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akustisches Thermometer

auf der Temperaturabhängigkeit der Schallgeschwindigkeit in einem Gas beruhendes Thermometer. Für ideale Gase ergibt sich die Schallgeschwindigkeit c0 bei kleinen Amplituden, niedrigen Frequenzen und isotroper Schallausbreitung zu akustisches Thermometer, wobei akustisches Thermometer das Verhältnis der spezifischen Wärmekapazitäten bei konstantem Druck und konstantem Volumen, R die allgemeine Gaskonstante, T die absolute Temperatur und M das Molekulargewicht bedeuten. Für reale Gase kann die druckabhängige Schallgeschwindigkeit in einer Reihe akustisches Thermometer mit den empirischen Virialkoeffizienten a, b, ... dargestellt werden. Das Prinzip der akustischen Thermometrie besteht darin, die Schallgeschwindigkeit bei hinreichend niedrigen Drücken p zu messen und dann nach akustisches Thermometer zu extrapolieren. Für die Messung der Schallgeschwindigkeit bedient man sich meist dem Prinzip der Kundtschen Röhre, nach dem stehende Wellen innerhalb eines in einem Resonator eingeschlossenen Gases erzeugt werden, deren Wellenlängen dann interferometrisch bestimmt werden. Als Gase werden oft 4He bei niedrigen, Ar bei Raum- und N2 bei höheren Temperaturen verwendet.

Akustische Thermometer werden häufig zur Messung extrem niedriger oder extrem hoher Temperaturen eingesetzt. Plumb et al. entwickelten beispielsweise einen Sensor für den Bereich zwischen 2K und 20K, andere akustische Thermometer können Plasmatemperaturen bis zu 8000K messen.

akustisches Thermometer

akustisches Thermometer: Schematischer Aufbau.

 

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