Вы знаете, как появился термометр? Нет? Тогда прочитайте эту
историю.
На заре развития науки как таковой ученые судили о температуре тела по непосредственному
ощущению. И деления тех шкал были весьма приблизительны: горячо, тепло, холодно.
Точность таких шкал была весьма невелика. Для доказательства попробуйте провести один
небольшой эксперимент, который настолько прост, что его можно провести в домашних
условиях.
Возьмите три тазика с водой: один с очень горячей, другой с умеренно теплой, а
третий с очень холодной. Взяли? Прекрасно! Теперь ненадолго опустите левую руку
в тазик с горячей водой, а правую с холодной. Через пару минут извлеките руки
из горячей
и холодной воды и опустите их в тазик с теплой водой. Теперь спросите каждую руку,
что она "скажет" вам о температуре воды? Интересный ответ, да?
Вот именно так раньше ученые и определяли температуру тел: на ощупь! И длилось
это довольно продолжительное время до тех самых пор, пока однажды Галилео
Галилей в 1597 году взял стеклянную трубку с припаянным к ней небольшим стеклянным
шариком, немного подогрел шарик и открытый конец трубки поместил в сосуд с водой.
Спросите, зачем? Оказывается, все очень просто! Мы подогреваем шарик 1, воздух в нем
расширяется от нагрева и через трубку 2 выходит в атмосферу (не весь, конечно). В
результате
помещения трубки с подогретым шариком в сосуд с водой получается конструкция, которую
мы видим на
рисунке. Что происходит потом? Воздух в шарике остывает до температуры окружающего
воздуха
и при этом сжимается. А вода что делает? Правильно! Под действием атмосферного давления
вода из сосуда 3 поднимается по трубке 2 на некоторую высоту h. Эта конструкция
позволяла
Галилео судить о степени нагретости тела: горячее, теплое или холодное оно. Правда,
с такой же точностью, что и измерения при помощи рук, хотя теперь можно было претендовать
на некоторую объективность измерений. У этого прибора термоскопa есть
один существенный недостаток: его показания зависят от атмосферного давления.
Таким
образом, Галилей, сам того не зная, положил начало термометрии.
В таком виде галилеевский термоскоп просуществовал до 1657 года. В этом самом
году флорентийские ученые немного усовершенствовали термоскоп они добавили
к нему шкалу из бусин и откачали из шарика воздух. Какой прок, спросите? Да самый,
что ни на есть
насущный: в галилеевском термоскопе всего две температуры:
высокая и низкая, а у
флорентийцев их много: три с половиной бусины, пять бусин и т.п. Таким образом, термоскоп
стал
значительно точнее и просуществовал в таком виде почти полвека.
Примерно в 1700 году флорентийский термоскоп взяли, да перевернули, налив в трубку
с шариком подкрашенный спирт, а сосуд выкинули за ненадобностью.
Это было новое слово
в науке и технике прибор перестал зависеть от атмосферного давления. Получившийся
прибор и есть термометр т.е. 1700 год мы можем считать годом рождения привычного
нам термометра! Правда, тут же появилась проблема в согласовании шкал термометров.
Каких только "постоянных" точек не брали для шкал и как только их не градуировали.
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 смесь льда и поваренной
соли (самое холодное, но еще жидкое вещество того времени) и обозначил высоту столбика
ртути
за 0 градусов. Потом он поместил свой термометр в тающий лед (обычный, без соли)
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 1730 году французский
физик Р. Реомюр предложил спиртовой термометр с постоянными
точками таяния льда (0 °R) и кипения воды (80 °R).
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". Каково, а? А перевернули шкалу Цельсия его
же соотечественники: ботаник К. Линней и астроном М. Штремер. Вот этот "перевернутый"
термометр и получил широкое распространение!
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.
Примерно в это же время Ренкен привязал абсолютную шкалу к шкале Реомюра (специально
для французов и русских). Да, да! Именно французов и русских. Шкалой Реомюра пользовались
в царской России до самой революции 1917 года.
Приложил к делу изобретения шкал свою руку и великий Исаак Ньютон: точку таяния
льда он обозначил за 0 градусов, а кипения воды за 12.
Вы спросите, как все эти температуры обозначаются? Пожалуйста: нуль градусов
по шкале Реомюра обозначается как 0°R, по Цельсию 0°С, по Ньютону
0°N, по Кельвину 0 К и, наконец, по Ренкену 0 R. Если
вам встречались
в научных публикациях обозначение температуры как °L, то не пугайтесь
это Кельвин
в масштабе десятичного логарифма. Вот так и появился на свет привычный
нам термометр.