Kto wynalazł rtęć? Termometr to urządzenie służące do pomiaru temperatury powietrza. Rodzaje skal temperatury

Stąd, R T (\ displaystyle R_ (T)) opór przy T°C, R 0 (\ displaystyle R_ (0)) rezystancja w temperaturze 0°C i stałe (dla rezystancji platyny) -

Termometry optyczne

Termometry optyczne umożliwiają rejestrację temperatury poprzez zmianę poziomu jasności, widma i innych parametrów (patrz Pomiar temperatury światłowodem) w miarę zmiany temperatury. Na przykład mierniki temperatury ciała na podczerwień.

Termometry na podczerwień

Termometr na podczerwień umożliwia pomiar temperatury bez bezpośredniego kontaktu z człowiekiem. W niektórych krajach od dawna istnieje tendencja do rezygnacji z termometrów rtęciowych na rzecz termometrów na podczerwień, nie tylko w placówkach medycznych, ale także na poziomie gospodarstw domowych.

Termometry techniczne

Termometry techniczne znajdują zastosowanie w przedsiębiorstwach przemysłu rolniczego, petrochemicznego, chemicznego, górniczego i hutniczego, budowy maszyn, mieszkalnictwa i usług komunalnych, transportu, budownictwa, medycyny, jednym słowem, we wszystkich dziedzinach życia.

Santorio był nie tylko lekarzem, ale także anatomem i fizjologiem. Pracował w Polsce, na Węgrzech i w Chorwacji, aktywnie badał proces oddychania, „niewidzialne parowanie” z powierzchni skóry, prowadził badania z zakresu metabolizmu człowieka. Santorio przeprowadzał na sobie eksperymenty i badając cechy ludzkiego ciała, stworzył wiele przyrządów pomiarowych - urządzenie do pomiaru siły pulsacji tętnic, wagi do monitorowania zmian masy ciała człowieka oraz pierwszy termometr rtęciowy.

Trzej wynalazcy

Trudno dziś powiedzieć, kto dokładnie stworzył termometr. Wynalazek termometru przypisuje się jednocześnie wielu naukowcom - Galileo, Santorio, Lordowi Baconowi, Robertowi Fluddowi, Scarpiemu, Corneliusowi Drebbelowi, Porte i Salomonowi de Caus. Wynika to z faktu, że wielu naukowców jednocześnie pracowało nad stworzeniem urządzenia, które pomogłoby mierzyć temperaturę powietrza, gleby, wody i ludzi.

W pismach Galileusza nie ma opisu tego urządzenia, jednak jego uczniowie zeznali, że w 1597 roku stworzył termoskop – urządzenie do podnoszenia wody za pomocą ciepła. Termoskop był małą szklaną kulką z przylutowaną do niej szklaną rurką. Różnica między termoskopem a nowoczesnym termometrem polega na tym, że w wynalazku Galileusza zamiast rtęci rozszerzało się powietrze. Można go było również używać jedynie do oceny względnego stopnia nagrzania lub ochłodzenia ciała, ponieważ nie miał on jeszcze skali.

Termometr szklarniowy, 1798. Zdjęcie: www.globallookpress.com

Santorio z Uniwersytetu w Padwie stworzył własne urządzenie, za pomocą którego można było mierzyć temperaturę ludzkiego ciała, ale urządzenie było na tyle nieporęczne, że instalowano je na dziedzińcu domu. Wynalazek Santorio miał kształt kuli i podłużnej rurki nawojowej, na której narysowano podziałki; wolny koniec rurki był wypełniony zabarwioną cieczą. Jego wynalazek datuje się na rok 1626.

W 1657 roku florenccy naukowcy udoskonalili termoskop Galileusza, w szczególności wyposażając urządzenie w skalę koralikową.

Później naukowcy próbowali ulepszyć urządzenie, ale wszystkie termometry były powietrzne, a ich odczyty zależały nie tylko od zmian temperatury ciała, ale także od ciśnienia atmosferycznego.

Pierwsze termometry płynne opisano w 1667 roku, ale pękały, gdy zamarzła woda, dlatego do ich tworzenia zaczęto używać alkoholu winnego. Wynalezienie termometru, którego danych nie można określić na podstawie zmian ciśnienia atmosferycznego, nastąpiło dzięki eksperymentom fizyka Evangelisty Torricellego, ucznia Galileusza. W rezultacie termometr napełniono rtęcią, odwrócono do góry nogami, do kulki dodano kolorowy alkohol i zamknięto górny koniec rurki.

Pojedyncza skala i rtęć

Przez długi czas naukowcom nie udało się znaleźć punktów początkowych, których odległość można by równomiernie rozłożyć.

Początkowymi danymi dla skali były temperatury rozmrażania lodu i roztopionego masła, temperatura wrzenia wody oraz pewne abstrakcyjne pojęcia, takie jak „znaczny stopień zimna”.

Termometr o nowoczesnej formie, najbardziej odpowiedni do użytku domowego, z dokładną skalą pomiarową, został stworzony przez niemieckiego fizyka Gabriela Fahrenheita. Opisał swoją metodę tworzenia termometru w 1723 roku. Początkowo Fahrenheit stworzył dwa termometry alkoholowe, ale potem fizyk zdecydował się użyć w termometrze rtęci. Skala Fahrenheita opierała się na trzech ustalonych punktach:

• pierwszy punkt był równy zero stopni - jest to temperatura składu wody, lodu i amoniaku;
• drugi, oznaczony jako 32 stopnie, to temperatura mieszaniny wody i lodu;
• trzecia, temperatura wrzenia wody, wynosiła 212 stopni.

Skala została później nazwana na cześć jej twórcy.

Obecnie najpowszechniejszą jest skala Celsjusza, w USA i Anglii nadal stosowana jest skala Fahrenheita, a w badaniach naukowych wykorzystywana jest skala Kelvina.

Ale to szwedzki astronom, geolog i meteorolog Anders Celsjusza ostatecznie ustalił oba punkty stałe – topniejący lód i wrzącą wodę – w 1742 roku. Podzielił odległość między punktami na 100 przedziałów, gdzie liczba 100 oznaczała temperaturę topnienia lodu, a 0 temperaturę wrzenia wody.

Obecnie stosuje się odwróconą skalę Celsjusza, co oznacza, że ​​temperaturę topnienia lodu przyjmuje się jako 0°, a temperaturę wrzenia wody jako 100°.

Według jednej wersji skalę „odwrócili” jego współcześni i rodacy, botanik Carl Linnaeus i astronom Morten Stremer, po śmierci Celsjusza, ale według innej, Celsjusza sam przewrócił swoją skalę za radą Stremera.

W 1848 roku angielski fizyk William Thomson (Lord Kelvin) udowodnił możliwość stworzenia absolutnej skali temperatur, gdzie punktem odniesienia jest wartość zera absolutnego: -273,15°C – w tej temperaturze dalsze schładzanie ciał nie jest już możliwe.

Już w połowie XVIII wieku termometry stały się przedmiotem handlu i wykonywali je rzemieślnicy, jednak termometry weszły do ​​medycyny znacznie później, bo w połowie XIX wieku.

Nowoczesne termometry

O ile w XVIII wieku nastąpił „rozkwit” odkryć w dziedzinie systemów pomiaru temperatury, to dziś coraz częściej prowadzone są prace nad stworzeniem metod pomiaru temperatury.

Termometry rtęciowe wypierane są przez termometry elektroniczne lub cyfrowe, które działają w oparciu o wbudowany czujnik metalowy. Istnieją również specjalne paski termiczne i termometry na podczerwień.

Prawdopodobnie pierwszym urządzeniem, które potrafiło, jeśli nie mierzyć, to przynajmniej szacować temperaturę, było Termoskop Galileusza : kolbę wielkości kurzego jaja, której szyjka była cienka jak łodyga pszenicy, napełniono do połowy wodą i zanurzono w filiżance. Pomimo tej prostoty urządzenie było bardzo czułe, choć oprócz temperatury reagowało na ciśnienie powietrza.

W 1636 roku słowo to pojawia się po raz pierwszy "termometr" . Tak to się nazywało urządzenie Holendra K. Drebbela — „Narzędzie Drebbela” do pomiaru temperatury, posiadający aż 8 działek.

Termos do Galileusza. Rysunek z około XVII wieku.

I. Newto N w pracy 1701 „W skali stopni ciepła i zimna” opisane Skala 12 stopni , 0 0 co odpowiadało temperaturze zamarzania wody, a 12° temperaturze ciała zdrowego człowieka. Wszystkie te i wiele innych termometrów były termometrami gazowymi: po podgrzaniu powietrze rozszerzało się.

Pierwszy termometr cieczowy, podobny do współczesnego termometru, wykonał niemiecki fizyk G. Fahrenheit w 1724 r.. Konstruując termometry alkoholowe i rtęciowe od ponad piętnastu lat, wymyślił, jak uzyskać identyczne i dokładniejsze odczyty: trzeba wziąć kilka punktów o znanej temperaturze, wykreślić ich wartości na skalach i podzielić odległości między ich.

Fahrenheit przyjął najniższą temperaturę niezwykle surowej zimy 1709 roku jako 0°, a następnie naśladował ją w mieszaninie soli kuchennej i amoniaku z lodem. Jako drugi punkt odniesienia przyjął temperaturę topnienia lodu i podzielił ten odcinek przez 32 stopnie. Trzeci punkt - temperatura ludzkiego ciała - okazała się prawie 98, a temperatura wrzenia wody 212.

W scenariuszu filmowym A. Gajdara „Komendant Śnieżnej Twierdzy” znajduje się następujący epizod:

„Niania wskazuje na Sashę:

- Słuchaj, tato, on ma gorączkę.

— Każdy człowiek ma temperaturę.

„Ma temperaturę stu stopni” – mówi Żeńka.

„Nie każdy na to cierpi” – zgadza się lekarz.

Dialog niezmiennie wywołuje radosne podekscytowanie wśród młodych czytelników, ale także dzieci w USA i Anglii, gdzie jest nadal akceptowany Fahrenheita , jego komedia może nie zostać doceniona: temperatura pacjenta wynosi 100°C – to tylko lekka gorączka, na którą może mieć prawie każdy – 37,8°C.

Stosowany we Francji i Rosji Skala Reaumura , utworzona w 1730 r.

Kom Naturalny termometr z początku XX wieku ze skalami Celsjusza i Reaumur.

.

R. Reaumur. Termometry tego typu były w użyciu w naszym kraju do lat 30. XX wieku.

Francuski przyrodnik, uczony o szerokich horyzontach, „Pliniusz XVIII wieku”, jak nazywali go współcześni, R. Reaumur zbudował go zgodnie z rozszerzalnością cieplną cieczy. Odkrywszy, że po podgrzaniu mieszanina wody i alkoholu zwiększa się o 80 tysięcznych swojej objętości pomiędzy temperaturą zamarzania i wrzenia wody (współczesna wartość wynosi 0,084), Reaumur podzielił ten przedział na 80 stopni.

Nieco wcześniej, na początku XVIII wieku, w Rosji powszechne były termometry petersburskiego akademika J. Delisle'a ze skalą 150 stopni w tym samym zakresie temperatur, ale nie trwały one długo. Ci, którzy ich wypędzili Termometry Réaumur'a były używane przez prawie dwa stulecia, a ostatecznie dopiero około 50-60 lat temu ustąpiły miejsca termometrom Celsjusza z nowoczesną skalą 100 stopni .

Pod koniec XVIII wieku liczba różnych skal temperatur zbliżyła się do dwóch tuzinów, co było zarówno niewygodne, jak i niepotrzebne. Ponadto szybko stało się jasne, że nawet dokładnie skalibrowane przyrządy z różnymi cieczami wykazują różne temperatury. Przy temperaturze 50°C termometr rtęciowy pokazywał 43°C w przypadku alkoholu, termometr w przypadku oliwy z oliwek -49°C, w przypadku czystej wody - 25,6°C, a w przypadku wody słonej - 45,4°C.

Znalazłem wyjście słynny angielski fizyk W. Thomson (Lord Kelvin) . W 1848 roku zaproponował pomiar nie temperatury, ale ilości ciepła, które w pewnym procesie tzw Cykl Carnota , jest przenoszony z ciała gorącego na zimne: zależy tylko od ich temperatur i jest całkowicie niezależny od ogrzanej substancji. W termodynamicznej, czyli absolutnej skali temperatur zbudowanej na tej zasadzie, Jednostka temperatury nazywa się kelwinem .

Skala termodynamiczna była dobra dla wszystkich, ja jeden: w codziennej praktyce pomiary termiczne wraz z późniejszymi obliczeniami są niezwykle niewygodne, a Cykl Carnota doskonale zbadany teoretycznie, jest trudny do odtworzenia poza wyspecjalizowanym laboratorium metrologicznym. Dlatego też na jej podstawie w 1968 roku została ostatecznie utworzona Międzynarodowa praktyczna skala temperatury (MPTS-68) , który opiera się na 11 powtarzalnych punktach odniesienia pomiędzy punkt potrójny w wodorze (13,81 K) i temperatura krzepnięcia złota (1337,58 K ) i odbiega od skali termodynamicznej w obszarze wrzenia wody tylko o 0,005 K. Skala ta jest nadal używana.

Czasami spotykane w angielskiej i amerykańskiej literaturze naukowej skala absolutna Szkota W. Rankina (połowa XIX w.), jeden z twórców termodynamiki technicznej. Jego punkt zerowy pokrywa się z 0 K i stopień Rankine’a wielkości równej stopniowi Fahrenheita.

Ze wszystkich wielu skal temperatur tylko cztery osiągnęły nasz czas, choć to zdecydowanie za dużo. W nauce temperaturę wyraża się w Kelwinach, ale w życiu używamy stopni Celsjusza i czasami widzimy skalę Reaumur i Fahrenheita.

Można to zrobić za pomocą specjalnych relacji (formuł) lub automatycznie na stronach naszego serwisu (kliknij link po lewej stronie).

Megałow A.

Temperatura jest jednym z najważniejszych wskaźników wykorzystywanym w różnych gałęziach nauk przyrodniczych i technologii. W fizyce i chemii stosowana jest jako jedna z głównych charakterystyk stanu równowagi izolowanego układu, w meteorologii jako główna cecha klimatu i pogody, w biologii i medycynie jako najważniejsza wielkość determinująca funkcje życiowe.

Pobierać:

Zapowiedź:

Aby skorzystać z podglądu utwórz konto Google i zaloguj się na nie: https://accounts.google.com

Zapowiedź:

Aby skorzystać z podglądu prezentacji utwórz konto Google i zaloguj się na nie: https://accounts.google.com

Podpisy slajdów:

Prezentacja na temat: „Historia wynalazku termometrów” Prezentację przeprowadził uczeń Miejskiego Zakładu Oświatowego „Gimnazjum nr 2” 10 „A” klasy Megalov Artem

Termoskop Galileo Galilei W 1592 roku Galileo Galilei stworzył termoskop. Termoskop był małą szklaną kulką z lutowaną szklaną rurką. Kulkę ogrzano, a koniec rurki zanurzono w wodzie. Gdy kula ostygła, ciśnienie w niej spadło, a woda w rurze pod wpływem ciśnienia atmosferycznego wzrosła do pewnej wysokości. Wraz z ociepleniem się pogody poziom wody w rurach spadł. Wadą tego urządzenia było to, że można było za jego pomocą ocenić jedynie względny stopień nagrzania lub ochłodzenia ciała, ponieważ nie posiadało ono jeszcze skali.

Termometry florenckie Później florenccy naukowcy ulepszyli termoskop Galileusza, dodając łuskę koralików i wypompowując powietrze z balonu. W XVII wieku florencki naukowiec Torricelli przekształcił termoskop powietrzny w termometr alkoholowy. Urządzenie odwrócono do góry nogami, usunięto naczynie z wodą i do probówki wlano alkohol. Działanie urządzenia opierało się na rozszerzaniu się alkoholu pod wpływem ogrzewania – teraz odczyty nie zależały od ciśnienia atmosferycznego. Był to jeden z pierwszych termometrów cieczowych. Termometr florencki

Dwa skrajne punkty. W tamtym czasie wskazania przyrządów nie były jeszcze ze sobą zgodne, gdyż przy wzorcowaniu wag nie brano pod uwagę żadnego konkretnego układu. W 1694 roku Carlo Renaldini zaproponował przyjęcie temperatury topnienia lodu i temperatury wrzenia wody jako dwóch skrajnych punktów.

Termometr rtęciowy Fahrenheita W 1714 roku D. G. Fahrenheit stworzył termometr rtęciowy. Zaznaczył na skali trzy stałe punkty: 32°F to temperatura zamarzania roztworu soli, 96°F to temperatura ciała człowieka i 212°F to temperatura wrzenia wody. Termometr Fahrenheita był używany w krajach anglojęzycznych do lat 70. XX wieku i nadal jest używany w USA.

Skala Francuza Reaumura Inną skalę zaproponował francuski naukowiec Reaumur w 1730 roku. Eksperymentował z termometrem alkoholowym i doszedł do wniosku, że można skonstruować skalę zgodnie z rozszerzalnością cieplną alkoholu. Po ustaleniu, że używany przez niego alkohol zmieszany z wodą w stosunku 5:1 rozszerza się w stosunku 1000:1080, naukowiec zaproponował zastosowanie skali od 0 do 80 stopni. Przyjmując temperaturę topnienia lodu jako 0°C i temperaturę wrzenia wody pod normalnym ciśnieniem atmosferycznym jako 80°C.

Skala Andersa Celsjusza W 1742 roku Anders Celsjusza zaproponował skalę termometru rtęciowego, w której odstęp między skrajnymi punktami dzielił się na 100 stopni. Jednocześnie początkowo temperaturę wrzenia wody oznaczono na 0°, a temperaturę topnienia lodu na 100°. Jednak w tej formie skala okazała się niewygodna i później astronom M. Stremer i botanik K. Linneusz postanowili zamienić skrajne punkty.

Różne termometry i skale M. V. Łomonosow zaproponował termometr cieczowy ze skalą 150. I. G. Lambert był odpowiedzialny za stworzenie termometru powietrza o skali 375 °, gdzie jedną tysięczną ekspansji objętości powietrza przyjmowano jako jeden stopień. Podejmowano także próby stworzenia termometru opartego na rozszerzaniu się ciał stałych. I tak w 1747 r. Holender P. Muschenbrug wykorzystał rozszerzanie się żelaznego pręta do pomiaru temperatury topnienia wielu metali.

Bezwzględna skala Kelvina W omawianych powyżej skalach temperatur punkt odniesienia był dowolny. Na początku XIX wieku angielski naukowiec Lord Kelvin zaproponował absolutną skalę termodynamiczną. Jednocześnie Kelvin uzasadnił koncepcję zera absolutnego, oznaczającego temperaturę, w której ustaje ruch termiczny cząsteczek. W stopniach Celsjusza wynosi -273,15°C.

Jak to było wtedy Oto podstawowa historia pojawienia się termometru i skal termometrycznych. Obecnie w badaniach naukowych wykorzystuje się termometry ze skalą Celsjusza, Fahrenheita (w USA) i Kelvina

Obecnie temperaturę mierzy się za pomocą przyrządów, których działanie opiera się na różnych właściwościach termometrycznych cieczy, gazów i ciał stałych. Obecnie w przemyśle, życiu codziennym i badaniach naukowych wykorzystuje się wiele urządzeń - termometry rozszerzalnościowe i sprzęt laboratoryjny, termometry termoelektryczne i oporowe, a także termometry pirometryczne, które pozwalają na bezdotykowy pomiar temperatury.