Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Термометр?" не так просто. Этот предмет, описания которого можно найти еще в античных сочинениях, прошел за полтора века серьезную эволюцию, пока не принял нынешний вид.

История изобретения термометра: этапы

• I век нашей эры. Описание первого термометра Героном Александрийским.
• Рубеж XVI - XVII веков. Термоскопы, созданные Галилеем и другими учеными.
• 1724 год – Габриэль Фаренгейт разработал шкалу измерения температуры для термометра с ртутью.

Эпоха Галилея

По косвенным сведениям, изобретатель первого термометра – Галилео Галилей. Сохранившиеся сочинения ученого содержат упоминания об этом устройстве. Между 1592 и 1597 годами Галилей изобрел термоскоп, который представлял собой стакан, содержащий воду и воздух, которые показывали изменения температуры.

Упоминание об этом изобретении есть в письме Галилею от математика Джованни Сагредо. Последний предложил улучшить термоскоп, добавив шкалу для измерения температуры. Позже Сагредо писал Галилею, как он использовал термоскоп, чтобы измерять температуру воздуха в разные месяцы года.

Другое упоминание о термоскопе Галилея можно найти в письме некоего отца Кастелло монсеньору Чезарини в 1638 году. Священник рассказывал адресату, как он был свидетелем использования Галилеем термоскопа во время лекции в 1603 году.

Итальянский врач Санторио, профессор Падуанского университета, использовал термоскоп в своей практике. С его помощью он установил нормальную температуру человека и использовал изобретение Галилея в качестве вспомогательного средства при постановке диагноза.

Санторио иногда называют изобретателем термометра, но ученый в своих сочинениях никогда не приписывал этой чести себе. Напротив, в «Комментариях к Галену» он называет термоскоп самым древним инструментом.

В 1624 году иезуит Жан Леверкон опубликовал книгу, в которой впервые употребил слово «термометр». Он охарактеризовал его как устройство для измерения тепла и холода, которое находится на воздухе. Книга стала популярной и была переведена на европейские языки.

Иезуит назвал изобретателем термометра некоего Корнелиуса Дреббеля. Это был уроженец Голландии, увлекавшийся алхимией и утверждавший, что сконструировал вечный двигатель. Не убедив собрание алхимиков и ученых мужей Праги в своем изобретении, Дреббель был брошен в темницу по приказу императора. В одном из его трудов, действительно, содержится описание работы термометра, благодаря чему Леверкон, возможно, назвал его автором открытия.

После Галилея

Ученые XVII - XVIII веков знали о термоскопе и искали способы его улучшить. Первая известная его схема была сделана Джузеппе Бьянкани в
1617 году. В 1638 году Роберт Фладд изобразил термометр в виде вертикальной трубы, закрытой сверху колбой с воздухом. Нижнее её отверстие уходило в сосуд с водой. Уровень жидкости в трубе зависел от расширения и сжатия воздуха.

Самую серьезную модификацию термометра в эту эпоху сделал Фердинанд II, великий герцог Тосканы из династии Медичи, прославившийся покровительством науке. Он и сам не чуждался научных занятий. Медичи взял обычный термометр, заполнил его до определенного предела спиртом, а затем запечатал расплавленным стеклом. Новый термометр не зависел от атмосферного давления.

Фаренгейт

Габриэль Фаренгейт родился в 1686 году в Данциге в купеческой семье. Рано потеряв родителей, он оставил коммерцию ради науки и путешествий. Занимаясь метеорологией, Фаренгейт усовершенствовал термометр и разработал в течение многих лет шкалу для измерения температуры.

Он начал опыты в 1706 году, сначала использовал в своих опытах спирт, но потом решил, что ртуть даст более точные показания. В 1724 году Фаренгейт закончил жидкостный термометр. Он сумел добиться относительной точности показаний, установив несколько точек, температура которых известна, и разделив расстояние, которое было между ними.

В 1730 - 1740-е годы в термометрах использовались также шкалы, разработанные Делилем и Реомюром. В 1742 году швед Андреас Цельсий разработал новую шкалу измерения температуры, которая завоевала большую популярность.

При ответе на вопрос "Кто изобрел термометр?" стоит признать первенство . Остальные ученые дорабатывали именно его модель и создали привычный нам градусник.

Ну да, не совсем точно, зато красиво и располагает к раздумьям...
Это Вам не просто посмотреть температуру на современном термометре, около него можно сидеть долго, рассматривать и философствовать, как в японском саду камней. А если вспомнить, что первым, кто смотрел на него, был великий Галилей, то почти физически начинаешь ощущать сопричастность к великому изобретению.

Термометр Галилея - это историческая реликвия. Когда-то в средние века великий итальянский ученый Галилео Галилей (1564-1642 г.) установил, что при различных температурах плотность жидкостей меняется. Этот принцип и лежит в основе работы термометра, а сам термометр назван в честь Галилея.

Однако, изобретен этот термометр был в 1641 году Фердинандом II герцегом Тосканским из рода Медичи.

Термометр представляет собой закрытый сверху цилиндр с жидкостью, внутри которой плавают полые стеклянные шарики, одни шарики плавают на поверхности, другие погружены в жидкость и плавают внутри нее, а могут и лежать на дне.

В термометрах бывает от 4 до 17 шариков различной расцветки или же заполненных различной жидкостью. На стеклянных шариках подвешены пломбы, на которых цифрами указаны разные значения температуры. Температурная шкала может быть также и на самом цилиндре. Термометры Галилея могут показывать температуру от 14 до 30 градусов по Цельсию

Правда, чтобы получить показания термометра требуется немного подождать, также он не очень точен, но для бытовых нужд годится!

Шарики изготовлены так, что их средняя плотность разная, поэтому они обладают различнной плавучестью. Если температура жидкости повышается, она расширяется, ее плотность уменьшается, и меняется (уменьшается) Архимедова сила, действующая на шарики. Их плавучесть меняется. Шарики, плававшие раньше на поверхности, опускаются и колеблются уже внутри жидкости, а шарики, плававшие первоначально внутри жидкости, теперь тонут. Обратное происходит при охлаждении жидкости.

Коэффициент расширения стекла в 10 и более раз меньше, чем у жидкости, поэтому практически его можно не учитывать.

Все шарики калибруются. Зная среднюю плотность шариков, их помещают в цилиндр в порядке их плавучести, самый тяжелый шарик вниз, полегче сверху и т.д.

В широком цилиндре все шарики, чья средняя плотность меньше плотности жидкости, будут плавать на поверхности. Поэтому термометр хорошо работает, когда диаметр цилиндра немногим больше, чем диаметр шариков. Шарики в жидкости располагаютс друг под другом и самый нижний плавающий шарик показывает температуру.

Цилиндр закрыт сверху, чтобы жидкость не проливалась и не испарялась, чтобы туда не попадала грязь.

Делают и многоцилиндровые термометры, где в каждом цилиндре плавает свой шарик.

При изготовлении термометров Галилея основополагающим является определение плотности шариков и установка соответствующих пломб на них.

Вода не очень хорошо подходит для таких термометров из-за маленького коэффициента расширения, поэтому у каждого изготовителя термометров свои секреты, какой жидкостью наполнять термометры.

В таком виде термометр Галилея существует уже многие столетия.

Был знаменитым итальянским физиком, математиком, астрономом и философом, сыгравшим ключевую роль в развитии науки 16 века. Именно он впервые открыл, что плотность жидкости меняется в зависимости от снижения или повышения температуры.

Фото: Flickr, Tadek


Фото: Flickr, Gingko

Термометр, прозванный в честь великого ученого, сделан из запаянного стеклянного цилиндра. Емкость наполнена жидкостью, в которой плавает несколько буйков. К каждому из буйков привязана бирка. В зависимости от температуры воды эти поплавки либо опускаются на дно, либо поднимаются под потолок сосуда. Однако с эстетической точки зрения термометр Галилео намного привлекательнее своей функциональности – он прекрасен сам по себе!

Фото: Flickr, Tuchodi


Фото: Flickr, Kansas City Royalty

И хотя это устройство не было изобретено самим Галилео, его назвали в честь выдающегося итальянского ученого за то, что конструкция не существовала бы без открытий Галилео. Эти градусники начали делать в 17 веке как раз на основании научных трудов Галилео.

Фото: Flickr, Steve 2.0

Напомним, что на всех буйках есть этикетки. На каждой из этих бирок выгравированы цифра и символ градуса. Вес каждого поплавка четко отрегулирован и откалиброван. Подкрашенная жидкость в буйках играет свою отдельную роль в уравнивании веса поплавков, но для простого обывателя это в первую очередь очень красивое зрелище.

Фото: Flickr, Steve 2.0

Математический принцип, применяемый в термометре Галилео, действует в соответствии с правилом прямо пропорциональной зависимости. Узнать температуру по этому градуснику можно благодаря тому, что каждый буек наполнен жидкостью в разной мере, что влияет на среднюю плотность каждого поплавка. У предмета, плавающего выше всех, плотность ниже, чем у зависающего над самым дном. Но удельный вес этих буйков не сильно отличается от аналогичного параметра жидкости, в которой они пребывают.

Фото: Flickr, jhritz


Фото: Flickr, anujraj

Когда температура в комнате падает, охлаждается и вода в термометре. Жидкость в емкости сжимается, а ее плотность повышается. И, как известно, тела, чья плотность меньше плотности окружающей их среды, стремятся вверх. Поэтому когда вода нагревается, буйки тонут, а когда в комнате становится прохладнее, поплавки всплывают под потолок колбы. В итоге температура воздуха определяется по самому нижнему буйку с соответствующей биркой.

Фото: Flickr, daisee


Фото: Flickr, Rachel D


Фото: Flickr, Anna Ghislaine

На этом видео можно понаблюдать за происходящим в этом устройстве в режиме замедленной съемки:

Термометр Галилео – настоящий образец воплощения красоты в научном мире. И хотя актуальность такого устройства в современном мире уже давно утрачена, этот градусник все еще можно встретить в некоторых квартирах ценителей оригинального интерьера.

Фото: Flickr, Matthew Boyle

До того как был придуман первый термометр, температуру измеряли на ощупь. Ни о какой точности измерений речь даже не шла. И так продолжалось довольно долго, пока в 1597 г. Галилео Галилей не придумал первый прибор для измерения температуры.

Термоскоп Галилея

Прибор Галилея был очень простым. Он состоял из стеклянной трубки, к концу которой был припаян стеклянный шарик. Немного подогрев шарик, свободный конец трубки Галилей опускал в сосуд с водой. Когда воздух в шарике остывал, давление воздуха в нём становился меньше, и вода под воздействием атмосферного давления поднималась вверх по трубке. И в зависимости от того, на какую высоту поднималась вода, можно было определить температуру. Этот прибор назвали термоскопом . Конечно, он тоже показывал весьма приблизительные значения температуры. Кроме того, его показания зависели от величины атмосферного давления.

В 1657 г. термоскоп Галилея усовершенствовали флорентийские учёные. Они откачали воздух из стеклянного шарика и сделали шкалу из бусин. Показания термоскопа Галилея были приблизительными: высокая температура, низкая температура. Теперь же значения температуры измерялись более точно: одна бусинка, две бусинки и т. д.

Немного позже, в 1700 г., флорентийский учёный Торричелли перевернул термоскоп, а трубку с шариком заполнил подкрашенным спиртом. Кроме того, он удалил сосуд с водой. Новый прибор уже не зависел от атмосферного давления. Это был прообраз современного термометра.

Разновидности шкалы отсчёта

Но существовала одна проблема. Никто не знал, какую точку брать за начало отсчёта и как градуировать шкалу. Первый шаг в этом направлении сделал немецкий физик Даниель Габриель Фаренгейт. В 1714 г. он придумал температурную шкалу. Вместо подкрашенного спирта Фаренгейт налил в трубку с шариком ртуть, откачал из трубки воздух и запаял её. Самой холодной, но ещё находящейся в жидком состоянии, была смесь поваренной соли и льда. Фаренгейт поместил трубку с шариком в эту смесь. А высота столбика ртути на шкале была отмечена как 0 градусов. Следующей точкой на шкале Фаренгейта была точка 32 градуса. Она соответствовала температуре, при которой таял обычный лёд без соли. Затем было отмечена точка 96 градусов. Это была температура человеческого тела. Вода по шкале Фаренгейта кипела при температуре 212 градусов.

Разные учёные предлагали различную градуировку термометров. Так, французский физик Рене Антуан Реомюр исследовал тепловое расширение спирта. Если спирт смешать с водой в соотношении 5:1, то при нагревании от точки замерзания до точки кипения воды спирт расширяется в пропорции 1000:1080 . Реомюр предложил шкалу на спиртовом термометре, где за нулевую точку отсчёта 0 о R принималась температура, при которой таял лёд. А температура, при которой закипала вода, равнялась 80 о R .

Но впервые принимать за основные точки отсчёта на шкале термометра точку таяния льда и точку кипения воды предложили в 1665 г. голландский физик Христиан Гюйгенс и английский физик Роберт Гук.

Шведский астроном Андерс Цельсий в 1742 г. придумал свою шкалу на ртутном термометре Фаренгейта. В отличие от современного термометра, ноль градусов на шкале Цельсия соответствовал точке кипения воды. А температуру таяния льда Цельсий принял за 100 градусов.

Вот в таком виде термометр Цельсия и дошёл да наших дней. Разница только в том, что у современного термометра шкала перевёрнута по отношению к шкале Цельсия. Точка таяния льда принимается за 0 о, а температура кипения воды равняется 100 о по Цельсию. И «перевернули» шкалу Цельсия астроном Мортен Штремер и ботаник Карл Линней.

Во всех описанных случаях точка отсчёта шкалы термометра устанавливалась произвольно. В 1848 г. английский учёный лорд Кельвин предложил понятие «абсолютный нуль». Абсолютным нулём он считал температуру, при которой прекращалось движение молекул. Абсолютный нуль соответствует -273,15 о по шкале Цельсия.

Сегодня в большинстве стран принято использовать термометры со шкалой Цельсия. В некоторых англоязычных странах до недавнего времени применялась шкала Фаренгейта. В США ею пользуются до сих пор. А в научных исследованиях применяется шкала Кельвина.