaben des ^Normalthermometers^, stellt die

^Abweichungen^ in eine Tabelle zusammen und korrigiert damit die Angaben

des Thermometers.

Bei jedem Thermometer verändert sich mit der Zeit die ^Lage^ des

^Nullpunktes^ dadurch, daß durch den äußeren Luftdruck die Glaskugel

etwas zusammengedrückt wird. Man #kontrolliert# deshalb von Zeit zu Zeit

die #Lage des Nullpunktes#, indem man das Thermometer in schmelzendes

Eis steckt. (Das Jenaer Normalthermometerglas ist frei von diesem

Übelstande.) Nur wenn ein Thermometer so korrigiert und kontrolliert

wird, sind seine Angaben zuverlässig und brauchbar; gewöhnliche

Thermometer zeigen meist sehr unregelmäßig und oft bis 2° unrichtig.

Das Quecksilberthermometer geht bloß von -39° bis 357°; denn bei -39°

gefriert das Quecksilber und bei 357,2° kocht es und entwickelt Dämpfe,

die die Kugel zersprengen.

Meistens umfaßt ein Thermometer nur diejenigen Grade, innerhalb deren es

benützt werden soll. Für Luftwärme geht es von -30° bis 50°, für

kochendes Wasser von 80 bis 102°, andere gehen von 0° bis 100°, oder von

100° bis 200° u. s. w. Man kann dann die Röhre ziemlich kurz machen,

ohne daß die Grade zu klein werden.

Für Temperaturen unter -30° benützt man das #Weingeistthermometer#, das

wie ein Quecksilberthermometer eingerichtet, aber mit wasserfreiem

Weingeist, ^absolutem Alkohol^, gefüllt ist; dieser gefriert nicht,

sondern wird bei sehr niedriger Temperatur nur etwas dickflüssig. Es

wird durch Vergleich mit anderen Thermometern geteilt. Für Temperaturen

über 350° hat man verschiedene Apparate von geringerer Zuverlässigkeit

(Pyrometer).

Das #Maximumthermometer# gibt die höchste Temperatur an, die es im Laufe

einer gewissen Zeit angenommen hat. Es ist ein Quecksilberthermometer

mit etwas weiter Röhre; in der Röhre befindet sich über dem Quecksilber

ein ^Eisenstäbchen^, Zeiger oder ^Index^ genannt. Steigt das

Quecksilber, und ist die Röhre horizontal gestellt, so schiebt es den

Index vor sich her; fällt es, so läßt es den Index an der vordersten

Stelle liegen, woran man die höchste Temperatur erkennen kann. Durch

Erheben des Rohres rutscht der Index wieder zum Quecksilberfaden zurück.

Eine andere Einrichtung ist folgende: Man schmilzt in den unteren Teil

der Röhre einen kleinen Glassplitter ein; dieser hindert nicht das

Steigen des Quecksilbers beim Erwärmen, aber bei der Abkühlung ^reißt^

der Quecksilberfaden am Splitter ab, bleibt in der Röhre und gibt so das

Maximum an; durch Schwingen des Thermometers tritt das Quecksilber

wieder in die Kugel zurück. Es kann in jeder Lage (nicht bloß in

horizontaler) benützt werden, und wird deshalb vom Arzte benützt, um die

Bluttemperatur des Kranken zu bestimmen.

[Abbildung: Fig. 74.]

Das #Minimumthermometer# gibt die niedrigste Temperatur an, welche es im

Verlaufe einer gewissen Zeit angenommen hat. Es ist ein

Weingeistthermometer; im Weingeist der Röhre befindet sich ein kleines

Glasstäbchen, Index. Neigt man das Rohr, so läuft der Index bis an das

vordere Ende des Weingeistfadens, ist aber wegen der Oberflächenspannung

nicht imstande, die Grenzfläche des Weingeistes zu durchbrechen. Sinkt

die Temperatur, so nimmt bei horizontal gelegtem Rohre der

zurückweichende Weingeist vermöge der Spannung seiner Oberfläche den

Index mit zurück; steigt die Temperatur, so fließt der vordringende

Weingeist am Glasstäbchen vorbei, ohne es mitzunehmen; der Index liegt

also an der hintersten Stelle, bis zu welcher der Weingeist

zurückgegangen war.

Lehrbuch der Physik zum Schulgebrauche. · 第 51 / 340 题