温度计有什么用?
据说,一位非常著名的科学家伽利略制造了世界上第一支温度计。大约在1599年,伽利略发明了一种玻璃管,一端有玻璃灯泡,另一端有开口。他先把玻璃灯泡加热,让玻璃管里的一些空气跑出来,然后把开口的一端放入水中。这时候水就会进入玻璃管,上升到一定高度就静止不动,变成高于外部水面的水柱。天气变热,玻璃管内的水柱就会下降,天气越热,下降越多;反之,天气变冷,玻璃管内的水柱就会上升,天气越冷,上升越多。换句话说,玻璃管中水柱的高度反映了天气变化的冷热程度。当然,这只是简单的反映,并不能准确的解释天气冷热变化的程度。但是,这毕竟是世界上最早的温度计,开创了人类测温的历史。后来生产的温度计都是这种方法的改进。
二、温度计结构的改进
法国医生简·雷伊粗略地把伽利略的温度计倒过来。球里装满了水,管子里装满了气体,水被用作测量温度的材料。这是液体体温计,1632推荐过。但是他的玻璃管不是密封的,所以会因为水分的蒸发而产生误差。
法国人Bliaux在1659年设计了温度计。他减小了玻璃灯泡的体积,并将测量温度的物质改为水银,这就是现在温度计的形状。
第三,温度计的准确性
奥托·冯·格里克是最早意识到应该在温度计的刻度上标出固定点的科学家之一。他不宜把马德堡地区初冬和盛夏的气温作为固定温度。佛罗伦萨的院士们选择冬天的雪或冰的温度作为一个定点,鹿或牛的温度作为另一个定点。在测试的过程中,他们还意外地发现,冰的熔点是恒定的。
荷兰的沃伦·海特设计了世界上第一个家用温度计。从1709设计了一个读数一致的酒精温度计。他在1714年开始设计水银温度计。他通过实验发现,各种液体都有一定的沸点,沸点随空气中的大气压而变化,这为他准确确定恒温点提供了证据。他把冰、水、氨、盐的混合物的温度定为0度,冰的熔点定为32度,人体的温度定为96度。1724年,他把水的沸点定在了212度。这是华氏温度
在华氏温度计被发现的同时,法国人勒穆埃尔(1683 ~ 1757)也成功制造了温度计。他认为水银的膨胀系数太小,不能用作测温物质。他集中研究了用酒精作为测温物质的优点。经过反复实验,他发现含有1/5水的酒精,在水的冻结温度和沸腾温度之间,体积膨胀从1000单位体积增加到1080单位体积。于是,他把冰点和沸点分成80份,并设定为他的温度计的温度刻度,这就是利勃海尔温度计。
1742年,瑞典天文学家珀尔修斯开始使用百分刻度法,用水银作为测量温度的物质,水的沸点定为0℃,冰的熔点定为100℃。8年后,他的同伴斯特罗姆将这两个定点的值反过来,也就是以摄氏度为单位的温度。
目前,英国和美国的温度多为华氏温度,德国为利勃海尔,而在世界工业、农业和科技生产中,以及中国、法国等大多数国家,多为摄氏温度。
温度计的改进主要完成在两个方面:一是为了确定温标,需要确定一些恒温点;第二,为了找到测量温度的合适物质,推动了对物体热膨胀的研究。
第四,温度计的再创造
用体温计测量体温来诊断疾病的方法是德国医生冯·德利希在1858年发明的。让病人把水银温度计含在嘴里,他会不时低头看温度。他不能让病人拿出体温计,因为拔出来遇到冷空气,指示的温度又会回来。1865年,英国的阿尔伯特设计了一种非常实用的温度计,其特点是在细管中有一条狭窄的通道用来储存水银。当体温计接触到人体时,水银柱迅速上升到实际体温。取出后,水银柱没有下降,而是在窄通道处断开,使窄通道上方的温度一直保持。这种体温计在临床上受到了欢迎和推广,也就是我们所说的体温计