Wie funktioniert ein Gasthermometer?

Der Sinn eines Gasthermometers

• Das Gasthermometer funktioniert mithilfe der Druckmessung. Ein Gasthermometer bietet damit gegenüber herkömmlichen Thermometern einen entscheidenden Vorteil. Können normale Thermometer, die meist mithilfe von Quecksilber oder Alkohol messen, nur in gewissen, recht engen Temperaturbereichen eingesetzt werden, so ist das Gasthermometer auch für extreme Temperaturen geeignet.
• Gas besteht aus Gasmolekülen. Diese besitzen ein verschwindendes Eigenvolumen, wodurch die Temperaturmessung sehr genau funktionieren kann.

So funktioniert das Thermometer

• Ein Gasthermometer arbeitet mit Gas. Das funktioniert folgendermaßen: Alle Stoffe sind auf die eine oder andere Art kompressibel. Das bedeutet, dass sich ihre Dichte verändert, sobald man sie einem gewissen Druck aussetzt. Gas ist ebenfalls sehr kompressibel.
• Daher verändert sich die Dichte bzw. das Volumen von Gas unter Druck und Temperatur. Das bedeutet, dass das Gasthermometer eigentlich ein ideales Thermometer ist. Es wird jedoch nicht wirklich die Temperatur gemessen, sondern der Druck, den das Gas ausübt. Bei einer gleich bleibenden Temperatur bleibt der Druck gleich. Er erhöht sich proportional zur Temperatur.
• Geeicht wird der Gasthermometer mit Eis- und Kochwasser. Eis schmilzt immer bei rund 0°. Wasser fängt, abhängig von Luftdruck, bei unterschiedlichen Temperaturen zu köcheln an. Man misst als Erstes den Luftdruck. Dabei wird der Siedepunkt des Wassers gemessen.
• Als Nächstes wird der Innendruck im Gasthermometer zunächst mit Eiswasser und dann in siedendem Wasser bestimmt. Aus der Innendruckdifferenz wird der Spannkoeffizient des Gases berechnet.