Чем мерили температуру тела до изобретения термометра?

История создания термометра: как придумали первый градусник?

Санторио был не только врачом, но и анатомом, и физиологом. Он работал в Польше, Венгрии и Хорватии, активно изучал процесс дыхания, «невидимые испарения» с поверхности кожи, проводил исследования в области обмена веществ человека. Опыты Санторио проводил на себе и, изучая особенности человеческого организма, создал множество измерительных приборов — прибор для измерения силы пульсации артерий, весы для наблюдения за изменениями массы человека и — первый ртутный термометр.

Три изобретателя

Сказать сегодня, кто же именно создал термометр — довольно сложно. Изобретение термометра приписывают сразу многим учёным — Галилею, Санторио, лорду Бэкону, Роберту Фладду, Скарпи, Корнелию Дреббелю, Порте и Саломону де Каус. Это обусловлено тем, что многие учёные одновременно работали над созданием аппарата, который бы помог измерить температуру воздуха, почвы, воды, человека.

В собственных сочинениях Галилея нет описания этого прибора, но его ученики засвидетельствовали, что в 1597 году он создал термоскоп — аппарат для поднятия воды при помощи нагревания. Термоскоп представлял собой небольшой стеклянный шарик с припаянной к нему стеклянной трубкой. Разница между термоскопом и современным термометром в том, что в изобретении Галилея вместо ртути расширялся воздух. Также по нему можно было судить только об относительной степени нагрева или охлаждения тела, так как шкалы у него ещё не было.

Парниковый термометр, 1798 год

Санторио из Падуанского университета создал своё устройство, при помощи которого можно было измерять температуру человеческого тела, но прибор являлся столь громоздким, что его устанавливали во дворе дома. Изобретение Санторио имело форму шара и продолговатую извилистую трубку, на которой были нарисованы деления, свободный конец трубки заполняли подкрашенной жидкостью. Его изобретение датировано 1626 годом.

В 1657 году флорентийские учёные усовершенствовали термоскоп Галилео, в частности снабдив прибор шкалой из бусин.

Позже учёные пытались усовершенствовать прибор, но все термометры были воздушные, и их показания зависели не только от изменения температуры тела, но и от атмосферного давления.

Первые термометры с жидкостью были описаны в 1667 году, но они лопались, если вода замерзала, поэтому для их создания начали использовать винный спирт. Изобретение термометра, данные которого не обусловливались бы перепадами атмосферного давления, произошло благодаря экспериментам физика Эванджелиста Торричелли, ученика Галилея. В результате термометр наполнили ртутью, перевернули, добавили в шар подкрашенный спирт и запаяли верхний конец трубки.

Единая шкала и ртуть

Долгое время учёные не могли найти исходные точки, расстояние между которыми можно было бы разделить равномерно.

Как исходные данные для шкалы предлагались точки оттаивания льда и растопленного сливочного масла, температура кипения воды и некие абстрактные понятия вроде «значительная степень холода».

Термометр современной формы, наиболее пригодной для бытового применения, с точной шкалой измерения создал немецкий физик Габриэль Фаренгейт. Он описал свой способ создания термометра в 1723 году. Изначально Фаренгейт создал два спиртовых термометра, но потом физик принял решение применить в термометре ртуть. Шкала Фаренгейта базировалась на трёх установленных 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.

Позже шкала была названа в честь своего создателя.

Но окончательно установил обе постоянные точки — тающего льда и кипящей воды — шведский астроном, геолог и метеоролог Андерс Цельсий в 1742 году. Он поделил расстояние между точками на 100 интервалов, цифрой 100 была отмечена точка таяния льда, а 0 — точка кипения воды.

Сегодня шкала Цельсия используется в перевёрнутом виде, то есть за 0° стали принимать температуру плавления льда, а за 100° — кипения воды.

По одной из версий, шкалу «перевернули» современники и соотечественники, ботаник Карл Линней и астроном Мортен Штремер, уже после смерти Цельсия, но по другой — Цельсий сам перевернул свою шкалу по совету Штремера.

В 1848 году английский физик Вильям Томсон (лорд Кельвин) доказал возможность создания абсолютной шкалы температур, где точкой отсчёта служит значение абсолютного нуля: -273,15 °С — при этой температуре уже невозможно дальнейшее охлаждение тел.

Уже в середине XVIII века термометры стали предметом торговли, и изготавливались они ремесленниками, но в медицину термометры пришли гораздо позже, в середине XIX века.

Современные термометры

Если в XVIII веке был «бум» открытий в области систем измерения температуры, то сегодня всё активнее ведутся работы по созданию способов измерения температуры.

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 >>

История термометра

Идея создания прибора для измерения температуры впервые возникла у голландского естествоиспытателя Ван-Гельмонта (1577—1644), а первый «термометр» был сконструирован итальянским физиком Галилеем в 1597 г. Он состоял из стеклянной трубочки с шаровидным расширением на одном конце. В открытое горлышко трубки была введена капелька ртути. При изменении температуры воздуха внутри шарика ртутная «пробка» соответственно то поднималась, то опускалась.

В дальнейшем Ван-Дреббель упростил свой термометр, причем введение воды в коленчатую трубку производилось путем сильного нагревания шара и последующего его охлаждения.

Вскоре ввиду относительно высокой температуры замерзания вода была заменена смесью из трех частей воды и одной части азотной кислоты. Для окрашивания сюда добавляли немного медного купороса. Хотя такие термометры были весьма чувствительны, однако они, в сущности, являлись «баротермоскопами», т. с. приборами, показания которых зависели от изменений атмосферного давления.

Первый термометр в современном смысле слова был сконструирован во Флорентийской академии (Италия). Он состоял из стеклянной трубочки, закрытой наверху и соединенной нижним концом со стеклянным полым шариком. Термометрической жидкостью служил подкрашенный винный спирт. Для наполнения резервуара шарик термометра сильно нагревали, в результате чего воздух разрежался настолько, что большая его часть выходила наружу. Затем открытый конец трубки погружали в окрашенный спирт, который поднимался в ней и заполнял не только ее, но и шарик. После этого термометр охлаждали так, чтобы осталась пустой приблизительно половина трубки, и запаивали открытый ее конец.

Это было слишком сложно.

В дальнейшем прибор наполняли окрашенным спиртом настолько, чтобы спирт заполнил приблизительно четверть длины трубки, и нагревали до тех пор, пока жидкость не поднималась почти до верхушки трубки (при предельно выкачанном воздухе), и тотчас же трубку запаивали. Изготовленные таким путем термометры были почти так же чувствительны, как и современные.

Значительно позже обнаружили, что размеры шарика резервуара не должны быть слишком большими, а кроме того, — что теплота должна передаваться, по мере возможности, его центральной частью. В результате появились термометры, сплющенные настолько причудливо, что они напоминали, по выражению современника, «даму, играющую в трик-трак». Для компактности вместо прямолинейных трубок применяли изогнутые несколько раз причем каждый физик делал их по-своему: флорентийские академики помещали ноль своей шкалы против того места, где устанавливался столбик жидкости термометра, поставленного в подвале их обсерватории. Другие принимали за ноль температуру максимальных зимних морозов. В термометрах того времени отмечали также деление «жарко», определяя его прикладыванием к руке лихорадочного больного в моменты пароксизмов или подвергая действию прямых лучей солнца в один из наиболее знойных летних дней.

В середине XVII в. известный физик Роберт Бойль (1627—1691) предложил принять за исходную точку температуру замерзания воды. Однако вскоре обнаружили, что для построения шкалы одной исходной точки недостаточно. Делансэ в своем труде о теплоте писал:

«Надо зимой проследить процесс замерзания воды и сделать на шкале термометра соответствующую пометку. Положите немного сливочного масла на шарик того же термометра и сделайте на его шкале вторую пометку против верхушки столбика в момент плавления масла. Расстояние на шкале между полученными двумя пометками разделите пополам и получите место третьей пометки — средней температуры между холодом и жаром. Каждый из полученных двух интервалов а свою очередь разделите на десять равных частей, кроме того, нанесите по четыре таких же деления ниже точки замерзания воды и выше точки плавления масла. В результате получите пятнадцать делений для холода и столько же для тепла».

Для повышения чувствительности термометров старались максимально увеличить длину трубок, которая доходила до 1 м! Однако такие термометры были слишком громоздки, и их перевозка была затруднительна. Поэтому пытались уменьшить, габарит термометров, делая ряд изгибов трубки.

В 1694 г. Шарль Ренальдини в Павии (Италия) изготовил термометр, нулевое деление которого было установлено после помещения шарика в смесь воды со льдом; вторая пометка соответствовала температуре кипящей воды. Ньютон (1643—1727) для установления верхней точки брал не спирт, а льняное масло, имеющее более высокую точку кипения. Его шкала состояла из шести делений, соответствовавших следующим температурам: 1° — тающего льда, 2° — человеческой крови, 3° — плавления воска, 4° — кипения воды, 6° — плавления сплава свинца, висмута и олова и 6° — плавления чисто свинца.

В середине XVII в. появилось несколько весьма интересных термометров. Один из них назывался «Картезианским водолазом» и состоял из продолговатого хрустального сосуда длиной 10—12 см и диаметром около 5 см. Этот сосуд герметически закрыт, и только в верхней его части имеется небольшое количество воздуха. Остальное пространство заполнено разбавленным спиртом, в котором плавают 10—12 маленьких шариков разного веса, имеющих форму слезы и изготовленных из тонкого дутого стекла и наполненных воздухом. При достаточном понижении температуры эти шарики всплывают на поверхность жидкости, а при повышении температуры окружающего пространства снова погружаются в жидкость на разную глубину. При очень высокой температуре все шарики опускаются на дно хрустального сосуда.

Делансэ по поводу такого термометра отметил: «Благодаря ему стало возможным обнаруживать усиление и ослабление лихорадки». Для этой цели были изготовлены специальные термометры аналогичного типа, имевшие форму маленькой черепахи, чтобы их было удобно вкладывать подмышку.

Читайте также  Как приготовить домашний тонер для волос?

В процессе дальнейшего усовершенствования термометров особенно важным моментом была замена спирта ртутью, обладающей следующим основными преимуществами: она — хороший проводник тепла и быстро реагирует на перемены температуры окружающего пространства, не замерзает при обычных низких температурах и не кипит при сравнительно высоких, не смачивает стекла.

Голландский физик Даниэль Фаренгейт (1686—1736) впервые сконструировал (1714 г.) сравнимые термометры, использовав для них в качестве термометрической жидкости винный спирт. Ноль был поставлен против верхушки столба спирта при погружении резервуара в замораживающую смесь определенных количеств льда, воды и морской соли. Температура тающего льда по шкале Фаренгейта 32°. Кроме того, имеется еще третья постоянная точка, соответствующая нормальной температуре здорового человека, измеряемой во рту или подмышкой. В дальнейшем Фаренгейт внес в свой термометр два существенных улучшения: третьей точкой он установил температуру кипящей воды (212°) и заменил спирт ртутью. Шкала Фаренгейта и теперь применяется в Англии и США. Чтобы перевести градусы Фаренгейта в современные градусы Цельсия, надо из данного числа вычесть 32 и полученный остаток помножить на 5/9. И, наоборот, для перевода градусов Цельсия в градусы Фаренгейта число их следует помножить на 9/5 и к произведению прибавить 32. Французский физик Рене Антуан Реомюр изготовил в 1730 г. термометры с жидкостью, состоявшей из такой смеси воды со спиртом, что объем ее увеличивался в отношении 80/1000 при изменении температуры от ноля (тающий лед) до 80° (кипящая вода). Промежуток между этими отметками был разделен на 80 равных частей. Термометры Реомюра быстро распространились во Франции и Италии, однако качество их было хуже, чем ртутных.

Для этого периода характерно многообразие типов термометров и шкал: почти в каждой стране имелись свои,. Так например, Королевское физическое о-во в Лондоне применяло термометры со шкалой Реомюра, причем наряду с цифрами градусов была проставлены словесные обозначения, а именно: против 0 стояло «Очень жарко», 25° — «Жарко», 45° — «Умеренно» и 65° — «Мороз». Порядок обозначений был обратный— чем больше число градусов, тем ниже температура.

Последнее усовершенствование обозначений шкалы свел шведский ученый Андерс Цельсий (1701— 1744), предложивший деление всей шкалы на 100 градусов и указавший «а необходимость только двух постоянных точек — таяния льда и кипения воды. Эта конструкция термометров принята повсеместно и до сих пор применяется в науке и технике, а также и в повседневной жизни.

Измерение более высоких температур, неосуществимое ртутными термометрами (свыше 300°), производят специальными приборами — «пирометрами», основанными на измерении оптических или электрических свойств некоторых тел. Электрические пирометры бывают двух видов: одни основаны на изменении сопротивления проводников пропорционально повышению или понижению температуры, а другие — на изменении напряжения термоэлектрических токов.

Измерение еще больших температур, недоступное этим двум типам пирометров, производят приборами, основанными на измерении излучения накаленного тела. Различают два типа таких пирометров: оптический, при котором сравнивают интенсивность излучения данного тела с интенсивностью нормального излучателя, и радиационный, измеряющий общее количество энергии, излученное накаленным телом. Пользуясь такими пирометрами, можно измерять температуры до 2000°.

Для особо точных измерений температур служат так называемые «болометры» — чрезвычайно чувствительные приборы, основанные на измерении сопротивления тонкой платиновой проволоки при изменениях температуры. С помощью болометра удается измерять температуры менее одной миллионной доли градуса. В этом приборе изменения сопротивления металлической нити измеряют при помощи мостика Унтстона. Пределы применения болометра: абсолютный нуль — 273° и температура плавления платины — около 3000°.

Термометр: от изобретения до наших дней

Термометр: от изобретения до наших дней

Так случилось и с термометром, хотя, ни в одном из сочинений этого великого ученого описание прибора, даже немного напоминающего термометр, не встречается.

По свидетельству учеников Галилея, ему пришлось изучать работы Герона

Александрийского, занимающегося проблемой поднятия воды с использованием тепла, в которых было описание примитивного термоскопа. Этот стеклянный прибор состоял из шарика и припаянной к нему трубочки. Шарик нагревали, а конец трубочки помещали в небольшой сосуд, наполненный водой. При охлаждении шарика давление воздуха в нем уменьшалось, и свободное пространство в трубочке занимала вода из сосуда, поднимаясь по ней вверх. При нагревании, соответственно, давление воздуха увеличивалось, вытесняя воду из трубочки.

Термоскоп, по сути, являлся прибором, показывающим изменение температуры тела, но, не имея шкалы градаций, и для измерения температуры не годился. Кроме того, на его работу влияли колебания атмосферного давления.

Уже после смерти Галилея, жители Флоренции усовершенствовали термоскоп, откачав из него воздух. Первая шкала температуры была сделана ими из бусинок, что характерно для духа той эпохи. Спустя некоторое время, в полном соответствии с научно-техническим прогрессом, прибор перевернули шариком вниз, воду в трубочке заменили подкрашенным спиртом, а сосуд с водой убрали за ненадобностью.

Исходными точками на шкале стала температура самого жаркого и самого холодного дня. Над изобретением термометра работали и другие выдающиеся личности того времени:

  • Таинственный лорд Бэкон — алхимик и основоположник эмпиризма;
  • Корнелиус Дреббель — изобретатель микроскопа и первой подводной лодки;
  • Роберт Фладд — лекарь и астролог;
  • Соломон де Каус — садовод и ландшафтный дизайнер;
  • Санторио (Санкториус) — врач, первым поместивший в термометр ртуть.

С тех давних пор, термометр не только усовершенствовался, но и существенно изменился. Современные термометры различаются как по внешнему виду, так и по принципу действия:

Жидкостные термометры. Работа этих приборов основана на принципе зависимости объема жидкости от температуры. Поскольку, пары ртути очень токсичны, ее использование во многих странах запрещено. Альтернативного наполнителя для термометров пока не найдено. Сплав, состоящий из галлия, индия и олова, получивший название галинстан и, разработанный специально с этой целью, имеет существенные недостатки — при -19°С он затвердевает, что делает невозможным его использование для измерения низких температур.

Механические термометры. Принцип работы этих приборов примерно тот же, что и жидкостных, но датчиком температуры является спираль или лента из металлического сплава. Шкала таких термометров расположена по окружности, а указателем температуры служит стрелка. По внешнему виду механический термометр напоминает часы.

Электрические термометры. Их принцип работы удивительно прост — проводник электрического тока меняет силу своего сопротивления в зависимости от температуры. Другой вид электрических термометров, имеющих очень широкий диапазон действия (от -200°С до +850°С), называется термопарой. В основу термопары заложено свойство двух спаянных между собой проводников (термо электродов) создавать электродвижущую силу при нагреве места их соединения. Термо электроды изготавливаются из различных металлов и сплавов: платины, хром-никеля, вольфрам-рения и других. Термопара — это первичный преобразователь температуры в электродвижущую силу, измерение которой производится автоматическим потенциометром.

Оптические термометры. Другое название термометров такого вида — пирометры. Принцип их работы основан на изменении степени светимости или спектрального излучения тел. Оптические термометры применяются для измерения температуры в недоступных местах — например, в вулкане.

Инфракрасные термометры. Все теплокровные тела излучают тепло — именно на этом и строится работа инфракрасного термометра, способного определять температуру живых тел на расстоянии. Излученная телом тепловая энергия улавливается оптикой термометра и фиксируется на детекторе, а электроника преобразует величину этой энергии в температуру, выраженную цифрами на экране прибора. Инфракрасные термометры обладают рядом преимуществ – они совершенно безопасны для здоровья человека и практически не имеют погрешности в измерениях. Определение температуры они проводят за доли секунды и дают возможность сбора групповых данных. Судя по всему, будущее в медицине именно за ними.

Термометры: история развития за 400 лет

Как появились термометры?

Измерение температуры тела – очень простая и привычная процедура. Время от времени каждый человек пользуется этим прибором, позволяющим за несколько минут определить важный показатель состояния организма. Но были времена, когда термометры представляли собой громоздкие приборы, а их использование требовало определенной сноровки.

Время от времени каждый человек пользуется термометром. Но были времена, когда термометры представляли собой громоздкие приборы, а их использование требовало определенной сноровки

Кто изобрел термометр?

Сегодня ученые не могут назвать имя человека, который изобрел термометр, поскольку над этим вопросом одновременно работали сразу несколько ученых. Правда, одни пытались создать измеритель температуры воздуха, другие – воды, а третьи – тела человека. Чаще всего вся слава достается небезызвестному итальянцу Галилео Галилею. Интересно, что в его записках не описывается такое изобретение. Однако остались заметки учеников, которые рассказали о создании термоскопа.

Прибор, созданный Галилеем в 1592 году, представлял собой большой шар с прикрепленной к нему стеклянной трубкой. При опускании этой трубки в цветную жидкость последняя перемещалась под действием тепла. Прибор не имел шкалы, поэтому показывал лишь относительную степень нагревания либо охлаждения.

Прибор, созданный Галилеем в 1592 году, представлял собой большой шар с прикрепленной к нему стеклянной трубкой. При опускании этой трубки в цветную жидкость последняя перемещалась под действием тепла

Тем временем еще один итальянец – врач Санторио – работал над прибором для измерения температуры человеческого тела. В 1626 году ему удалось создать ртутный термометр. Компонентом прибора тоже был огромный шар, но уже заполненный жидкостью. К шару присоединялась широкая трубка из стекла с нанесенной шкалой.

Пользоваться приспособлением было непросто. Для измерения температуры следовало взять шар в руки и дышать на него некоторое время, чтобы тепло заставило жидкость подняться по трубке. Поскольку единой шкалы на тот момент не существовало, у делений Санторио была своя расшифровка. К слову, именно этот ученый выяснил, что температура тела здорового человека должна оставаться постоянной.

На звание изобретателя термометра претендует и голландец Ван-Дреббель. Практически одновременно с Галилеем и Санторио он тоже работал над прибором, измеряющим температуру. Его термометр учитывал способность газов к существенному изменению своего объема при небольших температурных колебаний и работал следующим образом:

  • Большой сосуд наполовину заполнялся водой;
  • Стеклянная трубка с расширением в виде шара на одной стороне опускалась в воду закупоренным концом и там открывалась;
  • Вода лишь частично наполняла трубку;
  • При нагревании шара уровень воды в трубке падал, при охлаждении – повышался.

Впоследствии в воду стали добавлять азотную кислоту в соотношении 3:1, а также медный купорос для окрашивания. Этот прибор отличался довольно высокой чувствительностью, однако показатели сильно зависели от атмосферного давления.

На звание изобретателя термометра претендует и голландец Ван-Дреббель. Его термометр учитывал способность газов к существенному изменению своего объема при небольших температурных колебаниях

Измерение температуры: как найти ноль?

Первое приспособление, которое можно было назвать термометром, разработали во Флорентийской академии. Он выглядел как трубка из стекла с расширением в форме шара на конце. Конструкцию нагревали, воздух разряжался и частично выходил наружу. Тогда трубку открытым концом опускали в окрашенный винный спирт, который поднимался и заполнял саму трубку вместе с шариком. Потом термометр нужно было охладить, пока трубка не опустеет наполовину. По чувствительности прибор практически не уступал современным моделям, но пользоваться им было слишком сложно.

Опытным путем ученые определили, что в большом шарике-резервуаре нет необходимости, а тепло должна передавать его центральная часть. Появились приборы причудливой формы, с изогнутыми в нескольких местах трубками, причем их длина доходила до 1 м. Одни принимали за точку отсчета место, где останавливалась жидкость в трубке. Другие считали, что ноль – это температура самых сильных зимних морозов. На шкалу наносили даже деление «жарко», которое соответствовало температуре лихорадочного больного.

Читайте также  Советы по поиску доступной и качественной женской одежды

Идея считать исходной точкой температуру замерзания воды принадлежит физику Роберту Бойлю. Правда, в процессе выяснилось, что на одной точке шкалу не построишь. Итальянец Шарль Ренальдини в 1694 году придумал термометр с новой шкалой. Нулевое деление определялось путем помещения шарика в смесь воды и льда, следующая отметка определялась при кипении воды.

Ньютон отмечал верхнюю точку при помощи льняного масла, у которого точка кипения значительно выше. В его шкале было несколько делений по температуре:

  • Тающего льда – 1°;
  • Человеческой крови – 2°;
  • Плавления воска – 3°;
  • Кипения воды – 4°;
  • Плавления сплава свинца с оловом и висмутом – 5°;
  • Плавления свинца – 6°.

До современного термометра было еще далеко, но ученые не оставляли попыток. Например, был создан прибор под названием «Картезианский водолаз»: продолговатая емкость из хрусталя, закрытая герметично, но с некоторым количеством воздуха сверху. В остальном пространстве в разбавленном спирте плавали 10-12 шариков различной массы из стекла с воздухом внутри. При понижении температуры шарики всплывали, при повышении опускались на разную глубину. Если температура была очень высокой, они тонули.

«Картезианский водолаз»: продолговатая емкость из хрусталя, закрытая герметично. Внутри в разбавленном спирте плавали 10-12 шариков различной массы из стекла с воздухом внутри. При понижении температуры они всплывали, при повышении - опускались.

На тот момент было ясно, что развитие болезни можно контролировать с помощью термометра. Уже выяснилось, что удобнее всего проводить измерения под мышкой, и для удобства термометры делали в форме черепахи.

За несколько веков до современного термометра

Следующим важным этапом стала замена спирта на ртуть, которая хорошо проводит тепло, реагирует на температурные перепады, не замерзает при низкой температуре и не кипит – при высокой.

В 1714 году голландец Даниэль Фаренгейт создал сравнимые термометры. На его шкале было три постоянных точки:

  • Ноль – определялся путем погружения резервуара в смесь воды со льдом и морской солью;
  • Нормальная температура человеческого тела;
  • Температура кипения воды.

Шкалу Фаренгейта и сейчас используют во многих странах. Известны также термометры Реомюра, когда-то популярные в Италии и Франции. В них использовалась смесь воды и спирта, но по точности приборы уступали ртутным.

Последним шкалу термометра усовершенствовал Андерс Цельсий, ученый из Швеции. Он определили постоянными точками температуры, при которых кипит вода и тает дел, а отрезок между ними поделил на 100 градусов. Сегодня мы пользуемся именно этой шкалой.

Последним шкалу модифицировал шведский ученый Цельсий. Он установил постоянными точками температуру кипения воды и таяния льда, а отрезок между ними поделил на 100 частей

Новое изобретение: цифровой термометр

Уже в наше время появились новые приборы – цифровые термометры. Ртуть очень опасна для человека, к тому же с ее помощью на измерение температуры уходит много времени. Цифровые модели лишены этих недостатков. Они производят измерения за несколько минут, отображают результаты на дисплее и сообщают о завершении процедуры звуковым сигналом.

Уже в наше время появились новые приборы – цифровые термометры. Ртуть очень опасна для человека, к тому же с ее помощью на измерение температуры уходит много времени

Еще одно важное преимущество цифровых термометров заключается в их универсальности. При помощи такого прибора можно измерять температуру под мышкой, во рту или в ухе, ректально.

Еще одно важное преимущество цифровых термометров заключается в их универсальности. При помощи такого прибора можно измерять температуру под мышкой, во рту или в ухе, ректально

Есть даже бесконтактные приборы, которые достаточно приложить ко лбу для получения точных данных.

Современные термометры просты в использовании и оснащены множеством современных функций

Современные термометры просты в использовании и оснащены множеством современных функций. Например, некоторые модели способны сохранять в памяти несколько последних значений, отображать измерения в виде смайликов, переключаться с режима °С на °F. Есть детские термометры в виде забавных животных, измерители температуры, встроенные в пустышку, устройства, измеряющие температуру любых объектов. Дополнительным плюсом служит разнообразие моделей как по функционалу, так и по дизайну, а также возможность синхронизации с мобильными приложениями, например, модели Beurer могут синхронизироваться с мобильным приложением Beurer HealthManager.

Точный, безопасный и удобный термометр

Термометр прошел долгий и непростой путь, зато сегодня мы можем легко и быстро получать результаты измерений, контролировать состояние своего здоровья. А цифровые устройства позволяют измерить температуру даже спящему ребенку, не разбудив его

Термометр прошел долгий и непростой путь, зато сегодня мы можем легко и быстро получать результаты измерений, контролировать состояние своего здоровья. А цифровые устройства позволяют измерить температуру даже спящему ребенку, не разбудив его.

ИСТОРИЯ ТЕРМОМЕТРА

Сысуева Екатерина Викторовна

Температура – один из важнейших показателей, который применяется в различных отраслях естествознания и техники. В физике и химии ее используют как одну из основных характеристик равновесного состояния изолированной системы, в метеорологии – как главную характеристику климата и погоды, в биологии и медицине – как важнейшую величину, определяющую жизненные функции.

Скачать:

Вложение Размер
История термометра 397.06 КБ
Презентация История термометра 2.75 МБ
Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Презентация на тему: «История изобретения термометров» Презентацию выполнил Ученик МОУ «Гимназии №2» 10 «А» класса Мегалов Артем

Термоскоп Галилео Галилея в 1592 году Галилео Галилей создал термоскоп. Термоскоп представлял собой небольшой стеклянный шарик с припаянной стеклянной трубкой. Шарик нагревали, а конец трубки опускали в воду. Когда шарик охлаждался, давление в нем уменьшалось, и вода в трубке под действием атмосферного давления поднималась на определенную высоту вверх. При потеплении уровень воды в трубки опускался вниз. Недостатком прибора было то, что по нему можно было судить только об относительной степени нагрева или охлаждения тела, так как шкалы у него еще не было.

Флорентийские термометры Позднее флорентийские ученые усовершенствовали термоскоп Галилея, добавив к нему шкалу из бусин и откачав из шарика воздух. В 17 веке воздушный термоскоп был преобразован в спиртовой флорентийским ученым Торричелли. Прибор был перевернут шариком вниз, сосуд с водой удалили, а в трубку налили спирт. Действие прибора основывалось на расширении спирта при нагревании, — теперь показания не зависели от атмосферного давления. Это был один из первых жидкостных термометров. Флорентийский термометр

Две крайние точки На тот момент показания приборов еще не согласовывались друг с другом, поскольку никакой конкретной системы при градуировке шкал не учитывалось. В 1694 году Карло Ренальдини предложил принять в качестве двух крайних точек температуру таяния льда и температуру кипения воды.

Ртутный термометр Форенгейта В 1714 году Д. Г. Фаренгейт изготовил ртутный термометр. На шкале он обозначил три фиксированные точки: 32 ° F — температура замерзания солевого раствора, 96 ° F — температура тела человека, 212 ° F — температура кипения воды. Термометром Фаренгейта пользовались в англоязычных странах вплоть до 70-х годов 20 века, а в США пользуются и до сих пор.

Шкала француза Реомюра Еще одна шкала была предложена французским ученым Реомюром в 1730 году. Он делал опыты со спиртовым термометром и пришел к выводу, что шкала может быть построена в соответствии с тепловым расширением спирта. Установив, что применяемый им спирт, смешанный с водой в пропорции 5:1, расширяется в отношении 1000:1080 ученый предложил использовать шкалу от 0 до 80 градусов. Приняв за 0 ° температуру таяния льда, а за 80 ° температуру кипения воды при нормальном атмосферном давлении.

Шкала Андерса Цельсия В 1742 году Андерс Цельсий предложил шкалу для ртутного термометра, в которой промежуток между крайними точками был разделен на 100 градусов. При этом сначала температура кипения воды была обозначена как 0 °, а температура таяния льда как 100 °. Однако в таком виде шкала оказалась не удобной, и позднее астрономом М. Штремером и ботаником К. Линнеем было принято решение поменять крайние точки местами.

Различные термометры и шкалы М. В. Ломоносовым был предложен жидкостный термометр, имеющий шкалу со 150. И. Г. Ламберту принадлежит создание воздушного термометра со шкалой 375 °, где за один градус принималась одна тысячная часть расширения объема воздуха. Были также попытки создать термометр на основе расширения твердых тел. Так в 1747 голландец П. Мушенбруг использовал расширение железного бруска для измерения температуры плавления ряда металлов.

Абсолютная шкала Кельвина В температурных шкалах, о которых говорилось выше точка отсчета была произвольной. В начале 19 века английским ученым лордом Кельвином была предложена абсолютная термодинамическая шкала. Одновременно Кельвин обосновал понятие абсолютного нуля, обозначив им температуру, при которой прекращается тепловое движение молекул. По Цельсию это -273,15 °С.

Как было тогда Такова основная история возникновения термометра и термометрических шкал. На сегодняшний день используются термометры со шкалой Цельсия, Фаренгейта (в США), а также со шкалой Кельвина в научных исследованиях

Как есть сейчас В настоящее время температуру измеряют с помощью приборов, действие которых основано на различных термометрических свойствах жидкостей, газов и твердых тел. Сегодня существует множество устройств, применяемых в промышленности, в быту, в научных исследованиях – термометры расширения и лабораторное оборудование, термоэлектрические и термометры сопротивления, а также пирометрические термометры, позволяющие измерять температуру бесконтактным способом.

История ртутного градусника завершается на наших глазах

Как известно, до начала XVII века не существовало универсального способа определения количества выделяемого тепла. В аристотелевской теории материи тепло и холод являлись лишь важными основополагающими качествами. Подобно сухому и влажному тепло и холод были свойствами «первичной материи» для создания элементов земли, воды, воздуха и огня. Количественно степень тепла измерялась весьма грубо и приблизительно. Конечно, дотронувшись до предмета, можно было определить, что он холодный, теплый или горячий, но этих размытых значений для развития науки было маловато.

Как мерить будем?

Измерение тепла стало вызовом для круга венецианских ученых и практиков рубежа XVI и XVII веков. Основываясь на научном труде «Пневматика» Герона Александрийского (I век н. э.), впервые опубликованном на Западе лишь в 1575 году, несколько авторитетных исследователей начали экспериментировать с идеей расширения воздуха по мере увеличения его нагрева. Первым решением стало появление воздушного термоскопа, создание которого, видимо, стоит рассматривать как совместное изобретение кружка ученых, в который входили Галилео Галилей, Санторио Санторио, Джованни Франческо Сагредо и другие великие естествоиспытатели того времени.

К слову, идея измерения температуры владела тогда многими умами, и похожие инструменты разрабатывались и в других частях Европы. Для того чтобы термоскоп превратился в термометр, к нему необходимо было добавить числовую шкалу. С этим сразу же возникли проблемы, и устраивающий всех стандарт температуры долго оставался темой для дискуссий. Дело в том, что каждый ученый предлагал свои собственные деления шкалы, зачастую основанные на различных контрольных точках.

Веское слово ботаника

Лишь в начале XVIII века ученым удалось договориться о нескольких точках отсчета (таких, например, как нормальная температура тела, температура кипения воды, температура смеси льда, хлорида аммония и воды и т. д.), что в итоге привело к появлению ряда температурных шкал. Самые известные и продержавшиеся до настоящего времени были разработаны Габриелем Фаренгейтом (1686–1736)
и Андерсом Цельсием (1701–1744).

Свой спиртовой термометр немецкий физик и изобретатель Фаренгейт придумал в 1709 году, а ртутный – в 1714 м. В 1724 году он ввел стандартную температурную шкалу, которая была использована для точной записи изменения температуры. Сегодня с довольно неудобной шкалой Фаренгейта не могут расстаться лишь США.

Шведский математик и астроном Цельсий создал свою шкалу в 1742 году. Его термометр был откалиброван со значением 100° для точки замерзания воды и 0° для точки ее кипения. В 1745 году, через год после смерти Цельсия, шкала для удобства была перевернута «с ног на голову» шведским ботаником Карлом Линнеем и в таком виде используется по настоящее время, став стандартной научной температурной шкалой. В течение многих лет термометр со стоградусной шкалой Цельсия называли просто шведским термометром.

Все мы немного медики

Следует заметить, что изначально некоторые доктора возражали против широкого введения термометра в медицину, воспринимая его как угрозу своему опыту и практике. Если простой инструмент, изготовленный из стекла и ртути, мог указывать, здоров пациент или болен, жив он или уже мертв, возникал риск потерять не только свой авторитет, но и средства к существованию. Тем не менее вместо запретов врачи постепенно смогли перестроить иерархию медицинского труда таким образом, что в нее вошли даже пациенты и их родственники наряду с медсестрами и врачами при сохранении главенствующего положения врача. Общепринятая шкала температур впервые позволила большой группе людей вносить свой вклад в создание единой картины болезни, в сбор информации, на основании которой врач мог выстраивать свое мнение о течении заболевания и принимать решение о необходимом лечении. Сегодня помимо температуры мы самостоятельно можем отслеживать свое давление, потребление калорий, уровень сахара в крови и т. д.

Ставка на простоту и миниатюрность

Термометры оставались громоздкими и не слишком удобными в применении очень долгое время. До середины XIX века их длина составляла около 30 см, а снятие показаний занимало целых 20 минут. Сделать термометр портативным удалось английскому врачу сэру Клиффорду Аллбату в 1867 году. Уменьшенную версию прибора длиной всего 15 см любой врач мог запросто носить в кармане, а время измерения температуры сократилось при этом до пяти минут.

Пожалуй, самый необычный для своего времени термометр придумал в конце XIX века потомственный немецкий часовщик Мориц Иммиш. В 1881 году проживавший к тому времени в Лондоне мастер получил патент на удивительно маленький, диаметром около 3 см термометр, напоминавший круглые карманные часы. Прибор регистрировал температуру при сжимании его в ладони и работал на принципе переменных свойств расширяющейся жидкости в трубке Бурдона. Этот металлический инструмент был более прочным, чем современные стеклянные термометры, наполненные ртутью. Скорость температурного расширения и циферблатный индикатор позволяли получить очень точные показания. Небольшой размер устройства сделал его весьма популярным в Европе и Америке. За свое изобретение Иммиш получил несколько наград на международных выставках.

Консерваторам в утешение

Наиболее точными измерителями температуры человеческого тела на протяжении последних веков остаются ртутные термометры. Но дни их уже сочтены. Согласно подписанной Россией Минаматской конвенции, все содержащие ртуть приборы, включая градусники и тонометры, признаны чрезвычайно опасными и попадающими под запрет. В нашей стране он начнет действовать начиная с 2020 года.

Для тех, кто привык к ртутному градуснику, но опасается токсичности паров ртути в случае его повреждения, можно посоветовать присмотреться к совершенно безопасному термометру, заполненному вместо ртути синеватым галлиевым сплавом – галинстаном. Визуально этот градусник отличается от привычного лишь маркировкой корпуса экологичным зеленым цветом. Такой термометр выдает точные показания, но ощутимо дороже своего ртутного собрата, а еще его довольно утомительно стряхивать. Из-за особых характеристик сплава хранить этот прибор следует при температурах выше минус 15°. Иначе его может разорвать.

Безопасность в обмен на точность

В качестве альтернативы привычному всем ртутному градуснику рынок активно захватывают разнообразные цифровые приспособления, считывающие показания посредством встроенной в них электроники.

Они измеряют температуру с помощью чувствительного датчика и показывают результат на цифровом дисплее. Одними из самых ходовых стали модели для измерения температуры внутри слухового прохода. При всей их простоте и надежности существуют тем не менее факторы, которые делают показания такого термометра в некоторых случаях спорными, например при неправильном размещении во внешнем слуховом проходе и блокировании канала ушной серой. Факторы, вызывающие ошибку, как правило, дают показания ниже истинного значения, поэтому повышение температуры может не обнаруживаться.

Среди цифровых градусников существуют модели для измерения температуры под мышкой или во рту. Некоторые из них снабжены звуковой сигнализацией, которая оповещает о том, что процедура измерения температуры окончена, и электронной памятью для отслеживания динамики изменения температуры. Погрешность измерения цифровых термометров обычно не превышает пары десятых градуса, но даже слегка севшая батарейка может иногда выдать неожиданный и пугающий результат.

Самые современные из представленных на рынке термометров, конечно же, бесконтактные инфракрасные, способные обрабатывать инфракрасное излучение, идущее от любых нагретых предметов. Они безопасны, универсальны, удобны в применении (особенно при необходимости массового и быстрого измерения температуры у большого числа людей), достаточно точны при регулярной проверке и калибровке, но при этом весьма дороги. Пожалуй, единственное, что может сбить их показания с толку, – это плачущий навзрыд ребенок. Решение этой проблемы пока остается им не по зубам.

Следует заметить, что изначально некоторые доктора возражали против широкого введения термометра в медицину, воспринимая его как угрозу своему опыту и практике. Если простой инструмент, изготовленный из стекла и ртути, мог указывать, здоров пациент или болен, жив он или уже мертв, возникал риск потерять не только свой авторитет, но и средства к существованию. Тем не менее вместо запретов врачи постепенно смогли перестроить иерархию медицинского труда таким образом, что в нее вошли даже пациенты и их родственники наряду с медсестрами и врачами при сохранении главенствующего положения врача. Общепринятая шкала температур впервые позволила большой группе людей вносить свой вклад в создание единой картины болезни, в сбор информации, на основании которой врач мог выстраивать свое мнение о течении заболевания и принимать решение о необходимом лечении. Сегодня помимо температуры мы самостоятельно можем отслеживать свое давление, потребление калорий, уровень сахара в крови и т. д.
Ставка на простоту и миниатюрность
Термометры оставались громоздкими и не слишком удобными в применении очень долгое время. До середины XIX века их длина составляла около 30 см, а снятие показаний занимало целых 20 минут. Сделать термометр портативным удалось английскому врачу сэру Клиффорду Аллбату в 1867 году. Уменьшенную версию прибора длиной всего 15 см любой врач мог запросто носить в кармане, а время измерения температуры сократилось при этом до пяти минут.
Пожалуй, самый необычный для своего времени термометр придумал в конце XIX века потомственный немецкий часовщик Мориц Иммиш. В 1881 году проживавший к тому времени в Лондоне мастер получил патент на удивительно маленький, диаметром около 3 см термометр, напоминавший круглые карманные часы. Прибор регистрировал температуру при сжимании его в ладони и работал на принципе переменных свойств расширяющейся жидкости в трубке Бурдона. Этот металлический инструмент был более прочным, чем современные стеклянные термометры, наполненные ртутью. Скорость температурного расширения и циферблатный индикатор позволяли получить очень точные показания. Небольшой размер устройства сделал его весьма популярным в Европе и Америке. За свое изобретение Иммиш получил несколько наград на международных выставках.
Консерваторам в утешение
Наиболее точными измерителями температуры человеческого тела на протяжении последних веков остаются ртутные термометры. Но дни их уже сочтены. Согласно подписанной Россией Минаматской конвенции, все содержащие ртуть приборы, включая градусники и тонометры, признаны чрезвычайно опасными и попадающими под запрет. В нашей стране он начнет действовать начиная с 2020 года.
Для тех, кто привык к ртутному градуснику, но опасается токсичности паров ртути в случае его повреждения, можно посоветовать присмотреться к совершенно безопасному термометру, заполненному вместо ртути синеватым галлиевым сплавом – галинстаном. Визуально этот градусник отличается от привычного лишь маркировкой корпуса экологичным зеленым цветом. Такой термометр выдает точные показания, но ощутимо дороже своего ртутного собрата, а еще его довольно утомительно стряхивать. Из-за особых характеристик сплава хранить этот прибор следует при температурах выше минус 15°. Иначе его может разорвать.
Безопасность
в обмен на точность
В качестве альтернативы привычному всем ртутному градуснику рынок активно захватывают разнообразные цифровые приспособления, считывающие показания посредством встроенной в них электроники.
Они измеряют температуру с помощью чувствительного датчика и показывают результат на цифровом дисплее. Одними из самых ходовых стали модели для измерения температуры внутри слухового прохода. При всей их простоте и надежности существуют тем не менее факторы, которые делают показания такого термометра в некоторых случаях спорными, например при неправильном размещении во внешнем слуховом проходе и блокировании канала ушной серой. Факторы, вызывающие ошибку, как правило, дают показания ниже истинного значения, поэтому повышение температуры может не обнаруживаться.
Среди цифровых градусников существуют модели для измерения температуры под мышкой или во рту. Некоторые из них снабжены звуковой сигнализацией, которая оповещает о том, что процедура измерения температуры окончена, и электронной памятью для отслеживания динамики изменения температуры. Погрешность измерения цифровых термометров обычно не превышает пары десятых градуса, но даже слегка севшая батарейка может иногда выдать неожиданный и пугающий результат.
Самые современные из представленных на рынке термометров, конечно же, бесконтактные инфракрасные, способные обрабатывать инфракрасное излучение, идущее от любых нагретых предметов. Они безопасны, универсальны, удобны в применении (особенно при необходимости массового и быстрого измерения температуры у большого числа людей), достаточно точны при регулярной проверке и калибровке, но при этом весьма дороги. Пожалуй, единственное, что может сбить их показания с толку, – это плачущий навзрыд ребенок. Решение этой проблемы пока остается им не по зубам.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: