Weitere thermometrische Eigenschaften

Wird ein fester oder flüssiger Körper erwärmt oder abgekühlt, dann ändert sich sein Volumen. Wir haben das im vorherigen Abschnitt ausführlich untersucht und auch erfahren, wie man diese Änderungen zur Messung der Temperatur ausnutzen kann.

Neben dem Volumen sind viele weitere physikalische Eigenschaften von der Temperatur abhängig auf die wir im Rahmen dieser SLE aber nicht vertieft eingehen wollen. Auch diese Eigenschaften lassen sich natürlich zur Temperaturmessung heranziehen. Beispiele dazu finden Sie unter den unten angegeben Links. Zu den thermometrischen Eigenschaften zählen insbesondere:

• Der elektrische Widerstand von Metallen und Halbleitern. Er wird bei der Realisierung von Widerstandsthermometern ausgenutzt.
• Die Thermospannung an der Kontaktstelle zweier Metalle.
• Der reversible oder irreversible Farbumschlag einiger Stoffe, die als Thermocolore bezeichnet werden.

Selbsttest

Der elektrische Widerstand von Metallen und Halbleitern

Metalle und Halbleiter weisen einen temperaturabhängigen elektrischen Widerstand auf. In beiden Fällen kann für kleine Temperaturintervalle eine näherungsweise lineare Abhängigkeit des spezifischen Widerstandes von der Temperatur t beobachtet werden:

Dabei bezeichnet den spezifischen Widerstand bei 0 °C, der bei Metallen typischerweise in der Größenordnung 10^-8 - 10^-6 liegt. Bei Halbleitern ist er mit 10^-3 - 10³ wesentlich größer.

Auch in der Temperaturabhängigkeit des spezifischen Widerstandes unterscheiden sich Metalle und Halbleiter wesentlich: Der Temperaturkoeffizient ist für Metalle positiv, für Halbleiter dagegen negativ. D.h., bei Metallen steigt spezifische elektrische Widerstand mit der Temperatur an, während er bei Halbleitern abfällt!

Die Ursache für dieses konträre Verhalten ist in den unterschiedlichen Leitungsmechanismen zu suchen. Diese können allerdings erst mit Hilfe der Quantenmechanik verstanden werden, so dass auf eine Erläuterung an dieser Stelle verzichtet wird.