Прибор, разработанный Галилеем в 1592 году, состоял из большой сферы, к которой была прикреплена стеклянная трубка. Когда эту трубку опускали в окрашенную жидкость, она двигалась под действием тепла. Прибор не имел шкалы и поэтому показывал только относительную степень нагрева или охлаждения.
Изобретатели первых термометров
Сейчас уже невозможно точно сказать, кто именно изобрел термометр. И это не только потому, что сохранилось мало источников. Есть гораздо более серьезная причина: термометры часто рассматриваются как разные приборы. Не сразу удалось добиться высокого качества и идеальных измерений. Лишь в одном можно быть уверенным на 100%: значение изобретения прибора для измерения температуры приписывается как минимум 8 людям.
Среди них — английский алхимик и член нескольких тайных обществ Роберт Фладд. С ним «соперничает» французский гидротехник, производитель паровых машин и пневматических устройств и по совместительству архитектор Саломон де Каус. История термометра запутанна еще и потому, что над ним одновременно работали многие специалисты. Одни пытались измерить температуру воды, другие — температуру воздуха, третьи разрабатывали медицинские приборы.
Самым известным человеком, с которым связывают возникновение термометрии, является Галилео Галилей. Из его собственных работ это неясно: в них нет описаний подобной техники. Однако последователи итальянского ученого утверждают, что он показал им термоскоп в 1597 году. Другие источники называют промежуток времени с 1592 по 1600 год. Явление расширения тел при нагревании использовалось и раньше. Новым в изобретении Галилея было то, что это расширение указывало на изменение температуры. Однако здесь нельзя было полагаться на количественную характеристику.
Первая разработка выглядела как стеклянная сфера с приклеенной к ней стеклянной трубкой. Внутри находился воздух. Почему-то знаменитому итальянцу не пришло в голову использовать воду, спирт или ртуть. Некоторые специалисты считают, что при тогдашнем уровне техники это было невозможно.
Его соотечественник Галилео Санторио разработал термометр для измерения температуры человеческого тела. Но и здесь технология была несовершенна. Сотрудник Падуанского университета смог построить лишь грубое устройство, которое можно было разместить только во дворе дома. Этот термометр напоминал шар с вытянутой изогнутой трубкой. Он уже предвосхитил типичные черты более поздних термометров: в трубке появились деления и цветная жидкость. Прибор датируется 1626 годом
В 1657 году появилась усовершенствованная версия термоскопа Галилея. Одним из дополнений была шкала из бисера. Следует помнить, что все первые изобретатели делали воздушные термометры. Поэтому показания приборов зависели не только от фактической температуры, но и от давления воздушного столба. В 1667 году появились термометры на водной основе. Этот раствор меньше страдал от колебаний давления, но жидкость застывала, поэтому вскоре перешли на использование спирта.
Эванджелисте Торричелли наконец удалось «победить» влияние атмосферного давления. Он изобрел такую систему:
- наполнять термометр ртутью;
- переворачивать его;
- доливать слегка окрашенный спирт;
- запаивать трубку сверху.
Но одного появления идеи термометра было недостаточно. Проблема на ранних этапах заключалась в том, что не удавалось найти правильные точки отсчета. Сначала считалось, что нужно ориентироваться на субъективные ощущения «очень холодно» и «очень жарко». Позже стали искать другие точки отсчета: кипящая вода, тающий лед и тающее масло. С поиском точек отсчета началась следующая фаза создания прибора.
Этапы усовершенствования
Решающий шаг сделал Габриэль Фаренгейт: он нашел форму, наиболее удобную для повседневного использования, и создал точную шкалу. Известно, что описание Фаренгейта было опубликовано в 1723 году. Любопытно, что изначально немецкий физик работал со спиральной шкалой. Однако из-за ряда недостатков такого решения он отдал предпочтение ртутной. Шкала имела 3 основных пункта:
- при 0° по Фаренгейту устойчиво существует смесь нашатырного спирта с водой и льдом (лед не тает, вода не замерзает);
- при 32° устойчиво существует водно-ледяная смесь;
- при 212° (и нормальном атмосферном давлении на уровне моря) вода неизбежно закипает.
Кельзиус не только предоставил альтернативную, более удобную шкалу для измерения температуры, чем шкала Фаренгейта. Она также была гораздо более точной в определении самих градусов. Правда, изначально за 100° принималась точка плавления льда, а за ноль — точка кипения воды. Для простоты шкала была перевернута вверх ногами, но неизвестно, сделал ли это сам Штремер или Келсо.
Но того, что было создано для бытовых целей, уже было недостаточно для научных потребностей XIX в. В 1848 г. Томсон (впоследствии лорд Кельвин) доказал возможность создания абсолютной температурной шкалы. Ее начальной точкой был о-273,15° Цельсия. Дальнейшее охлаждение материального тела невозможно.
В профессиональных физических лабораториях термометры со шкалой Кельвина используются едва ли не чаще, чем термометры со шкалой Цельсия или Фаренгейта.
Медицинские компактные термометры впервые разработал англичанин Томас Альбат; ранее, в 18 веке, они изготавливались длиной 12 дюймов, или около 0,305 м.
Интересно: В нашей стране наибольшую роль в их внедрении сыграл Сергей Боткин.
Долгое время почти все термометры имели ртутную шкалу. Но технологии не стояли на месте — появлялись более совершенные и безопасные варианты.
Современные варианты
Первые изобретатели делали свои собственные термометры. Но вскоре стало ясно, что ни такой подход, ни кустарные мастерские не могут удовлетворить потребности людей. С развитием технологий, и особенно с появлением современной промышленности, возникли специализированные фабрики. Современный завод по производству термометров может выпускать самые разные термометры. Эти приборы используются для измерения температуры за окном, для различных видов диагностики, для биомедицинских исследований и для многих других целей. Термометры необходимы для различных приборов:
- газовых плит;
- автомобилей;
- отопительных котлов;
- электростанций;
- летательных аппаратов;
- морских судов.
А также приборы часто используются в быту. Единственным производителем в России является ООО «Первый термометрический завод». Несмотря на то, что ртутные термометры должны быть сняты с производства (согласно Минаматской конвенции 2013 года), они до сих пор используются. Эти приборы работают достаточно просто и не зависят от электричества.
Ртутные термометры дешевы. Однако они не только небезопасны, но и требуют много времени для измерения температуры: Приходится ждать от 5 до 10 минут.
Более современное решение — электронный медицинский термометр. Проводимость металлического наконечника меняется в зависимости от температуры. Специальный датчик фиксирует это изменение и по сложному алгоритму преобразует его в градусы. Электронные технологии очень мощные:
- запоминать последние измерения;
- обозначать звуком процесс замера или его окончание (в зависимости от модели);
- работать со сменными и гибкими наконечниками для наибольшей гигиеничности;
- измерять температуру очень точно.
Чтобы правильно ее использовать, необходимо внимательно изучить инструкцию по применению.
Кроме того, электронный термометр зависит от батареек: Батарейки необходимо заменять каждые 3-5 лет. Этот прибор можно использовать как в больнице или клинике, так и дома. Электронные термометры дороже ртутных, но лучшие характеристики того стоят.
Волоконно-оптические и термоэлектрические приборы имеют самую высокую точность и используются в основном в лабораториях. Они могут применяться в широком спектре приложений:
- газовые;
- биметаллические;
- инфракрасные;
- конденсационные термометры.
Пирометр, также известный как оптический термометр, можно использовать без контакта. Эти приборы могут измерять самый широкий диапазон температур: Верхний предел составляет 3000°. Некоторые модели имеют меньший диапазон измерения, поскольку они необходимы для медицинских целей.
Об истории термометра см. ниже.
Кто и в каком году изобрел термометр – история создания
Измерение температуры тела — относительно простой и привычный процесс. Все люди регулярно пользуются этим прибором, с помощью которого за несколько минут можно определить важный параметр состояния организма. Однако в прошлом термометры были громоздкими устройствами, использование которых требовало определенных навыков. Так кто же именно изобрел термометр?
История создания термометра
Сегодня термометр считается очень привычным прибором, которым время от времени пользуются все люди. Однако в прошлом он имел другой вид и назначение.
Кто придумал термометр?
Точное авторство изобретения установить невозможно. И это не потому, что сохранилось очень мало источников. Причина гораздо серьезнее. Она заключается в том, что термометры описываются как совершенно разные устройства. Кроме того, потребовалось много времени, чтобы добиться нужного качества и уровня измерений.
Первый термометр
Изобретение термометра приписывают разным людям — Галилею, Санториусу и Роберту Фладду. Это далеко не полный список возможных создателей прибора. Дело в том, что многие ученые одновременно работали над созданием прибора, который мог бы измерять температуру человеческого тела, воды, почвы и воздуха.
В трудах Галилея нет описания термометра. Однако, по свидетельству его учеников, в 1597 году ученый разработал термоскоп — прибор, который нагревал воду путем ее нагревания. Однако у него еще не было шкалы.
Санторио из Падуанского университета изобрел прибор для измерения температуры человеческого тела. Однако он был настолько громоздким, что его устанавливали во дворе дома.
Первые жидкостные термометры появились еще в 1667 году. Однако эти приборы ломались при замерзании воды, поэтому их стали делать на спирту. Термометр, который не зависел от колебаний атмосферного давления, был разработан Эванджелистой Торричелли, учеником Галилея. В итоге термометр был заполнен ртутью.
Единая шкала и ртуть
Долгое время ученые искали точки, пространство которых можно было бы равномерно распределить. В качестве начала шкалы были предложены точки тающего льда, кипящей воды и абстрактные термины.
Современный термометр, который больше подходил для бытового использования, предложил немецкий физик Габриэль Фаренгейт. Он описал свой прибор в 1723 г. Сначала ученый сконструировал два спиртовых измерительных прибора. Но затем он изобрел ртутный термометр.
Шкала Фаренгейта была основана на этих точках:
- Первая равнялась нулю. Она представляла собой температуру состава воды, льда и нашатыря;
- Вторая обозначалась как 32 градуса. Она представляла собой температуру воды со льдом.
- Третья равнялась 212 градусам и обозначала температуру кипения воды.
Этапы усовершенствования
По мере развития прибора появилась новая шкала для измерения температуры. Она была предложена Келсо. Сами градусы были определены гораздо точнее. Однако сначала считалось, что 100 градусов означают таяние льда, а 0 градусов — кипение воды. Со временем для простоты шкала была изменена на противоположную.
В 1848 году Томсон, впоследствии лорд Кельвин, доказал, что можно вывести абсолютную температурную шкалу. За точку отсчета было взято значени е-273,15 градусов Цельсия. Было установлено, что дальнейшее охлаждение материального тела невозможно. Сегодня шкала Кельвина часто используется в профессиональных физических лабораториях.
Современные варианты
Первые ученые строили термометры для себя. Однако вскоре стало ясно, что такой подход, равно как и ремесленные лаборатории, не отвечают потребностям людей. С развитием технологий появились специализированные фабрики.
Современные фабрики способны производить различные типы термометров. Они используются для измерения температуры воздуха, для различных видов диагностики и для многих других целей. Сегодня термометры оснащены следующими функциями:
- газовые плиты;
- электростанции;
- автомобили;
- отопительные котлы;
- летательные аппараты;
- морские суда.
Приборы также широко используются в быту. Наиболее значимым российским производителем таких приборов считается «Первый термометрический завод». Несмотря на то, что было принято решение о постепенном отказе от ртутных приборов, они все еще используются. Эти приборы просты в использовании и не требуют электричества.
Основным преимуществом ртутных термометров является их доступность. Однако у них есть и ряд недостатков. Они небезопасны и требуют много времени для измерения температуры. Для получения точных показаний требуется 5-10 минут.
Цифровой термометр
Современные электронные термометры считаются более безопасными. Они имеют металлический конец, проводимость которого меняется в зависимости от температуры. Специальный датчик фиксирует это изменение и преобразует его в градусы по определенному алгоритму.
Цифровые термометры могут делать следующее:
- запоминают последние измерения;
- оповещают об окончании процесса измерения звуковым сигналом;
- работают со сменными и гибкими наконечниками, что обеспечивает максимальную гигиеничность;
- точно определяют температуру тела.
Чтобы правильно пользоваться таким прибором, важно прочитать инструкцию. Чтобы правильно использовать этот прибор, важно внимательно прочитать инструкцию. Важно отметить, что для работы этого прибора необходима батарейка. Цифровые термометры используются дома и в медицинских учреждениях. Они дороже ртутных термометров, но это оправдано лучшими эксплуатационными характеристиками.
Бесконтактный
Пирометр или оптический термометр может работать в бесконтактном режиме. Эти приборы могут определять очень широкий диапазон температур. Верхний предел составляет 3000 градусов. Некоторые модели имеют гораздо меньшее значение, поскольку используются в медицинских целях.
Единая шкала и ртуть
Долгое время ученые не могли найти точку отсчета, которая была бы равномерно распределена.
Шкала была основана на точках таяния льда и растопленного масла, точке кипения воды и некоторых абстрактных понятиях, таких как «значительный холод».
Современный термометр, который больше подходит для бытового использования и имеет точную измерительную шкалу, был разработан немецким физиком Габриэлем Фаренгейтом. В 1723 году он описал конструкцию термометра. Первоначально Фаренгейт разработал два спиртовых термометра, но затем физик решил использовать в термометре ртуть. Шкала Фаренгейта была основана на трех фиксированных точках:
- первая точка равнялась нулю градусов — это температура состава воды, льда и нашатыря;
- вторая, обозначенная как 32 градуса, — это температура смеси воды и льда;
- третья — температура кипения воды, равнялась 212 градусам.
Позднее шкала была названа в честь своего создателя.
Сегодня наиболее широко используется шкала Цельсия, шкала Фаренгейта по-прежнему применяется в США и Англии, а шкала Кельвина используется в научных исследованиях.
Но именно шведский астроном, геолог и метеоролог Андерс Кельсус в 1742 году окончательно установил две фиксированные точки — тающего льда и кипящей воды. Он разделил расстояние между точками на 100 интервалов, при этом число 100 обозначало точку таяния льда, а 0 — точку кипения воды.
Сегодня шкала Цельсия используется в обратном порядке, т.е. 0° — это точка плавления льда, а 100° — точка кипения воды.
По одной версии, после смерти Кельсио шкала была «перевернута» его современниками и соотечественниками, ботаником Карлом Линнеем и астрономом Мортеном Стрёмером, но по другой версии, Кельсио сам перевернул шкалу по совету Стрёмера.
В 1848 году английский физик Уильям Томпсон (лорд Кельвин) доказал, что можно создать абсолютную температурную шкалу, начальной точкой которой будет абсолютный ноль: -273,15 °C — при этой температуре дальнейшее охлаждение тела невозможно.
Уже в середине XVIII. Однако в медицине термометры появились лишь значительно позже, в середине XIX века.
Современные термометры
Если в XVIII веке произошел «взрыв» открытий в области систем измерения температуры, то сегодня все активнее ведутся работы по развитию методов измерения температуры.
Сфера применения термометров чрезвычайно широка и имеет особое значение для жизни современного человека. Термометр перед окном дает информацию о наружной температуре; термометр в холодильнике контролирует качество хранения продуктов; термометр в духовке поддерживает температуру в печи во время выпечки; термометр измеряет температуру тела и помогает определить причину болезни.
Градусник — самый распространённый вид термометра, и именно его можно найти в каждом доме. Однако ртутные градусники, бывшие когда-то ярким открытием учёных, сегодня постепенно уходят в прошлое как небезопасные. Ртутные градусники содержат 2 грамма ртути и обладают самой высокой точностью определения температуры, но нужно не только правильно с ними обращаться, но и знать, что делать, если градусник вдруг разобьётся. Читайте подробнее о том, как правильно утилизировать ртуть из градусника >>
На замену ртутным градусникам приходят электронные или цифровые термометры, которые работают на основе встроенного металлического датчика. Также есть специальные термополоски и инфракрасные градусники. Читайте подробнее о плюсах и минусах разных градусников >>
Шкала Цельсия: Андерс Цельсий
Температурная шкала Цельсия также называется шкалой Цельсия. Цельсий означает «состоящий из 100 градусов или деленный на 100 градусов». Шкала Цельсия была изобретена в 1742 году шведским астрономом Андерсом Келсо. По шкале Цельсия между точкой замерзания (0 градусов) и точкой кипения (100 градусов) чистой воды при атмосферном давлении на уровне моря находится 100 градусов. Термин «Цельсий» был принят Международной конференцией по мерам и весам в 1948 году.
Шкала Кельвина: лорд Кельвин
Лорд Кельвин пошел еще дальше и предложил изобрести шкалу Кельвина в 1848 году. Шкала Кельвина измеряет пределы тепла и холода. Кельвин развил идею абсолютной температуры, так называемый «второй закон термодинамики», и разработал динамическую теорию тепла.
В 19 веке ученые исследовали, какова самая низкая возможная температура. В шкале Кельвина используются те же единицы, что и в шкале Цельсия, но отсчет начинается с абсолютного нуля — температуры, при которой все, включая воздух, замерзает. Абсолютный ноль — это 0 градусов Кельвина, что соответствует минус 273 градусам Цельсия.
Когда термометр использовался для измерения температуры жидкости или воздуха, термометр держали в жидкости или воздухе до тех пор, пока не измерялась температура. Конечно, это невозможно сделать при измерении температуры человеческого тела. Ртутный термометр был приспособлен для того, чтобы его можно было вынимать из тела для измерения температуры. Он был модифицирован с острым изгибом в трубке, который был более узким, чем остальная часть трубки. d удерживал показания температуры после того, как вы вынимали термометр из пациента, создавая вакуум в столбике ртути. Поэтому встряхивайте медицинский ртутный термометр до и после использования, чтобы вновь соединить ртуть и довести термометр до комнатной температуры.
Ротные термометры
В 1612 году итальянский изобретатель Санторио Санторио изобрел оральный термометр и, таким образом, возможно, первый примитивный клинический термометр. Однако он был громоздким, неточным и требовал много времени для получения показаний.
Первыми врачами, регулярно измерявшими температуру у своих пациентов, были Герман Бурхааве (1668-1738), Герард Л. Ван Свитен (1700-1772), основатель Венской медицинской школы, и Антон де Хаен (1704-1776). Эти врачи обнаружили, что температура коррелирует с развитием болезни. Однако мало кто из современников согласился с ними, и термометр не получил широкого распространения.
За несколько веков до современного термометра
Следующим важным шагом стала замена спирта ртутью, которая хорошо поглощает тепло, реагирует на изменение температуры, не замерзает при низких температурах и не закипает при высоких.
В 1714 году голландец Даниэль Фаренгейт разработал сопоставимые термометры. Его шкала имела три фиксированные точки:
- Ноль – определялся путем погружения резервуара в смесь воды со льдом и морской солью;
- Нормальная температура человеческого тела;
- Температура кипения воды.
Шкала Фаренгейта до сих пор используется во многих странах. Также хорошо известны термометры Реомюра, которые когда-то были популярны в Италии и Франции. В них использовалась смесь воды и спирта, но они были менее точными, чем ртутные термометры.
Последним, кто усовершенствовал шкалу термометра, был Андерс Кельзиус, ученый из Швеции. Он определил температуры, при которых закипала вода и таяли коробки, и разделил расстояние между ними на 100 градусов. Именно этой шкалой мы пользуемся сегодня.
Новое изобретение: цифровой термометр
В наше время уже появились новые приборы — цифровые термометры. Ртуть очень опасна для человека, и для измерения температуры требуется много времени. Цифровые модели лишены этих недостатков. Измерение занимает всего несколько минут, они выводят результаты на экран и сигнализируют об окончании процесса звуковым сигналом.
Еще одним важным преимуществом цифровых термометров является их гибкость. Их можно использовать для измерения температуры под мышкой, во рту, в ухе или ректально.
Существуют даже бесконтактные устройства, которые можно просто положить на лоб для получения точных показаний.
Современные термометры просты в использовании и оснащены множеством дополнительных функций. Например, некоторые модели могут сохранять несколько текущих показаний, отображать показания в виде улыбающихся лиц и переходить от °C к °F. Еще одним преимуществом является разнообразие моделей как по функциональности, так и по дизайну, а также возможность синхронизации с мобильными приложениями, например, модели Beurer могут быть синхронизированы с мобильным приложением Beurer HealthManager.
Точный, безопасный и удобный термометр
Градусник прошел долгий и трудный путь, но сегодня мы можем быстро и легко проводить измерения и следить за своим здоровьем. А с помощью цифровых устройств вы можете измерить температуру своему ребенку, не разбудив его, даже когда он спит.
