Temperatuur

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Icoontje doorverwijspagina Zie Temperatuur (doorverwijspagina) voor andere betekenissen van Temperatuur.

Temperatuur is een maat voor hoe warm of koud iets is. Natuurkundig gezien is het een maat voor de gemiddelde chaotische bewegingsenergie per molecuul, plus de beweging van atomen in moleculen. Het woord wordt ook specifiek gebruikt in de betekenissen koorts en buitenluchttemperatuur.

Meting van de temperatuur[bewerken]

Temperatuur wordt doorgaans gemeten met een thermometer en in België en Nederland meestal uitgedrukt in graden Celsius. Bij ver weg gelegen objecten zoals sterren en ook van aardse zeer hete voorwerpen wordt de temperatuur gemeten via het spectrum van de warmtestraling. Het correct meten van een temperatuur vraagt een gedegen meettechnische kennis van zowel de gebruikte meetmethode als het begrip van de thermodynamische verstoring die door de meting veroorzaakt wordt.

Van koud naar warm[bewerken]

In de diepst denkbare koude (het nulpunt van de absolute temperatuurschaal) liggen alle atomen en moleculen vrijwel stil, afgezien van de nulpuntsbeweging. Wordt het warmer, dan gaan de atomen en moleculen harder trillen. In gassen en vloeistoffen gaan ze tegen elkaar botsen. Veel stoffen maken bij stijgende temperaturen faseovergangen door: smelten van vast naar vloeibaar, verdamping van vloeibaar naar gasvormig (bijvoorbeeld ijswaterwaterdamp). Andere stoffen vallen bij hogere temperaturen uit elkaar door thermische ontleding (of pyrolyse): de bewegingen worden zo hevig dat chemische bindingen tussen de atomen in een molecuul erdoor kapot gaan.

Bij toevoer van energie kan ofwel de temperatuur stijgen ofwel de aggregatietoestand (bijvoorbeeld vast of vloeibaar) van de stof veranderen. Er zijn vijf aggregatietoestanden: Bose-Einsteincondensaat, vast, vloeibaar, gas en plasma. De eerste toestand treedt op bij temperaturen extreem dichtbij het absolute nulpunt, hier zullen atomen enkel hun nulpuntsenergie hebben en daardoor een geheel vormen. De laatste toestand treedt op bij extreem hoge temperaturen waarbij atomen volledig geïoniseerd zijn: plasma is een mengsel van losse atoomkernen en elektronen.

Temperatuurschalen[bewerken]

Om temperaturen aan te geven in een getal zijn een aantal verschillende temperatuurschalen in gebruik. In Europa wordt vooral de temperatuurschaal van Celsius gebruikt; in Engelstalige landen die van Fahrenheit; en in de wetenschap de absolute temperatuurschaal die naar Lord Kelvin is genoemd. De kelvin, afgekort als K (hoofdletter), is de voorgeschreven SI-basiseenheid en wordt ook wel absolute temperatuur genoemd.

Daarnaast bestaan nog de Delisle, Newton, Rankine, Réaumur en de Rømer

Celsius[bewerken]

In Nederland en België worden temperaturen voor meteorologische, huishoudelijke en medische doeleinden meestal uitgedrukt in graden Celsius. Het nulpunt van de Celsiusschaal komt overeen met het smeltpunt van water, en het kookpunt van water is ongeveer 100 graden Celsius bij een luchtdruk van 1 bar. Dit maakt het in de praktijk gemakkelijk deze twee kalibratie van de schaal met enige nauwkeurigheid in ieder laboratorium te reproduceren. Overigens vraagt de kalibratiepunten in de praktijk meer dan alleen een bakje met ijs en water, en een kookglas op een warmhoudplaatje. Voor kritische metingen is een [geaccrediteerde][1] kalibratie nodig.

Fahrenheit[bewerken]

In Engelstalige landen worden temperaturen meestal uitgedrukt in graden Fahrenheit. Temperaturen in Fahrenheit of Celsius zijn met een betrekkelijk eenvoudige formule in elkaar om te rekenen. Als TC en TF resp. het aantal graden Celsius en het aantal graden Fahrenheit is, geldt:

T_\mathrm{C} = \tfrac 59 \left ( T_\mathrm{F} - 32 \right )
T_\mathrm{F} = \tfrac 95\ T_\mathrm{C} + 32

Kelvin: absolute temperatuur[bewerken]

In de natuurkunde en in het eenhedenstelsel SI is de K de voorkeurseenheid van temperatuur. De absolute temperatuurschaal heeft stappen van dezelfde grootte als de Celsiusschaal, maar legt het nulpunt bij het absolute nulpunt, dat wil zeggen dat een temperatuur uitgedrukt in Kelvin niet negatief kan zijn. Het absolute nulpunt ligt ongeveer bij -273,15 °C, dit is dus nul Kelvin. Door het absolute nulpunt als aftelpunt te kiezen is de thermische energie, die deel uitmaakt van de inwendige energie in een systeem, evenredig met de temperatuur (althans voor zover de soortelijke warmte constant blijft).

In tegenstelling tot de Fahrenheit- en Celsiusschalen, waar de temperatuur wordt uitgedrukt in graden, wordt de absolute temperatuur uitgedrukt in de eenheid "Kelvin" en niet "graden Kelvin". Dat wil zeggen dat 25 °C = 298,15 K, en niet 298,15 °K.

Opmerkelijke temperaturen[bewerken]

Enkele opmerkelijke temperaturen zijn:

Temperatuur
(°C)
Temperatuur
(K)
Omschrijving
±1028 ±1028 Temperatuur van het heelal onmiddellijk na de oerknal
±13.600.000 ±13.600.000 Temperatuur in het binnenste van de Zon
±1.000.000 ±1.000.000 Temperatuur in de corona boven het oppervlak van de Zon
±5.500 ±5.800 Temperatuur aan het oppervlak van de Zon
1539 1812 IJzer smelt.
100 373 water kookt, bij 1 atmosfeer druk.
82,2 355,4 Beste temperatuur voor het zetten van koffie - het water lost bij deze temperatuur de aroma-bevattende oliën op, maar laat de bittere alkaloïden in de koffie.
70 343 Enkele variëteiten van bacteriën gedijen in heetwaterbronnen, een aanwijzing voor het feit dat bacteriën zeer geharde organismen kunnen zijn.
62,8 336 Melk die gedurende 30 min. wordt verhit, wordt daarmee gepasteuriseerd zonder stremmen of uitvlokken, maar het grootste deel van de C- en D-vitamines wordt vernietigd.
57,7 330,85 Hoogste temperatuur ter wereld (betwist[2]), geregistreerd te Azizia, Libië (13 september 1922)[2]
56,7 330 Hoogste temperatuur ter wereld in de schaduw, geregistreerd te Greenland Ranch (Death Valley), Verenigde Staten (10 juli 1913).[2]
41,7 314,9 De meeste mensen zullen sterven als hun koorts deze temperatuur bereikt.
38,6 311.75 Hoogste temperatuur in Nederland ooit, geregistreerd te Warnsveld, Gelderland, op 23 augustus, 1944.[3]
37,8 311 Ideale temperatuur voor een babybad.
37 310,2 Normale menselijke lichaamstemperatuur; ideale temperatuur voor een baby-zuigflesje.
32 305 De warmste zee ter wereld is de Perzische Golf, een binnenzee omgeven door woestijnen.
30,6 303,8 Boter smelt.
29,4 302,6 In koude klimaten heeft men in de winter in volkomen bedwelming ineengezakte dronken mensen gevonden met lichaamstemperaturen tussen 26,7 en 29,4 °C. Op het eerste gezicht schijnen deze mensen dood; de huid heeft een grijze tint en de spieren zijn stijf als in rigor mortis. Bij het warmer worden komen ze echter 'tot leven'.
25 298 Standaardtemperatuur, zoals gehanteerd in de wetenschap
21 294 Kamertemperatuur
14,2 287,2 Laagste inwendige menselijke lichaamstemperatuur die ooit overleefd werd - door een kind van 2 jaar op 23 februari 1994 in Canada. De 14,2 graden Celsius is de laagste lichaamstemperatuur die ooit bij een mens gemeten is.[bron?]
4,4 277,6 Beste temperatuur voor het bewaren van melk en voor het in de koelkast bewaren van voedsel in het algemeen.
4 277,15 water heeft zijn grootste dichtheid (anomalie van water).
0 273,15 Zuiver water bevriest, bij 1 atmosfeer druk.
-1,1 272 IJzig poolwater (heeft een lager vriespunt door het zoutgehalte). Wie in water van deze temperatuur valt, heeft slechts twee minuten de tijd om eruit te komen; daarna raakt hij bewusteloos. Eén van de oorzaken van het grote aantal doden bij het zinken van de Titanic in het ijzige water van de noordelijke Atlantische Oceaan.
-27,4 245,75 Laagste temperatuur in Nederland ooit, geregistreerd te Winterswijk, Gelderland, op 27 januari, 1942.[4]
-30 243 Kenmerkende dagtemperatuur op het oppervlak van Mars, geregistreerd door de Viking 1.[bron?]
-38,87 234,4 Kwik stolt.
-78 195 Koolstofdioxide bevriest tot droogijs zonder door een vloeistoffase te gaan (rijpen).
-86 187 Kenmerkende temperatuur bij zonsopgang op Marsoppervlak, geregistreerd door de Viking 1.
-93,2 181,0 Laagste temperatuur welke onder natuurlijke omstandigheden ooit op aarde is geregistreerd, op het Antarctisch Plateau, Antarctica (10 augustus 2010[5]).
-240 33 Laagste temperatuur welke onder natuurlijke omstandigheden ooit in het Zonnestelsel is geregistreerd, in de eeuwige schaduw in een krater op de zuidpool van de Maan, gemeten door de Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) op 17 september 2009.
-273,15 0 Absolute nulpunt, een lagere temperatuur bestaat niet.

Noot: smelt- en kookpunten zijn ook afhankelijk van de luchtdruk. Water kookt bij 100 °C, maar alleen bij een luchtdruk van ca. 1000 millibar (1000 hectopascal). Bij een lagere luchtdruk zal water bij een lagere temperatuur koken, bij hogere druk kookt water bij een hogere temperatuur.

Zie ook[bewerken]

Bronnen, noten en/of referenties