A hőmérséklet- és hőmérés története
A testek hőmérséklete olyan fogalom, amelyet a primitív ember (tudomány előtti) érzékeivel megragadott.
Ha két egyforma követ érintünk meg, az egyiket az árnyékban, a másikat a nap (vagy a máglya tüze) fűti, akkor különbözőnek találjuk őket. Van valami más, amit az érintésünk érzékel, a hőmérséklet.
A hőmérséklet nem attól függ, hogy a kő mozog-e, vagy mozdulatlan, és nem változik, ha töredezik.
Az érintéssel adott hőmérséklet első értékelése egyszerű és kevéssé árnyalt. Egy anyagról csak azt mondhatjuk, hogy meleg, meleg (meleg, mint az emberi test), meleg (szobahőmérsékleten), hideg és nagyon hideg.
Az eszközök tervezésével lehetővé vált a hőmérséklet pontosabb kiértékelésére szolgáló mérlegek létrehozása.
Az első hőmérőt (a görög hőmérőkből és metronból eredő szó, a hő mértéke) annak a Galileónak tulajdonítják, aki 1592-ben öklének megfelelő üveg izzóval tervezett, és egy vékony csövön keresztül nyílt meg a légkörben.
A környezeti hőmérséklet felmérése érdekében kézzel megmelegítette az izzót, és a cső egy részét (fejjel lefelé) színes vízzel ellátott edénybe helyezte. A környező levegő, hidegebb, mint a kéz, lehűtötte az izzóba zárt levegőt, és a színes víz a csövön keresztül emelkedett.
A csőben és a tartályban lévő folyadék szintje közötti távolság az emberi test és a levegő hőmérséklete közötti különbséghez kapcsolódott.
Ha a szoba lehűlt, a levegő összehúzódott, és a vízszint emelkedett a csőben. Ha a csőben levő levegő felmelegedett, az kitágult és lenyomta a vizet.
A víz által támogatott légköri nyomásváltozások hatására a folyadék szintje változhat anélkül, hogy a hőmérséklet változna. E tényező miatt a Galileo módszerrel kapott hőmérsékleti mérések hibákat mutatnak. 1644-ben Torricelli tanulmányozta a nyomást és megépítette az első barométert annak mérésére.
1641-ben Toszkána hercege megépítette az alkoholos hőmérőt egy lezárt kapillárisral, mint amilyeneket ma használunk. Ezeknek az eszközöknek a felépítése szempontjából az üvegmunkában a technológia fejlődése alapvető fontosságú volt.
A 17. század közepén Robert Boyle felfedezte az első két törvényt, amely a hőmérséklet fogalmát kezeli:
- állandó környezeti hőmérsékleten zárt gázokban az őket érő nyomás és a megszerzett térfogat szorzata állandó marad
- a forráspont hőmérséklete csökken
Később kiderült, érzékeink félrevezető bizonyítéka ellenére, hogy minden test, amely azonos hő- vagy hidegviszonyoknak van kitéve, ugyanazt a hőmérsékletet éri el (a hőegyensúly törvénye). Ennek a törvénynek az első felfedezése egyértelmű különbséget jelent a hő és a hőmérséklet között. Ma is és sok ember számára ezek a kifejezések nem túl világosak. Informátor itt a különbségekről
A hőmérők első gyakorlati alkalmazásuk a meteorológiában, a mezőgazdaságban (a tojás inkubációjának tanulmányozása), az orvostudományban (láz) stb. Volt, de a mérleg önkényes volt: "olyan meleg volt, mint a nyár legforróbb napja kétszer" vagy olyan hideg, mint "tél leghidegebb napja".
A higanyhőmérők megjelenése előtt alkoholtartalmú hőmérőket építettek, például Amontons és Reamur.
1717-ben Fahrenheit, egy német-holland (született táncban és emigrált Amszterdamba), műszergyártó cég, megépítette és bemutatta a higany izzós hőmérőt (amelyet ma is használnak), és rögzített pontként vette fel:
- a közönséges só telített vizes oldatának fagyasztása, amely a legalacsonyabb hőmérséklet, amelyet laboratóriumban lehet elérni, jég vagy hó és só keverésével.
- és az emberi test hőmérséklete - ez az ember állapotához is kapcsolódik- .
A higanyt a kapillárisban e két állapot között megtett távolságot 96 egyenlő részre osztotta.
Newton 12 egyenlő részt javasolt a víz megfagyása és az emberi test hőmérséklete között. A 96-os szám a 12 fokos skálából származik, amelyet Olaszországban a 17. században használtak (12 * 8 = 96).
Bár a jég és a só legjobb arányának hőmérséklete -20 ° C Fahrenheit körül van, végül úgy állította be a skálát, hogy a víz fagyáspontja (0 ° C a Celsius-skálán) 32 ° F és forráspontja a 212ºF víz.