Techniklexikon

Primärthermometer

Supraleitung, Tieftemperaturphysik und -technik , Thermometer, für die die Theorie, die die Temperatur und die für die Temperaturmessung beobachtete physikalische Grösse verbindet, vollständig bekannt ist. Sie werden unterschieden von Sekundärthermometern. Zu den Primärthermometern zählen Konstantes-Volumen-Gasdruck-Thermometer, Schallgeschwindigkeitsmessung in Gasen, Schwarzkörperstrahlung und Rauschthermometrie.

Die Primärthermometer bilden die Basis für die Internationale Temperaturskala ITS, sind aber im allgemeinen zu unpraktisch zu betreiben, um damit routinemässige Temperaturmessungen durchzuführen. Die Primärthermometer werden im wesentlichen dazu benutzt, die Temperatur bestimmter scharf definierter physikalischer Phänomene (Übergänge fest-flüssig, flüssig-Dampf, normalleitend- supraleitend, 3-Phasen-Gleichgewichtspunkte, Tripelpunkte) zu bestimmen, so dass sie dann als Fixpunkte im ITS benutzt werden können.

Die Gasthermometer nutzen  aus, wobei Abweichungen für reale Gase zu berücksichtigen sind. Die abgeleiteten Fixpunkte reichen vom Tripelpunkt des Wasserstoffs bei 13,8 K bis zum Gefrierpunkt von Silber bei 1 235 K. Darüberhinaus definiert der Dampfdruck von ³He die Skala von 0,65-5 K.

Bei akustischen Thermometern nutzt man aus, dass die Geschwindigkeit der Schallübertragung in Gasen v durch die adiabatische Kompressibilität k über  (r: Dichte, g = c_p / c_v: Verhältnis der spezifischen Wärmekapazitäten, M: Molekulargewicht, R: Gaskonstante) bestimmt wird. Die Methode wird vor allem im Bereich von 2-30 K als Komplement zur Gasthermometrie benutzt.