葫芦兄弟全集1-13集

溫度計

來源:網絡 發表時間:2018-06-25 14:14

    不斷改進的溫度計
    今天,我們已習慣了將冷熱的變化用多少度這一量化概念來表示,因而無論誰對溫度計都不陌生。然而,溫度計究竟是怎樣誕生的,那些溫度又是怎樣確定的呢?
    18世紀以前,人們是無法準確表示氣溫的微小變化的。為了測定出如今普通溫度計上的每一個刻度,發明家大約花了一千多年的時間。
    最初,冷熱是憑人們的感覺主觀臆測的,因為那時沒有溫度計,大多數人說冷了,那就是冷了。
    公元2世紀,一位叫加萊的希臘醫生提出建議:為了看病的需要,最好分四個等級來表示人體的冷、熱變化。加萊的建議??冷熱的四個等級就成為沒有溫度計之前的溫度標示了,這個不足為奇的溫度準衡,在17世紀之前,一直被醫學界采用。
    當人們生活得還不十分精致的時候,粗略的說明勉強可以應付人們了解溫度變化的需要,但是對于科學研究說卻不同了,它需要進行準確的溫度測量。在科學發展的道路上,第一步要做的工作是應該有一個計量冷熱的方法,這就是為什么要發明溫度計的原因。
    1575年,意大利學者希羅的一本科學著作出版了。在這本書里,他描述了許多離奇的設備。后來,一些細心的學者研究了這本著作,他們指出,這些離奇的設備中有一臺儀器能夠證明物體受熱會膨脹。
    對物體熱脹冷縮特性的認識直接導致了溫度計的出現。
    世界上第一支溫度計是意大利著名的天文學家、物理學家伽利略在1593年制造的。他在一根一端附有玻璃球的管子里面裝入帶色的液體,然后把這根管子倒放在水里制成了最原始的溫度計。這時如果在球外面用不同溫度的物體與球靠近或接觸,由于管內空氣熱脹冷縮,水面就會發生升降,這樣從水柱的高低就能分辨出溫度的變化。這種溫度計叫空氣溫度計,它是現代溫度計的鼻祖。空氣溫度計雖然很靈敏,但很不完善,容易受外界大氣壓變化的影響,從而使所測的溫度不夠準確。
    后來,伽利略的學生繼續研究,把管子制成密封的,并用酒精來代替空氣。如此一來,測出的溫度就準確多了。但是,因為酒精到攝氏78度就開始沸騰,所以它不能用來測量一般的高溫。
    1714年,荷蘭阿姆斯特丹的一位名叫華侖海特的儀表商用水銀代替了酒精,克服了上述的缺點。因為水銀在攝氏350度才開始沸騰氣化,在攝氏零下39度才開始凝固。所以水銀溫度計能測出較高或較低的溫度。
    不過,那時各種溫度計所取刻度的含義很不統一,都是各取所需。比如,英國皇家學會實驗部主任羅伯特?胡克把水的結冰溫度作為一個起點;有的醫生以正常血溫為起點;而牛奶場的商人則以牛奶溶點為起點;還有的天文學家以巴黎天文臺地下室的溫度為溫度計的起點,等等。有人統計了一下,這一階段約有27種不同刻度的溫度計,它們的確方便了確定溫度起點的個人,卻給更多的人帶來了麻煩。為此,1740年,大家經協商后一致同意以水的冰點和沸點作為溫度計標準刻度的依據。但應給這兩個溫度作怎樣的標記呢?學者們又各抒己見了。
    最初,發明水銀溫度計的華侖海特提出,把水在一個大氣壓下的冰點定為32度,沸點定為212度,中間劃為180格,每一格定為一度,這就是華氏溫度。用華氏溫度計量出的溫度度數,常用“F”來表示,例如華氏82度就記作“82攝氏度F”。
    對普通人來說,華氏溫度計使用不便。
    1742年,瑞典天文學家攝爾西斯設計制造了一種溫度計,他把一個大氣壓下的水的冰點定為零度,沸點定為100度,中間劃分100格,每格定為一度,這就是我們今天最熟悉的攝氏溫度。氣象臺預報氣溫變化時就是采用他制定的標準。用攝氏溫度計量出的溫度,常用“C”來表示,例如25攝氏度,記作“25℃”。
    此后,國際上對溫度標準還曾進行過多次修改,現在科研活動中多已采用1968年制定的國際實用溫度。國際實用溫度還用絕對溫度來表示攝氏溫度。絕對溫度是英國物理學家開耳芬在1848年提出的,所以也叫開耳芬溫度,簡稱開氏溫度。它用“T”來表示,度數后面用符號“K”來表示。例如攝氏零度是水的冰點,用絕對溫度來表示則是:T=273K。絕對溫度可使熱力學中很多定律的公式變換起來更簡單,計算起來更方便。
    今天人們普遍使用的溫度計大多采用攝氏溫度,它仍是利用液體的膨脹或收縮來測量溫度變化的,液體被密封在一個玻璃泡里,玻璃泡又與一根細玻璃管相連。溫度較高時,液體膨脹并在管內上升;溫度較低時,液體收縮并在管內下降。液面最高處的管子上的刻度可以準確地顯示當時溫度是多少。
    體溫計是溫度計中的一種,現在這種在小玻璃管上刻刻度,玻璃管下端裝儲存水銀的小玻璃泡的現代體溫計是由英國醫生奧爾布特于1867年創制的。

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