• Kalibrierung eines Thermometers
  • alexk
  • 10.02.2025
  • Allgemeine Hochschulreife
  • Physik
  • 7
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Ein möglicher Einstieg zu dieser Unterrichtsstunde: Es wird ein unskaliertes Thermometer gezeigt und die Frage gestellt, wie man eine Skalierung erstellen kann. Da die S. bereits wissen (könnten), dass 0° und 100° die Phasenübergänge des Wassers sind, werden diese als Fixpunkte definiert und zudem betont, dass es eine willkürliche Entscheidung war. Der erste Teil des Arbeitsblattes dient zu einer prägnanten Strukturierung der neuen Fachbegriffe und deren Hintergrund.

Wie wird ein Ther­mo­me­ter ka­li­briert?

Die Ab­bil­dung rechts zeigt ein ein­fa­ches Ther­mo­me­ter, bei dem je­doch die Ska­lie­rung fehlt. Ohne Ska­lie­rung kann man keine Tem­pe­ra­tur ab­le­sen. Vor dem­sel­ben Pro­blem stand An­ders Cel­si­us im Jahr 1742, als er ver­sucht hat, ein Ther­mo­me­ter zu bauen. Er hat Queck­sil­ber in ein Glas­röhr­chen ge­füllt und die­ses luft­dicht ver­schlos­sen. An­schlie­ßend muss­te er die­ses Ther­mo­me­ter nurnoch ka­li­brie­ren und ska­lie­ren.



Wie muss man vor­ge­hen, um ein Ther­mo­me­ter zu ka­li­brie­ren und so die Ska­lie­rung zu er­stel­len?

Schritt 1: Fest­le­gung von zwei Fix­punk­ten (Ka­li­brie­rung)



Be­schrei­be, für wel­che 2 Fix­punk­te sich An­ders Cel­si­us ent­schie­den und wel­che Tem­pe­ra­tur er den Fix­punk­ten zu­ge­schrie­ben hat.

Schritt 2: Fest­le­gung einer Skala (Ska­lie­rung)



Be­schrei­be, für wel­chen Ab­stand zwi­schen den bei­den Fix­punk­ten sich An­ders Cel­si­us ent­schie­den hat.

Schü­ler­ex­pe­ri­ment: Ein Ther­mo­me­ter ka­li­brie­ren

Vor­sicht!

Beim Ex­pe­ri­men­tie­ren be­steht Ver­let­zungs­ge­fahr. Be­ach­te die An­wei­sun­gen der Lehr­kraft!



  • Das Koch­feld erst ein­schal­ten, wenn die Lehr­kraft es er­laubt.

  • So­bald das Koch­feld ein­ge­schal­tet ist, muss jeder be­son­ders vor­sich­tig sein.

Ma­te­ri­a­li­en:

Sta­tiv­fuß, Sta­tiv­stan­ge, Zange, Ther­mo­me­ter, Mess­be­cher, Was­ser, Koch­feld.



Auf­bau:

Baue das Sta­tiv so zu­sam­men, dass das Ther­mo­me­ter von der Zange ge­hal­ten wird. Fülle den Mess­be­cher mit Was­ser, stel­le die­sen auf das Koch­feld und po­si­ti­o­nie­re den Mess­be­cher so, dass der Mess­füh­ler des Ther­mo­me­ters voll­stän­dig unter Was­ser ist.

Durch­füh­rung:



Fix­punkt Ge­frier­punkt des Was­sers:

Be­fül­le den Mess­be­cher mit Eis­wür­feln und fülle etwas Was­ser nach. Plat­zie­re das Ther­mo­me­ter im Eis­was­ser und mar­kie­re auf dem Ther­mo­me­ter die Stel­le, wel­che die Flüs­sig­keit im Steig­rohr an­zeigt.



Fix­punkt Sie­de­punkt des Was­sers:

Be­fül­le den Mess­be­cher mit Was­ser und schal­te das Koch­feld ein. Warte, bis das Was­ser sie­det und mar­kie­re auf dem Ther­mo­me­ter die Stel­le, wel­che die Flüs­sig­keit im Steig­rohr an­zeigt.



Ska­lie­rung:

Miss mit einem Li­ne­al den Ab­stand zwi­schen den bei­den Fix­punk­ten und un­ter­tei­le die­sen Ab­stand in 10 gleich große Teile. Mar­kie­re diese auf dem Ther­mo­me­ter.

Be­ob­ach­tung:



Be­schrei­be kurz, was gut funk­ti­o­niert hat und was we­ni­ger gut funk­ti­o­niert hat.













Aus­wer­tung:



Über­tra­ge die Ska­li­e­rie­rung eures Ther­mo­me­ters auf ein Din-A4-​Blatt (1x pro Grup­pe), no­tie­re die Länge der Skala auf dem Blatt und hänge es an die Tafel. Was fällt dir auf?

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