Când a fost inventat termometrul? Istoria creării termometrului: cum a fost inventat primul termometru? Ce este căldura? Grade si temperatura
Astăzi nu există o singură persoană care să nu folosească un astfel de dispozitiv ca termometru. Momentan este o întâmplare comună. Cu toate acestea, acesta nu a fost întotdeauna cazul. Puțini oameni știu ce călătorie lungă și dificilă a avut termometrul. Istoria apariției sale merge adânc în trecut.
Primul termometru, sau mai degrabă termoscop, a fost inventat în timpul Renașterii, la sfârșitul secolului al XVI-lea. Creatorul său a fost nimeni altul decât Galileo Galilei. Termoscopul era o bilă de sticlă la care era lipit un tub. Încălzind mingea cu mâinile și întorcând-o, fizicianul italian a coborât capătul liber al tubului de sticlă într-un vas cu apă colorată sau vin. După ce mingea s-a răcit, volumul de aer pe care îl conținea a scăzut semnificativ, iar apa a urcat prin tub. Diferența dintre un termoscop și un termometru modern a fost că, în invenția lui Galileo, în loc de mercur, aerul sa extins.
Aproape concomitent cu Galileo, neștiind încă despre descoperirea sa, profesorul S. Santorio de la Universitatea din Padova și-a creat propriul aparat cu ajutorul căruia se putea măsura temperatura corpului uman.
Dispozitivul era destul de voluminos și avea, de asemenea, forma unei bile și a unui tub de înfășurare alungit pe care erau desenate diviziuni. Capătul liber al tubului a fost umplut cu lichid colorat. Pentru a măsura temperatura, o persoană trebuia să ia această minge în gură sau să o încălzească cu mâinile. Deoarece dispozitivul lui Santorio era destul de mare, a fost instalat în curtea casei.
În Europa, la începutul secolului al XV-lea, au fost fabricate un număr foarte mare de termometre unice. De exemplu, în Țările de Jos, așa-numitul termometru de tip „olandez”, care avea două bile și un tub de înfășurare, era larg răspândit. Bila inferioară a fost umplută cu lichid, iar bila superioară a fost umplută cu aer.
Invenția primului termometru, ale cărui date nu au fost determinate de modificările presiunii atmosferice, a avut loc în 1641. Un astfel de termometru a fost creat sub Sfântul Împărat Roman, Ferdinand al II-lea, care nu a fost doar un patron al artelor, ci și autorul multor instrumente. Experimentele fizicianului Toricelli cu barometre pline cu mercur au dat un impuls îmbunătățirii termoscopului, care a fost inventat de Galileo. Acest dispozitiv a fost pur și simplu răsturnat, s-a adăugat alcool colorat la minge și capătul superior al tubului a fost sigilat.
Fizicianul german Otto von Guericke, în timp ce studia aerul atmosferic, a inventat o serie de termometre unice, inclusiv cel mai mare, a cărui înălțime era de șapte metri. Acest termometru original a fost atașat de peretele casei. O minge mare de cupru, acoperită cu vopsea albastră și decorată cu stele aurii, era umplută cu aer. Un cot al tubului, sudat de jos, a fost parțial umplut cu lichid, în timp ce celălalt a rămas deschis. Pe vreme caldă, aerul fierbinte din bila de sticlă a împins lichidul din tub, plutitorul a început să se ridice, iar îngerul a căzut, arătând astfel diviziunea corespunzătoare a scalei. Divizia cea mai de jos a arătat „căldură mare”, iar cea mai înaltă, a șaptea divizie, a arătat „frig mare”.
La acea vreme, scara unică pe care o folosim astăzi nu exista. Oamenii de știință pentru o lungă perioadă de timp nu au putut găsi punctele de plecare, distanța dintre care ar trebui împărțită în mod egal. Ei au sugerat să se țină cont, de exemplu, de punctele de topire ale gheții și ale untului topit. După ceva timp, mai exact în 1714, a apărut un termometru mai mult sau mai puțin utilizabil. Creatorul unui astfel de termometru a fost fizicianul german Gabriel Fahrenheit.
Inițial, Fahrenheit a creat două termometre cu alcool, dar datorită acestora s-au putut face doar măsurători precise condiționat. Apoi, fizicianul a decis să folosească mercur în termometru. Această invenție s-a dovedit a avea mai mult succes. În termometre a folosit mai multe tipuri de cântare, ultimul dintre care se baza pe trei puncte stabilite. Primul punct a fost temperatura compoziției apei, gheții și amoniacului, care a fost marcată cu 0 grade, al doilea a fost temperatura amestecului de apă și gheață, desemnată 32 de grade, iar al treilea a fost punctul de fierbere al apei, care era 212 grade. Această scară a fost numită ulterior după creatorul său. Scara Fahrenheit este încă folosită în SUA și Anglia.
După 30 de ani, astronomul Anders Celsius a început să efectueze experimente cu un termometru cu mercur pentru a studia corelația dintre punctul de topire al zăpezii și punctul de fierbere din presiunea atmosferică. Celsius a ajuns la concluzia că ar fi rațional să se împartă distanța dintre puncte în 100 de intervale. Cifra 100 a marcat punctul de topire al gheții, iar 0 punctul de fierbere al apei.
Cu toate acestea, în 1860, omul de știință englez William Kelvin a propus un nou model al scalei de temperatură. O temperatură de -273 de grade Celsius corespundea energiei cinetice zero a moleculelor. Deoarece nicio substanță nu poate fi răcită în continuare, o temperatură de -273 de grade este considerată „zero absolut”. În scara lui William Kelvin, zero a fost luat drept început și fiecare diviziune ulterioară a fost egală cu un grad obișnuit. Această scară s-a dovedit a fi foarte convenabilă, deoarece cu ajutorul ei a fost posibilă afișarea completă a tuturor fenomenelor care au loc pe Pământ.
În medicină, termometria a început să fie folosită mult mai târziu decât în tehnologie. Încă din 1861, Karl Gerhard credea că măsurarea temperaturii era o procedură foarte dificil de introdus în practică și de utilizare regulată. După ceva timp, aceste dispozitive simple, dar foarte necesare, au ajuns la casele noastre din laboratoare și clinici - termometre medicale, care servesc demn științei și păzesc sănătatea umană.
Probabil primul dispozitiv care putea, dacă nu măsura, atunci măcar estima temperatura a fost termoscopul Galileo : un balon de mărimea unui ou de găină, al cărui gât era subțire ca o tulpină de grâu, se umplea pe jumătate cu apă și se scufunda într-o cană. În ciuda acestei simplități, dispozitivul era foarte sensibil, deși răspundea, pe lângă temperatură, și la presiunea aerului.
În 1636 apare prima dată cuvântul "termometru" . Așa se numea dispozitiv al olandezului K. Drebbel — „Uneltă Drebbel” pentru măsurarea temperaturii, având până la 8 diviziuni.
Termos la op Galileo. Desen din aproximativ secolul al XVII-lea.
I. Newto n în lucrarea 1701 „Pe scara gradelor de căldură și frig” descris scara de 12 grade , 0 0 care corespundea temperaturii de îngheț a apei și 12° temperaturii corpului unei persoane sănătoase. Toate acestea și multe alte termometre erau termometre pe gaz: atunci când erau încălzite, aerul se dilată.
Primul termometru lichid, similar unui termometru modern, a fost realizat de fizicianul german G. Fahrenheit în 1724.. Construind termometre cu alcool și mercur de mai bine de cincisprezece ani, el și-a dat seama cum să le facă citiri identice și mai precise: trebuie să luați mai multe puncte cu o temperatură cunoscută, să le trasați valorile pe scale și să împărțiți distanțele între lor.
Fahrenheit a luat cea mai scăzută temperatură a iernii extrem de aspre din 1709 ca 0° și ulterior a imitat-o într-un amestec de sare de masă și amoniac cu gheață. Ca al doilea punct de referință, a luat temperatura gheții care se topește și a împărțit acest segment la 32 de grade. Al treilea punct - temperatura corpului uman - sa dovedit a fi aproape 98, iar punctul de fierbere al apei a fost 212..
În scenariul de film al lui A. Gaidar „Comandantul cetății de zăpadă” există următorul episod:
„Dădaca îi arată pe Sasha:
- Uite, tată, are febră.
— Fiecare persoană are o temperatură.
„Are o temperatură de o sută de grade”, spune Zhenya.
„Nu toată lumea are asta”, este de acord doctorul.
Dialogul provoacă invariabil entuziasm vesel în rândul cititorilor tineri, dar copiilor din SUA și Anglia, unde este încă acceptat Fahrenheit , comedia lui poate să nu fie apreciată: temperatura pacientului este de 100 ° C - doar o ușoară febră, pe care aproape oricine o poate avea - 37,8 ° C.
Folosit în Franța și Rusia Scara Reaumur , creat în 1730.
Com Un termometru natural de la începutul secolului al XX-lea cu scale Celsius și Reaumur.
.
R. Reaumur. Termometrele de acest tip au fost folosite în țara noastră până în anii 30 ai secolului XX.
Naturalist francez, om de știință cu mintea largă, „Pliniu al secolului al XVIII-lea”, așa cum l-au numit contemporanii săi, R. Reaumur a construit-o în conformitate cu dilatarea termică a lichidului. După ce a descoperit că, atunci când este încălzit, un amestec de apă și alcool se extinde cu 80 de miimi din volumul său între temperaturile de îngheț și de fierbere ale apei (valoarea modernă este 0,084), Reaumur a împărțit acest interval în 80 de grade.
Puțin mai devreme, la începutul secolului al XVIII-lea, termometrele academicianului din Sankt Petersburg J. Delisle cu o scară de 150 de grade pe același interval de temperatură erau răspândite în Rusia, dar nu au durat mult. Cei care i-au alungat Termometre Réaumur au fost în uz timp de aproape două secole și în urmă cu doar 50-60 de ani a făcut loc termometrelor Celsius cu o scară modernă de 100 de grade .
Până la sfârșitul secolului al XVIII-lea, numărul diferitelor scări de temperatură se apropia de două duzini, ceea ce era atât incomod, cât și inutil. În plus, a devenit curând clar că chiar și instrumentele calibrate cu atenție cu lichide diferite arată temperaturi diferite. La 50°C, termometrul cu mercur arăta 43°C cu alcool, termometrul cu ulei de măsline -49°C, cu apă curată - 25,6°C, iar cu apă sărată - 45,4°C.
Am găsit o cale de ieșire celebrul fizician englez W. Thomson (Lord Kelvin) . În 1848, el a propus să măsoare nu temperatura, ci cantitatea de căldură pe care o numea într-un anumit proces Ciclul Carnot , se transmite de la un corp fierbinte la unul rece: este determinat doar de temperaturile acestora si este complet independent de substanta incalzita. În scala de temperatură termodinamică sau absolută construită pe acest principiu, Unitatea de măsură a temperaturii se numește kelvin .
Scara termodinamică a fost bună pentru toată lumea, eu unul: în practica de zi cu zi, măsurătorile termice cu calculele ulterioare sunt extrem de incomode și Ciclul Carnot, perfect studiat teoretic, este greu de reprodus în afara unui laborator metrologic de specialitate. Prin urmare, pe baza sa în 1968 a fost în cele din urmă înființat Scala internațională practică de temperatură (MPTS-68) , care se bazează pe 11 puncte de referință reproductibile între punct triplu în hidrogen (13,81 K) și temperatura de solidificare a aurului (1337,58 K) ) și se abate de la scara termodinamică în regiunea de fierbere a apei cu doar 0,005 K. Această scară este folosită și astăzi.
Uneori găsit în literatura științifică engleză și americană scara absolută a scoțianului W. Rankin (mijlocul secolului al XIX-lea), unul dintre creatorii termodinamicii tehnice. Punctul său zero coincide cu 0 K și gradul Rankine egală ca mărime cu un grad Fahrenheit.
Dintre multele scări de temperatură, doar patru au ajuns la vremea noastră, deși acest lucru este clar prea mult. În știință, temperatura este exprimată în Kelvin, dar în viață folosim Celsius și ocazional vedem scările Reaumur și Fahrenheit.
Se poate face folosind relații speciale (formule) sau automat pe paginile site-ului nostru (urmăriți linkul din stânga).
Ce este căldura? Grade si temperatura
Toată lumea știe ce este căldura. Se știe că particulele din gaze, lichide și solide sunt în mișcare continuă și această mișcare este percepută ca căldură. Energia de mișcare a particulelor, mediată pe numărul lor uriaș, determină temperatura.
Teoria căldurii nu a apărut imediat. Multă vreme nu au putut înțelege ce este căldura și nici care este diferența dintre temperatură și căldură. Mulți fizicieni au asociat căldura cu mișcarea moleculelor. Deci, în special, se gândi Lomonosov. Dar transformarea raționamentului general într-o știință riguroasă nu a fost ușor.
Povestea modului în care au învățat să măsoare temperatura este interesantă și neobișnuită. Termometrele au fost inventate cu mulți ani înainte ca oamenii să înțeleagă ce măsoară.
Temperatura este asociată cu concepte foarte vagi de căldură și frig, care au fost localizate în creația omului undeva lângă miros și gust. Din timpuri imemoriale, omul a știut că atunci când două corpuri intră în contact strâns, se stabilește echilibrul termic între ele. O mână pusă în apă se încălzește (sau se răcește) în același grad ca și apa. Fluxurile de căldură există peste tot în natură. Oamenii de știință natural au văzut de mult acest lucru ca pe o manifestare a marilor legi ale naturii.
Oamenii de știință antici și scolasticii medievali au comparat proprietățile de atracție și repulsie cu căldura și frigul. Medicii antici au fost primii care au avut nevoie de o scară comparativă și, în plus, destul de precisă a căldurii corporale. Ei au observat cu mult timp în urmă că sănătatea unei persoane este oarecum legată de căldura corpului său și că medicamentele pot schimba această calitate. Medicamentele au fost creditate cu efect de răcire sau încălzire, iar gradul acestui efect a fost determinat în grade. Medicamentele erau amestecate între ele, iar amestecurile aveau grade diferite. „Amestec” în latină înseamnă „temperatură”.
Istoria creării și dezvoltării termometrului
Galileo
Niciunul dintre contemporanii lui Galileo nu s-a putut compara cu el în capacitatea de a vedea mari legi în fenomene simple. El a fost unul dintre primii care a scris despre natura mecanică a căldurii.
Galileo a publicat o carte pe care a numit-o „EL saggiatore” (cântar pentru cântărirea aurului), în care își expune în detaliu părerile sale asupra naturii fenomenelor fizice. În ea, el vorbește, în special, despre încălzirea solidelor prin frecare și oferă alte dovezi ale naturii mecanice a căldurii. Cu toate acestea, nu știa că mecanic este posibil să se încălzească nu numai solide, ci și lichide sau chiar gaze. Galileo a fost, de asemenea, împiedicat de lipsa datelor numerice despre căldură.
Galileo a abordat studiul fenomenelor termice din aceleași poziții; În primul rând, a studiat cum să măsoare temperatura corpului. Termometrele realizate de Galileo (circa 1597) constau dintr-o bilă de sticlă umplută cu aer; Din fundul mingii venea un tub parțial umplut cu apă, care se termina într-un vas plin și el cu apă. Înălțimea coloanei depindea atât de temperatură, cât și de presiunea atmosferică și era imposibil să o măsoare cu exactitate cu un astfel de termometru. Sub Galileo, ideea că aerul ar putea apăsa pământul părea destul de sălbatică. Prin urmare, termometrul lui Galileo a măsurat o valoare destul de incertă, dar chiar și un astfel de termometru a făcut posibilă compararea temperaturii diferitelor corpuri în același timp și în același loc.
Chiar și atunci, cu ajutorul unui termometru încă imperfect, medicul și anatomistul Sanctorius de la Universitatea din Padova a început să măsoare temperatura corpului uman. Pentru a face acest lucru, el însuși, neștiind despre Galileo, a construit un termometru similar.
Otto von Guerick
Istoria termometrului îi datorează mult unuia dintre cei mai uimitori oameni ai secolului al XVIII-lea - Otto von Guericke. A făcut primul barometru. Similar cu dispozitivul lui Galileo. Dar cu un tub foarte lung. Spre deosebire de dispozitivul lui Galileo, aerul a fost pompat din barometrul lui Garicke, astfel încât apa a umplut nu numai tubul lung, ci și o parte a mingii. Barometrul a fost atașat de peretele exterior al casei, iar presiunea aerului a fost notă pe o scară îndreptată către un bărbat de lemn care plutea într-o bilă de sticlă. Guericke a fost primul care a măsurat sistematic presiunea atmosferică și a încercat să descopere legătura dintre schimbările de presiune și vreme.
Garike a construit și un termometru relativ bun. Acesta a constat dintr-o bilă de alamă umplută cu aer și un tub în formă de U care conține alcool. Pe termometrul său din mijlocul scalei era un punct în apropierea căruia indicatorul s-a oprit la primul îngheț - Garike a ales acest punct ca început al scalei. Este clar că o astfel de alegere a fost naivă, dar totuși Garike a făcut primul pas.
Newton
Să menționăm și lucrarea lui Newton „On the Scale of Degrees of Heat and Cold”, publicată în 1701, care descrie o scară de 12 grade. El a pus zero în același loc în care îl plasăm acum - la punctul de îngheț al apei, iar 12 grade corespundeau temperaturii unei persoane sănătoase.
Amontan a construit un termometru complet etanș, făcându-l în cele din urmă complet independent de presiunea atmosferică.
Primul termometru modern a fost descris în 1724 de Daniel Fahrenheit, un suflator de sticlă din Olanda. Diferite termometre Fahrenheit ar putea fi verificate unul față de celălalt comparând citirile lor la diferite puncte de „referință” de pe scară. Prin urmare, au devenit faimoși pentru acuratețea lor. Această scară este încă utilizată în Anglia și SUA.
Scară modernă Celsius a fost propus în 1742. Fizicianului suedez nu i-au plăcut temperaturile negative și a considerat că este necesar să inverseze vechea scară și să pună zero la punctul de fierbere al apei și 100 de grade la punctul ei de îngheț. Dar „scara inversată” nu a câștigat popularitate și foarte curând a fost „inversată” înapoi.
Înainte de revoluție, scara Reaumur a fost adoptată în Rusia (punctul de apă era 0 și punctul de fierbere era 80) - termometrele Reaumur atârnau pe străzi și în toate casele. Abia în anii treizeci au fost înlocuite de termometre Celsius.
Ce este căldura? Echilibru termic
Până la începutul secolului al XIX-lea, termometrul devenise un dispozitiv complet comun. Dar de mult timp nu a existat un consens asupra a ceea ce măsoară termometrul.
După ce au învățat să măsoare temperatura, fizicienii au făcut puține progrese în înțelegerea a ceea ce este căldura. Conceptele de „căldură” și „temperatură” au fost și mai greu de separat. Când un corp este încălzit, temperatura acestuia crește. Când căldura trece de la un corp la altul, temperatura unui corp scade, iar temperatura celuilalt crește.
Concept "echilibru termic" foarte des întâlnit în teoria căldurii. Cel mai ușor este de înțeles ce este echilibrul termic în cazul unui gaz monoatomic. Dacă gazul dintr-un vas se comportă în așa fel încât temperatura în toate punctele vasului este aceeași - în mod natural, temperatura pereților vasului este, de asemenea, întotdeauna aceeași - atunci gazul este în echilibru termic. Aceasta înseamnă că într-un astfel de gaz căldura nu curge dintr-o parte a vasului în alta, nici presiunea, nici compoziția chimică nu se modifică în el și, în general, din punctul de vedere al fenomenelor termice clasice într-un gaz, „nimic. se întâmplă.”
Căldura curge întotdeauna astfel încât temperatura să fie egalată, astfel încât sistemul să intre într-o stare de echilibru termic. Trecerea la o stare de echilibru termic poate fi un proces complex și destul de lung.
Scala de temperatură. Scala de temperatură absolută
Scala de temperatură
În toate instrumentele care au fost inventate în secolul al XVIII-lea, măsurarea temperaturii a fost redusă la măsurarea lungimii unei coloane de apă, alcool sau mercur. Termometrele au funcționat doar într-un interval limitat de temperatură. Substanțele care le umpleau au înghețat și au fiert, iar aceste termometre nu puteau măsura temperaturi foarte scăzute sau foarte ridicate.
Scara Celsius a stabilit cu precizie poziția a două puncte - 0 și 100 de grade, distanța dintre care pe scară a fost împărțită în părți egale. Dar rolul fiecărei divizii a rămas incert. De asemenea, a fost necesar să înțelegem ce se întâmplă în organism când mercurul din termometru crește cu un grad. Cel mai simplu mod ar fi să presupunem că în acest caz energia corpului crește cu aceeași cantitate. Această valoare, pe unitatea de masă corporală, se numește capacitate termică specifică.
Scala de temperatură absolută
Unitatea de temperatură a apărut întâmplător - au stabilit numărul 100 la punctul de fierbere al apei. Acest act a avut consecințe importante: în legea Clapeyron-Clausius a apărut o nouă constantă de gaz R = 8,3157 joule/grad. Acest număr a apărut doar pentru că valoarea gradului a fost introdusă cu foarte mult timp în urmă și toate modificările care au loc în gaze au fost atribuite, din obișnuință, unei scări de temperatură alese destul de aleatoriu. Ar fi mai convenabil acum să schimbați definiția unui grad și să o „legați” la ecuația gazului ideal. Pentru a face acest lucru, trebuie doar să reduceți valoarea gradului de 8,3157 ori și să presupuneți că temperatura este la o astfel de scară de „gaz ideal”:
Descoperirea lordului Kelvin
Problema semnificației temperaturii a devenit interesată de Thomson (mai târziu Lord Kelvin), care în 1848 a descoperit că o concluzie simplă, dar foarte importantă poate fi trasă din teorema lui Carnot. Kelvin a remarcat că, dacă funcționarea ciclului Carnot depinde numai de temperaturile încălzitorului și frigiderului, atunci acest lucru face posibilă stabilirea unei noi scale de temperatură care nu depinde de proprietățile fluidului de lucru.
Ciclul Carnot, dacă poate fi efectuat între două corpuri, permite să se determine raportul de temperatură al acestor două corpuri. Scala de temperatură definită în acest fel se numește scala de temperatură absolută. Pentru ca temperatura absolută în sine să aibă o anumită valoare, este necesar să selectați un număr pentru un punct al noii scale absolute: o valoare numerică a temperaturii trebuie setată în mod arbitrar. După aceasta, toate celelalte valori sunt determinate în principiu folosind un ciclu Carnot.
Din păcate, în ciuda tuturor frumuseții construcției teoretice a scării Kelvin, este foarte dificil să implementezi practic ciclul Carnot. Este dificil să implementezi un ciclu reversibil, este greu să scapi de pierderi.
Scala de temperatură reală
Timp de mulți ani, s-au ales două puncte pentru scala de temperatură - punctul de topire al gheții și punctul de fierbere al apei - iar distanța dintre ele a fost împărțită în 100 de părți, fiecare dintre acestea fiind considerată un grad. Această scară cu două puncte de referință a fost adoptată în întreaga lume.
Dar această scară, totuși, a avut un mare dezavantaj în ceea ce privește precizia măsurătorilor. Pentru aceasta, a fost necesar să se poată reproduce cu acuratețe atât condițiile de topire a gheții, cât și condițiile de fierbere a apei. A fost mai ușor să te descurci cu un singur punct de referință, de exemplu punctul de topire al gheții, și să măsori temperatura în raport cu raportul de presiune asociat cu raportul de temperatură prin ecuația de stare.
Așa-numitul punct triplu al apei este acum selectat ca punct de referință - temperatura la care toate cele trei faze ale sale sunt în echilibru: abur - apă - gheață. Trecerea la o asemenea scară a trecut aproape neobservată. O astfel de reformă a fost efectuată în 1954, iar acum la întrebarea cu privire la ce temperatură se topește gheața la presiune normală trebuie să se răspundă „la aproximativ 0”.
Scala internațională de temperatură
O scară cu un punct de referință nu este greu de reconciliat cu scara Kelvin-Mendeleev, bazată pe teorema lui Carnot. Scara termodinamică nu se modifică dacă toate valorile temperaturii sunt înmulțite cu același număr. Selectarea unui punct de referință elimină această ambiguitate.
Cantarul termodinamic poate fi folosit doar in laboratoare speciale, bine echipate. În laboratoarele obișnuite se utilizează o scală numită MPTS68 (International Practical Temperature Scale, adoptată în 1968). În această scară, punctul de fierbere al apei este exact de 100 de grade, în plus, există și alte puncte de referință cărora li se atribuie și o anumită valoare a temperaturii.
Temperaturi scazute
Interesul pentru obținerea de temperaturi scăzute a apărut nu numai din considerente practice. Fizicienii au fost de mult interesați de întrebarea dacă este posibil să transforme gaze precum aerul, oxigenul și hidrogenul în lichid. Începutul acestei povești datează din 1877.
În 1877, inginerul minier Cayete a scăpat picături de acetilenă lichidă într-un vas de laborator, care a dezvoltat brusc o scurgere. Scăderea bruscă a presiunii a făcut să se formeze ceață. Aproape în aceleași zile, Pictet de la Geneva a raportat o reducere succesivă, în cascadă, a diferitelor gaze, culminând cu producerea de oxigen lichid la o temperatură de -140 de grade Celsius și o presiune de 320 de atmosfere.
Trebuie să menționăm și Dewart. Care în 1898 a produs hidrogen lichid, reducând temperatura la aproximativ 129 K. În cele din urmă, în 1908, Kamerlingh Onnes din Olanda a obţinut şi heliu lichid. Temperatura pe care a atins-o a fost doar cu 1 grad diferită de zero absolut.
În 1939, P.L. Kapitsa a dovedit eficiența mare a mașinilor de lichefiere în care gazul funcționează cu ajutorul unei turbine. Turboexpansoarele au devenit de atunci răspândite. El a propus, de asemenea, proiectarea unei instalații eficiente pentru lichefierea heliului.
Bibliografie
Edelman V.S. „Aproape de zero absolut.” 1-M., 1987.
Detlaf A.A., Yavorsky B.N., „Curs de fizică”. -M., 1989.
Trofimova T.I. „Curs de fizică”. 1-M., 1990.
Smorodinsky Ya.A. "Temperatura". - M., 1987.
Text preluat de pe site: www.xreferat.ru
Megalov A.
Temperatura este unul dintre cei mai importanți indicatori care sunt utilizați în diferite ramuri ale științei naturale și tehnologiei. În fizică și chimie este folosită ca una dintre principalele caracteristici ale stării de echilibru a unui sistem izolat, în meteorologie - ca principală caracteristică a climei și a vremii, în biologie și medicină - ca cea mai importantă cantitate care determină funcțiile vitale.
Descarca:
Previzualizare:
Pentru a utiliza previzualizarea, creați un cont Google și conectați-vă la el: https://accounts.google.com
Previzualizare:
Pentru a utiliza previzualizările prezentării, creați un cont Google și conectați-vă la el: https://accounts.google.com
Subtitrările diapozitivelor:
Prezentare pe tema: „Istoria inventării termometrelor” Prezentarea a fost făcută de un elev al Instituției Municipale de Învățământ „Gimnaziul Nr. 2” clasa 10 „A” Megalov Artem
Termoscopul lui Galileo Galilei În 1592, Galileo Galilei a creat termoscopul. Termoscopul era o minge mică de sticlă cu un tub de sticlă lipit. Bila a fost încălzită și capătul tubului a fost scufundat în apă. Când mingea s-a răcit, presiunea din ea a scăzut, iar apa din tub, sub influența presiunii atmosferice, a crescut la o anumită înălțime. Pe măsură ce vremea s-a încălzit, nivelul apei din tuburi a scăzut. Dezavantajul dispozitivului era că putea fi folosit doar pentru a judeca gradul relativ de încălzire sau răcire a corpului, deoarece nu avea încă o scară.
Termometre florentine Mai târziu, oamenii de știință florentini au îmbunătățit termoscopul lui Galileo adăugând o scară de margele și pompând aerul din balon. În secolul al XVII-lea, termoscopul de aer a fost transformat într-un termoscop cu alcool de către omul de știință florentin Torricelli. Dispozitivul a fost răsturnat, vasul cu apă a fost îndepărtat și s-a turnat alcool în tub. Funcționarea dispozitivului s-a bazat pe expansiunea alcoolului la încălzire - acum citirile nu depind de presiunea atmosferică. Acesta a fost unul dintre primele termometre lichide. Termometrul Florenta
Două puncte extreme La acel moment, citirile instrumentelor nu erau încă consecvente între ele, deoarece nu era luat în considerare un sistem specific la calibrarea cântarelor. În 1694, Carlo Renaldini a propus să se ia temperatura de topire a gheții și punctul de fierbere al apei ca două puncte extreme.
Termometrul cu mercur al lui Fahrenheit În 1714, D. G. Fahrenheit a realizat un termometru cu mercur. El a marcat trei puncte fixe pe scară: 32°F este punctul de îngheț al soluției saline, 96°F este temperatura corpului uman și 212°F este punctul de fierbere al apei. Termometrul Fahrenheit a fost folosit în țările de limbă engleză până în anii 70 ai secolului XX și este încă folosit în SUA.
Scara francezului Reaumur O altă scară a fost propusă de omul de știință francez Reaumur în 1730. A experimentat cu un termometru cu alcool și a ajuns la concluzia că o scară poate fi construită în conformitate cu dilatarea termică a alcoolului. După ce a stabilit că alcoolul pe care l-a folosit, amestecat cu apă într-un raport de 5:1, se extinde într-un raport de 1000:1080, omul de știință a propus utilizarea unei scale de la 0 la 80 de grade. Luând temperatura de topire a gheții ca 0° și temperatura de fierbere a apei la presiunea atmosferică normală ca 80°.
Scara Anders Celsius În 1742, Anders Celsius a propus o scară pentru un termometru cu mercur în care intervalul dintre punctele extreme era împărțit în 100 de grade. În același timp, la început punctul de fierbere al apei a fost desemnat ca 0 °, iar temperatura de topire a gheții ca 100 °. Cu toate acestea, în această formă, scara s-a dovedit a fi incomod, iar mai târziu astronomul M. Stremer și botanistul K. Linnaeus au decis să schimbe punctele extreme.
Diverse termometre și cântare M. V. Lomonosov a propus un termometru lichid cu o scară de 150. I. G. Lambert a fost responsabil pentru crearea unui termometru de aer cu o scară de 375 °, unde o miime din expansiunea volumului de aer a fost luată ca un grad. Au existat și încercări de a crea un termometru bazat pe expansiunea solidelor. Deci, în 1747, olandezul P. Muschenbrug a folosit expansiunea unei bare de fier pentru a măsura punctul de topire al unui număr de metale.
Scala Kelvin absolută În scalele de temperatură discutate mai sus, punctul de referință a fost arbitrar. La începutul secolului al XIX-lea, savantul englez Lord Kelvin a propus o scară termodinamică absolută. În același timp, Kelvin a fundamentat conceptul de zero absolut, indicând temperatura la care încetează mișcarea termică a moleculelor. În Celsius este -273,15 °C.
Cum a fost atunci Aceasta este istoria de bază a apariției termometrului și scalelor termometrice. Astăzi, termometrele cu scalele Celsius, Fahrenheit (în SUA) și Kelvin sunt folosite în cercetarea științifică
Așa cum este acum În prezent, temperatura este măsurată cu instrumente a căror acțiune se bazează pe diferitele proprietăți termometrice ale lichidelor, gazelor și solidelor. Astăzi, există multe dispozitive folosite în industrie, în viața de zi cu zi și în cercetarea științifică - termometre de expansiune și echipamente de laborator, termoelectrice și termometre de rezistență, precum și termometre pirometrice care vă permit să măsurați temperatura fără contact.
Înainte de inventarea unui astfel de dispozitiv de măsurare obișnuit și simplu pentru viața noastră de zi cu zi ca un termometru, oamenii își puteau judeca starea termică doar după senzațiile lor imediate: cald sau rece, cald sau rece.
Istoria inventiei
Istoria termodinamicii a început când Galileo Galilei a creat primul instrument pentru observarea schimbărilor de temperatură în 1592, numindu-l termoscop. Termoscopul era o minge mică de sticlă cu un tub de sticlă lipit. Bila a fost încălzită și capătul tubului a fost scufundat în apă. Când mingea s-a răcit, presiunea din ea a scăzut, iar apa din tub, sub influența presiunii atmosferice, a crescut la o anumită înălțime. Pe măsură ce vremea s-a încălzit, nivelul apei din tuburi a scăzut. Dezavantajul dispozitivului era că putea fi folosit doar pentru a judeca gradul relativ de încălzire sau răcire a corpului, deoarece nu avea încă o scară.
Mai târziu, oamenii de știință florentini au îmbunătățit termoscopul lui Galileo adăugând o scară de margele și pompând aerul din balon.
În secolul al XVII-lea, termoscopul de aer a fost transformat într-un termoscop cu alcool de către omul de știință florentin Torricelli. Dispozitivul a fost răsturnat, vasul cu apă a fost îndepărtat și s-a turnat alcool în tub. Funcționarea dispozitivului s-a bazat pe expansiunea alcoolului la încălzire - acum citirile nu depind de presiunea atmosferică. Acesta a fost unul dintre primele termometre lichide.
La acel moment, citirile instrumentelor nu erau încă în concordanță între ele, deoarece nu a fost luat în considerare un sistem specific la calibrarea cântarilor. În 1694, Carlo Renaldini a propus să se ia temperatura de topire a gheții și punctul de fierbere al apei ca două puncte extreme.
În 1714, D. G. Fahrenheit a făcut un termometru cu mercur. El a marcat trei puncte fixe pe scară: partea de jos, 32°F, este punctul de îngheț al soluției saline, 96°, temperatura corpului uman, iar partea de sus, 212°F, punctul de fierbere al apei. Termometrul Fahrenheit a fost folosit în țările de limbă engleză până în anii 70 ai secolului XX și este încă folosit în SUA.
O altă scară a fost propusă de omul de știință francez Reaumur în 1730. A experimentat cu un termometru cu alcool și a ajuns la concluzia că o scară poate fi construită în conformitate cu dilatarea termică a alcoolului. După ce a stabilit că alcoolul pe care l-a folosit, amestecat cu apă într-un raport de 5:1, se extinde într-un raport de 1000:1080 atunci când temperatura se schimbă de la punctul de îngheț la punctul de fierbere al apei, omul de știință a propus utilizarea unei scale de la 0. la 80 de grade. Luând temperatura de topire a gheții ca 0° și temperatura de fierbere a apei la presiunea atmosferică normală ca 80°.
În 1742, omul de știință suedez Andres Celsius a propus o scară pentru un termometru cu mercur în care intervalul dintre punctele extreme era împărțit la 100 de grade. În același timp, la început punctul de fierbere al apei a fost desemnat ca 0°, iar temperatura de topire a gheții ca 100°. Cu toate acestea, în această formă scara s-a dovedit a nu fi foarte convenabilă, iar mai târziu astronomul M. Stremer și botanistul K. Linnaeus au decis să schimbe punctele extreme.
M.V. Lomonosov a propus un termometru lichid cu o scară cu 150 de diviziuni de la punctul de topire al gheții până la punctul de fierbere al apei. I. G. Lambert este responsabil pentru crearea unui termometru de aer cu o scară de 375 °, unde o miime din expansiunea volumului de aer a fost luată ca un grad. Au existat și încercări de a crea un termometru bazat pe expansiunea solidelor. Deci, în 1747, olandezul P. Muschenbrug a folosit expansiunea unei bare de fier pentru a măsura punctul de topire al unui număr de metale.
Până la sfârșitul secolului al XVIII-lea, numărul diferitelor scări de temperatură a crescut semnificativ. Conform Pylometrics lui Lambert, erau 19 în acel moment.
Scalele de temperatură discutate mai sus se disting prin faptul că punctul de plecare pentru ele a fost ales în mod arbitrar. La începutul secolului al XIX-lea, savantul englez Lord Kelvin a propus o scară termodinamică absolută. În același timp, Kelvin a fundamentat conceptul de zero absolut, indicând temperatura la care încetează mișcarea termică a moleculelor. În Celsius sunt -273,15°C.
Tipuri de termometre
Aceasta este istoria de bază a apariției termometrului și scalelor termometrice. Astăzi, termometrele cu scalele Celsius, Fahrenheit (în SUA) și Kelvin sunt folosite în cercetarea științifică. În prezent, temperatura se măsoară cu ajutorul instrumentelor a căror acțiune se bazează pe diferitele proprietăți termometrice ale lichidelor, gazelor și solidelor. Și dacă în secolul al XVIII-lea a existat un adevărat „boom” al descoperirilor în domeniul sistemelor de măsurare a temperaturii, atunci în secolul trecut a început o nouă eră a descoperirilor în domeniul metodelor de măsurare a temperaturii. Astăzi există multe dispozitive utilizate în industrie, în viața de zi cu zi și în cercetarea științifică - termometre de expansiune și termometre manometrice, termoelectrice și termometre de rezistență, precum și termometre pirometrice care vă permit să măsurați temperatura fără contact.
