როდის გამოიგონეს თერმომეტრი? თერმომეტრის შექმნის ისტორია: როგორ გამოიგონეს პირველი თერმომეტრი? რა არის სითბო? გრადუსი და ტემპერატურა
დღეს არ არსებობს არც ერთი ადამიანი, რომელიც არ გამოიყენებს ასეთ მოწყობილობას თერმომეტრად. ამ დროისთვის ეს ჩვეულებრივი მოვლენაა. თუმცა, ეს ყოველთვის ასე არ იყო. ცოტამ თუ იცის, რა გრძელი და რთული გზა ჰქონდა თერმომეტრს. მისი გარეგნობის ისტორია ღრმა წარსულშია.
პირველი თერმომეტრი, უფრო სწორად თერმოსკოპი, გამოიგონეს რენესანსის დროს მე-16 საუკუნის ბოლოს. მისი შემქმნელი სხვა არავინ იყო, თუ არა გალილეო გალილეი. თერმოსკოპი იყო შუშის ბურთი, რომელზეც მილაკი იყო მიმაგრებული. ბურთის ხელებით გაცხელებით და მობრუნებით, იტალიელმა ფიზიკოსმა შუშის მილის თავისუფალი ბოლო ჩაუშვა თასში ფერადი წყლით ან ღვინით. მას შემდეგ, რაც ბურთი გაცივდა, მასში შემავალი ჰაერის მოცულობა საგრძნობლად შემცირდა და წყალი მილში ამოდიოდა. თერმოსკოპსა და თანამედროვე თერმომეტრს შორის განსხვავება ის იყო, რომ გალილეოს გამოგონებაში ვერცხლისწყლის ნაცვლად ჰაერი გაფართოვდა.
თითქმის ერთდროულად გალილეოსთან ერთად, ჯერ კიდევ არ იცოდა მისი აღმოჩენის შესახებ, პროფესორმა ს. სანტორიომ პადუას უნივერსიტეტიდან შექმნა საკუთარი მოწყობილობა, რომლითაც შესაძლებელი იყო ადამიანის სხეულის ტემპერატურის გაზომვა.
მოწყობილობა საკმაოდ მოცულობითი იყო და ასევე ჰქონდა ბურთის ფორმა და მოგრძო გრაგნილი მილი, რომელზედაც გაყვანილი იყო განყოფილებები. მილის თავისუფალი ბოლო სავსე იყო ფერადი სითხით. ტემპერატურის გასაზომად ადამიანს ეს ბურთი პირში უნდა ჩაეტანა ან ხელით გაეთბო. ვინაიდან სანტორიოს მოწყობილობა ძალიან დიდი იყო, ის სახლის ეზოში დამონტაჟდა.
ევროპაში მე -15 საუკუნის დასაწყისში, ძალიან დიდი რაოდენობით უნიკალური თერმომეტრები აწარმოეს. მაგალითად, ნიდერლანდებში ფართოდ იყო გავრცელებული ეგრეთ წოდებული „ჰოლანდიური“ ტიპის თერმომეტრი, რომელსაც ჰქონდა ორი ბურთი და გრაგნილი მილი. ქვედა ბურთი სავსე იყო სითხით, ხოლო ზედა ბურთი სავსე იყო ჰაერით.
პირველი თერმომეტრის გამოგონება, რომლის მონაცემები არ იყო განსაზღვრული ატმოსფერული წნევის ცვლილებებით, მოხდა 1641 წელს. ასეთი თერმომეტრი შეიქმნა საღვთო რომის იმპერატორის ფერდინანდ II-ის დროს, რომელიც იყო არა მხოლოდ ხელოვნების მფარველი, არამედ მრავალი ინსტრუმენტის ავტორი. ფიზიკოს ტორიჩელის ექსპერიმენტებმა ვერცხლისწყლით სავსე ბარომეტრებით ბიძგი მისცა თერმოსკოპის გაუმჯობესებას, რომელიც გამოიგონა გალილეომ. ეს მოწყობილობა უბრალოდ გადაატრიალეს, ბურთს დაუმატეს ფერადი სპირტი და მილის ზედა ბოლო დალუქეს.
გერმანელმა ფიზიკოსმა ოტო ფონ გერიკემ ატმოსფერული ჰაერის შესწავლისას გამოიგონა არაერთი უნიკალური თერმომეტრი, მათ შორის ყველაზე დიდი, რომლის სიმაღლე შვიდი მეტრი იყო. ეს ორიგინალური თერმომეტრი სახლის კედელზე იყო მიმაგრებული. დიდი სპილენძის ბურთი, დაფარული ლურჯი საღებავით და მორთული ოქროს ვარსკვლავებით, სავსე იყო ჰაერით. ქვემოდან შედუღებული მილის ერთი იდაყვი ნაწილობრივ ივსებოდა სითხით, მეორე კი ღია დარჩა. ცხელ ამინდში, შუშის ბურთში ცხელმა ჰაერმა სითხე ამოაგდო მილიდან, ათწილადმა დაიწყო აწევა და ანგელოზი დაეცა, რითაც მიუთითებდა სასწორის შესაბამის განყოფილებაზე. ყველაზე დაბალი დივიზიონი აჩვენა "დიდი სიცხე", ხოლო უმაღლესი, მეშვიდე დივიზიონი აჩვენა "დიდი სიცივე".
იმ დროს ის ერთი სასწორი, რომელსაც დღეს ვიყენებთ, არ არსებობდა. მეცნიერებმა დიდი ხნის განმავლობაში ვერ იპოვეს საწყისი წერტილები, რომელთა შორის მანძილი თანაბრად უნდა გაიყოს. მათ შესთავაზეს გავითვალისწინოთ, მაგალითად, ყინულისა და გამდნარი კარაქის დნობის წერტილები. გარკვეული პერიოდის შემდეგ, უფრო ზუსტად 1714 წელს, გამოჩნდა მეტ-ნაკლებად გამოსაყენებელი თერმომეტრი. ასეთი თერმომეტრის შემქმნელი იყო გერმანელი ფიზიკოსი გაბრიელ ფარენჰაიტი.
თავდაპირველად ფარენჰაიტმა შექმნა ორი ალკოჰოლური თერმომეტრი, მაგრამ მათი წყალობით მხოლოდ პირობითად ზუსტი გაზომვები შეიძლებოდა. შემდეგ ფიზიკოსმა გადაწყვიტა თერმომეტრში ვერცხლისწყალი გამოეყენებინა. ეს გამოგონება უფრო წარმატებული აღმოჩნდა. თერმომეტრებში მან გამოიყენა რამდენიმე ტიპის სასწორი, რომელთაგან უკანასკნელი დაფუძნებული იყო სამ დადგენილ წერტილზე. პირველი წერტილი იყო წყლის, ყინულის და ამიაკის შემადგენლობის ტემპერატურა, რომელიც აღინიშნა 0 გრადუსით, მეორე იყო წყლისა და ყინულის ნარევის ტემპერატურა, დანიშნულ 32 გრადუსზე, ხოლო მესამე იყო წყლის დუღილის წერტილი, რომელიც 212 გრადუსი იყო. ამ სასწორს მოგვიანებით მისი შემქმნელის სახელი ეწოდა. ფარენჰაიტის სკალა კვლავ გამოიყენება აშშ-სა და ინგლისში.
30 წლის შემდეგ, ასტრონომმა ანდერს ცელსიუსმა დაიწყო ექსპერიმენტების ჩატარება ვერცხლისწყლის თერმომეტრით, რათა შეესწავლა კორელაცია თოვლის დნობის წერტილსა და ატმოსფერული წნევის დუღილის წერტილს შორის. ცელსიუსი მივიდა იმ დასკვნამდე, რომ რაციონალური იქნებოდა წერტილებს შორის მანძილის 100 ინტერვალად დაყოფა. რიცხვი 100 აღნიშნავს ყინულის დნობის წერტილს, ხოლო 0 - წყლის დუღილის წერტილს.
თუმცა, 1860 წელს ინგლისელმა მეცნიერმა უილიამ კელვინმა შემოგვთავაზა ტემპერატურის მასშტაბის ახალი მოდელი. ტემპერატურა -273 გრადუსი ცელსიუსით შეესაბამებოდა მოლეკულების ნულოვან კინეტიკურ ენერგიას. იმის გამო, რომ არცერთი ნივთიერების შემდგომი გაგრილება შეუძლებელია, ტემპერატურა -273 გრადუსი ითვლება "აბსოლუტურ ნულთან". უილიამ კელვინის სკალაში ნული იყო აღებული, როგორც დასაწყისი და ყოველი მომდევნო გაყოფა უტოლდებოდა ჩვეულებრივ ხარისხს. ეს მასშტაბი ძალიან მოსახერხებელი აღმოჩნდა, რადგან მისი დახმარებით შესაძლებელი გახდა საკმაოდ სრულად გამოეჩინა ყველა ის ფენომენი, რომელიც ხდება დედამიწაზე.
მედიცინაში თერმომეტრიის გამოყენება გაცილებით გვიან დაიწყო, ვიდრე ტექნოლოგიაში. ჯერ კიდევ 1861 წელს კარლ გერჰარდს სჯეროდა, რომ ტემპერატურის გაზომვა პრაქტიკაში და რეგულარულ გამოყენებაში ძალიან რთული პროცედურა იყო. გარკვეული პერიოდის შემდეგ, ლაბორატორიებიდან და კლინიკებიდან ჩვენს სახლებში შემოვიდა ეს მარტივი, მაგრამ ძალიან საჭირო მოწყობილობები - სამედიცინო თერმომეტრები, რომლებიც ღირსეულად ემსახურება მეცნიერებას და იცავს ადამიანის ჯანმრთელობას.
ალბათ პირველი მოწყობილობა, რომელსაც შეეძლო, თუ არა გაზომვა, მაშინ მაინც ტემპერატურის შეფასება იყო გალილეოს თერმოსკოპი : ქათმის კვერცხის ზომის კოლბა, რომლის კისერი ხორბლის ყუნწივით თხელი იყო, ნახევრად წყლით ავსებდნენ და ფინჯანში ჩაყრიდნენ. მიუხედავად ამ სიმარტივისა, მოწყობილობა ძალიან მგრძნობიარე იყო, თუმცა ტემპერატურის გარდა, ჰაერის წნევაზეც რეაგირებდა.
1636 წელს სიტყვა პირველად გამოჩნდა "თერმომეტრი" . ასე ერქვა ჰოლანდიელი კ.დრებელის მოწყობილობა — "დრებელის ინსტრუმენტი" ტემპერატურის გასაზომად, რომელსაც აქვს 8 განყოფილება.
თერმოსი ოპ გალილეოსკენ. ნახატი დაახლოებით მე-17 საუკუნიდან.
I. ნიუტო ნ 1701 წლის ნაშრომში ”სითბოსა და სიცივის ხარისხების მასშტაბით” აღწერილი 12 გრადუსიანი მასშტაბი , 0 0 რომელიც შეესაბამებოდა წყლის გაყინვის ტემპერატურას, ხოლო 12° - ჯანმრთელი ადამიანის სხეულის ტემპერატურას. ყველა ეს და მრავალი სხვა თერმომეტრი გაზის თერმომეტრები იყო: გაცხელებისას ჰაერი ფართოვდებოდა.
პირველი თხევადი თერმომეტრი, თანამედროვე თერმომეტრის მსგავსი, დაამზადა გერმანელმა ფიზიკოსმა გ.ფარენჰაიტმა 1724 წელს.. თხუთმეტ წელზე მეტი ხნის განმავლობაში ამზადებდა ალკოჰოლისა და ვერცხლისწყლის თერმომეტრებს, მან გაარკვია, თუ როგორ უნდა გაეკეთებინა ისინი იდენტური და უფრო ზუსტი: თქვენ უნდა აიღოთ რამდენიმე წერტილი ცნობილი ტემპერატურით, დახაზოთ მათი მნიშვნელობები სასწორზე და გაყოთ დისტანციები შორის. მათ.
ფარენჰაიტმა 1709 წლის უკიდურესად მკაცრი ზამთრის ყველაზე დაბალი ტემპერატურა 0°-ით აიღო და შემდგომში მას მიბაძა ყინულთან ერთად სუფრის მარილისა და ამიაკის ნარევში. როგორც მეორე საცნობარო წერტილი, მან აიღო ყინულის დნობის ტემპერატურა და დაყო ეს სეგმენტი 32 გრადუსით. მესამე წერტილი - ადამიანის სხეულის ტემპერატურა - თითქმის 98 აღმოჩნდა, ხოლო წყლის დუღილის წერტილი იყო 212..
ა.გაიდარის ფილმის სცენარში "თოვლის ციხის კომენდანტი" არის შემდეგი ეპიზოდი:
”ძიძა მიუთითებს საშაზე:
- შეხედე, მამა, სიცხე აქვს.
- ყველა ადამიანს აქვს ტემპერატურა.
”მას აქვს ტემპერატურა ასი გრადუსი”, - ამბობს ჟენია.
"ყველას არ აქვს ეს," ეთანხმება ექიმი.
დიალოგი უცვლელად იწვევს ახალგაზრდა მკითხველებს, მაგრამ ბავშვებს აშშ-სა და ინგლისში, სადაც ის ჯერ კიდევ მიღებულია. ფარენჰაიტი მისი კომედია შეიძლება არ იყოს დაფასებული: პაციენტის ტემპერატურაა 100° - მხოლოდ მცირე სიცხე, რომელიც თითქმის ნებისმიერს შეიძლება ჰქონდეს - 37,8°C.
გამოიყენება საფრანგეთსა და რუსეთში Reaumur მასშტაბი შეიქმნა 1730 წელს.
კომ ბუნებრივი თერმომეტრი მე-20 საუკუნის დასაწყისიდან ცელსიუსის და რეუმურის მასშტაბებით.
.
რ.როიმური. ამ ტიპის თერმომეტრები ჩვენს ქვეყანაში მე-20 საუკუნის 30-იან წლებამდე იყო გამოყენებული.
ფრანგი ნატურალისტი, ფართო აზროვნების მეცნიერი, „მე-18 საუკუნის პლინიუსი“, როგორც მას თანამედროვეები უწოდებდნენ, რ.როიმურიააშენა სითხის თერმული გაფართოების შესაბამისად. როდესაც აღმოაჩინა, რომ წყლისა და ალკოჰოლის ნარევი გაცხელებისას აფართოებს მოცულობის 80 მეათასედით წყლის გაყინვასა და დუღილს შორის (თანამედროვე მნიშვნელობა არის 0,084), როიმურმა ეს ინტერვალი დაყო 80 გრადუსად.
ცოტა ადრე, მე-18 საუკუნის დასაწყისში, რუსეთში ფართოდ იყო გავრცელებული პეტერბურგელი აკადემიკოსის ჯ.დელილის თერმომეტრები 150 გრადუსიანი მასშტაბით იმავე ტემპერატურულ დიაპაზონში, მაგრამ დიდხანს არ გაგრძელებულა. ვინც გააძევა ისინი Réaumur თერმომეტრები გამოიყენებოდა თითქმის ორი საუკუნის განმავლობაში და საბოლოოდ მხოლოდ 50-60 წლის წინ ადგილი დაუთმო ცელსიუს თერმომეტრებს თანამედროვე 100 გრადუსიანი მასშტაბით .
მე-18 საუკუნის მიწურულს, სხვადასხვა ტემპერატურული სკალების რაოდენობამ მიაღწია ორ ათეულს, რაც არასასიამოვნო და არასაჭირო იყო. გარდა ამისა, მალე გაირკვა, რომ საგულდაგულოდ დაკალიბრებული ინსტრუმენტებიც კი სხვადასხვა სითხეებით აჩვენებენ განსხვავებულ ტემპერატურას. 50°C-ზე ვერცხლისწყლის თერმომეტრმა აჩვენა 43°C ალკოჰოლთან ერთად, თერმომეტრმა ზეითუნის ზეთით -49°C, სუფთა წყლით - 25,6°C და მარილიანი წყლით - 45,4°C.
იპოვა გამოსავალი ცნობილი ინგლისელი ფიზიკოსი W. Thomson (ლორდ კელვინი) . 1848 წელს მან შესთავაზა გაზომოს არა ტემპერატურა, არამედ სითბოს რაოდენობა, რომელიც გარკვეულ პროცესში ე.წ კარნოს ციკლი , გადაეცემა ცხელი სხეულიდან ცივში: განისაზღვრება მხოლოდ მათი ტემპერატურით და სრულიად დამოუკიდებელია გახურებული ნივთიერებისგან. ამ პრინციპზე აგებულ თერმოდინამიკურ ან აბსოლუტურ ტემპერატურულ შკალაში, ტემპერატურის ერთეულს კელვინი ეწოდება .
თერმოდინამიკური მასშტაბი ყველასთვის კარგი იყო,მე ერთი: ყოველდღიურ პრაქტიკაში, თერმული გაზომვები შემდგომი გამოთვლებით უკიდურესად მოუხერხებელია და კარნოს ციკლითეორიულად შესანიშნავად შესწავლილი, ძნელია რეპროდუცირება სპეციალიზებული მეტროლოგიური ლაბორატორიის გარეთ. ამიტომ, მის საფუძველზე 1968 წელს საბოლოოდ ჩამოყალიბდა საერთაშორისო პრაქტიკული ტემპერატურის სასწორი (MPTS-68) , რომელიც ეფუძნება 11 რეპროდუცირებადი საცნობარო წერტილს შორის სამმაგი წერტილი წყალბადში (13,81 K) და ოქროს გამაგრების ტემპერატურა (1337,58 K) ) და განსხვავდება თერმოდინამიკური შკალიდან წყლის მდუღარე რეგიონში მხოლოდ 0,005 კ-ით. ეს მასშტაბი დღესაც გამოიყენება.
ზოგჯერ გვხვდება ინგლისურ და ამერიკულ სამეცნიერო ლიტერატურაში შოტლანდიელი W. Rankin-ის აბსოლუტური მასშტაბი (მეცხრამეტე საუკუნის შუა ხანები), ტექნიკური თერმოდინამიკის ერთ-ერთი შემქმნელი. მისი ნულოვანი წერტილი ემთხვევა 0 K-ს და რანკინის ხარისხი სიდიდით ტოლია ფარენჰეიტის გრადუსამდე.
ტემპერატურული მასშტაბებიდან მხოლოდ ოთხმა მიაღწია ჩვენს დროს, თუმცა ეს აშკარად ზედმეტია. მეცნიერებაში ტემპერატურა გამოიხატება კელვინში, მაგრამ ცხოვრებაში ჩვენ ვიყენებთ ცელსიუსს და ზოგჯერ ვხედავთ როიმურის და ფარენჰაიტის მასშტაბებს.
ეს შეიძლება გაკეთდეს სპეციალური ურთიერთობების (ფორმულების) გამოყენებით ან ავტომატურად ჩვენი ვებსაიტის გვერდებზე (მიჰყევით მარცხნივ ბმულს).
რა არის სითბო? გრადუსი და ტემპერატურა
ყველამ იცის რა არის სიცხე. ცნობილია, რომ აირებში, სითხეებში და მყარ ნაწილაკებში უწყვეტ მოძრაობაშია და ეს მოძრაობა აღიქმება როგორც სითბო. ნაწილაკების მოძრაობის ენერგია, საშუალოდ მათი უზარმაზარ რაოდენობაზე, განსაზღვრავს ტემპერატურას.
სითბოს თეორია მაშინვე არ გაჩნდა. დიდი ხნის განმავლობაში მათ ვერ გაიგეს რა არის სითბო და ვერც რა განსხვავებაა ტემპერატურასა და სითბოს შორის. ბევრი ფიზიკოსი სითბოს უკავშირებდა მოლეკულების მოძრაობას. ასე, კერძოდ, ფიქრობდა ლომონოსოვი. მაგრამ ზოგადი მსჯელობის მკაცრ მეცნიერებად გადაქცევა ადვილი არ იყო.
ამბავი იმის შესახებ, თუ როგორ ისწავლეს ტემპერატურის გაზომვა, საინტერესო და უჩვეულოა. თერმომეტრები გამოიგონეს მრავალი წლით ადრე, სანამ ხალხი გაიგებდა რას გაზომავდნენ.
ტემპერატურა ასოცირდება სითბოსა და სიცივის ძალიან ბუნდოვან ცნებებთან, რომლებიც განლაგებულია ადამიანის შემოქმედებაში სადღაც სუნისა და გემოს გვერდით. უხსოვარი დროიდან ადამიანმა იცის, რომ როდესაც ორი სხეული მჭიდრო კონტაქტში მოდის, მათ შორის თერმული წონასწორობა მყარდება. წყალში მოთავსებული ხელი თბება (ან გაცივდება) იმავე ხარისხით, როგორც წყალი. სითბოს ნაკადები ბუნებაში ყველგან არის. ბუნებისმეტყველები ამას დიდი ხანია განიხილავდნენ, როგორც ბუნების დიდი კანონების გამოვლინებად.
უძველესი მეცნიერები და შუა საუკუნეების სქოლასტიკოსები მიზიდულობისა და მოგერიების თვისებებს ადარებდნენ სიცხესა და სიცივეს. ძველ ექიმებს პირველები სჭირდებოდათ სხეულის სითბოს შედარებითი და, უფრო მეტიც, საკმაოდ ზუსტი მასშტაბი. მათ დიდი ხნის წინ შენიშნეს, რომ ადამიანის ჯანმრთელობა გარკვეულწილად დაკავშირებულია მისი სხეულის სითბოსთან და რომ ნარკოტიკებს შეუძლიათ შეცვალონ ეს ხარისხი. მედიკამენტებს მიენიჭათ გამაგრილებელი ან გამათბობელი ეფექტი და ამ ეფექტის ხარისხი განისაზღვრა გრადუსით. წამლები ერთმანეთში ურეოდა და ნარევებს განსხვავებული ხარისხი ჰქონდა. "ნარევი" ლათინურად ნიშნავს "ტემპერატურას".
თერმომეტრის შექმნისა და განვითარების ისტორია
გალილეო
გალილეოს არც ერთი თანამედროვე ვერ შეედრებოდა მას უბრალო ფენომენებში დიდი კანონების დანახვის უნარით. ის იყო ერთ-ერთი პირველი, ვინც დაწერა სითბოს მექანიკურ ბუნებაზე.
გალილეომ გამოაქვეყნა წიგნი, რომელსაც უწოდა "EL saggiatore" (სასწორი ოქროს ასაწონად), სადაც იგი დეტალურად ასახავს თავის შეხედულებებს ფიზიკური ფენომენების ბუნებაზე. მასში ის საუბრობს, კერძოდ, მყარი ნივთიერებების ხახუნის გაცხელებაზე და იძლევა სხვა მტკიცებულებებს სითბოს მექანიკური ბუნების შესახებ. თუმცა მან არ იცოდა, რომ მექანიკურად შესაძლებელია არა მხოლოდ მყარი, არამედ სითხეების ან თუნდაც აირის გაცხელება. გალილეოს ასევე ხელი შეუშალა სიცხეზე ციფრული მონაცემების ნაკლებობამ.
გალილეო თერმული ფენომენების შესწავლას იმავე პოზიციებიდან მიუდგა; უპირველეს ყოვლისა, მან შეისწავლა სხეულის ტემპერატურის გაზომვა. გალილეოს (დაახლოებით 1597) მიერ დამზადებული თერმომეტრები შედგებოდა ჰაერით სავსე შუშის ბურთისგან; ბურთის ქვემოდან მოდიოდა წყლით ნაწილობრივ სავსე მილი, რომელიც მთავრდებოდა ასევე წყლით სავსე ჭურჭელში. სვეტის სიმაღლე დამოკიდებულია ტემპერატურაზეც და ატმოსფერულ წნევაზეც და ასეთი თერმომეტრით მისი რაიმე სიზუსტით გაზომვა შეუძლებელი იყო. გალილეოს დროს, იდეა, რომ ჰაერს შეეძლო დედამიწაზე დაჭერა, საკმაოდ ველური ჩანდა. ამიტომ გალილეოს თერმომეტრმა საკმაოდ გაურკვეველი მნიშვნელობა გაზომა, მაგრამ ასეთმა თერმომეტრმაც კი შესაძლებელი გახადა სხვადასხვა სხეულის ტემპერატურის შედარება ერთდროულად და ერთსა და იმავე ადგილას.
მაშინაც კი, ჯერ კიდევ არასრულყოფილი თერმომეტრის დახმარებით, ექიმმა და ანატომისტმა სანქტორიუსმა პადუას უნივერსიტეტიდან დაიწყო ადამიანის სხეულის ტემპერატურის გაზომვა. ამისათვის მან თავად, არ იცოდა გალილეოს შესახებ, ააშენა მსგავსი თერმომეტრი.
ოტო ფონ გერიკი
თერმომეტრის ისტორიას ბევრი რამ ეკუთვნის მე-18 საუკუნის ერთ-ერთ ყველაზე გასაოცარ ადამიანს - ოტო ფონ გერიკეს. მან შექმნა პირველი ბარომეტრი. გალილეოს მოწყობილობის მსგავსი. მაგრამ ძალიან გრძელი მილით. გალილეოს აპარატისგან განსხვავებით, გარიკეს ბარომეტრიდან ჰაერი ამოტუმბოდა, რის შედეგადაც წყალი არა მარტო გრძელი მილის, არამედ ბურთის ნაწილსაც ავსებდა. ბარომეტრი სახლის გარე კედელზე იყო მიმაგრებული და ჰაერის წნევა აღინიშნა შკალაზე, რომელზეც მინის ბურთულაში მცურავი ხის კაცი მიუთითებდა. გერიკე იყო პირველი, ვინც სისტემატურად გაზომა ატმოსფერული წნევა და ცდილობდა აღმოეჩინა კავშირი წნევის ცვლილებებსა და ამინდს შორის.
გარიკემ შედარებით კარგი თერმომეტრიც ააგო. იგი შედგებოდა ჰაერით სავსე სპილენძის ბურთისა და ალკოჰოლის შემცველი U-ს ფორმის მილისგან. მის თერმომეტრზე სასწორის შუაში იყო წერტილი, რომლის მახლობლად მაჩვენებელი გაჩერდა პირველ ყინვაზე - გარიკემ ეს წერტილი აირჩია სასწორის დასაწყისად. გასაგებია, რომ ასეთი არჩევანი გულუბრყვილო იყო, მაგრამ მაინც გარიკემ პირველი ნაბიჯი გადადგა.
ნიუტონი
ასევე აღვნიშნოთ ნიუტონის ნაშრომი "სითბოსა და სიცივის ხარისხების სკალაზე", რომელიც გამოქვეყნდა 1701 წელს, რომელიც აღწერს 12 გრადუსიან შკალას. მან დააყენა ნული იმავე ადგილას, სადაც ახლა ვათავსებთ - წყლის გაყინვის წერტილში და 12 გრადუსი შეესაბამებოდა ჯანმრთელი ადამიანის ტემპერატურას.
ამონტანიაშენდა სრულიად დალუქული თერმომეტრი, საბოლოოდ კი იგი სრულიად დამოუკიდებელი გახდა ატმოსფერული წნევისგან.
პირველი თანამედროვე თერმომეტრი 1724 წელს დანიელმა აღწერა ფარენჰაიტი, შუშის მწარმოებელი ჰოლანდიიდან. სხვადასხვა ფარენჰაიტის თერმომეტრები შეიძლება შემოწმდეს ერთმანეთის მიმართ მათი წაკითხვის შედარებით სკალის სხვადასხვა „საცნობარო“ წერტილებზე. ამიტომ, ისინი გახდნენ ცნობილი მათი სიზუსტით. ეს სასწორი ჯერ კიდევ გამოიყენება ინგლისსა და აშშ-ში.
თანამედროვე მასშტაბი ცელსიუსიშემოთავაზებული იყო 1742 წელს. შვედ ფიზიკოსს არ მოსწონდა უარყოფითი ტემპერატურა და მან საჭიროდ ჩათვალა ძველი სკალის შებრუნება და წყლის დუღილის წერტილში ნულის დაყენება, ხოლო გაყინვის წერტილში 100 გრადუსი. მაგრამ "შებრუნებულმა მასშტაბმა" არ მოიპოვა პოპულარობა და ძალიან მალე "შემოტრიალდა" უკან.
რევოლუციამდე რუსეთში მიღებულ იქნა Reaumur-ის სკალა (წყლის წერტილი იყო 0, დუღილის წერტილი 80) - Reaumur თერმომეტრები ეკიდა ქუჩებსა და ყველა სახლში. მხოლოდ ოცდაათიან წლებში მათ ჩაანაცვლეს ცელსიუსის თერმომეტრები.
რა არის სითბო? Თერმული წონასწორობა
მე-19 საუკუნის დასაწყისისთვის თერმომეტრი სრულიად გავრცელებულ მოწყობილობად იქცა. მაგრამ დიდი ხნის განმავლობაში არ იყო კონსენსუსი იმის შესახებ, თუ რას ზომავს თერმომეტრი.
ტემპერატურის გაზომვის შემდეგ ფიზიკოსებმა მცირე პროგრესი მიაღწიეს იმის გაგებაში, თუ რა არის სითბო. "სითბოს" და "ტემპერატურის" ცნებების გამიჯვნა კიდევ უფრო რთული იყო. როდესაც სხეული თბება, მისი ტემპერატურა იზრდება. როდესაც სითბო ერთი სხეულიდან მეორეში მიედინება, ერთი სხეულის ტემპერატურა ეცემა და მეორის ტემპერატურა იზრდება.
Შინაარსი "თერმული წონასწორობა"ძალიან ხშირად გვხვდება სითბოს თეორიაში. ყველაზე ადვილია იმის გაგება, თუ რა თერმული წონასწორობაა ერთატომური აირის შემთხვევაში. თუ ჭურჭელში გაზი იქცევა ისე, რომ ჭურჭლის ყველა წერტილში ტემპერატურა ერთნაირია - ბუნებრივია, ჭურჭლის კედლების ტემპერატურაც ყოველთვის ერთნაირია - მაშინ გაზი თერმულ წონასწორობაშია. ეს ნიშნავს, რომ ასეთ გაზში სითბო არ მიედინება ჭურჭლის ერთი ნაწილიდან მეორეში, მასში არ იცვლება არც წნევა და არც ქიმიური შემადგენლობა და, ზოგადად, გაზში კლასიკური თერმული ფენომენების თვალსაზრისით, „არაფერი. ხდება.”
სითბო ყოველთვის მიედინება ისე, რომ ტემპერატურა გათანაბრდება, რათა სისტემა გადავიდეს თერმული წონასწორობის მდგომარეობაში. თერმული წონასწორობის მდგომარეობაზე გადასვლა შეიძლება იყოს რთული და საკმაოდ ხანგრძლივი პროცესი.
ტემპერატურის მასშტაბი. აბსოლუტური ტემპერატურის მასშტაბი
ტემპერატურის მასშტაბი
ყველა ინსტრუმენტში, რომელიც გამოიგონეს მე-18 საუკუნეში, ტემპერატურის გაზომვა შემცირდა წყლის, ალკოჰოლის ან ვერცხლისწყლის სვეტის სიგრძის გაზომვამდე. თერმომეტრები მუშაობდნენ მხოლოდ შეზღუდული ტემპერატურის დიაპაზონში. მათში შემავსებელი ნივთიერებები იყინებოდა და დუღდა და ამ თერმომეტრებს არ შეეძლოთ ძალიან დაბალი ან ძალიან მაღალი ტემპერატურის გაზომვა.
ცელსიუსის შკალამ ზუსტად დაადგინა ორი წერტილის პოზიცია - 0 და 100 გრადუსი, რომელთა შორის მანძილი სკალაზე დაყოფილი იყო თანაბარ ნაწილად. მაგრამ თითოეული განყოფილების როლი გაურკვეველი დარჩა. ასევე საჭირო იყო იმის გაგება, თუ რა ხდება სხეულში, როდესაც თერმომეტრში ვერცხლისწყალი ერთი გრადუსით მოიმატებს. უმარტივესი გზა იქნება ვივარაუდოთ, რომ ამ შემთხვევაში სხეულის ენერგია იმავე რაოდენობით იზრდება. ამ მნიშვნელობას, სხეულის მასის ერთეულზე, ეწოდება სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე.
აბსოლუტური ტემპერატურის მასშტაბი
ტემპერატურის ერთეული გაჩნდა შემთხვევით - დაადგინეს რიცხვი 100 წყლის დუღილის წერტილში. ამ აქტს მნიშვნელოვანი შედეგები მოჰყვა: კლაპეირონ-კლაუზიუსის კანონში გამოჩნდა ახალი გაზის მუდმივი R = 8,3157 ჯოული/გრადუსში. ეს რიცხვი წარმოიშვა მხოლოდ იმის გამო, რომ ხარისხის მნიშვნელობა ძალიან დიდი ხნის წინ იქნა შემოღებული და აირებში მომხდარი ყველა ცვლილება, ჩვევის გამო, მიეკუთვნებოდა საკმაოდ შემთხვევით შერჩეულ ტემპერატურულ შკალას. ახლა უფრო მოსახერხებელი იქნებოდა ხარისხის განმარტების შეცვლა და მისი იდეალური გაზის განტოლებასთან „დაკავშირება“. ამისათვის თქვენ უბრალოდ უნდა შეამციროთ გრადუსის მნიშვნელობა 8,3157-ჯერ და ვივარაუდოთ, რომ ტემპერატურა არის ასეთი "იდეალური აირის" მასშტაბით:
ლორდ კელვინის აღმოჩენა
ტემპერატურის მნიშვნელობის საკითხი დაინტერესდა ტომსონისთვის (მოგვიანებით ლორდ კელვინი), რომელმაც 1848 წელს აღმოაჩინა, რომ მარტივი, მაგრამ ძალიან მნიშვნელოვანი დასკვნის გაკეთება შეიძლებოდა კარნოს თეორემიდან. კელვინმა აღნიშნა, რომ თუ კარნოს ციკლის მოქმედება დამოკიდებულია მხოლოდ გამათბობლისა და მაცივრის ტემპერატურაზე, მაშინ ეს შესაძლებელს გახდის ტემპერატურის ახალი სკალის დადგენას, რომელიც არ არის დამოკიდებული სამუშაო სითხის თვისებებზე.
კარნოს ციკლი, თუ ის შეიძლება განხორციელდეს ორ სხეულს შორის, საშუალებას აძლევს ადამიანს განსაზღვროს ამ ორი სხეულის ტემპერატურული თანაფარდობა. ამ გზით განსაზღვრული ტემპერატურის მასშტაბი ე.წ აბსოლუტური ტემპერატურის მასშტაბი.იმისათვის, რომ თავად აბსოლუტურ ტემპერატურას ჰქონდეს გარკვეული მნიშვნელობა, საჭიროა ახალი აბსოლუტური სკალის ერთი წერტილისთვის რაიმე რიცხვის შერჩევა: ტემპერატურის ერთი რიცხვითი მნიშვნელობა თვითნებურად უნდა იყოს დაყენებული. ამის შემდეგ, ყველა სხვა მნიშვნელობა განისაზღვრება პრინციპში კარნოს ციკლის გამოყენებით.
სამწუხაროდ, კელვინის მასშტაბის თეორიული კონსტრუქციის მთელი სილამაზის მიუხედავად, კარნოს ციკლის პრაქტიკულად განხორციელება ძალიან რთულია. რთულია შექცევადი ციკლის განხორციელება, ძნელია ზარალებისგან თავის დაღწევა.
რეალური ტემპერატურის მასშტაბი
მრავალი წლის განმავლობაში ტემპერატურული სკალისთვის ორ წერტილს ირჩევდნენ - ყინულის დნობის წერტილი და წყლის დუღილის წერტილი - და მათ შორის მანძილი იყოფა 100 ნაწილად, რომელთაგან თითოეული განიხილებოდა ხარისხად. ეს მასშტაბი ორი საცნობარო წერტილით მიღებულია მთელ მსოფლიოში.
თუმცა ამ სასწორს დიდი ნაკლი ჰქონდა გაზომვის სიზუსტის თვალსაზრისით. ამისთვის აუცილებელი იყო, რომ შეგვეძლოს ზუსტად რეპროდუცირება როგორც ყინულის დნობის, ისე მდუღარე წყლის პირობების შესახებ. უფრო ადვილი იყო ერთი საცნობარო წერტილის მიღება, მაგალითად, ყინულის დნობის წერტილი და ტემპერატურის გაზომვა წნევის თანაფარდობასთან მიმართებაში, რომელიც დაკავშირებულია ტემპერატურის თანაფარდობასთან მდგომარეობის განტოლებით.
წყლის ეგრეთ წოდებული სამმაგი წერტილი ახლა შერჩეულია საცნობარო პუნქტად - ტემპერატურა, რომლის დროსაც მისი სამივე ფაზა წონასწორობაშია: ორთქლი - წყალი - ყინული. ასეთ მასშტაბებზე გადასვლა თითქმის შეუმჩნეველი დარჩა. ასეთი რეფორმა განხორციელდა 1954 წელს და ახლა კითხვაზე, თუ რა ტემპერატურაზე დნება ყინული ნორმალური წნევის დროს, პასუხი უნდა გაეცეს "დაახლოებით 0-ზე".
ტემპერატურის საერთაშორისო მასშტაბი
ერთი საორიენტაციო წერტილის მქონე სკალა არ არის რთული შეჯერება კელვინ-მენდელეევის სკალასთან, რომელიც დაფუძნებულია კარნოს თეორემაზე. თერმოდინამიკური მასშტაბი არ იცვლება, თუ ყველა ტემპერატურის მნიშვნელობა მრავლდება იმავე რიცხვზე. საცნობარო წერტილის არჩევა აღმოფხვრის ამ გაურკვევლობას.
თერმოდინამიკური სასწორის გამოყენება შესაძლებელია მხოლოდ სპეციალურ, კარგად აღჭურვილ ლაბორატორიებში. ჩვეულებრივ ლაბორატორიებში იყენებენ სასწორს სახელწოდებით MPTS68 (საერთაშორისო პრაქტიკული ტემპერატურის სკალა, მიღებული 1968 წელს). ამ მასშტაბში წყლის დუღილის წერტილი ზუსტად 100 გრადუსია, გარდა ამისა, არის სხვა საცნობარო წერტილები, რომლებსაც ასევე ენიჭება გარკვეული ტემპერატურის მნიშვნელობა.
დაბალი ტემპერატურა
დაბალი ტემპერატურის მიღების ინტერესი წარმოიშვა არა მხოლოდ პრაქტიკული მოსაზრებებიდან. ფიზიკოსებს დიდი ხანია აინტერესებთ კითხვა, შესაძლებელია თუ არა აირები, როგორიცაა ჰაერი, ჟანგბადი და წყალბადი თხევადად გადაქცევა. ამ ამბის დასაწყისი 1877 წლით თარიღდება.
1877 წელს სამთო ინჟინერმა კაიეტმა ჩააგდო თხევადი აცეტილენის წვეთები ლაბორატორიულ ჭურჭელში, რომელმაც მოულოდნელად გაჟონვა გამოიწვია. წნევის მკვეთრმა ვარდნამ გამოიწვია ნისლის წარმოქმნა. თითქმის იმავე დღეებში, ჟენევის პიქტეტმა იტყობინება სხვადასხვა გაზების თანმიმდევრული, კასკადური შემცირების შესახებ, რაც დასრულდა თხევადი ჟანგბადის გამომუშავებით -140 გრადუს ცელსიუს ტემპერატურაზე და 320 ატმოსფერო წნევაზე.
უნდა ავღნიშნოთ დევარტიც. რომელიც 1898 წელს აწარმოებდა თხევად წყალბადს და ამცირებს ტემპერატურას დაახლოებით 129 კ-მდე. საბოლოოდ, 1908 წელს ჰოლანდიაში კამერლინგ ონესმა ასევე მიიღო თხევადი ჰელიუმი. ტემპერატურა, რომელიც მან მიაღწია, მხოლოდ 1 გრადუსით განსხვავდებოდა აბსოლუტური ნულიდან.
1939 წელს P.L. Kapitsa-მ დაამტკიცა გათხევადების მანქანების დიდი ეფექტურობა, რომლებშიც გაზი მუშაობს ტურბინის გამოყენებით. მას შემდეგ ტურბოექსპანდერები ფართოდ გავრცელდა. მან ასევე შესთავაზა ჰელიუმის გათხევადების ეფექტური ინსტალაციის დიზაინი.
ბიბლიოგრაფია
ედელმან ვ.ს. "აბსოლუტური ნულის მახლობლად." 1-M., 1987 წ.
Detlaf A.A., Yavorsky B.N., "ფიზიკის კურსი". -მ., 1989 წ.
ტროფიმოვა T.I. "ფიზიკის კურსი". 1-მ., 1990 წ.
სმოროდინსკი ია.ა. "ტემპერატურა". - მ., 1987 წ.
ტექსტი აღებულია საიტიდან: www.xreferat.ru
მეგალოვი ა.
ტემპერატურა ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მაჩვენებელია, რომელიც გამოიყენება საბუნებისმეტყველო მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სხვადასხვა დარგში. ფიზიკასა და ქიმიაში იგი გამოიყენება როგორც იზოლირებული სისტემის წონასწორობის მდგომარეობის ერთ-ერთი მთავარი მახასიათებელი, მეტეოროლოგიაში - როგორც კლიმატისა და ამინდის მთავარი მახასიათებელი, ბიოლოგიასა და მედიცინაში - როგორც ყველაზე მნიშვნელოვანი რაოდენობა, რომელიც განსაზღვრავს სასიცოცხლო ფუნქციებს.
ჩამოტვირთვა:
გადახედვა:
გადახედვის გამოსაყენებლად შექმენით Google ანგარიში და შედით მასში: https://accounts.google.com
გადახედვა:
პრეზენტაციის გადახედვის გამოსაყენებლად შექმენით Google ანგარიში და შედით მასში: https://accounts.google.com
სლაიდის წარწერები:
პრეზენტაცია თემაზე: „თერმომეტრების გამოგონების ისტორია“ პრეზენტაცია წარმოადგინა მუნიციპალური საგანმანათლებლო დაწესებულების „გიმნაზია No2“ 10 „ა“ კლასის მეგალოვ არტემის მოსწავლემ.
გალილეო გალილეის თერმოსკოპი 1592 წელს გალილეო გალილეიმ შექმნა თერმოსკოპი. თერმოსკოპი იყო პატარა მინის ბურთი შედუღებული მინის მილით. ბურთი გაცხელდა და მილის ბოლო წყალში ჩაყარეს. როდესაც ბურთი გაცივდა, მასში წნევა შემცირდა და მილში წყალი, ატმოსფერული წნევის გავლენით, გარკვეულ სიმაღლეზე ავიდა. ამინდის დათბობასთან ერთად მილებში წყლის დონე დაეცა. მოწყობილობის მინუსი ის იყო, რომ მისი გამოყენება შეიძლებოდა მხოლოდ სხეულის გათბობის ან გაგრილების შედარებითი ხარისხის შესაფასებლად, რადგან მას ჯერ არ გააჩნდა მასშტაბი.
ფლორენციული თერმომეტრები მოგვიანებით, ფლორენციელმა მეცნიერებმა გააუმჯობესეს გალილეოს თერმოსკოპი მძივების მასშტაბის დამატებით და ჰაერის ამოტუმბვით ბუშტიდან. მე-17 საუკუნეში ფლორენციელმა მეცნიერმა ტორიჩელის მიერ ჰაერის თერმოსკოპი ალკოჰოლურ თერმოსკოპად გადაკეთდა. მოწყობილობა ამოატრიალეს, ჭურჭელი წყლით ამოიღეს და სპირტი ჩაასხეს მილში. მოწყობილობის მოქმედება ეფუძნებოდა ალკოჰოლის გაფართოებას გაცხელებისას - ახლა ჩვენებები არ იყო დამოკიდებული ატმოსფერულ წნევაზე. ეს იყო ერთ-ერთი პირველი თხევადი თერმომეტრი. ფლორენციის თერმომეტრი
ორი უკიდურესი წერტილი იმ დროს, ინსტრუმენტის ჩვენებები ჯერ კიდევ არ იყო ერთმანეთთან შესაბამისობაში, რადგან სასწორის დაკალიბრებისას რაიმე კონკრეტული სისტემა არ იყო გათვალისწინებული. 1694 წელს კარლო რენალდინიმ შესთავაზა ყინულის დნობის ტემპერატურა და წყლის დუღილის ორი უკიდურესი წერტილის მიღება.
ფარენჰაიტის ვერცხლისწყლის თერმომეტრი 1714 წელს D. G. Fahrenheit-მა შექმნა ვერცხლისწყლის თერმომეტრი. მან სკალაზე სამი ფიქსირებული წერტილი მონიშნა: 32°F არის მარილიანი ხსნარის გაყინვის წერტილი, 96°F არის ადამიანის სხეულის ტემპერატურა და 212°F არის წყლის დუღილის წერტილი. ფარენჰაიტის თერმომეტრი გამოიყენებოდა ინგლისურენოვან ქვეყნებში მე-20 საუკუნის 70-იან წლებამდე და დღემდე გამოიყენება აშშ-ში.
ფრანგი როიმურის სასწორი კიდევ ერთი მასშტაბი შემოგვთავაზა ფრანგმა მეცნიერმა როიმურმა 1730 წელს. მან ექსპერიმენტი ჩაატარა ალკოჰოლური თერმომეტრით და მივიდა იმ დასკვნამდე, რომ სასწორის აგება შეიძლებოდა ალკოჰოლის თერმული გაფართოების შესაბამისად. მას შემდეგ რაც დაადგინა, რომ მის მიერ გამოყენებული ალკოჰოლი, წყალთან შერეული 5:1 თანაფარდობით, ფართოვდება 1000:1080 თანაფარდობით, მეცნიერმა შესთავაზა სკალის გამოყენება 0-დან 80 გრადუსამდე. ყინულის დნობის ტემპერატურის აღება 0°, ხოლო წყლის დუღილის ტემპერატურის ნორმალურ ატმოსფერულ წნევაზე 80°.
ანდერს ცელსიუსის მასშტაბი 1742 წელს ანდერს ცელსიუსმა შემოგვთავაზა სკალა ვერცხლისწყლის თერმომეტრისთვის, რომელშიც უკიდურეს წერტილებს შორის ინტერვალი იყოფა 100 გრადუსად. ამავდროულად, თავდაპირველად წყლის დუღილის წერტილი იყო 0 °, ხოლო ყინულის დნობის ტემპერატურა 100 °. თუმცა, ამ ფორმით სასწორი არასასიამოვნო აღმოჩნდა და მოგვიანებით ასტრონომმა მ. სტრემერმა და ბოტანიკოსმა კ. ლინეუსმა გადაწყვიტეს ექსტრემალური წერტილების გაცვლა.
სხვადასხვა თერმომეტრები და სასწორები M.V. Lomonosov შემოგვთავაზა თხევადი თერმომეტრი 150 მასშტაბით. I. G. Lambert იყო პასუხისმგებელი ჰაერის თერმომეტრის შექმნაზე 375 ° სკალით, სადაც ჰაერის მოცულობის გაფართოების მეათასედი იყო აღებული როგორც ერთი გრადუსი. ასევე იყო მცდელობები, შეექმნათ თერმომეტრი მყარი ნივთიერებების გაფართოებაზე. ასე რომ, 1747 წელს ჰოლანდიელმა პ. მუშენბრუგმა გამოიყენა რკინის გისოსის გაფართოება რიგი ლითონის დნობის წერტილის გასაზომად.
კელვინის აბსოლუტური მასშტაბი ზემოთ განხილულ ტემპერატურულ სკალებში, საცნობარო წერტილი იყო თვითნებური. მე-19 საუკუნის დასაწყისში ინგლისელმა მეცნიერმა ლორდ კელვინმა შემოგვთავაზა აბსოლუტური თერმოდინამიკური მასშტაბი. ამავდროულად, კელვინმა დაასაბუთა აბსოლუტური ნულის ცნება, რომელიც აღნიშნავს ტემპერატურას, რომლის დროსაც წყდება მოლეკულების თერმული მოძრაობა. ცელსიუსში არის -273,15 °C.
როგორ იყო მაშინ ეს არის თერმომეტრისა და თერმომეტრიული სასწორების გაჩენის ძირითადი ისტორია. დღეს სამეცნიერო კვლევებში გამოიყენება ცელსიუსის, ფარენჰეიტის (აშშ) და კელვინის მასშტაბის თერმომეტრები.
როგორც ახლა არის ამჟამად, ტემპერატურა იზომება ინსტრუმენტების გამოყენებით, რომელთა მოქმედება დაფუძნებულია სითხეების, აირების და მყარი ნივთიერებების სხვადასხვა თერმომეტრულ თვისებებზე. დღესდღეობით მრავალი მოწყობილობა გამოიყენება ინდუსტრიაში, ყოველდღიურ ცხოვრებაში და სამეცნიერო კვლევებში - გაფართოების თერმომეტრები და ლაბორატორიული აღჭურვილობა, თერმოელექტრული და წინააღმდეგობის თერმომეტრები, ასევე პირომეტრული თერმომეტრები, რომლებიც საშუალებას გაძლევთ გაზომოთ ტემპერატურა უკონტაქტო გზით.
ჩვენი ყოველდღიური ცხოვრების ისეთი ჩვეულებრივი და მარტივი საზომი მოწყობილობის გამოგონებამდე, როგორიცაა თერმომეტრი, ადამიანებს შეეძლოთ მათი თერმული მდგომარეობის შეფასება მხოლოდ უშუალო შეგრძნებების მიხედვით: თბილი ან გრილი, ცხელი ან ცივი.
გამოგონების ისტორია
თერმოდინამიკის ისტორია დაიწყო, როდესაც გალილეო გალილეიმ შექმნა პირველი ინსტრუმენტი ტემპერატურის ცვლილებების დასაკვირვებლად 1592 წელს და მას თერმოსკოპი უწოდა. თერმოსკოპი იყო პატარა მინის ბურთი შედუღებული მინის მილით. ბურთი გაცხელდა და მილის ბოლო წყალში ჩაყარეს. როდესაც ბურთი გაცივდა, მასში წნევა შემცირდა და მილში წყალი, ატმოსფერული წნევის გავლენით, გარკვეულ სიმაღლეზე ავიდა. ამინდის დათბობასთან ერთად მილებში წყლის დონე დაეცა. მოწყობილობის მინუსი ის იყო, რომ მისი გამოყენება შეიძლებოდა მხოლოდ სხეულის გათბობის ან გაგრილების შედარებითი ხარისხის შესაფასებლად, რადგან მას ჯერ არ გააჩნდა მასშტაბი.
მოგვიანებით, ფლორენციელმა მეცნიერებმა გააუმჯობესეს გალილეოს თერმოსკოპი მძივების მასშტაბის დამატებით და ჰაერის ამოტუმბვით ბუშტიდან.
მე-17 საუკუნეში ფლორენციელმა მეცნიერმა ტორიჩელის მიერ ჰაერის თერმოსკოპი ალკოჰოლურ თერმოსკოპად გადაკეთდა. მოწყობილობა ამოატრიალეს, ჭურჭელი წყლით ამოიღეს და სპირტი ჩაასხეს მილში. მოწყობილობის მოქმედება ეფუძნებოდა ალკოჰოლის გაფართოებას გაცხელებისას - ახლა ჩვენებები არ იყო დამოკიდებული ატმოსფერულ წნევაზე. ეს იყო ერთ-ერთი პირველი თხევადი თერმომეტრი.
იმ დროს ინსტრუმენტების წაკითხვები ჯერ კიდევ არ იყო ერთმანეთთან შესაბამისობაში, ვინაიდან სასწორის დაკალიბრებისას რაიმე კონკრეტული სისტემა არ იყო გათვალისწინებული. 1694 წელს კარლო რენალდინიმ შესთავაზა ყინულის დნობის ტემპერატურა და წყლის დუღილის ორი უკიდურესი წერტილის მიღება.
1714 წელს D. G. Fahrenheit-მა შექმნა ვერცხლისწყლის თერმომეტრი. მან სკალაზე სამი ფიქსირებული წერტილი მონიშნა: ქვედა, 32°F, არის მარილიანი ხსნარის გაყინვის წერტილი, 96°, ადამიანის სხეულის ტემპერატურა და ზედა, 212°F, წყლის დუღილის წერტილი. ფარენჰაიტის თერმომეტრი გამოიყენებოდა ინგლისურენოვან ქვეყნებში მე-20 საუკუნის 70-იან წლებამდე და დღემდე გამოიყენება აშშ-ში.
კიდევ ერთი მასშტაბი შემოგვთავაზა ფრანგმა მეცნიერმა როიმურმა 1730 წელს. მან ექსპერიმენტი ჩაატარა ალკოჰოლური თერმომეტრით და მივიდა იმ დასკვნამდე, რომ სასწორის აგება შეიძლებოდა ალკოჰოლის თერმული გაფართოების შესაბამისად. მას შემდეგ რაც დაადგინა, რომ მის მიერ გამოყენებული ალკოჰოლი, წყალთან შერეული 5:1 თანაფარდობით, ფართოვდება 1000:1080 თანაფარდობით, როდესაც ტემპერატურა იცვლება გაყინვის წერტილიდან წყლის დუღილის წერტილამდე, მეცნიერმა შესთავაზა გამოიყენოს მასშტაბი 0-დან. 80 გრადუსამდე. ყინულის დნობის ტემპერატურის აღება 0°, ხოლო წყლის დუღილის ტემპერატურის ნორმალურ ატმოსფერულ წნევაზე 80°.
1742 წელს შვედმა მეცნიერმა ანდრეს ცელსიუსმა შემოგვთავაზა სკალა ვერცხლისწყლის თერმომეტრისთვის, რომელშიც უკიდურეს წერტილებს შორის ინტერვალი იყოფა 100 გრადუსად. ამავდროულად, თავდაპირველად წყლის დუღილის წერტილი იყო 0°, ხოლო ყინულის დნობის ტემპერატურა 100°. თუმცა, ამ ფორმით, მასშტაბი არც თუ ისე მოსახერხებელი აღმოჩნდა და მოგვიანებით ასტრონომმა მ. სტრემერმა და ბოტანიკოსმა კ. ლინეუსმა გადაწყვიტეს ექსტრემალური წერტილების გაცვლა.
ლომონოსოვმა შესთავაზა თხევადი თერმომეტრი მასშტაბით 150 განყოფილებით ყინულის დნობის წერტილიდან წყლის დუღილის წერტილამდე. I. G. Lambert პასუხისმგებელია ჰაერის თერმომეტრის შექმნაზე 375° მასშტაბით, სადაც ჰაერის მოცულობის გაფართოების მეათასედი მიიღება როგორც ერთი გრადუსი. ასევე იყო მცდელობები, შეექმნათ თერმომეტრი მყარი ნივთიერებების გაფართოებაზე. ასე რომ, 1747 წელს ჰოლანდიელმა პ. მუშენბრუგმა გამოიყენა რკინის გისოსის გაფართოება რიგი ლითონის დნობის წერტილის გასაზომად.
მე-18 საუკუნის ბოლოსათვის საგრძნობლად გაიზარდა სხვადასხვა ტემპერატურის მასშტაბების რაოდენობა. ლამბერტის პილომეტრიკის მიხედვით, იმ დროს ისინი 19 იყო.
ზემოთ განხილული ტემპერატურის სკალები გამოირჩევა იმით, რომ მათთვის საწყისი წერტილი თვითნებურად იქნა არჩეული. მე-19 საუკუნის დასაწყისში ინგლისელმა მეცნიერმა ლორდ კელვინმა შემოგვთავაზა აბსოლუტური თერმოდინამიკური მასშტაბი. ამავდროულად, კელვინმა დაასაბუთა აბსოლუტური ნულის ცნება, რომელიც აღნიშნავს ტემპერატურას, რომლის დროსაც წყდება მოლეკულების თერმული მოძრაობა. ცელსიუსში არის -273,15°C.
თერმომეტრების სახეები
ეს არის თერმომეტრისა და თერმომეტრიული სასწორების გაჩენის ძირითადი ისტორია. დღეს სამეცნიერო კვლევებში გამოიყენება ცელსიუსის, ფარენჰეიტის (აშშ-ში) და კელვინის მასშტაბის თერმომეტრები. ამჟამად ტემპერატურა იზომება ინსტრუმენტების გამოყენებით, რომელთა მოქმედება ეფუძნება სითხეების, აირების და მყარი ნივთიერებების სხვადასხვა თერმომეტრულ თვისებებს. და თუ მე -18 საუკუნეში იყო აღმოჩენების ნამდვილი "ბუმი" ტემპერატურის საზომი სისტემების სფეროში, მაშინ გასულ საუკუნეში დაიწყო აღმოჩენების ახალი ერა ტემპერატურის გაზომვის მეთოდების სფეროში. დღეს არის მრავალი მოწყობილობა, რომელიც გამოიყენება ინდუსტრიაში, ყოველდღიურ ცხოვრებაში და სამეცნიერო კვლევებში - გაფართოების თერმომეტრები და მანომეტრიული თერმომეტრები, თერმოელექტრული და წინააღმდეგობის თერმომეტრები, ასევე პირომეტრული თერმომეტრები, რომლებიც საშუალებას გაძლევთ გაზომოთ ტემპერატურა უკონტაქტო გზით.
