Физика Мир вокруг нас Репина Марина ученица 7 класса МБОУ СОШ «Перспектива» МБОУ СОШ «Перспектива»

Трудно поверить, что создание такого распространённого и простого прибора, как термометр, потребовало больших усилий многих учёных. Казалось бы, что тут сложного? Обычная шкала с делениями, к которой прикреплена запаянная сверху трубка с шариком внизу, заполненным ртутью или подкрашенным спиртом. От нагревания жидкость расширяется, её уровень поднимается и, останавливается около того или иного деления, показывает температуру. Однако мысль о возможности использования явления теплового расширения тел для измерения температуры возникла только в конце XVI в. Древние учёные о температуре тела судили по непосредственному ощущению. Ещё в Vв. До н. э. основатель медицины Гиппократ обратил внимание на то, что у больных повышается температура тела. Изобретение термометра

Первым, кто предложил измерять температуру, был Галилео Галилей. В 1592 году он создал термоскоп, позволяющий врачу объективно судить о наличии жара у пациента. Прибор состоял из стеклянного шара, к которому была припаяна стеклянная трубочка. Согревая руками шар (а следовательно, и находившийся в нем воздух) и перевертывая его, свободный конец трубочки помещали в сосуд с подкрашенной водой. По мере охлаждения воздуха в шаре давление его уменьшалось, и вода под действием атмосферного давления поднималась по трубке вверх на некоторую высоту. По высоте столбика воды в трубке можно было оценить температуру, так как при охлаждении воздуха в шаре столбик воды в трубке поднимался, при нагревании – опускался. По мере охлаждения воздуха в шаре давление его уменьшалось, и вода под действием атмосферного давления поднималась по трубке вверх на некоторую высоту. По высоте столбика воды в трубке можно было оценить температуру, так как при охлаждении воздуха в шаре столбик воды в трубке поднимался, при нагревании – опускался.

Прибор Галилея был очень несовершенен. Во-первых, он не был проградуирован, на трубке не были нанесены деления. Во-вторых, и это главное, даже если бы Галилей снабдил изобретенный им прибор шкалой, то и тогда его показания были бы неточны. Действительно, ведь уровень воды в трубке зависел не только от температуры воздуха в стеклянном шаре, но и от атмосферного давления. Почти одновременно с Галилеем, еще не зная о его изобретении, профессором Падуанского университета С. Санторио, врачом, анатомом и физиологом, был также создан прибор, позволяющий измерять температуру человеческого тела. Прибор Санторио был довольно громоздким и тоже состоял из шара, но уже заполненного жидкостью, и извилистой трубочки с нанесенными на нее делениями. Температура в различных частях тела определялась в течение десяти ударов пульса по изменению уровня жидкости в трубке. Человек должен был в это время или дышать в прибор, или брать его в рот, или согревать руками - в зависимости от цели эксперимента. Санторио был первым врачом, который узнал, что человеческое тело имеет постоянную температуру, и оценил отклонение ее от нормы как признаки болезни. Прибор Санторио был довольно громоздким и тоже состоял из шара, но уже заполненного жидкостью, и извилистой трубочки с нанесенными на нее делениями. Температура в различных частях тела определялась в течение десяти ударов пульса по изменению уровня жидкости в трубке. Человек должен был в это время или дышать в прибор, или брать его в рот, или согревать руками - в зависимости от цели эксперимента. Санторио был первым врачом, который узнал, что человеческое тело имеет постоянную температуру, и оценил отклонение ее от нормы как признаки болезни.

Дальнейшая история создания термометра есть история совершенствования термоскопа Галилея. Опыты физика Т. Торричелли с ртутными барометрами дали толчок для модификации термоскопа Галилея. В годах флорентийские ученые заменили воздух подкрашенным спиртом и исключили влияние меняющегося атмосферного давления на показания термометра, откачав из трубки воздух и запаяв ее открытый конец. Они первыми предприняли попытку нанести на шкалу две постоянные точки - температуру самого большого зимнего холода и самой большой летней жары во Флоренции. Именно с этого времени и начался поиск наиболее удобного измерительного прибора и постоянных точек на шкале.

Каждый изобретатель создавал свою шкалу. Расстояние между делениями шкалы выбирали произвольно. Поэтому сравнивать показания различных термометров было нельзя. В 1688 году французский физик Далансе создал спиртовой термометр, на шкале которого впервые в качестве начала отсчета была поставлена точка плавления льда, а в качестве высшей - температура плавления коровьего масла. В 1694 году 80-летний профессор Падуанского университета Карло Ренальдини предложил исходить для определения температуры больного из температуры таяния льда и температуры кипения воды, а интервал между ними разделить на 12 равных частей. Но современники не поняли значения этого предложения, и только гораздо позднее оно нашло достойное место в науке.

В 1701 году И. Ньютон также изготовил свой термометр, наполненный льняным маслом, взяв за низшую точку температуру таяния льда, но за высшую впервые принял температуру человеческого тела, правда, приписал он ей значение всего лишь в 12 градусов. В результате этого получалось, что вода по шкале Ньютона должна была начинать закипать при температуре 33 градуса. Только два года спустя французским физиком Амонтоном была впервые взята за точку отсчета именно температура кипения воды. В 1701 году И. Ньютон также изготовил свой термометр, наполненный льняным маслом, взяв за низшую точку температуру таяния льда, но за высшую впервые принял температуру человеческого тела, правда, приписал он ей значение всего лишь в 12 градусов. В результате этого получалось, что вода по шкале Ньютона должна была начинать закипать при температуре 33 градуса. Только два года спустя французским физиком Амонтоном была впервые взята за точку отсчета именно температура кипения воды.

Потом он поместил свой термометр в тающий лед и надписал 32 градуса на шкале. Следующей точкой у Фаренгейта была температура человеческого тела – 96 градусов (это число, оказывается, прекрасно делится на 32). Температура кипения воды получилась у него равной 212 градусам. В Англии и США до сих пор используют эту шкалу. В 1714 году голландский ученый Д. Фаренгейт сделал себе термометр сам, и сам же придумал шкалу к нему. Он взял стеклянную трубку с шариком на одном конце, налил туда ртути, откачал из нее воздух и запаял. Далее он поместил свое детище в смеси льда, поваренной соли и нашатыря (самое холодное, но еще жидкое вещество того времени) и обозначил высоту столбика ртути за 0 градусов.

В 1730 году французский физик Р. Реомюр предложил спиртовой термометр с постоянными точками таяния льда (0 °R) и кипения воды (80 °R). По его шкале один градус был равен 1/80 разности температур кипения воды и таяния льда (то есть градус Реомюра равен 5/4 градуса Цельсия). В 1730 году французский физик Р. Реомюр предложил спиртовой термометр с постоянными точками таяния льда (0 °R) и кипения воды (80 °R). По его шкале один градус был равен 1/80 разности температур кипения воды и таяния льда (то есть градус Реомюра равен 5/4 градуса Цельсия). Примерно в это же время шведский астроном Андерс Цельсий использовал ртутный термометр Фаренгейта с собственной шкалой, где температура кипения воды была принята за 0 градусов, а таяния льда – за 100 градусов. Когда его спросили об этой странности его шкалы, Цельсий с улыбкой парировал: "У нас в Швеции довольно прохладно, и для избежания отрицательных температур я и изобрел данную шкалу. Такая «перевёрнутая» шкала не получила распространения. Вскоре соотечественник Цельсия Штермер предложил за ноль температуру таянья льда. Именно эта шкала, получившая имя Цельсия, используется в современных термометрах.

Но судьба термометров с различной градуировкой сложилась довольно любопытно. Наименьший успех, как это ни странно, они имеют именно там, где были изобретены. Так, термометр широко используется в англоязычных странах, термометр - в странах, где говорят на немецком языке. Прибор шведа Цельсия не прижился в Швеции, но им зато пользуются практически на всем земном шаре. Но судьба термометров с различной градуировкой сложилась довольно любопытно. Наименьший успех, как это ни странно, они имеют именно там, где были изобретены. Так, термометр Фаренгейта широко используется в англоязычных странах, термометр Реомюра - в странах, где говорят на немецком языке. Прибор шведа Цельсия не прижился в Швеции, но им зато пользуются практически на всем земном шаре. В 1848 году с произволом в выборе нуля отсчета температуры на шкалах термометров было покончено английским физиком Вильямом Томсоном (Лордом Кельвином), доказавшим существование абсолютного нуля температур. Произведенные лордом расчеты дали цифру –273,15°С, а обозначил он эту температуру, как и положено, за 0 градусов.