Hva er temperatur?
Et badekar fylt med glovarmt vann har mye mer termisk energi enn et badekar som er fylt med kaldt vann. Det betyr at høy temperatur henger sammen med mye termisk energi, og lav temperatur er knyttet til lite termisk energi.
Den termiske energien kommer av at molekyler er i bevegelse. Jo mer (og raskere) de beveger seg, jo mer termisk energi har de. Et badekar er fylt av vannmolekyler, og noen av molekylene kan til og med ha så mye energi at de fyker ut av karet og opp i lufta. Du kan se dette som vanndamp. Det er lettest å se når du koker vann, men det skjer ved mye lavere temperaturer også.
Men temperatur er ikke helt det samme som termisk energi. På en måte kan vi si at temperaturen er en gjennomsnittsverdi for den termiske energien til alle molekylene i en mengde av stoff.
Tenk deg at du har en bøtte med vann som har temperaturen 40 °C, og et stort badekar hvor vannet også er 40 °C. Selv om temperaturen er den samme, er det mye mer termisk energi i badekaret. Det er fordi det er mange flere vannmolekyler i karet enn i bøtta!
Når temperaturen i badekaret synker, vil vannmolekylene bevege seg mindre og mindre. Til slutt beveger de seg så lite at vannet fryser til is.
Temperatur er et mål på den gjennomsnittlige termiske energien til molekylene i en mengde stoff. Temperaturen er ikke avhengig av stoffmengde eller type av stoff.
Selv om vannet fryser til is rundt 0 °C, er det fortsatt bevegelse i vannmolekylene. Isen kan bli mye kaldere enn 0 °C, men molekylbevegelsene blir mindre og mindre jo lavere temperaturen blir.
Termoelement
En type temperaturmåler som er ganske populær i industrien, er det såkalte termoelementet. Det består av to metalltråder som er laget av ulike materialer og koblet sammen i målepunktet (det punktet hvor vi vil måle temperaturen). De andre endene av de to metalltrådene går inn i omformeren.
Siden de to trådene er laget av ulike metaller med ulike termoelektriske egenskaper, oppstår det en liten, men målbar spenningsforskjell mellom dem. Denne spenningsforskjellen kan vi bruke for å regne ut hva slags temperatur vi har i målepunktet.
Pass på at du ikke blander sammen det elektriske signalet fra omformeren (4–20 mA) med signalet fra måleelementet. Det er to forskjellige ting!
Motstandstermometer
Mange materialer har den egenskapen at de endrer motstand avhengig av hvilken temperatur materialet har. Dersom vi vet hvilken motstand et materiale har ved en gitt temperatur, kan vi lage oss et termometer!
De fleste termometre av denne typen er laget av metallet platina. Det finnes mange ulike varianter, men den mest brukte typen kalles Pt-100. Bokstavene «Pt» står for platina, og tallet «100» betyr at denne typen termometer har en motstand på 100 Ω ved 0 °C. Når temperaturen øker, så øker motstanden også. Dermed er det bare å måle motstanden, og så regne om til temperatur!
Helt perfekt blir det selvsagt ikke sånn helt av seg selv, så slike instrumenter har også nullpunktjustering og områdejustering. Nedenfor ser du et skjema som viser oppbyggingen av motstandstermometre.