Muitos métodos foram desenvolvidos para medir a temperatura. A maioria deles depende da medição de alguma propriedade física de um material de trabalho que varia com a temperatura. Um dos dispositivos mais comuns para medir a temperatura é o termómetro de vidro. Este consiste num tubo de vidro cheio com mercúrio ou algum outro líquido, que actua como o fluido de trabalho. O aumento da temperatura faz com que o fluido se expanda, pelo que a temperatura pode ser determinada através da medição do volume do fluido. Tais termómetros são normalmente calibrados para que se possa ler a temperatura simplesmente observando o nível do fluido no termómetro. Outro tipo de termómetro que não é realmente muito utilizado na prática, mas que é importante do ponto de vista teórico, é o termómetro de gás.
Outros dispositivos importantes para medir a temperatura incluem:
- Termopares
- Termistores
- Detector de temperatura de resistência (RTD)
- Pirómetro
- Sondas de Langmuir (para temperatura de electrões de um plasma)
- termómetro infravermelho
- Outros termómetros
Um deve ter cuidado ao medir a temperatura para garantir que o instrumento de medição (termómetro, termopar, etc.) é realmente a mesma temperatura que o material que está a ser medido. Em algumas condições o calor do instrumento de medição pode causar um gradiente de temperatura, pelo que a temperatura medida é diferente da temperatura real do sistema. Neste caso, a temperatura medida variará não só com a temperatura do sistema, mas também com as propriedades de transferência de calor do sistema.
Que conforto térmico os seres humanos, animais e plantas experimentam está relacionado com mais do que a temperatura mostrada num termómetro de vidro. Os níveis de humidade relativa no ar ambiente podem induzir um arrefecimento mais ou menos evaporativo. A medição da temperatura do bulbo húmido normaliza este efeito da humidade. A temperatura radiante média também pode afectar o conforto térmico. O factor de arrefecimento pelo vento faz com que o clima se sinta mais frio em condições de vento do que calmo, mesmo que um termómetro de vidro mostre a mesma temperatura. O fluxo de ar aumenta a taxa de transferência de calor de ou para o corpo, resultando numa maior alteração da temperatura corporal para a mesma temperatura ambiente.
A base teórica para termómetros é a lei zeroth da termodinâmica que postula que se tiver três corpos, A, B e C, se A e B estiverem à mesma temperatura, e B e C estiverem à mesma temperatura, então A e C estão à mesma temperatura. B, claro, é o termómetro.
A base prática da termometria é a existência de células de ponto triplo. Os pontos triplos são condições de pressão, volume e temperatura tais que três fases estão simultaneamente presentes, por exemplo sólido, vapor e líquido. Para um único componente não há graus de liberdade num ponto triplo e qualquer alteração nas três variáveis resulta no desaparecimento de uma ou mais fases da célula. Portanto, as células de ponto triplo podem ser usadas como referências universais para a temperatura e pressão (ver regra das fases de Gibbs).
Em algumas condições torna-se possível medir a temperatura através de uma utilização directa da lei de Planck da radiação de corpo negro. Por exemplo, a temperatura cósmica de fundo de microondas foi medida a partir do espectro de fotões observados por observações de satélite, tais como o WMAP. No estudo do plasma de quark-gluon através de colisões de iões pesados, os espectros de partículas únicas servem por vezes como termómetro.
Termometria não invasivaEditar
Durante as últimas décadas, muitas técnicas termométricas têm sido desenvolvidas. As técnicas termométricas não invasivas mais promissoras e generalizadas num contexto biotecnológico baseiam-se na análise de imagens de ressonância magnética, imagens de tomografia computorizada e ecotomografia. Estas técnicas permitem monitorizar a temperatura dentro dos tecidos sem introduzir um elemento de detecção. No campo dos fluxos reactivos (por exemplo, combustão, plasmas), fluorescência induzida por laser (LIF), CARS, e espectroscopia de absorção de laser foram exploradas para medir a temperatura dentro de motores, turbinas a gás, tubos de choque, reactores de síntese, etc. A capacidade de tais técnicas de base óptica inclui medições rápidas (até nanossegundos escalas de tempo), não obstante a capacidade de não perturbar o objecto de medição (por exemplo, a chama, os gases de choque).