Οι άνθρωποι χρειάστηκε να μετρήσουν τη θερμοκρασία των φυσικών σωμάτων και υγρών από την αρχή της ανάπτυξης μιας πολιτισμένης κοινωνίας. Η ιστορία της δημιουργίας των θερμομέτρων ξεκινά αρκετούς αιώνες πριν. Ας μάθουμε ποιες ήταν οι πρώτες συσκευές για αυτόν τον σκοπό; Ποιος ανέπτυξε την κλίμακα του θερμομέτρου; Πότε εφευρέθηκε το πρώτο θερμόμετρο;
Πρώτο θερμόμετρο
Ο πρόγονος του σύγχρονου θερμομέτρου είναι μια μάλλον πρωτόγονη συσκευή γνωστή ως θερμοβαροσκόπιο. Η ιστορία της δημιουργίας θερμομέτρων αυτής της κατηγορίας μας ταξιδεύει πίσω στο μακρινό 1597. Ήταν εκείνη τη στιγμή που ο διάσημος επιστήμονας Galileo Galilei πραγματοποίησε τα πειράματά του με στόχο την ανάπτυξη μιας συσκευής για τη μέτρηση της θερμοκρασίας ενός υγρού.
Το πρώτο θερμόμετρο δεν ήταν τίποτα άλλο από μια κατασκευή, που αντιπροσωπεύεται από έναν λεπτό γυάλινο σωλήνα με μια μικρή μπάλα σφραγισμένη στη μέση. Κατά τη διάρκεια των μετρήσεων, το κάτω μέρος του θερμοβαροσκόπιου υποβλήθηκε σε θέρμανση. Στη συνέχεια ο σωλήνας τοποθετήθηκε σε νερό. Μετά από λίγα λεπτά ο αέραςΗ δομή ψύχθηκε, γεγονός που οδήγησε σε μείωση της πίεσης και της κίνησης της μπάλας.
Δυστυχώς, ο επιστήμονας δεν κατάφερε να ολοκληρώσει τη συσκευή. Δεν βρήκε ποτέ την πρακτική εφαρμογή του. Δεν υπήρχε ζυγαριά θερμομέτρου. Επομένως, χρησιμοποιώντας τη συσκευή, ήταν αδύνατο να προσδιοριστούν οι ακριβείς αριθμητικοί δείκτες της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος χώρου ή των υγρών. Το μόνο πράγμα για το οποίο αποδείχθηκε κατάλληλο ένα τέτοιο θερμόμετρο ήταν ο προσδιορισμός της θέρμανσης μιας συγκεκριμένης ουσίας.
Βελτιώνοντας το θερμοβαροσκόπιο Galileo
Η ιστορία της δημιουργίας των θερμομέτρων δεν τελείωσε με τις μάταιες προσπάθειες του Galileo να βρει μια πρακτική συσκευή. Το 1657, 60 χρόνια μετά την πρώτη δοκιμή και λάθος του εφευρέτη, το έργο του συνεχίστηκε από μια ομάδα επιστημόνων από τη Φλωρεντία. Κατάφεραν να εξαλείψουν τις κύριες αδυναμίες του θερμοβαροσκόπιου, ειδικότερα, να εισαγάγουν μια κλίμακα διαβάθμισης στη συσκευή. Επιπλέον, επιστήμονες της Φλωρεντίας δημιούργησαν ένα κενό σε ένα σφραγισμένο γυάλινο σωλήνα, το οποίο εξάλειψε την εξάρτηση των λαμβανόμενων αποτελεσμάτων μέτρησης από την ατμοσφαιρική πίεση.
Αργότερα βελτιώθηκε και αυτή η συσκευή. Το νερό σε αυτό αντικαταστάθηκε με οινόπνευμα. Έτσι, το θερμοβαροσκόπιο άρχισε να λειτουργεί με βάση την αρχή της διαστολής του υγρού όταν αλλάζει η θερμοκρασία περιβάλλοντος.
θερμόμετρο Σαντορίου
Το 1626, ένας Ιταλός επιστήμονας ονόματι Santorio από την πόλη της Πάντοβα, ο οποίος υπηρέτησε ως καθηγητής στο τοπικό πανεπιστήμιο, δημιούργησε τη δική του εκδοχή του θερμομέτρου. Με τη βοήθειά του, κατέστη δυνατή η μέτρηση της θερμοκρασίας του ανθρώπινου σώματος. Ωστόσο, η συσκευή δεν έχει βρει πρακτική εφαρμογή,γιατί ήταν εξαιρετικά δυσκίνητο. Η συσκευή ήταν τόσο εντυπωσιακή σε μέγεθος που έπρεπε να τη βγάλουν στην αυλή για να γίνουν μετρήσεις.
Τι ήταν το θερμόμετρο Santorio; Η συσκευή κατασκευάστηκε με τη μορφή μιας μπάλας συνδεδεμένης με έναν τυλιγμένο, επιμήκη σωλήνα. Στην επιφάνεια του τελευταίου περιείχε τμήματα της κλίμακας. Το ελεύθερο άκρο του σωλήνα γεμίστηκε με μια υγρή ουσία που περιείχε μια βαφή. Όταν ο σωλήνας τοποθετήθηκε σε μια θερμαινόμενη ουσία, το έγχρωμο εσωτερικό περιβάλλον έφτασε τη μία ή την άλλη τιμή στην κλίμακα.
Εφεύρεση μιας ενιαίας κλίμακας μέτρησης
Η ιστορία της δημιουργίας θερμομέτρων περιλαμβάνει όχι μόνο προσπάθειες ανάπτυξης ενός αποτελεσματικού σχεδιασμού θερμομέτρων, αλλά και εργασίες για τη δημιουργία μιας αντικειμενικής κλίμακας μέτρησης. Ένα από τα πιο επιτυχημένα πειράματα σε αυτόν τον τομέα ήταν η επιτυχία του Γερμανού φυσικού Gabriel Fahrenheit. Ήταν αυτός που το 1723 αποφάσισε να αντικαταστήσει το αλκοόλ στη φιάλη των θερμομέτρων εκείνης της εποχής με υδράργυρο.
Η κλίμακα του επιστήμονα βασίστηκε στην παρουσία τριών σημείων αναφοράς:
- το πρώτο αντιστοιχούσε σε μηδενική θερμοκρασία νερού,
- το δεύτερο σημείο της κλίμακας αντιστοιχούσε σε 32 μοίρες,
- τρίτο - ίσο με το σημείο βρασμού του νερού.
Ο Σουηδός φυσικός, μετεωρολόγος και αστρονόμος Anders Celsius βελτίωσε τελικά την κλίμακα του θερμομέτρου. Το 1742, κατά τη διάρκεια πειραμάτων, αποφάσισε να χωρίσει την κλίμακα του θερμομέτρου σε 100 ίσα διαστήματα. Ο ανώτερος δείκτης αντιστοιχούσε στη θερμοκρασία τήξης του πάγου και ο κάτω αντιστοιχούσε στο σημείο βρασμού του νερού. Η κλίμακα Κελσίου χρησιμοποιείται στα θερμόμετρα μέχρι σήμερα.ημέρα. Ωστόσο σήμερα τοποθετείται σε όργανα μέτρησης ανάποδα. Έτσι, ο ανώτερος αριθμός των 100o αντιστοιχεί τώρα στο σημείο βρασμού του νερού και το χαμηλότερο λαμβάνεται ως 0o.
Στα μέσα του 19ου αιώνα, ο Άγγλος φυσικός William Thomson, ο οποίος είναι περισσότερο γνωστός στο ευρύ κοινό ως Λόρδος Kelvin, πρότεινε την εκδοχή του για την κλίμακα μέτρησης. Ως σημείο εκκίνησης για τις μετρήσεις επέλεξε τη θερμοκρασία, η οποία ήταν ίση με -273oС. Είναι αυτός ο δείκτης που αποκλείει οποιαδήποτε κίνηση στα μόρια των φυσικών αντικειμένων. Ωστόσο, συσκευές που βασίζονται σε τέτοια κλίμακα έχουν βρει την εφαρμογή τους μόνο στην επιστημονική κοινότητα.
Τύποι και συσκευές σύγχρονων θερμομέτρων
Ο απλούστερος τύπος θερμομέτρου είναι ένα κανονικό γυάλινο θερμόμετρο, το οποίο είναι πλέον διαθέσιμο σε κάθε σπίτι. Ωστόσο, τέτοιες συσκευές σταδιακά γίνονται παρελθόν. Επειδή η πλήρωση της φιάλης της συσκευής με τοξικό υδράργυρο δεν είναι πολύ ασφαλής λύση για οικιακή χρήση.
Επί του παρόντος, οι ψηφιακές συσκευές χρησιμοποιούνται σταδιακά ως εναλλακτική λύση στα θερμόμετρα υδραργύρου. Οι τελευταίοι μετρούν τη θερμοκρασία περιβάλλοντος χρησιμοποιώντας τον ενσωματωμένο ηλεκτρονικό αισθητήρα.
Όσο για τις τελευταίες εφευρέσεις, είναι υπέρυθρα θερμόμετρα και θερμικές ταινίες μιας χρήσης. Ωστόσο, τέτοιες συσκευές δεν έχουν ακόμη βρει ευρεία εφαρμογή.
Συμπερασματικά
Μάθαμε λοιπόν ποιος εφηύρε το θερμόμετρο, τι είδους συσκευέςαυτής της κατηγορίας είναι διαθέσιμα στους χρήστες σήμερα. Τέλος, θα ήθελα να σημειώσω ότι οι συσκευές για το σκοπό αυτό έχουν ιδιαίτερη σημασία για τον σύγχρονο άνθρωπο. Το θερμόμετρο όχι μόνο καθιστά δυνατό τον γρήγορο προσδιορισμό της θερμοκρασίας του σώματος, αλλά σας επιτρέπει επίσης να μάθετε πόσο ζεστό ή κρύο είναι έξω. Ένα θερμόμετρο εγκατεστημένο στο φούρνο βοηθά στη διατήρηση της βέλτιστης θερμοκρασίας μαγειρέματος και μια παρόμοια συσκευή στο ψυγείο βοηθά στον έλεγχο της ποιότητας αποθήκευσης των τροφίμων.
