Πρωτότυπο παρμένο από biboroda στην ιστορία της δημιουργίας του θερμομέτρου: πώς εφευρέθηκε το πρώτο θερμόμετρο;
Στις 29 Μαρτίου 1561, γεννήθηκε ο Ιταλός γιατρός Santorio - ένας από τους εφευρέτες του πρώτου θερμομέτρου υδραργύρου, μιας συσκευής που ήταν μια καινοτομία για εκείνη την εποχή και που κανείς δεν μπορεί να κάνει χωρίς σήμερα.
Ο Σαντόριο δεν ήταν μόνο γιατρός, αλλά και ανατόμος και φυσιολόγος. Εργάστηκε στην Πολωνία, την Ουγγαρία και την Κροατία, μελέτησε ενεργά τη διαδικασία της αναπνοής, τις «αόρατες εξατμίσεις» από την επιφάνεια του δέρματος και πραγματοποίησε έρευνα στον τομέα του ανθρώπινου μεταβολισμού. Ο Santorio πραγματοποίησε πειράματα στον εαυτό του και, μελετώντας τα χαρακτηριστικά του ανθρώπινου σώματος, δημιούργησε πολλά όργανα μέτρησης - μια συσκευή για τη μέτρηση της δύναμης του παλμού των αρτηριών, ζυγαριά για την παρακολούθηση των αλλαγών στο ανθρώπινο βάρος και το πρώτο θερμόμετρο υδραργύρου.
Τρεις εφευρέτες
Είναι αρκετά δύσκολο να πούμε σήμερα ποιος ακριβώς δημιούργησε το θερμόμετρο. Η εφεύρεση του θερμομέτρου αποδίδεται σε πολλούς επιστήμονες ταυτόχρονα - τον Γαλιλαίο, τον Σαντόριο, τον Λόρδο Μπέικον, τον Ρόμπερτ Φλουντ, τον Σκάρπι, τον Κορνήλιο Ντρέμπελ, τον Πόρτε και τον Σαλομόν ντε Κάους. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι πολλοί επιστήμονες εργάστηκαν ταυτόχρονα για τη δημιουργία μιας συσκευής που θα βοηθούσε στη μέτρηση της θερμοκρασίας του αέρα, του εδάφους, του νερού και των ανθρώπων.
Δεν υπάρχει περιγραφή αυτής της συσκευής στα γραπτά του ίδιου του Γαλιλαίου, αλλά οι μαθητές του κατέθεσαν ότι το 1597 δημιούργησε ένα θερμοσκόπιο - μια συσκευή για την ανύψωση του νερού με θέρμανση. Το θερμοσκόπιο ήταν μια μικρή γυάλινη μπάλα με έναν γυάλινο σωλήνα κολλημένο σε αυτό. Η διαφορά μεταξύ ενός θερμοσκοπίου και ενός σύγχρονου θερμομέτρου είναι ότι στην εφεύρεση του Galileo, αντί για υδράργυρο, διαστέλλεται ο αέρας. Επίσης, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί μόνο για να κρίνει τον σχετικό βαθμό θέρμανσης ή ψύξης του αμαξώματος, αφού δεν διέθετε ακόμη ζυγαριά.
Ο Santorio από το Πανεπιστήμιο της Πάντοβας δημιούργησε τη δική του συσκευή με την οποία ήταν δυνατή η μέτρηση της θερμοκρασίας του ανθρώπινου σώματος, αλλά η συσκευή ήταν τόσο ογκώδης που εγκαταστάθηκε στην αυλή ενός σπιτιού. Η εφεύρεση του Santorio είχε το σχήμα μιας σφαίρας και ενός επιμήκους σωλήνα περιέλιξης πάνω στον οποίο σχεδιάζονταν τμήματα το ελεύθερο άκρο του σωλήνα ήταν γεμάτο με ένα χρωματισμένο υγρό. Η εφεύρεσή του χρονολογείται από το 1626.
Το 1657, Φλωρεντινοί επιστήμονες βελτίωσαν το θερμοσκόπιο Galileo, ειδικότερα εξοπλίζοντας τη συσκευή με ζυγαριά σφαιριδίων.
Αργότερα, οι επιστήμονες προσπάθησαν να βελτιώσουν τη συσκευή, αλλά όλα τα θερμόμετρα ήταν αέρας και οι μετρήσεις τους δεν εξαρτιόνταν μόνο από τις αλλαγές στη θερμοκρασία του σώματος, αλλά και από την ατμοσφαιρική πίεση.
Τα πρώτα υγρά θερμόμετρα περιγράφηκαν το 1667, αλλά έσκασαν αν το νερό πάγωσε, έτσι άρχισαν να χρησιμοποιούν οινοπνευματώδη οινόπνευμα για να τα δημιουργήσουν. Η εφεύρεση ενός θερμομέτρου, τα δεδομένα του οποίου δεν θα προσδιορίζονταν από αλλαγές στην ατμοσφαιρική πίεση, συνέβη χάρη στα πειράματα του φυσικού Evangelista Torricelli, μαθητή του Galileo. Ως αποτέλεσμα, το θερμόμετρο γέμισε με υδράργυρο, αναποδογυρίστηκε, προστέθηκε έγχρωμη αλκοόλη στη σφαίρα και σφραγίστηκε το πάνω άκρο του σωλήνα.
Ενιαία ζυγαριά και υδράργυρος
Για πολύ καιρό, οι επιστήμονες δεν μπορούσαν να βρουν σημεία εκκίνησης, η απόσταση μεταξύ των οποίων θα μπορούσε να διαιρεθεί ομοιόμορφα.
Τα αρχικά δεδομένα για την κλίμακα ήταν τα σημεία απόψυξης του πάγου και του λιωμένου βουτύρου, το σημείο βρασμού του νερού και ορισμένες αφηρημένες έννοιες όπως «σημαντικός βαθμός κρύου».
Ένα θερμόμετρο σύγχρονης μορφής, πιο κατάλληλο για οικιακή χρήση, με ακριβή κλίμακα μέτρησης δημιούργησε ο Γερμανός φυσικός Gabriel Fahrenheit. Περιέγραψε τη μέθοδό του για τη δημιουργία ενός θερμομέτρου το 1723. Αρχικά, ο Fahrenheit δημιούργησε δύο θερμόμετρα αλκοόλης, αλλά στη συνέχεια ο φυσικός αποφάσισε να χρησιμοποιήσει υδράργυρο στο θερμόμετρο. Η κλίμακα Φαρενάιτ βασίστηκε σε τρία καθορισμένα σημεία:
το πρώτο σημείο ήταν ίσο με μηδέν βαθμούς - αυτή είναι η θερμοκρασία της σύνθεσης του νερού, του πάγου και της αμμωνίας.
Το δεύτερο, που ορίζεται στους 32 βαθμούς, είναι η θερμοκρασία του μείγματος νερού και πάγου.
το τρίτο, το σημείο βρασμού του νερού, ήταν 212 βαθμοί.
Η ζυγαριά ονομάστηκε αργότερα από τον δημιουργό της.
Αναφορά
Σήμερα, η πιο κοινή είναι η κλίμακα Κελσίου, η κλίμακα Φαρενάιτ εξακολουθεί να χρησιμοποιείται στις ΗΠΑ και την Αγγλία και η κλίμακα Κέλβιν χρησιμοποιείται στην επιστημονική έρευνα.
Αλλά ήταν ο Σουηδός αστρονόμος, γεωλόγος και μετεωρολόγος Άντερς Κέλσιους που τελικά καθιέρωσε και τα δύο σταθερά σημεία - το λιώσιμο των πάγων και το βραστό νερό - το 1742. Διαίρεσε την απόσταση μεταξύ των σημείων σε 100 διαστήματα, με τον αριθμό 100 να σηματοδοτεί το σημείο τήξης του πάγου και το 0 το σημείο βρασμού του νερού.
Σήμερα, η κλίμακα Κελσίου χρησιμοποιείται ανεστραμμένη, δηλαδή το σημείο τήξης του πάγου λαμβάνεται ως 0° και το σημείο βρασμού του νερού ως 100°.
Σύμφωνα με μια εκδοχή, η ζυγαριά «αναποδογυρίστηκε» από τους συγχρόνους και συμπατριώτες του, τον βοτανολόγο Carl Linnaeus και τον αστρονόμο Morten Stremer, μετά το θάνατο του Celsius, αλλά σύμφωνα με μια άλλη, ο ίδιος ο Celsius ανέτρεψε τη ζυγαριά του με τη συμβουλή του Stremer.
Το 1848, ο Άγγλος φυσικός William Thomson (Lord Kelvin) απέδειξε τη δυνατότητα δημιουργίας μιας απόλυτης κλίμακας θερμοκρασίας, όπου το σημείο αναφοράς είναι η τιμή του απόλυτου μηδέν: -273,15 ° C - σε αυτή τη θερμοκρασία η περαιτέρω ψύξη των σωμάτων δεν είναι πλέον δυνατή.
Ήδη από τα μέσα του 18ου αιώνα, τα θερμόμετρα έγιναν αντικείμενο εμπορίου και τα κατασκευάζονταν από τεχνίτες, αλλά τα θερμόμετρα ήρθαν στην ιατρική πολύ αργότερα, στα μέσα του 19ου αιώνα.
Σύγχρονα θερμόμετρα
Αν τον 18ο αιώνα υπήρχε μια «έκρηξη» ανακαλύψεων στον τομέα των συστημάτων μέτρησης θερμοκρασίας, σήμερα γίνονται όλο και περισσότερες εργασίες για τη δημιουργία μεθόδων μέτρησης της θερμοκρασίας.
Το πεδίο εφαρμογής των θερμομέτρων είναι εξαιρετικά ευρύ και έχει ιδιαίτερη σημασία για τη σύγχρονη ανθρώπινη ζωή. Ένα θερμόμετρο έξω από το παράθυρο αναφέρει τη θερμοκρασία έξω, ένα θερμόμετρο στο ψυγείο βοηθά στον έλεγχο της ποιότητας αποθήκευσης των τροφίμων, ένα θερμόμετρο στο φούρνο σάς επιτρέπει να διατηρείτε τη θερμοκρασία κατά το ψήσιμο και ένα θερμόμετρο μετρά τη θερμοκρασία του σώματος και βοηθά στην εκτίμηση των αιτιών της κακής υγεία.
Το θερμόμετρο είναι ο πιο κοινός τύπος θερμομέτρου και είναι αυτό που μπορεί να βρει κανείς σε κάθε σπίτι. Ωστόσο, τα θερμόμετρα υδραργύρου, που κάποτε ήταν μια λαμπρή ανακάλυψη από τους επιστήμονες, τώρα σταδιακά γίνονται παρελθόν ως μη ασφαλή. Τα θερμόμετρα υδραργύρου περιέχουν 2 γραμμάρια υδραργύρου και έχουν την υψηλότερη ακρίβεια στον προσδιορισμό της θερμοκρασίας, αλλά όχι μόνο πρέπει να τα χειρίζεστε σωστά, αλλά και να ξέρετε τι να κάνετε αν σπάσει ξαφνικά το θερμόμετρο.
Τα θερμόμετρα υδραργύρου αντικαθίστανται από ηλεκτρονικά ή ψηφιακά θερμόμετρα, τα οποία λειτουργούν με βάση έναν ενσωματωμένο μεταλλικό αισθητήρα. Υπάρχουν επίσης ειδικές θερμικές ταινίες και υπέρυθρα θερμόμετρα.
Ποιος είναι ποιος στον κόσμο των ανακαλύψεων και των εφευρέσεων Sitnikov Vitaly Pavlovich
Ποιος ανακάλυψε το θερμόμετρο;
Ποιος ανακάλυψε το θερμόμετρο;
Έχετε αναρωτηθεί ποτέ, «Αναρωτιέμαι πόσο ζεστό είναι;» Ή: «Αναρωτιέμαι πόσο κρύο κάνει;» Αν σας ενδιαφέρει η ζέστη, τότε φανταστείτε το εύρος των ερωτήσεων που σχετίζονται με αυτό το φαινόμενο που θέλουν να διευκρινίσουν οι επιστήμονες! Αλλά το πρώτο βήμα στην επιστήμη της θερμότητας πρέπει να είναι το ερώτημα: πώς να τη μετρήσουμε;
Έτσι, η ίδια η ζωή απαιτούσε την εφεύρεση του θερμομέτρου. Παρεμπιπτόντως, το "thermo" σημαίνει "θερμότητα" και το "meter" σημαίνει "μέτρηση". Έτσι, ένα θερμόμετρο είναι ένας «μετρητής θερμότητας (ή θερμοκρασίας).
Η κύρια απαίτηση για ένα θερμόμετρο: πρέπει πάντα να δίνει τις ίδιες μετρήσεις στην ίδια θερμοκρασία. Ο Ιταλός επιστήμονας Γαλιλαίος το κατάλαβε όταν ξεκίνησε τα πειράματά του γύρω στο 1592 (100 χρόνια αφότου ο Κολόμβος ανακάλυψε την Αμερική). Κατάφερε να φτιάξει έναν τύπο θερμομέτρου που μπορεί να ονομαστεί «θερμοσκόπιο αέρα». Αποτελούνταν από έναν γυάλινο σωλήνα και μια κούφια μπάλα γεμάτη με αέρα. Στη συνέχεια θερμάνθηκαν για να διασταλεί ο αέρας στο εσωτερικό, και μετά το ανοιχτό άκρο του σωλήνα τοποθετήθηκε σε κάποιο υγρό, όπως νερό.
Ο αέρας στο σωλήνα συμπιέστηκε καθώς ψύχθηκε και το υγρό ανέβηκε μέσα από το σωλήνα, προσπαθώντας να πάρει τη θέση του. Οι αλλαγές θερμοκρασίας προκάλεσαν αύξηση ή πτώση της στάθμης του υγρού στο σωλήνα. Έτσι, ήταν το πρώτο «θερμόμετρο» γιατί μετρούσε τη θερμότητα. Αλλά προσέξτε: στην πραγματικότητα κατέγραψε τη διαστολή και τη συμπίεση του αέρα στο σωλήνα. Επομένως, δεν είναι δύσκολο να καταλάβουμε ότι αυτό το θερμόμετρο δεν ήταν ακριβές: τελικά, επηρεάστηκε από αλλαγές στην ατμοσφαιρική πίεση.
Ο σύγχρονος τύπος θερμομέτρου χρησιμοποιεί τη διαστολή και τη συστολή ενός υγρού για τη μέτρηση της θερμοκρασίας. Αυτό το υγρό είναι ερμητικά σφραγισμένο σε μια γυάλινη μπάλα με ένα λεπτό σωλήνα συνδεδεμένο σε αυτό. Η αύξηση της θερμοκρασίας αναγκάζει το υγρό να διαστέλλεται και να ανέβει μέσω του σωλήνα, μια μείωση της θερμοκρασίας προκαλεί συστολή και πτώση. Η βαθμονομημένη κλίμακα στο σωλήνα μας δείχνει τη θερμοκρασία. Αυτός ο τύπος θερμομέτρου χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά γύρω στο 1654 από τον Μέγα Δούκα της Τοσκάνης, Φερδινάνδο Β'.
Από το βιβλίο Μεγάλη Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια (BE) του συγγραφέα TSB Από το βιβλίο Μεγάλη Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια (GA) του συγγραφέα TSB Από το βιβλίο Μεγάλη Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια (VO) του συγγραφέα TSB Από το βιβλίο Μεγάλη Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια (ΜΕ) του συγγραφέα TSB Από το βιβλίο Μεγάλη Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια (ΤΕ) του συγγραφέα TSB Από το βιβλίο Τα πάντα για τα πάντα. Τόμος 4 συγγραφέας Likum Arkady Από το βιβλίο Μεγάλη Εγκυκλοπαίδεια της Τεχνολογίας συγγραφέας Ομάδα συγγραφέων Από το βιβλίο Who's Who in the World of Discoveries and Inventions συγγραφέας Σίτνικοφ Βιτάλι Πάβλοβιτς Από το βιβλίο του συγγραφέα Από το βιβλίο του συγγραφέα Από το βιβλίο του συγγραφέαΥπάρχει θερμόμετρο χωρίς υδράργυρο; Είμαστε τόσο συνηθισμένοι στο γεγονός ότι τα θερμόμετρα αποτελούνται από έναν λεπτό σωλήνα γεμάτο με υδράργυρο που σπάνια σκεφτόμαστε γιατί αυτός ο υδράργυρος χρειάζεται σε αυτόν τον σωλήνα, δηλαδή πώς λειτουργεί αυτή η συσκευή. Ένα θερμόμετρο, ή θερμόμετρο, είναι απλώς μια συσκευή
Από το βιβλίο του συγγραφέαΘερμόμετρο αερίου Το θερμόμετρο αερίου είναι μια συσκευή για τη μέτρηση της θερμοκρασίας, η δράση της οποίας βασίζεται στην εξάρτηση της πίεσης ή του όγκου ενός ιδανικού αερίου από τη θερμοκρασία. Τις περισσότερες φορές, χρησιμοποιείται ένα θερμόμετρο αερίου σταθερού όγκου, στο οποίο η αλλαγή της θερμοκρασίας του αερίου σε
Από το βιβλίο του συγγραφέαΘερμόμετρο υγρού Ένα θερμόμετρο υγρού είναι η απλούστερη συσκευή, που χρησιμοποιείται πολύ ευρέως σε όλους σχεδόν τους τομείς του ρωσικού οικονομικού συγκροτήματος, σε ιατρικά ιδρύματα, στην καθημερινή ζωή για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του αέρα σε δωμάτια (συμπεριλαμβανομένων των βιομηχανικών,
Από το βιβλίο του συγγραφέαΘερμόμετρο υδραργύρου Το θερμόμετρο υδραργύρου είναι μια συσκευή που είναι ένα υγρό θερμόμετρο που έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση θερμοκρασίας στην περιοχή 35-750 °C Τα θερμόμετρα υδραργύρου υψηλής θερμοκρασίας χαρακτηρίζονται από την πλήρωση του χώρου πάνω από τον υδράργυρο με άζωτο υπό πίεση.
Από το βιβλίο του συγγραφέαΘερμόμετρο αντίστασης Τα θερμόμετρα αντίστασης κατασκευάζονται από καθαρά μέταλλα και μέταλλα ημιαγωγών. Τα θερμόμετρα αντίστασης έχουν σχεδιαστεί για μετρήσεις με βάση τα χαρακτηριστικά των αγωγών και των ημιαγωγών, δείχνοντας τη δυνατότητα
Από το βιβλίο του συγγραφέαΠοιος ανακάλυψε το θερμόμετρο; Έχετε αναρωτηθεί ποτέ, «Αναρωτιέμαι πόσο ζεστό είναι;» Ή: «Αναρωτιέμαι πόσο κρύο κάνει;» Αν σας ενδιαφέρει η ζέστη, τότε φανταστείτε το εύρος των ερωτήσεων που σχετίζονται με αυτό το φαινόμενο που θέλουν να διευκρινίσουν οι επιστήμονες! Αλλά
Η ιστορία της δημιουργίας του θερμομέτρου ξεκινά πριν από πολλά χρόνια. Οι άνθρωποι πάντα ήθελαν να έχουν μια συσκευή που τους επιτρέπει να μετρούν την ποσότητα θέρμανσης ή ψύξης ενός συγκεκριμένου αντικειμένου. Αυτή η ευκαιρία προέκυψε το 1592, όταν ο Galileo σχεδίασε το πρώτο όργανο που κατέστησε δυνατό τον προσδιορισμό των μεταβολών της θερμοκρασίας. Αυτή η συσκευή, αποτελούμενη από μια γυάλινη σφαίρα και έναν σωλήνα κολλημένο σε αυτήν, ονομάστηκε θερμοσκόπιο. Το άκρο του σωλήνα τοποθετήθηκε σε ένα δοχείο με νερό και η μπάλα θερμάνθηκε. Όταν σταμάτησε η θέρμανση, η πίεση στο εσωτερικό της μπάλας έπεσε και το νερό ανέβηκε μέσω του σωλήνα υπό την επίδραση της ατμοσφαιρικής πίεσης. Καθώς η θερμοκρασία αυξανόταν, συνέβη η αντίστροφη διαδικασία και η στάθμη του νερού στο σωλήνα μειώθηκε. Η συσκευή δεν είχε κλίμακα και ήταν αδύνατο να προσδιοριστούν οι ακριβείς τιμές θερμοκρασίας από αυτήν. Στη συνέχεια, οι επιστήμονες της Φλωρεντίας εξάλειψαν αυτό το μειονέκτημα, με αποτέλεσμα οι μετρήσεις να γίνουν πιο ακριβείς. Έτσι δημιουργήθηκε το πρωτότυπο του πρώτου θερμομέτρου.
Στις αρχές του επόμενου αιώνα, ο διάσημος Φλωρεντινός επιστήμονας, μαθητής του Γαλιλαίου, Evangelista Torricelli, εφηύρε ένα θερμόμετρο αλκοόλης. Όπως όλοι γνωρίζουμε καλά, η μπάλα βρίσκεται κάτω από έναν γυάλινο σωλήνα και αντί για νερό χρησιμοποιείται αλκοόλ. Οι ενδείξεις αυτής της συσκευής δεν εξαρτώνται από την ατμοσφαιρική πίεση.
Εφεύρεση του πρώτου θερμομέτρου υδραργύρου από τον D.G. Το Fahrenheit χρονολογείται από το 1714. Πήρε 32 βαθμούς ως το κατώτερο σημείο του σαλά του, που αντιστοιχούσε στο σημείο πήξης του αλατούχου διαλύματος, και 2120 ως το ανώτερο σημείο, το σημείο βρασμού του νερού. Η κλίμακα Φαρενάιτ εξακολουθεί να χρησιμοποιείται στις Ηνωμένες Πολιτείες σήμερα.
Το 1730, ο Γάλλος επιστήμονας R.A. Ο Reaumur πρότεινε μια κλίμακα στην οποία τα ακραία σημεία ήταν οι θερμοκρασίες βρασμού και πήξης του νερού και το σημείο πήξης του νερού λήφθηκε ως 0 βαθμούς στην κλίμακα Reaumur και το σημείο βρασμού ως 80 βαθμοί. Επί του παρόντος, η κλίμακα Reaumur πρακτικά δεν χρησιμοποιείται.
28 χρόνια αργότερα, ο Σουηδός ερευνητής A. Celsius ανέπτυξε τη δική του κλίμακα, όπου οι θερμοκρασίες βρασμού και πήξης του νερού λήφθηκαν ως ακραία σημεία, όπως στην κλίμακα Reaumur, αλλά το διάστημα μεταξύ τους διαιρέθηκε όχι με 80, αλλά με 100 μοίρες, και αρχικά η διαβάθμιση ήταν από πάνω προς τα κάτω, δηλαδή το σημείο βρασμού του νερού λήφθηκε ως μηδέν και το σημείο πήξης του νερού ως εκατό βαθμοί. Η ταλαιπωρία μιας τέτοιας διαίρεσης έγινε σύντομα προφανής, και στη συνέχεια ο Stremmer και ο Linnaeus αντάλλαξαν τα ακραία σημεία της ζυγαριάς, δίνοντάς του την εμφάνιση που γνωρίζουμε.
Στα μέσα του 19ου αιώνα, ο Βρετανός επιστήμονας William Thomson, γνωστός ως Lord Kelvin, πρότεινε μια κλίμακα θερμοκρασίας της οποίας το χαμηλότερο σημείο ήταν -273,15 0C - απόλυτο μηδέν, σε αυτή την τιμή δεν υπάρχει κίνηση μορίων.
Έτσι μπορούμε να περιγράψουμε εν συντομία την ιστορία της δημιουργίας του θερμόμετρου και της κλίμακας θερμοκρασίας. Επί του παρόντος, τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα θερμόμετρα είναι η κλίμακα Κελσίου, η κλίμακα Φαρενάιτ εξακολουθεί να χρησιμοποιείται στις Ηνωμένες Πολιτείες και η κλίμακα Κέλβιν είναι η πιο δημοφιλής στην επιστήμη.
Σήμερα, υπάρχουν πολλά σχέδια θερμομέτρων, οργάνων που μετρούν τη θερμοκρασία, βασισμένα σε διάφορες φυσικές ιδιότητες και χρησιμοποιούνται ευρέως στην καθημερινή ζωή, την επιστήμη και τη βιομηχανία.
Μετάφραση από τα ελληνικά σημαίνει «μετρώ τη θερμότητα». Η ιστορία της εφεύρεσης του θερμομέτρου χρονολογείται από το 1597, όταν ο Galileo δημιούργησε ένα θερμοσκόπιο - μια μπάλα με συγκολλημένο σωλήνα - για να καθορίσει τον βαθμό θέρμανσης του νερού. Αυτή η συσκευή δεν είχε ζυγαριά και οι μετρήσεις της εξαρτιόνταν από την ατμοσφαιρική πίεση. Με την ανάπτυξη της επιστήμης, το θερμόμετρο άλλαξε. Το υγρό θερμόμετρο αναφέρθηκε για πρώτη φορά το 1667 και το 1742 ο Σουηδός φυσικός Κέλσιος δημιούργησε ένα θερμόμετρο με κλίμακα στην οποία το σημείο 0 αντιστοιχούσε στο σημείο πήξης του νερού και το 100 στο σημείο βρασμού του.
Συχνά χρησιμοποιούμε θερμόμετρο για να προσδιορίσουμε την εξωτερική θερμοκρασία του αέρα ή τη θερμοκρασία του σώματος, αλλά η χρήση του θερμόμετρου δεν περιορίζεται σε αυτό. Σήμερα υπάρχουν πολλοί τρόποι μετρήστε τη θερμοκρασίαουσιών και τα σύγχρονα θερμόμετρα εξακολουθούν να βελτιώνονται. Ας περιγράψουμε τους πιο συνηθισμένους τύπους μετρητών θερμοκρασίας.
Η αρχή λειτουργίας αυτού του τύπου θερμομέτρου βασίζεται στην επίδραση της διαστολής του υγρού όταν θερμαίνεται. Τα θερμόμετρα που χρησιμοποιούν υδράργυρο ως υγρό χρησιμοποιούνται συχνά στην ιατρική για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του σώματος. Παρά την τοξικότητα του υδραργύρου, η χρήση του καθιστά δυνατό τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας με μεγαλύτερη ακρίβεια σε σύγκριση με άλλα υγρά, αφού η διαστολή του υδραργύρου συμβαίνει σύμφωνα με έναν γραμμικό νόμο. Στη μετεωρολογία χρησιμοποιούνται θερμόμετρα αλκοόλης. Αυτό οφείλεται κυρίως στο γεγονός ότι ο υδράργυρος πυκνώνει στους 38 °C και δεν είναι κατάλληλος για τη μέτρηση χαμηλότερων θερμοκρασιών. Το μέσο εύρος των θερμομέτρων υγρού είναι από 30 °C έως +600 °C και η ακρίβεια δεν υπερβαίνει το ένα δέκατο της μοίρας.
Θερμόμετρο αερίου
Τα θερμόμετρα αερίου λειτουργούν με την ίδια αρχή με τα θερμόμετρα υγρού, μόνο που χρησιμοποιούν ένα αδρανές αέριο ως ουσία εργασίας. Αυτός ο τύπος θερμομέτρου είναι ανάλογος με ένα μανόμετρο (μια συσκευή για τη μέτρηση της πίεσης), η κλίμακα του οποίου είναι βαθμολογημένη σε μονάδες θερμοκρασίας. Το κύριο πλεονέκτημα ενός θερμομέτρου αερίου είναι η δυνατότητα μέτρησης θερμοκρασιών κοντά στο απόλυτο μηδέν (το εύρος του είναι από 271 °C έως +1000 °C). Η μέγιστη επιτεύξιμη ακρίβεια μέτρησης είναι 2*10 -3 °C. Η απόκτηση υψηλής ακρίβειας ενός θερμομέτρου αερίου είναι μια δύσκολη εργασία, επομένως τέτοια θερμόμετρα δεν χρησιμοποιούνται σε εργαστηριακές μετρήσεις, αλλά χρησιμοποιούνται για τον πρωταρχικό προσδιορισμό της θερμοκρασίας μιας ουσίας.
Αυτός ο τύπος θερμομέτρου λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο με τα θερμόμετρα αερίου και υγρού. Η θερμοκρασία της ουσίας προσδιορίζεται ανάλογα με τη διαστολή της μεταλλικής σπείρας ή της διμεταλλικής ταινίας. Το μηχανικό θερμόμετρο είναι ιδιαίτερα αξιόπιστο και εύκολο στη χρήση. Ως ανεξάρτητες συσκευές, τέτοια θερμόμετρα δεν χρησιμοποιούνται ευρέως και επί του παρόντος χρησιμοποιούνται κυρίως ως συσκευές σηματοδότησης και ελέγχου θερμοκρασίας σε συστήματα αυτοματισμού.
Ηλεκτρικό θερμόμετρο (θερμόμετρο αντίστασης)
Η λειτουργία ενός ηλεκτρικού θερμομέτρου βασίζεται στην εξάρτηση της αντίστασης του αγωγού από τη θερμοκρασία. Η αντίσταση των μετάλλων αυξάνεται γραμμικά με την αύξηση της θερμοκρασίας, γι' αυτό και χρησιμοποιούνται μέταλλα για τη δημιουργία αυτού του τύπου θερμομέτρου. Οι ημιαγωγοί, σε σύγκριση με τα μέταλλα, παρέχουν μεγαλύτερη ακρίβεια μέτρησης, αλλά τα θερμόμετρα που βασίζονται σε αυτούς πρακτικά δεν παράγονται λόγω των δυσκολιών που σχετίζονται με τη βαθμονόμηση της κλίμακας. Το εύρος των θερμομέτρων αντίστασης εξαρτάται άμεσα από το μέταλλο εργασίας: για παράδειγμα, για τον χαλκό είναι από -50 °C έως +180 °C και για την πλατίνα - από -200 °C έως +750 °C. Τα ηλεκτρικά θερμόμετρα εγκαθίστανται ως αισθητήρες θερμοκρασίας στην παραγωγή, στα εργαστήρια και στα πειραματικά περίπτερα. Συχνά συσκευάζονται μαζί με άλλες συσκευές μέτρησης
Ονομάζεται και θερμοστοιχείο. Ένα θερμοστοιχείο είναι μια επαφή μεταξύ δύο διαφορετικών αγωγών που μετρά τη θερμοκρασία με βάση το φαινόμενο Seebeck, που ανακαλύφθηκε το 1822. Αυτό το φαινόμενο συνίσταται στην εμφάνιση μιας διαφοράς δυναμικού στην επαφή μεταξύ δύο αγωγών όταν υπάρχει μια κλίση θερμοκρασίας μεταξύ τους. Έτσι, ένα ηλεκτρικό ρεύμα αρχίζει να διέρχεται από την επαφή όταν αλλάζει η θερμοκρασία. Το πλεονέκτημα των θερμομέτρων θερμοστοιχείου είναι η απλότητα σχεδιασμού, το ευρύ φάσμα μέτρησης και η δυνατότητα γείωσης της διασταύρωσης. Ωστόσο, υπάρχουν και μειονεκτήματα: το θερμοστοιχείο είναι ευαίσθητο στη διάβρωση και σε άλλες χημικές διεργασίες με την πάροδο του χρόνου. Τα θερμοστοιχεία με ηλεκτρόδια από ευγενή μέταλλα και τα κράματά τους - πλατίνα, πλατίνα-ρόδιο, παλλάδιο, χρυσός - έχουν μέγιστη ακρίβεια. Το ανώτερο όριο μέτρησης θερμοκρασίας με χρήση θερμοστοιχείου είναι 2500 °C, το κατώτερο όριο είναι περίπου -100 °C. Η ακρίβεια μέτρησης του αισθητήρα θερμοστοιχείου μπορεί να φτάσει τους 0,01 °C. Ένα θερμόμετρο με βάση το θερμοστοιχείο είναι απαραίτητο σε συστήματα ελέγχου και παρακολούθησης στην παραγωγή, καθώς και στη μέτρηση της θερμοκρασίας υγρών, στερεών, κοκκωδών και πορωδών ουσιών.
Θερμόμετρο οπτικών ινών
Με την ανάπτυξη των τεχνολογιών κατασκευής οπτικών ινών, έχουν προκύψει νέες δυνατότητες για τη χρήση τους. Οι αισθητήρες οπτικών ινών παρουσιάζουν υψηλή ευαισθησία σε διάφορες αλλαγές στο εξωτερικό περιβάλλον. Η παραμικρή διακύμανση της θερμοκρασίας, της πίεσης ή της τάσης στην ίνα οδηγεί σε αλλαγές στη διάδοση του φωτός σε αυτήν. Οι αισθητήρες θερμοκρασίας οπτικών ινών χρησιμοποιούνται συχνά για τη διασφάλιση της βιομηχανικής ασφάλειας, για προειδοποίηση πυρκαγιάς, παρακολούθηση στεγανότητας δοχείων με εύφλεκτες και τοξικές ουσίες, ανίχνευση διαρροών κ.λπ. Το εύρος τέτοιων αισθητήρων δεν υπερβαίνει τους +400 °C και η μέγιστη ακρίβεια είναι 0,1 °C.
Υπέρυθρο θερμόμετρο (πυρόμετρο)
Σε αντίθεση με όλους τους προηγούμενους τύπους θερμομέτρων, είναι μια συσκευή χωρίς επαφή. Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα για τα πυρόμετρα και τα χαρακτηριστικά τους σε ξεχωριστή ενότητα στην ιστοσελίδα μας. Ένα τεχνικό πυρόμετρο είναι ικανό να μετράει θερμοκρασίες στην περιοχή από 100 °C έως 3000 °C, με ακρίβεια αρκετών μοιρών. Τα υπέρυθρα θερμόμετρα είναι βολικά όχι μόνο σε συνθήκες παραγωγής. Χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του σώματος. Αυτό οφείλεται στα πολλά πλεονεκτήματα των πυρομέτρων σε σύγκριση με τα ανάλογα υδραργύρου: ασφάλεια χρήσης, υψηλή ακρίβεια, ελάχιστος χρόνος μέτρησης θερμοκρασίας.
Συμπερασματικά, σημειώνουμε ότι τώρα είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς τη ζωή χωρίς αυτήν την καθολική και αναντικατάστατη συσκευή. Τα απλά θερμόμετρα μπορούν να βρεθούν στην καθημερινή ζωή: χρησιμοποιούνται για τη διατήρηση της θερμοκρασίας σε σίδερο, πλυντήριο ρούχων, ψυγείο και μέτρηση της θερμοκρασίας περιβάλλοντος. Πιο πολύπλοκοι αισθητήρες εγκαθίστανται σε θερμοκοιτίδες, θερμοκήπια, θαλάμους ξήρανσης και στην παραγωγή.
Η επιλογή ενός θερμομέτρου ή ενός αισθητήρα θερμοκρασίας εξαρτάται από το εύρος της χρήσης του, το εύρος μέτρησης, την ακρίβεια των μετρήσεων και τις συνολικές διαστάσεις. Όσο για τα υπόλοιπα, όλα εξαρτώνται από τη φαντασία σας.
Τα θεμέλια της σύγχρονης μέτρησης θερμοκρασίας τέθηκαν το 1592 από τον Galileo Galilei. Η γυάλινη συσκευή μέτρησής του ήταν μια γυάλινη μπάλα, από την οποία ένας σωλήνας μερικώς γεμάτος με νερό εκτεινόταν από κάτω. Το ανοιχτό άκρο του στενού σωλήνα βυθίστηκε επίσης σε νερό. Εάν ο αέρας στο μπαλόνι ψύχθηκε, το νερό στον γυάλινο σωλήνα ανέβαινε. Ένα τέτοιο θερμόμετρο θα μπορούσε, λόγω της συμπίεσης ή της διαστολής του αέρα, να δείξει μεταβολή της θερμοκρασίας, αλλά δεν μπορούσε να μετρήσει την απόλυτη θερμοκρασία.
Περαιτέρω σχέδια βασίστηκαν επίσης στην ιδέα του Galileo, αν και χρησιμοποιούσαν άλλα μέσα μετάδοσης. Οι επιστήμονες στην Accademia del Chimento της Φλωρεντίας ανέπτυξαν το πρώτο θερμόμετρο αλκοόλης το 1641 και ένα θερμόμετρο υδραργύρου το 1657. Χρησιμοποίησαν διαφορετική διαστολή αυτών των ουσιών με ποικίλες θερμοκρασίες. Σε ένα παραδοσιακό ιατρικό θερμόμετρο, το λεγόμενο μέγιστο θερμόμετρο, η διαστολή του υγρού δείχνει τη μέγιστη θερμοκρασία σε μια χρονική περίοδο. Στα ψηφιακά ιατρικά θερμόμετρα, τα οποία έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένα πρόσφατα, η θερμοκρασία μετράται χρησιμοποιώντας έναν αισθητήρα του οποίου η ηλεκτρική αντίσταση αλλάζει ανάλογα με τη θερμοκρασία.
Διάφορες κλίμακες
Η πρώτη ακριβής μέτρηση της θερμοκρασίας πραγματοποιήθηκε το 1714 από τον φυσικό Gabriel Daniel Fahrenheit από το Danzig (σημερινό Γκντανσκ), δημιουργώντας ένα θερμόμετρο με διαβαθμισμένη κλίμακα. Έλαβε τη θερμοκρασία ενός μείγματος νερού και πάγου με αμμωνία ως μηδέν. Σε αυτή την περίπτωση, το σημείο πήξης του καθαρού νερού είναι 32° και το σημείο βρασμού του είναι 212°. Το 1742, εμφανίστηκε η κλίμακα θερμοκρασίας Anders Celsius, στην οποία το σημείο πήξης του νερού θεωρείται 0° και το σημείο βρασμού του 100°.
- Γύρω στο 230 π.Χ.: Ο Φίλων ο Βυζάντιος ανακάλυψε ότι ο αέρας διαστέλλεται όταν θερμαίνεται.
- 1624: Ο Ιησουίτης Jean Leurechon χρησιμοποίησε για πρώτη φορά τη λέξη «θερμόμετρο».
- 1731: Ο Pieter Van Musschenbroeck κατασκεύασε το πρώτο πυρόμετρο για μέτρηση θερμοκρασίας χωρίς επαφή.
