Thermometrie ist die Wissenschaft der Temperaturmessung. Die genaue Temperaturmessung ist in vielen Bereichen von entscheidender Bedeutung, einschließlich industrieller Prozesse in der Fertigung, technischen Anwendungen, Technologie, Forschungswissenschaften, Medizin und sogar alltäglichen Anwendungen wie Kochen. Die Thermometrie ist aufgrund ihrer vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten ein weites Feld. Es wurde eine Reihe verschiedener thermometrischer Geräte entwickelt, die von den üblichen Quecksilber- oder Digitalthermometern in Haushalten bis hin zu hochempfindlichen Thermistoren reichen, die in Automobil- und Industrieprozessen verwendet werden.
Die Temperatur kann mit verschiedenen Methoden gemessen werden. Thermometrische Geräte funktionieren, weil ein Temperaturanstieg oder -abfall ihre physikalische Struktur auf spezifische und vorhersehbare Weise beeinflusst. Da Wärme eine Form von Energie ist, kann sie in Situationen, in denen ein Temperaturunterschied zwischen den beiden Objekten besteht – ein Temperaturgradient – von einem Objekt auf ein anderes übertragen werden. Dieses Prinzip wird als Leitung bezeichnet.
Thermometer registrieren eine bestimmte Temperatur, weil Wärme von der Umgebung auf ein Material im Inneren des Thermometers übertragen wird. Ein Quecksilberthermometer besteht beispielsweise aus Quecksilber, einem Metall, das bei Raumtemperatur und Druck flüssig ist, in einem Glasrohr. Das Glasrohr wird entweder mit Stickstoffgas gefüllt oder unter Vakuum gehalten. Wenn in einer Glühbirne am Fuß des Thermometers Wärme auf das Quecksilber übertragen wird, dehnt sich das Quecksilber in den darüber liegenden Raum aus. Diese Volumenausdehnung ist auf die Übertragung von Wärmeenergie aus der Umgebung auf die Quecksilberpartikel zurückzuführen, die sich bei Energiezufuhr weiter voneinander entfernen.
Da die Volumenänderung durch die Erwärmung des Quecksilbers vorhersehbar und konstant erfolgt, kann das Thermometer kalibriert und als Temperaturmessgerät verwendet werden. Andere Arten von Thermometern funktionieren, obwohl sie sich in der Empfindlichkeit und in der Art der verwendeten Materialien unterscheiden, nach den gleichen Prinzipien der Wärmeübertragung. In der fortgeschrittenen Thermometrie ist es jedoch manchmal erforderlich, einen anderen Gerätetyp mit größerer Empfindlichkeit, einen sogenannten Thermistor, zu verwenden.
Wie ein Thermometer kann auch ein Thermistor zur Temperaturmessung verwendet werden, funktioniert jedoch durch einen etwas anderen Mechanismus. Thermistoren bestehen aus metallischen oder keramischen Materialien, deren Widerstand gegen elektrischen Strom zusammen mit der Temperaturerhöhung oder -senkung erhöht oder verringert wird. Da die Beziehung zwischen Widerstand und Temperatur bei diesen Geräten basierend auf den Materialien, aus denen die Geräte bestehen, vorhersehbar ist, können Thermistoren verwendet werden, um Temperaturänderungen zu messen. Thermistoren werden häufig in der Thermometrie verwendet und in vielen verschiedenen Ausführungen hergestellt.
Einige praktische Bereiche, in denen Thermometrie wichtig ist, sind die Automobilindustrie, die Medizin und der Hausgerätemarkt. In Automobilen sind genaue Temperaturmessungen erforderlich, um sicherzustellen, dass die Motoren richtig gekühlt werden. In der Medizin kann eine hohe Körpertemperatur auf eine Erkrankung hinweisen und wird engmaschig überwacht. Auch medizinische Geräte wie Inkubatoren sind für den Betrieb auf thermometrische Geräte angewiesen. Bei Haushaltsgeräten wie Öfen muss die Temperatur kontrolliert werden, damit Fleisch und andere Lebensmittel richtig gegart werden können.