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초고온, 초저온 측정법

일반적인 액체형 온도계는 알코올이나 수은과 같은 액체의 열팽창을 이용해서 온도를 측정하는 기기입니다. 물론 온도계의 길이를 길게 하면 얼마든지 높은 온도를 측정 할 수 있지만, 고온에서는 액체의 열팽창률이 온도에 비례하지 않고 비선형적인 경향을 보이는 경우가 많고, 무엇보다 7~800도 가까이 되는 온도에서 온도계를 구성하는 유리성분이 견딜 수가 있냐는 문제점 때문에 사용하지 않습니다.


그 외에 써머커플이라고 하는 금속선을 이용하는 방법이 있는데, 종류가 다른 금속선의 끝을 붙여서 온도를 알고 싶은 곳에 대면 금속 내부의 전자들이 열을 받아서 마구 움직일 텐데 금속 종류에 따라서 움직이는 경향이 달라져 두 금속사이에 전위차가 생기게 되어 그 전위차를 재서 온도를 환산하는 방법이 있습니다. 이런 방식의 온도계는 극저온에서부터 금속선이 녹지 않는 한 고온에 이르기까지 다양한 온도를 측정할 수가 있습니다.


또한 반도체 물질 가운데 온도가 달라지면 저항이 크게 변하는 반도체 물질이 있어서 그 반도체 물질의 저항이 얼마냐에 따라 현재 온도가 얼마인지를 환산해서 온도를 측정하는 반도체 온도계도 있으며, 이것도 극저온에서 1000도 정도 되는 고온까지 온도를 잴 수 있습니다.


1000도 이상, 금속이 녹을 수도 있을 정도의 고온은 그 물질이 고온에서 내는 특별한 파장의 전자기파(주로 적외선)를 재서온도로 환산시키는 기기를 사용하기도 합니다. 이런 방식은 고온 물체의 온도를 재는데도 유용하지만, 특히 직접 온도계를 대 볼 수 없는 물체의 온도를 재는데 유용합니다. 그 예로 우주에 멀리 떠있는 별의 온도를 재기 위해 그 별이 내는 고유한 빛의 파장별 세기를 재서온도를 예측하기도 합니다.


그러나 약 100만도이상은 측정할 수 없습니다. 100만도라는 것은 거의 한계수치입니다. 그 이상 온도가 올라가면 플라즈마(고온의 에너지 덩어리)화 되어 버립니다. 그 예로 태양의 주변은 100만도정도인데 모든 물질이 플라즈마화 되어버립니다. 또한 최저 온도는 절대온도인 0K(-273.15 ℃)를 넘을 수 없으므로 절대온도가 저온 측정의 한계입니다.

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