Deneyler, deneyler, teori, pratik, problem çözme. "Sıcaklık" dersi için ek materyaller

MUTLAK SICAKLIK ÖLÇEĞİ.

1. Sıcaklık karakterize eden moleküllerin ortalama kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür
vücutların ısınma derecesi.

2. Sıcaklık ölçme aleti - termometre .

3. çalışma prensibi termometre:
Sıcaklık ölçülürken, bir maddenin herhangi bir makroskobik parametresindeki (hacim, basınç, elektrik direnci vb.) değişikliğin sıcaklığa bağımlılığı kullanılır.
Sıvı termometrelerde bu, sıvının hacmindeki değişikliktir.
İki ortam temas ettiğinde, enerji daha sıcak bir ortamdan daha az ısıtılmış bir ortama aktarılır.
Vücudun sıcaklığını ölçme sürecinde ve termometre bir termal denge durumuna gelir.

Termometreler.
Uygulamada, sıvı termometreler sıklıkla kullanılır: cıva (-35 C ila +750 C aralığında) ve alkol (-80 C ila +70 C arasında).
Sıcaklıktaki bir değişiklikle hacmini değiştirmek için bir sıvının özelliğini kullanırlar.
Bununla birlikte, her sıvının farklı sıcaklıklarda kendi hacim değiştirme (genleşme) özellikleri vardır.
Örneğin, cıva ve alkol termometrelerinin okumalarının karşılaştırılması sonucunda, yalnızca iki noktada (0 C ve 100 C sıcaklıklarda) tam bir eşleşme olacaktır.
Bu eksiklikler değilgaz termometreleri .
İlk gaz termometresi Fransızlar tarafından yaratıldı. fizikçi J. Charles.

Sıcaklıkları farklı iki cisim temas ettiğinde, iç enerji daha sıcak olan cisimden daha az ısınan cisme aktarılır ve her iki cismin sıcaklıkları eşitlenir.
Her iki cismin tüm makroparametrelerinin (hacim, basınç, sıcaklık) gelecekte değişmeyen dış koşullar altında değişmeden kaldığı bir termal denge durumu başlar.
4. Termal denge tüm makroskobik parametrelerin keyfi olarak uzun bir süre değişmeden kaldığı bir durumdur.

5. Bir vücut sisteminin termal denge durumu sıcaklıkla karakterize edilir: sistemin birbiriyle termal dengede olan tüm gövdeleri aynı sıcaklığa sahiptir.

burada k, Boltzmann sabitidir

Bu bağımlılık, yeni bir sıcaklık ölçeğinin - sıcaklığı ölçmek için kullanılan maddeye bağlı olmayan mutlak bir sıcaklık ölçeği - getirilmesini mümkün kılar.

6. Mutlak sıcaklık ölçeği - İngilizce'yi tanıttı. fizikçi W. Kelvin
- negatif sıcaklık yok

SI cinsinden mutlak sıcaklık birimi: [T] = 1K (Kelvin)
Mutlak ölçeğin sıfır sıcaklığı, doğadaki en düşük sıcaklık olan mutlak sıfırdır (0K = -273 C). MUTLAK SIFIR, moleküllerin termal hareketinin durduğu en düşük sıcaklıktır.

Mutlak ölçeğin Celsius ölçeğiyle ilişkisi

Formüllerde mutlak sıcaklık "T" harfiyle ve Celsius ölçeğindeki sıcaklık "t" harfiyle gösterilir.

Buluş geçmişi termometre

Termometre mucit olarak kabul edilir. : Kendi yazılarında bu cihazın bir açıklaması yoktur, ancak öğrencileri, Nelly ve , zaten içinde olduğunu ifade etti termobaroskop gibi bir şey yaptı ( ). Galileo bu sırada işi inceledi , benzer bir cihazın zaten tarif edildiği, ancak ısı derecelerini ölçmek için değil, ısıtma yoluyla su yükseltmek için. Termoskop, üzerine lehimlenmiş bir cam tüp bulunan küçük bir cam toptu. Top hafifçe ısıtıldı ve tüpün ucu su dolu bir kaba indirildi. Bir süre sonra topun içindeki hava soğudu, basıncı düştü ve atmosferik basıncın etkisi altındaki su tüpte belirli bir yüksekliğe yükseldi. Daha sonra ısınma ile toptaki hava basıncı arttı ve tüpteki su seviyesi azaldı; soğuduğunda içindeki su yükseldi. Bir termoskop yardımıyla, yalnızca vücudun ısınma derecesindeki değişiklik hakkında karar vermek mümkündü: ölçeği olmadığı için sıcaklığın sayısal değerlerini göstermedi. Ek olarak, tüpteki su seviyesi sadece sıcaklığa değil, aynı zamanda atmosferik basınca da bağlıydı. 1657'de Galileo'nun termoskopu Floransalı bilim adamları tarafından geliştirildi. Alete bir boncuk ölçeği taktılar ve havayı tanktan (toptan) ve tüpten çıkardılar. Bu, yalnızca niteliksel olarak değil, aynı zamanda vücut sıcaklıklarını niceliksel olarak da karşılaştırmayı mümkün kıldı. Daha sonra termoskop değiştirildi: ters çevrildi ve tüpe su yerine alkol döküldü ve kap çıkarıldı. Bu cihazın çalışması, cisimlerin genişlemesine dayanıyordu; en sıcak yaz ve en soğuk kış günlerinin sıcaklıkları "kalıcı" noktalar olarak alındı. Termometrenin icadı da Lord'a aittir. , , Sanctorius, Scarpi, Cornelius Drebbel ( ), daha sonra yazan ve kısmen Galileo ile kişisel ilişkileri olan Porte ve Salomon de Caus. Tüm bu termometreler havaydı ve atmosferden bir su sütunu ile ayrılmış, hava içeren bir tüpü olan bir kaptan oluşuyordu, okumalarını hem sıcaklık değişimlerinden hem de atmosfer basıncındaki değişikliklerden değiştirdiler.

Sıvı termometreler ilk kez d. "Saggi di naturale esperienze fatte nell'Accademia del Cimento", burada uzun süredir "Confia" adı verilen yetenekli zanaatkarlar tarafından yapılmış, fanlı bir lamba ateşinde camı ısıtıp ondan şaşırtıcı ve çok hassas ürünler yapan nesneler olarak söz ediliyor. İlk başta bu termometreler suyla doluydu ve donduğunda patladılar; Toskana Büyük Dükü'nün fikrine göre 1654'te bunun için şarap ruhu kullanmaya başladılar. . Floransalı termometreler sadece Saggi'de tasvir edilmiyor, aynı zamanda Floransa'daki Galilean Müzesi'nde günümüze kadar birkaç kopyası hayatta kaldı; hazırlanışları ayrıntılı olarak anlatılmıştır.

İlk olarak, usta, göreceli boyutlarını ve topun boyutunu göz önünde bulundurarak tüp üzerinde bölmeler yapmak zorunda kaldı: bölmeler, lambada ısıtılan tüp üzerine eritilmiş emaye ile uygulandı, her onda bir beyaz bir nokta ile gösterildi ve diğerleri siyah tarafından Genellikle kar eridiğinde alkol 10'un altına düşmeyecek ve güneşte 40'ın üzerine çıkmayacak şekilde 50 bölme yaptılar. İyi ustalar o kadar başarılı termometreler yaptılar ki hepsi aynı sıcaklık değerini gösterdi. aynı koşullar, ancak daha fazla doğruluk elde etmek için tüp 100 veya 300 parçaya bölünürse bunu başarmak mümkün değildi. Termometreler, ampulün ısıtılması ve tüpün ucunun alkole indirilmesiyle dolduruldu; doldurma, oldukça geniş bir tüpe serbestçe giren ince uçlu bir cam huni kullanılarak tamamlandı. Sıvı miktarı ayarlandıktan sonra tüpün ağzı "hermetik" adı verilen sızdırmazlık mumu ile kapatılmıştır. Buradan, bu termometrelerin büyük olduğu ve havanın sıcaklığını belirlemeye yarayabileceği, ancak yine de diğer, daha çeşitli deneyler için elverişsiz olduğu ve farklı termometrelerin derecelerinin birbiriyle karşılaştırılamayacağı açıktır.

AT G. ( ) içinde hava termometresini geliştirdi, genleşmeyi değil, açık diz içine cıva dökerek farklı sıcaklıklarda aynı hacme indirgenen havanın esnekliğindeki artışı ölçtü; barometrik basınç ve değişimleri dikkate alınmıştır. Böyle bir ölçeğin sıfır noktasının, havanın tüm elastikiyetini kaybettiği (yani modern ) ve ikinci sabit nokta suyun kaynama noktasıdır. Amonton atmosferik basıncın kaynama noktası üzerindeki etkisini henüz bilmiyordu ve termometresindeki hava su gazlarından arındırılmamıştı; bu nedenle, verilerinden -239,5° Santigratta mutlak sıfır elde edilir. Amonton'un çok kusurlu yapılmış başka bir hava termometresi, atmosferik basınçtaki değişikliklerden bağımsızdı: açık dizi yukarı doğru uzatılmış, aşağıdan güçlü bir potas çözeltisiyle, yukarıdan yağla doldurulmuş ve biten bir sifon barometresiydi. kapalı bir hava deposunda.

modern biçim termometreye bağlı ve 1723'te hazırlama yöntemini anlattı. Başlangıçta pipolarını da alkolle doldurdu ve ancak sonunda cıvaya geçti. Ölçeğinin sıfırını, amonyak veya sofra tuzu ile kar karışımının sıcaklığında, "suyun donmaya başlaması" sıcaklığında 32 ° gösterdi ve sağlıklı bir kişinin ağız veya ağızdaki vücut sıcaklığında ayarladı. kolun altında 96 ° 'ye eşdeğerdi. Akabinde suyun 212°'de kaynadığını ve bu sıcaklığın hep aynı halde olduğunu bulmuştur. . Fahrenheit termometrelerin günümüze ulaşan kopyaları, titiz işçiliği ile ayırt edilir.

Sonunda, İsveçli bir astronom, jeolog ve meteorolog, eriyen buz ve kaynar su olmak üzere her iki kalıcı noktayı da kurdu. 1742'de. Ama başlangıçta kaynama noktasına 0° ve donma noktasına 100° koydu. Çalışmasında, Celcius buzun erime noktasının (100°) basınca bağlı olmadığını gösteren deneylerinden bahsetti. Ayrıca, şaşırtıcı bir doğrulukla, suyun kaynama noktasının sıcaklıkla nasıl değiştiğini de saptadı. . 0 işaretinin ( su), termometrenin denize göre hangi seviyede bulunduğu bilinerek kalibre edilebilir.

Daha sonra, Celsius'un ölümünden sonra, çağdaşları ve diğer botanikçiler ve gökbilimci Morten Strömer bu ölçeği baş aşağı kullandı (0 ° için buzun erime noktasını ve 100 ° için - suyun kaynama noktasını almaya başladılar). bu formda Çok uygun olduğu ortaya çıktı, yaygınlaştı ve bugüne kadar kullanıldı.

Bir hesaba göre, Celsius kendisi ölçeğini Strömer'in tavsiyesi üzerine çevirdi. Diğer kaynaklara göre, ölçek 1745'te Carl Linnaeus tarafından teslim edildi. Ve üçüncüye göre - ölçek, Celsius M. Stremer'in halefi tarafından devredildi ve 18. yüzyılda böyle bir termometre, "İsveç termometresi" adı altında ve İsveç'in kendisinde - Stremer adı altında yaygın olarak dağıtıldı, ancak ünlü İsveçli kimyager Johann Jakob "Kimya Kılavuzları" adlı çalışmasında yanlışlıkla M. Strömer ölçeğine Celsius ölçeği adını verdi ve o zamandan beri santigrat ölçeğine Anders Celsius'un adı verildi.

İşler 1736'da, 80 ° ölçeğin kurulmasına yol açsalar da, Fahrenheit'in zaten yapmış olduğu şeye karşı bir adım geri atıyorlardı: Réaumur'un termometresi çok büyüktü, kullanımı elverişsizdi ve derecelere bölme yöntemi yanlış ve kullanışsızdı.

Fahrenheit ve Réaumur'dan sonra, termometreler bir meta haline geldikçe, termometre yapma işi zanaatkarların eline geçti.

1848'de bir İngiliz fizikçi (Lord Kelvin), sıfırı suyun özelliklerine veya termometreyi dolduran maddeye bağlı olmayan mutlak bir sıcaklık ölçeği oluşturma olasılığını kanıtladı. referans noktası " » sunulan değer : -273.15 °C Bu sıcaklıkta moleküllerin termal hareketi durur. Sonuç olarak, vücutların daha fazla soğutulması imkansız hale gelir.

sıvı termometreler

Sıvı termometreler, içine dökülen sıvının hacmini değiştirme prensibine dayanır (genellikle veya ), sıcaklık değiştiğinde çevre.

Birçok faaliyet alanında cıva kullanımının yasaklanmasıyla bağlantılı olarak, ev tipi termometreler için alternatif dolgular aranıyor. Örneğin, böyle bir ikame bir alaşım olabilir. .

Kırık bir termometreden dökülen cıvayı çıkarmak için makaleye bakın

mekanik termometreler

Bu tip termometreler elektronik olanlarla aynı prensipte çalışır, ancak genellikle sensör olarak kullanılırlar. sarmal veya .

elektrikli termometreler

Elektrikli termometrelerin çalışma prensibi değişime dayanmaktadır. İletişim sıcaklığa bağlı potansiyel fark). Zaman içinde en doğru ve istikrarlı olanlar seramik üzerine platin tel veya platin püskürtmeye dayalı.

Optik termometreler

Optik termometreler, sıcaklığın değiştirilerek kaydedilmesine olanak sağlar.

Kızılötesi termometreler

Kızılötesi termometre, bir kişiyle doğrudan temas etmeden sıcaklığı ölçmenizi sağlar. Bazı ülkelerde, uzun süredir cıvalı termometreler sadece tıbbi kurumlarda değil, aynı zamanda ev düzeyinde de kızılötesi lehine.

teknik termometreler

Teknik termometreler tarım, petrokimya, kimya, madencilik ve metalurji endüstrilerindeki işletmelerde, makine mühendisliğinde, konut ve kamu hizmetleri, ulaşım, inşaat, tıp, kısacası hayatın her alanında.

Bu tür teknik termometreler vardır:

teknik sıvı termometreler ТТЖ-М;

bimetalik termometreler TB, TBT, TBI;

tarımsal termometreler TS-7-M1;

termometreler maksimum SP-83 M;

özel odalar için termometreler düşük dereceli SP-100;

titreşime dayanıklı özel termometreler SP-V;

cıva elektrokontakt termometreler TPK;

laboratuvar termometreleri TLS;

petrol ürünleri için termometreler TN;

TIN1, TIN2, TIN3, TIN4 yağ ürünlerini test etmek için termometreler.

Termometre

Termometre (Yunan θέρμη - ısı; μετρέω - ölçüyorum) - havanın, toprağın, suyun vb. Sıcaklığını ölçmek için bir cihaz. Birkaç tür termometre vardır:sıvı; mekanik; elektronik; optik; gaz; kızılötesi.

Galileo, termometrenin mucidi olarak kabul edilir: kendi yazılarında bu cihazın bir açıklaması yoktur, ancak öğrencileri Nelly ve Viviani, 1597'de termobaroskop (termoskop) gibi bir şey yaptığını ifade ettiler. Galileo, bu sırada, ısı derecelerini ölçmek için değil, ısıtarak suyu yükseltmek için benzer bir cihazı zaten tarif eden İskenderiyeli Heron'un çalışmalarını inceledi. Termoskop, üzerine lehimlenmiş bir cam tüp bulunan küçük bir cam toptu. Top hafifçe ısıtıldı ve tüpün ucu su dolu bir kaba indirildi. Bir süre sonra topun içindeki hava soğudu, basıncı düştü ve atmosferik basıncın etkisi altındaki su tüpte belirli bir yüksekliğe yükseldi. Daha sonra ısınma ile toptaki hava basıncı arttı ve tüpteki su seviyesi azaldı; soğuduğunda içindeki su yükseldi. Bir termoskop yardımıyla, yalnızca vücudun ısınma derecesindeki değişiklik hakkında karar vermek mümkündü: ölçeği olmadığı için sıcaklığın sayısal değerlerini göstermedi. Ek olarak, tüpteki su seviyesi sadece sıcaklığa değil, aynı zamanda atmosferik basınca da bağlıydı. 1657'de Galileo'nun termoskopu Floransalı bilim adamları tarafından geliştirildi. Alete bir boncuk ölçeği taktılar ve havayı tanktan (toptan) ve tüpten çıkardılar. Bu, yalnızca niteliksel olarak değil, aynı zamanda vücut sıcaklıklarını niceliksel olarak da karşılaştırmayı mümkün kıldı. Daha sonra termoskop değiştirildi: ters çevrildi ve tüpe su yerine brendi döküldü ve kap çıkarıldı. Bu cihazın çalışması, cisimlerin genişlemesine dayanıyordu; en sıcak yaz ve en soğuk kış günlerinin sıcaklıkları "kalıcı" noktalar olarak alındı. Tüm bu termometreler havaydı ve atmosferden bir su sütunu ile ayrılmış, hava içeren bir tüpü olan bir kaptan oluşuyordu, okumalarını hem sıcaklık değişimlerinden hem de atmosfer basıncındaki değişikliklerden değiştirdiler.

Sıvı termometreler ilk kez 1667'de "Saggi di naturale esperienze fatte nell'Accademia del Cimento"da tanımlandı ve burada uzun süredir camı fanlı bir lamba ateşinde ısıtan "Confia" adlı yetenekli zanaatkarlar tarafından yapılmış nesneler olarak konuşuluyor. ve ondan harika ve çok hassas ürünler yapmak. İlk başta bu termometreler suyla doluydu ama donunca patladılar; Toskana Büyük Dükü II. Ferdinand'ın fikrine göre 1654'te bunun için şarap ruhu kullanmaya başladılar. Floransalı termometreler, Floransa'daki Galilean Müzesi'nde günümüze kadar birkaç kopya halinde hayatta kaldı; hazırlanışları ayrıntılı olarak anlatılmıştır.

Galileo termometre

1703'te Paris'teki Amonton ( Guillaume Amontons ), hava termometresini geliştirdi, genleşmeyi değil, açık bir diz içine cıva dökerek farklı sıcaklıklarda aynı hacme indirgenen havanın esnekliğindeki artışı ölçtü; barometrik basınç ve değişimleri dikkate alınmıştır. Böyle bir ölçeğin sıfırının, havanın tüm esnekliğini kaybettiği (yani, modern mutlak sıfır) "o önemli soğuk derecesi" olması gerekiyordu ve ikinci sabit nokta, suyun kaynama noktasıydı. Amonton atmosferik basıncın kaynama noktası üzerindeki etkisini henüz bilmiyordu ve termometresindeki hava su gazlarından arındırılmamıştı; bu nedenle, verilerinden -239,5° Santigratta mutlak sıfır elde edilir. Çok kusurlu yapılmış başka bir Amonton hava termometresi, atmosferik basınçtaki değişikliklerden bağımsızdı: açık dizi yukarı doğru uzatılmış, aşağıdan güçlü bir potas çözeltisiyle, yukarıdan yağla doldurulmuş ve bir sifon barometresiydi. kapalı hava deposu.

Termometrenin modern formu Fahrenheit tarafından verildi ve 1723'te hazırlama yöntemini açıkladı. Başlangıçta tüplerini de alkolle doldurdu ve ancak sonunda cıvaya geçti. Ölçeğinin sıfırını, amonyak veya sofra tuzu ile kar karışımının sıcaklığında, "suyun donmaya başlaması" sıcaklığında 32 ° gösterdi ve sağlıklı bir kişinin ağız veya ağızdaki vücut sıcaklığında ayarladı. kolun altında 96 ° 'ye eşdeğerdi. Daha sonra suyun 212°'de kaynadığını ve bu sıcaklığın barometrenin aynı durumunda hep aynı olduğunu bulmuştur. Fahrenheit termometrelerin günümüze ulaşan kopyaları, titiz işçiliği ile ayırt edilir.

Fahrenheit ölçekli cıva termometresi

İsveçli astronom, jeolog ve meteorolog Anders Celsius nihayet 1742'de hem eriyen buz hem de kaynayan su noktalarını belirledi. Ancak başlangıçta kaynama noktasında 0 ° ve donma noktasında 100 ° ayarladı. Celsius, Termometrede İki Kalıcı Derece Gözlemleri adlı çalışmasında, buzun erime noktasının (100 °) basınca bağlı olmadığını gösteren deneylerinden bahsetti. Ayrıca suyun kaynama noktasının atmosferik basınçla nasıl değiştiğini inanılmaz bir doğrulukla saptadı. 0 işaretinin (suyun kaynama noktası) kalibre edilebileceğini öne sürdü, termometrenin denize göre hangi seviyede olduğunu bilmek.

Daha sonra, Celsius'un ölümünden sonra, çağdaşları ve yurttaşları, botanikçi Carl Linnaeus ve astronom Morten Strömer, bu ölçeği baş aşağı kullandılar (0 ° için buzun erime noktasını ve 100 ° için - kaynama noktasını almaya başladılar. suyun). Bu formda ölçeğin çok uygun olduğu ortaya çıktı, yaygınlaştı ve bugüne kadar kullanılıyor.

Sıvı termometreler, ortam sıcaklığı değiştikçe termometreye dökülen sıvının (genellikle alkol veya cıva) hacminin değişmesi prensibine dayanır. Birçok alanda sağlığa zararlı olması nedeniyle cıva kullanımının yasaklanmasıyla bağlantılı olarak faaliyetler, ev tipi termometreler için alternatif dolgular arıyor. Örneğin, galinstan alaşımı böyle bir ikame olabilir. Diğer tip termometreler de giderek daha fazla kullanılmaktadır.

Cıva tıbbi termometre

Bu tür mekanik termometreler, sıvı termometrelerle aynı prensipte çalışır, ancak sensör olarak genellikle metal bir spiral veya bimetal bant kullanılır.

Pencere mekanik termometresi

Elektronik termometreler de vardır. Elektronik termometrelerin çalışma prensibi, ortam sıcaklığı değiştiğinde iletkenin direncindeki değişime dayanır. Daha geniş bir yelpazedeki elektronik termometreler, termokupllara (farklı sıcaklıklara sahip metaller arasındaki temas) dayalıdır. elektronegatiflik sıcaklığa bağlı olarak bir temas potansiyeli farkı oluşturur). Zaman içinde en doğru ve kararlı olanı, platin tel veya seramik üzerine platin püskürtmeye dayalı dirençli termometrelerdir. En yaygın olanları PT100 (0 °C - 100Ω'da direnç) PT1000 (0 °C - 1000Ω'da direnç) (IEC751). Sıcaklığa bağımlılık neredeyse doğrusaldır ve pozitif sıcaklıklarda ikinci dereceden bir yasaya ve negatif sıcaklıklarda 4. dereceden bir denkleme uyar (karşılık gelen sabitler çok küçüktür ve ilk yaklaşımda bu bağımlılık doğrusal olarak kabul edilebilir). Sıcaklık aralığı -200 - +850 °C.

Tıbbi elektronik termometre

Optik termometreler, sıcaklık değiştiğinde parlaklık seviyesindeki, spektrumdaki ve diğer parametrelerdeki değişiklik nedeniyle sıcaklığı kaydetmenizi sağlar. Örneğin, kızılötesi vücut ısısı ölçerler. Kızılötesi termometre, bir kişiyle doğrudan temas etmeden sıcaklığı ölçmenizi sağlar. Bazı ülkelerde, yalnızca tıbbi kurumlarda değil, aynı zamanda ev düzeyinde de cıvalı termometreleri kızılötesi lehine terk etme eğilimi uzun zamandır var.

Kızılötesi termometre

18. yüzyılda mekanik, doğa biliminin olgun, tamamen tanımlanmış bir alanı haline gelirse, o zaman ısı bilimi esasen yalnızca ilk adımlarını atıyor demektir. Tabii ki, termal olayların incelenmesine yönelik yeni bir yaklaşım, 17. yüzyılın başlarında ortaya çıktı. Galileo'nun termoskopu ve onu takip eden Floransalı akademisyenler Guericke, Newton'un termometreleri, daha yeni yüzyılın ilk çeyreğinde termometrinin üzerinde büyüdüğü zemini hazırladı. Tasarım özellikleri bakımından birbirinden farklı Fahrenheit, Delisle, Lomonosov, Réaumur ve Celsius termometreleri aynı zamanda günümüzde hala kabul gören iki sabit noktalı termometre tipini de belirlemiştir.

1703 gibi erken bir tarihte, Parisli akademisyen Amonton (1663-1705), sabit hacimli bir gaz rezervuarına bağlı bir manometrik tüp kullanılarak sıcaklığın belirlendiği bir gaz termometresi tasarladı. Modern hidrojen termometrelerinin prototipi olan teorik olarak ilginç cihaz, pratik amaçlar için elverişsizdi. 1709'dan Danzig (Gdansk) cam üfleyici Fahrenheit (1686-1736), sabit noktalı alkol termometreleri üretti. 1714'ten itibaren cıvalı termometreler üretmeye başladı. Fahrenheit, suyun donma noktasını 32°, kaynama noktasını 212° olarak almıştır. Fahrenheit, su, buz ve amonyak veya normal tuz karışımının donma noktasını sıfır olarak aldı. Basılı bir yayında sadece 1724'te suyun kaynama noktasını adlandırdı. Daha önce kullanıp kullanmadığı bilinmiyor.

Fransız zoolog ve metalürjist Réaumur (1683-1757), suyun donma noktası olarak aldığı sabit sıfır noktası olan bir termometre önerdi. Termometrik cisim olarak %80 alkol solüsyonu ve son hali olan cıva kullanarak suyun kaynama noktasını ikinci sabit nokta olarak aldı ve bunu 80 olarak belirledi. 1730.1731'de Bilimler Akademisi gg.

Réaumur termometresi, deneylerini 1742'de tanımlayan İsveçli astronom Celsius (1701-1744) tarafından test edildi. Termometre üzerindeki tam olarak aynı nokta. Termometreyi sadece eriyen buzun içine değil, aynı zamanda aşırı soğukta odama karı erimeye başlayana kadar ateşe getirdim. Ayrıca bir ısıtma sobasına bir termometre ile birlikte eriyen kar kazanı yerleştirdim ve kar termometre topunun etrafına sıkıca uzansaydı, termometrenin her zaman aynı noktayı gösterdiğini gördüm. Celsius, buzun erime noktasının sabitliğini dikkatlice kontrol ettikten sonra suyun kaynama noktasını inceledi ve bunun basınca bağlı olduğunu buldu. Araştırmalar sonucunda artık Celsius termometresi olarak bilinen yeni bir termometre ortaya çıktı. Celsius, buzun erime noktasını 100, 25 inçlik bir basınçta suyun kaynama noktasını 3 satır cıva olarak aldı. Ünlü İsveçli botanikçi Carl Linnaeus (1707-1788), yeniden düzenlenmiş sabit nokta değerlerine sahip bir termometre kullandı. O, buzun erime noktası, 100 suyun kaynama noktası anlamına geliyordu. Bu nedenle, modern Celsius ölçeği esasen Linnaean ölçeğidir.

Petersburg Bilimler Akademisi'nde Akademisyen Delisle, buzun erime noktasının 150, suyun kaynama noktasının 0 olarak alındığı bir ölçek önerdi. Akademisyen PS Pallas, 1768-1774 seferlerinde. Urallar ve Sibirya'da Delhi termometresini kullandı. M.V. Lomonosov, araştırmasında kendisi tarafından tasarlanan ve Teslimatçı'nın tersi olan bir ölçekte bir termometre kullandı.

Termometreler öncelikle meteorolojik ve jeofizik amaçlar için kullanıldı. Atmosfer katmanlarının yoğunluğunun sıcaklığa bağımlılığını inceleyerek atmosferdeki dikey akımların varlığını keşfeden Lomonosov, bu verilere göre havanın hacimsel genleşme katsayısını belirlemenin mümkün olduğu verileri aktarıyor. yaklaşık ]/367'dir. Lomonosov, 14 Aralık 1759'da cıvayı soğutma karışımlarının yardımıyla ilk kez donduran cıvanın donma noktasını keşfetmede St.Petersburg Akademisyeni Brown'ın önceliğini hararetle savundu. Bu, o zamana kadar ulaşılan en düşük sıcaklıktı.

En yüksek sıcaklıklar (kantitatif tahminler olmadan), 1772'de ünlü kimyager Lavoisier'in rehberliğinde Paris Bilimler Akademisi'nin bir komisyonu tarafından elde edildi. Özel olarak yapılmış bir mercek kullanılarak yüksek sıcaklıklar elde edildi. Lens, aralarındaki boşluk alkolle doldurulmuş iki içbükey dışbükey mercimekten birleştirildi. 120 cm çapındaki bir merceğe yaklaşık 130 litre alkol döküldü, kalınlığı merkezde 16 cm'ye ulaştı Güneş ışınlarını odaklayarak çinko, altın eritmek ve elmas yakmak mümkün oldu. "Buzdolabının" kış havası olduğu Brown-Lomonosov'un deneylerinde olduğu gibi, Lavoisier'in deneylerinde de doğal "soba" - Güneş - yüksek sıcaklık kaynağı olarak görev yaptı.

Termometrinin gelişimi, cisimlerin termal genleşmesinin ilk bilimsel ve pratik kullanımıydı. Doğal olarak, termal genleşme olgusunun kendisi yalnızca niteliksel olarak değil, aynı zamanda niceliksel olarak da incelenmeye başlandı.Katıların termal genleşmesinin ilk doğru ölçümleri 1782'de Lavoisier ve Laplace tarafından yapıldı. , 1819'da Biot'un dersiyle başlayıp O. D. Khvolson'un 1923'teki fizik dersiyle bitiyor.

Test gövdesinin bir şeridi önce eriyen buza ve sonra kaynayan suya yerleştirildi. Çeşitli derecelerde cam, çelik ve demir ile farklı derecelerde altın, bakır, pirinç, gümüş, kalay, kurşun için veriler elde edildi.Bilim adamları, metali hazırlama yöntemine bağlı olarak sonuçların farklı olduğunu bulmuşlardır. Sertleştirilmemiş bir çelik şerit, 100 ° ısıtıldığında orijinal uzunluğunun 0,001079'u ve sertleştirilmiş çelikten - 0,001239 artar. Ferforje için 0,001220, yuvarlak çekme demir için 0,001235 değeri elde edilmiştir. Bu veriler yöntemin doğruluğu hakkında fikir vermektedir.

Böylece, 18. yüzyılın ilk yarısında, termometreler yaratıldı ve Laplace ve Lavoisier'in termofiziksel deneylerinde yüksek bir doğruluk derecesine getirilen kantitatif termal ölçümler başladı. Bununla birlikte, termal fiziğin temel kantitatif kavramları hemen kristalleşmedi. O dönemin fizikçilerinin eserlerinde "ısı miktarı", "ısı derecesi", "ısı derecesi" gibi kavramlarda ciddi bir kafa karışıklığı vardı. Sıcaklık ve ısı miktarı kavramlarını birbirinden ayırma ihtiyacına 1755'te I.G. Lambert (1728-1777) tarafından işaret edildi. Ancak talimatları çağdaşları tarafından beğenilmedi ve doğru kavramların gelişimi yavaştı.

Kalorimetriye ilk yaklaşımlar, St. Petersburg akademisyenleri GV Kraft ve GV Rikhman'ın (1711-1753) eserlerinde yer almaktadır. Kraft'ın makalesinde " Çeşitli deneyimler 1744'te Akademi Konferansı'na sunulan ve 1751'de yayınlanan "sıcak ve soğuk ile", farklı sıcaklıklarda alınan iki kısım sıvının karışımının sıcaklığını belirleme problemini konu alıyor. Richmann daha genel ve daha kapsamlı bir problem çözmesine rağmen, bu problem ders kitaplarında genellikle "Richmann problemi" olarak anılırdı. zor görev Kraft'tan daha. Kraft, sorunu çözmek için yanlış bir ampirik formül verdi.

Richmann'da sorunu çözmek için tamamen farklı bir yaklaşım buluyoruz. Richmann, 1750'de yayınlanan "Belirli ısı derecelerine sahip sıvıların karıştırılmasıyla elde edilmesi gereken ısı miktarı üzerine düşünceler" adlı makalesinde, birkaç (Kraft'ta olduğu gibi iki değil) karışımın sıcaklığını belirleme problemini ortaya koyuyor. sıvıları çözer ve prensipte çözer ısı dengesi. "Diyelim ki," diyor Richman, "sıvının kütlesi a; bu kütlede dağıtılan ısı m'ye eşittir; a kütlesinde olduğu gibi aynı ısı m'nin dağıtılması gereken başka bir kütle, a + b'ye eşit olsun. Daha sonra elde edilen ısı

am/(a+b)'ye eşittir. Burada Richmann, "ısı" ile sıcaklık anlamına gelir, ancak "aynı ısının dağıldığı kütlelerle ters orantılıdır" şeklinde formüle ettiği ilke tamamen kalorimetriktir. "Böylece," diye yazıyor Richmann, "m'ye eşit olan a kütlesinin ısısı ve n'ye eşit olan b kütlesinin ısısı, a + b kütlesine eşit olarak dağılır ve bu kütledeki ısı, yani a ve b'nin bir karışımı, a + b kütlesinde dağılan m + n ısılarının toplamına veya (ma + nb) / (a + b)'ye eşit olmalıdır. Ders kitaplarında "Richmann formülü" olarak görünen bu formüldü. "Daha fazla almak için Genel formül, - devam eder Richmann, - farklı ısı derecelerine sahip aynı sıvının 3, 4, 5 vb. , e, vb. ve karşılık gelen ısılar m, p, o, p, q, vb. Sonuç olarak, "tüm sıcak kütleleri karıştırdıktan sonraki ısı şuna eşittir:

(am + bp + co + dp + eq), vb. / (a + b + c + d + e), vb.,

yani, karıştırma sırasında bireysel kütlelerin ısısının eşit olarak dağıldığı sıvı kütlelerinin toplamı, her kütlenin tüm ürünlerinin toplamı ve ısısı ile aynı şekilde karışımın ısısının birliği ile ilgilidir.

Richmann, ısı miktarı kavramında henüz ustalaşmamıştı, ancak tamamen doğru kalorimetrik formülü yazdı ve mantıksal olarak doğruladı.Formülünün deneyimle Krafg'ın formülünden daha iyi uyuştuğunu kolayca keşfetti. "Isılarının" "gerçek ısı değil, sıfır Fahrenheit dereceye kıyasla karışımın fazla ısısı" olduğunu doğru bir şekilde tespit etti. Şunu açıkça anladı: 1. "Karışımın ısısı yalnızca kütlesinin kendisine değil, aynı zamanda kabın duvarlarına ve termometrenin kendisine de dağılır." 2. "Termometrenin içsel ısısı ve kabın ısısı hem karışıma hem de karışımın bulunduğu kabın duvarlarına ve termometre boyunca dağılır." 3. “Deneyin yapıldığı süre boyunca karışımın ısısının bir kısmı çevredeki havaya geçer…”

Richmann, kalorimetrik deneylerdeki hata kaynaklarını doğru bir şekilde formüle etti, Kraft'ın formülü ile deney arasındaki tutarsızlığın nedenlerine işaret etti, yani ısı miktarı kavramına henüz gelmemiş olmasına rağmen kalorimetrinin temellerini attı. Richmann'ın çalışmalarına İsveçli akademisyen Johann Wilke (1732-1796) ve İskoç kimyager Joseph Black (1728-1799) devam etti. Richmann'ın formülüne dayanan her iki bilim adamı da bilime yeni kavramlar getirmeyi gerekli gördü. 1772'de su ve kar karışımının ısısını araştıran Wilke, ısının bir kısmının kaybolduğunu keşfetti ve buradan eriyen karın gizli ısısı kavramına geldi ve daha sonra yeni bir kavram ortaya koyma ihtiyacı duydu. adı "ısı kapasitesi".

Black de sonuçlarını yayınlamadan aynı sonuca vardı. Çalışmaları yalnızca 1803'te yayınlandı ve daha sonra, "ısı kapasitesi" terimini ilk tanıtan, ısı miktarı ve sıcaklık kavramlarını açıkça ayırt eden ilk kişinin Black olduğu öğrenildi. 1754-1755'te Black, yalnızca buzun erime noktasının sabitliğini değil, aynı zamanda ısı akışına rağmen tüm buz eriyene kadar termometrenin aynı sıcaklıkta kaldığını da keşfetti. Buradan Siyah, gizli füzyon ısısı kavramına geldi. Daha sonra gizli buharlaşma ısısı kavramını geliştirdi. Böylece, 18. yüzyılın 70'lerinde temel kalorimetrik kavramlar oluşturuldu. Ancak yaklaşık yüz yıl sonra (1852'de), daha sonra "kalori" adını alan ısının birim miktarı tanıtıldı. ( Clausius ayrıca sadece ısı biriminden bahseder ve "kalori" terimini kullanmaz.)

1777'de bir buz kalorimetresi yapan Lavoisier ve Laplace, çeşitli cisimlerin özgül ısı kapasitelerini belirlediler. Aristoteles'in birincil niteliği olan ısı, kesin deney yöntemiyle incelenmeye başlandı.

Bilimsel ısı teorileri de vardı. Biri, en yaygın kavram (Siyah'ın da bağlı kaldığı), özel bir termik akışkan - kalorik teorisidir. Lomonosov'un ateşli bir destekçisi olduğu diğeri, ısıyı "duyarsız parçacıkların" bir tür hareketi olarak görüyordu. Kalori kavramı, kalorimetrik gerçeklerin tanımına çok uygundu: Gizli ısıları hesaba katan Richmann formülü ve daha sonraki formüller mükemmel bir şekilde açıklanabildi.Sonuç olarak, kalori teorisi 19. yüzyılın ortalarına kadar hakim oldu. enerjinin korunumu yasasının keşfi, fizikçileri bu yasanın keşfinden yüz yıl önce Lomonosov tarafından başarıyla geliştirilen konsepte geri dönmeye zorladı.

Isının bir hareket biçimi olduğu fikri 17. yüzyılda çok yaygındı. f. The New Organon'daki Bacon, yöntemini ısının doğasının incelenmesine uygulayarak, "ısı, engellenen ve küçük parçalar halinde meydana gelen bir yayılma hareketidir" sonucuna varır. Descartes, küçük parçacıkların hareketi hakkında olduğu gibi, ısı hakkında daha somut ve net bir şekilde konuşur. Ateşin doğasını göz önünde bulundurarak, "alevin gövdesi ... çok hızlı ve şiddetli bir şekilde birbirinden ayrı hareket eden en küçük parçacıklardan oluştuğu" sonucuna varır. Dahası, "ürettiği çeşitli eylemlere bağlı olarak yalnızca bu harekete ısı veya ışık denildiğine" dikkat çekiyor. Cesetlerin geri kalanına dönerek, “hareketlerini durdurmayan küçük parçacıkların sadece ateşte değil, diğer tüm cisimlerde de bulunduğunu, ancak ikincisinde eylemlerinin çok güçlü olmamasına rağmen, küçük boyutları, kendileri hiçbir duyumuz tarafından görülemez."

Atomculuk, 17. yüzyıl bilim adamlarının ve düşünürlerinin fiziksel görüşlerine egemen oldu. Hooke, Huygens, Newton, Lomonosov'un daha sonra kısaca adlandırdığı gibi, Evrenin tüm bedenlerini en küçük parçacıklardan, "duyarsız" olarak temsil ettiler. Bu parçacıkların bir hareket biçimi olarak ısı kavramı, bilim adamlarına oldukça makul göründü. Ancak ısı hakkındaki bu fikirler niteliksel nitelikteydi ve çok yetersiz bir olgusal temele dayanıyordu. 18. yüzyılda. Termal fenomenlerin bilgisi daha kesin ve kesin hale geldi; kimya da oksijenin keşfinden önceki flojiston teorisinin yanma ve oksidasyon süreçlerini anlamaya yardımcı olduğu büyük ilerlemeler kaydetti. Bütün bunlar, ısıya özel bir madde olarak yeni bir bakış açısının özümsenmesine katkıda bulundu ve kalorimetrinin ilk başarıları, kalori destekçilerinin konumunu güçlendirdi. Bu durumda kinetik ısı teorisini geliştirmek için büyük bilimsel cesaret gerekiyordu.

Isının kinetik teorisi doğal olarak maddenin ve her şeyden önce hava ve buharın kinetik teorisi ile birleştirildi. Gazlar ("gaz" sözcüğü Van Helmont tarafından tanıtıldı; 1577-1644) özünde henüz keşfedilmemişti ve Lavoisier bile buharı su ve ateşin bir bileşimi olarak görüyordu. Demirin güçlü votka (nitrik asit) içinde çözünmesini gözlemleyen Lomonosov'un kendisi, kabul edildi

hava tarafından salınan nitrojen kabarcıkları. Bu nedenle, Lomonosov zamanında hava ve buhar neredeyse tek gazdı - o zamanki terminolojiye göre "elastik sıvılar".

D. Bernoulli "Hidrodinamik" adlı eserinde havanın "farklı yönlerde son derece hızlı" hareket eden parçacıklardan oluştuğunu tasavvur etmiş ve bu parçacıkların "elastik bir sıvı" oluşturduğuna inanmıştır. Bernoulli, Boyle-Mariotte yasasını "elastik sıvı" modeliyle doğruladı. Parçacıkların hızı ile havanın ısınması arasında bir bağlantı kurmuş ve böylece havanın ısıtıldığında esnekliğindeki artışı açıklamıştır. Bu, fizik tarihinde gazların davranışını moleküllerin hareketiyle yorumlamaya yönelik ilk girişimdi, kuşkusuz parlak bir girişimdi ve Bernoulli fizik tarihine gazların kinetik teorisinin kurucularından biri olarak geçti.

Hydrodynamics'in yayınlanmasından altı yıl sonra Lomonosov, Reflections on the Reason of Heat and Cold adlı eserini Akademik Kurul'a sundu. Sadece altı yıl sonra, 1750'de, daha sonraki başka bir çalışma olan An Experience in the Theory of Air Elasticity ile birlikte yayınlandı. Bu nedenle, Lomonosov'un gazların esnekliği teorisi, ısı teorisiyle ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır ve ikincisine dayanır.

D. Bernoulli ayrıca ısı konularına, özellikle de hava yoğunluğunun sıcaklığa bağımlılığı sorununa büyük önem verdi. Kendisini Amonton'un deneylerine atıfta bulunmakla sınırlamadan, hava esnekliğinin sıcaklığa bağımlılığını deneysel olarak belirlemeye çalıştı. Bernoulli, "25 Aralık 1731'de St. Petersburg'da bulunan havanın esnekliğinin çok soğuk olduğunu buldum" diye yazıyor. Art., kaynar su ile ortak ısıya sahip olan aynı havanın esnekliğini 523'e 1000 olarak ifade eder. Bernoulli'nin bu değeri, soğuk havanın sıcaklığının -78°C'ye tekabül ettiğini varsaydığından, açıkça yanlıştır.

Lomonosov'un yukarıda belirtilen benzer hesaplamaları çok daha doğrudur. Öte yandan, Bernoulli'nin nihai sonucu çok dikkat çekicidir, kinetik teorinin temel denklemine tam olarak karşılık gelen "elastisiteler, parçacık hızlarının karesi ve yoğunlukların birinci kuvvetinden oluşan bir orandadır". modern sunumda gazların.

Bernoulli, Lomonosov'un teorisinin merkezinde yer alan ısının doğası sorusuna hiç değinmedi. Lomonosov, ısının duyarsız parçacıkların bir hareket biçimi olduğunu varsayar. Bu hareketlerin olası doğasını göz önünde bulundurur: öteleme, dönme ve salınım - ve "ısı, bağlı maddenin iç dönme hareketinden oluşur" der.

Lomonosov, ısının nedeni olarak moleküllerin dönme hareketi hipotezini bir başlangıç noktası olarak alarak, bundan bir dizi sonuç çıkarır: 1) moleküller (parçacıklar) küresel bir şekle sahiptir; 2) “... bağlı madde parçacıklarının daha hızlı dönmesiyle ısı artmalı ve daha yavaş dönmesiyle azalmalıdır; 3) sıcak cisimlerin parçacıkları daha hızlı döner, daha soğuk olanlar - daha yavaş; 4) parçacıkların kalorifik hareketini yavaşlattığı için sıcak cisimler soğuk olanla temas ettiğinde soğutulmalıdır; aksine soğuk cisimler, temas halinde hareketin hızlanması nedeniyle ısınmalıdır. Bu nedenle, doğada gözlemlenen sıcak bir cisimden soğuk bir cisme ısı geçişi Lomonosov'un hipotezinin bir doğrulamasıdır.

Lomonosov'un ısı transferini ana sonuçlardan biri olarak seçmesi çok önemlidir ve bazı yazarlar bunu Lomonosov'u termodinamiğin ikinci yasasının kaşifleri arasında sıralamak için bir neden olarak görmektedir. Bununla birlikte, yukarıdaki önermenin ikinci yasanın birincil formülasyonu olarak kabul edilmesi pek olası değildir, ancak bir bütün olarak tüm çalışma, şüphesiz termodinamiğin ilk taslağıdır. Böylece Lomonosov, Joule'nin klasik deneylerinde birinci yasanın deneysel temeli olarak hizmet eden sürtünme sırasında ısı oluşumunu açıklıyor. Lomonosov ayrıca, sıcak bir cisimden soğuğa ısı transferi konusuna değinerek şu önermeye atıfta bulunur: “B cismi üzerinde hareket eden A cismi, ikincisine kendisinin sahip olduğundan daha büyük bir hareket hızı veremez. ” Bu hüküm, "evrensel koruma yasası"nın özel bir durumudur. Bu önermeden yola çıkarak, ılık bir sıvı A'ya batırılmış soğuk bir B cismi "açıkça L'nin sahip olduğundan daha büyük bir ısıyı ememez."

Lomonosov, ısıl genleşme sorununu havanın esnekliği dikkate alınana kadar "başka bir zamana" erteliyor. Termodinamik çalışması bu nedenle, gazların esnekliği üzerine daha sonraki çalışmaları ile doğrudan ilişkilidir. Bununla birlikte, termal genleşmeyi "başka bir zamana" erteleme niyetinden bahseden Lomonosov, burada ayrıca parçacıkların hızında bir üst sınır olmadığı için (izafiyet teorisi henüz mevcut değil!) ayrıca sıcaklıkta üst sınır yoktur. Ancak "zorunlu olarak, parçacıkların dönme hareketinin tamamen durmasından oluşması gereken en büyük ve son soğukluk derecesi olmalıdır." Bu nedenle Lomonosov, "son derece soğuğun" - mutlak sıfırın varlığını iddia ediyor.

Sonuç olarak Lomonosov, eskilerin temel ateş hakkındaki fikrinin nüksettiğini düşündüğü kalori teorisini eleştiriyor. Isının salınması ve emilmesiyle ilgili hem fiziksel hem de kimyasal çeşitli olguları analiz eden Lomonosov şu sonuca varıyor: "Cismlerin ısısı, özel olarak tasarlanmış ince bir maddenin yoğunlaşmasına atfedilemez, ancak bu ısı, maddenin iç dönme hareketinden oluşur. ısıtılmış cisimlerin bağlı maddesi." "Bağlı" madde ile Lomonosov, vücut parçacıklarının maddesini anlıyor ve onu vücudun gözeneklerinden "bir nehir gibi" akabilen "akan" maddeden ayırıyor.

Aynı zamanda Lomonosov, termodinamik sistemine sadece zamanının değil, 19. yüzyılın da çok ilerisinde dünya eterini dahil ediyor. "Böylece," diye devam ediyor Lomonosov, "yalnızca bu tür hareket ve ısının aynı zamanda hassas cisimler içermeyen tüm boşlukları dolduran esirin en ince maddesinin de özelliği olduğunu söylemekle kalmıyoruz, aynı zamanda esirin maddesinin Güneşten alınan kalorifik hareketi dünyamıza ve dünyanın geri kalan cisimlerine iletin ve onları ısıtın, birbirinden uzak cisimlerin elle tutulur herhangi bir şeyin aracılığı olmadan ısıyı ilettiği ortam olarak.

Boltzmann, Golitsyn ve Wien'den çok önce, Lomonosov termal radyasyonu termodinamiğe dahil etti. Lomonosov'un termodinamiği, 18. yüzyılın bilimsel düşüncesinin zamanının çok ötesinde, dikkate değer bir başarısıdır.

Şu soru ortaya çıkıyor: Lomonosov neden parçacıkların öteleme hareketini termal bir hareket olarak görmeyi reddetti ve dönme hareketinde durdu? Bu varsayım, çalışmasını büyük ölçüde zayıflattı ve D. Bernoulli'nin teorisi, Clausius ve Maxwell'in sonraki çalışmalarına Lomonosov'un teorisinden çok daha yaklaştı. Bu konuda Lomonosov'un çok derin düşünceleri vardı. Uyum ve esneklik, vücut parçacıklarının uyumu ve vücutların genişleme yeteneği gibi çelişkili şeyleri açıklamak zorunda kaldı. Lomonosov, uzun menzilli kuvvetlerin ateşli bir rakibiydi ve cisimlerin moleküler yapısı söz konusu olduğunda onlara başvuramazdı. Ayrıca gazların esnekliğinin açıklamasını parçacıkların elastik etkilerine indirgemek, yani esnekliği esneklikle açıklamak istemedi. Hem esnekliği hem de termal genleşmeyi en doğal şekilde açıklayacak bir mekanizma arıyordu. "Hava esnekliği teorisindeki deneyim" adlı çalışmasında, Lomonosov'a göre "herhangi bir fiziksel bileşimden ve organize yapıdan yoksun ..." ve atom olan parçacıkların kendilerinin esnekliği hipotezini reddediyor. Bu nedenle, esneklik özelliği, herhangi bir fiziksel karmaşıklığa ve organize yapıya sahip olmayan tek tek parçacıklar tarafından sergilenmez, bunların bir kombinasyonu ile üretilir. Dolayısıyla, Lomonosov'a göre bir gazın (havanın) esnekliği "atomlar topluluğunun bir özelliğidir". Lomonosov'a göre atomların kendileri "katı olmalı ve uzamalıdır", şekillerinin küreye "çok yakın" olduğunu düşünüyor. Sürtünmenin ürettiği ısı olgusu, ona "hava atomlarının pürüzlü olduğu" hipotezini kabul ettirir. Hava esnekliğinin yoğunlukla orantılı olması, Lomonosov'u "atomlarının bir tür doğrudan etkileşiminden geldiği" sonucuna götürüyor. Ancak Lomonosov'a göre atomlar uzaktan etki edemezler, yalnızca temas halinde hareket ederler. Havanın sıkıştırılabilirliği, içinde atomların etkileşimini imkansız kılan boşlukların varlığını kanıtlar. Buradan Lomonosov, atomların etkileşiminin zaman içinde aralarında boş bir boşluk oluşmasıyla ve atomların uzamsal ayrılığının yerini temasla değiştirdiğinde dinamik bir resme geliyor. "Öyleyse açıktır ki, havanın tek tek atomları, gelişigüzel dönüşümlü olarak, en yakın atomlarla hissedilmeyecek aralıklarla çarpışırlar ve bazıları temas halindeyken, diğerleri geri sekmek için birbirlerinden geri dönerler ve en yakın atomlarla çarpışırlar. ; bu nedenle, sık sık karşılıklı şoklarla sürekli olarak birbirlerinden itilirler, her yöne dağılma eğilimindedirler. Lomonosov, bu saçılmada her yöne esneklik görüyor. "Elastikiyet kuvveti, havanın her yöne yayılma arzusundan oluşur."

Ancak, etkileşim sırasında atomların neden birbirlerinden sektiklerini açıklamak gerekir. Lomonosov'a göre bunun nedeni termal harekettir: "Hava atomlarının etkileşimi yalnızca ısıdan kaynaklanır." Ve ısı, parçacıkların dönme hareketinden oluştuğu için, itilmelerini açıklamak için, dönen iki küresel kaba parçacık temas ettiğinde ne olduğunu düşünmek yeterlidir. Lomonosov, birbirlerinden uzaklaşacaklarını gösteriyor ve bunu, çocukluktan beri iyi bildiği, çocukların buza bıraktıkları tepelerin ("sırılsıklam") geri tepmesine ilişkin bir örnekle gösteriyor. Bu tür topaçlar birbirine temas ettiğinde, önemli mesafeler boyunca birbirlerinden sekerler. Bu nedenle, Lomonosov'a göre atomların elastik çarpışmaları, dönme momentlerinin etkileşiminden kaynaklanmaktadır. Bu yüzden parçacıkların termal dönme hareketi hipotezine ihtiyacı vardı! Böylece Lomonosov, rastgele hareket eden ve çarpışan parçacıklardan oluşan elastik bir gaz modelini tamamen doğruladı.

Bu model, Lomonosov'un yalnızca Boyle-Mariotte yasasını açıklamasına değil, aynı zamanda yüksek sıkıştırmalarda ondan sapmaları da tahmin etmesine izin verdi. Yasanın ve ondan sapmaların bir açıklaması Lomonosov tarafından, St.Petersburg Bilimler Akademisi'nin "Yeni Yorumlar" ın aynı cildinde yayınlanan "Havanın Esnekliği Üzerine Düşüncelere Ek" adlı çalışmasında verilmiştir. eserleri de yayınlandı. Lomonosov'un eserlerinde, tamamen o dönemin bilgi düzeyiyle açıklanan yanlış ifadeler de var. Ancak bilim adamının çalışmasının önemini belirlemezler. Isı biliminin başlangıcında çağının çok ötesinde güçlü bir teorik kavram yaratan Lomonosov'un bilimsel düşüncesinin cesaretine ve derinliğine hayran kalmamak mümkün değil. Çağdaşlar, ısı teorisinde Lomonosov'un yolunu takip etmediler, söylendiği gibi, kalori hüküm sürdü, 18. yüzyılın fiziksel düşüncesi çeşitli maddeler gerektiriyordu: termal, ışık, elektrik, manyetik. Bu, genellikle 18. yüzyıl doğa bilimcilerinin düşüncesinin metafizik doğası, bir kısmı da gerici doğası olarak görülür. Ama neden bu hale geldi? Görünüşe göre bunun nedeni kesin doğa biliminin ilerlemesinde yatıyor. 18. yüzyılda. ısıyı, ışığı, elektriği, manyetizmayı ölçmeyi öğrendi. Uzun zaman önce sıradan kütleler ve hacimler için nasıl bulunduysa, tüm bu maddeler için de ölçüler bulunmuştur. Bu gerçek, ağırlıksız maddeleri sıradan kütlelere ve sıvılara yaklaştırdı, onları sıradan sıvıların analogları olarak görmeye zorladı. "Ağırlıksız" kavramı, fiziğin gelişiminde gerekli bir aşamaydı, termal, elektrik ve manyetik fenomenler dünyasına daha derin bir bakış açısı sağladı. Doğru bir deneyin geliştirilmesine, çok sayıda olgunun birikmesine ve bunların birincil yorumlanmasına katkıda bulundu.

"Sıcaklık ölçeği nedir?" - öğrenciden profesöre her fizikçi için uygundur. Buna tam bir cevap bütün bir kitabı alır ve fizikçinin son dört yüzyıldaki görüşlerindeki ve ilerlemesindeki değişimin iyi bir örneği olabilir.
Sıcaklık, ısının belirli bir ölçekteki derecesidir. Termometre olmadan kaba bir tahmin için hassasiyeti kullanabilirsiniz. kendi derisi ama sıcağa ve soğuğa ilişkin duyumlarımız sınırlı ve güvenilmezdir.

Bir deneyim. Sıcağa ve soğuğa karşı cilt hassasiyeti. Bu deneyim çok öğreticidir. Üç kase su koyun: biri çok sıcak, diğeri orta derecede ılık ve üçüncüsü çok soğuk. Bir elinizi sıcak, diğerini soğuk leğene batırın ve 3 dakika bekletin. Sonra iki elinizi pelvise doğru indirin. ılık su. Şimdi her bir elinize suyun sıcaklığı hakkında size ne "söylediğini" sorun.

Bir termometre bize bir şeyin tam olarak ne kadar sıcak veya soğuk olduğunu söyler; onun yardımıyla farklı nesnelerin ısınma derecelerini karşılaştırabilir, tekrar tekrar kullanabilir, farklı zamanlarda yapılan gözlemleri karşılaştırabiliriz. Belirli bir değişmeyen, tekrarlanabilir ölçek ile donatılmıştır - herhangi bir karakteristik aksesuar iyi cihaz. Termometrenin üretim yöntemi ve cihazın kendisi bize kullanmamız gereken ölçeği ve ölçüm sistemini belirler. Kaba duyumlardan skalalı bir enstrümana geçiş sadece örgümüzdeki bir gelişme değildir. Yeni bir kavram icat edip tanıtıyoruz - sıcaklık.
Bizim ham sıcak ve soğuk fikrimiz, embriyodaki sıcaklık kavramını içerir. Araştırmalar, ısıtıldığında şeylerin en önemli özelliklerinin çoğunun değiştiğini ve. Bu değişiklikleri incelemek için termometrelere ihtiyaç vardır. Termometrelerin günlük yaşamda yaygın olarak kullanılması sıcaklık kavramının anlamını gölgede bırakmıştır. Termometreyi vücudumuzun, havanın veya banyo suyunun sıcaklığını ölçmek olarak düşünürüz, halbuki o aslında sadece kendi sıcaklığını gösterir. 60°'den 70°'ye ve 40°'den 50°'ye sıcaklık değişimlerini aynı kabul ediyoruz. Ancak, görünüşe göre gerçekten aynı olduklarına dair herhangi bir garantimiz yok. Onları tanım gereği aynı olarak kabul etmek bize kalır Termometreler, sadık hizmetkarlar olarak bizim için hala yararlıdır. Ama Ekselansları Sıcaklık, sadık "yüzlerinin" arkasında gerçekten gizli mi?

Basit termometreler ve Celsius ölçeği
Termometrelerdeki sıcaklık, ısıtıldığında genleşen bir damla sıvının (cıva veya renkli alkol) bölümleri olan bir tüpe yerleştirilmesiyle gösterilir. Bir termometrenin ölçeğinin diğeriyle çakışması için iki nokta alırız: standart koşullar altında eriyen buz ve kaynar su ve bunlara 0 ve 100'lük bölümler atar ve aralarındaki aralığı 100 eşit parçaya böleriz. Bu nedenle, bir termometreye göre banyodaki suyun sıcaklığı 30 ° ise, diğer herhangi bir termometre (doğru şekilde kalibre edilmişse), tamamen farklı boyutta bir balonu ve tüpü olsa bile aynı şeyi gösterecektir. . İlk termometrede cıva, erime noktasından kaynama noktasına kadar 30/100 genleşir. Diğer termometrelerde cıvanın aynı ölçüde genleşmesini ve onların da 30° göstermesini beklemek mantıklıdır. Burada Doğanın Evrenselliğine güveniyoruz 2>.
Şimdi gliserin gibi başka bir sıvı aldığımızı varsayalım. Aynı noktalarda aynı ölçeği mi verecek? Elbette cıvalı termometre ile anlaşmak için gliserin termometresinin buz eridiğinde 0°, su kaynadığında 100° olması gerekir. Ancak termometre okumaları ara sıcaklıklarda aynı mı olacak? Cıva termometresi 50.0 °C'yi gösterdiğinde değil, gliserin termometresi 47.6 °C'yi gösteriyor. Cıvalı termometre ile karşılaştırıldığında, gliserin termometresi buzun erime noktası ile kaynama noktası arasındaki yolun ilk yarısında biraz geride kalıyor. su noktası. (Daha fazla tutarsızlık verecek termometreler yapabilirsiniz. Örneğin, su buharlı bir termometre cıvanın 50 ° olduğu noktada 12 ° okuyacaktır!

Bu, günümüzde yaygın olarak kullanılan sözde Celsius ölçeğiyle sonuçlanır. ABD, İngiltere ve diğer bazı ülkelerde buzun erime noktası ile suyun kaynama noktasının 32 ve 212 ile işaretlendiği Fahrenheit ölçeği kullanılmaktadır. Başlangıçta Fahrenheit ölçeği iki farklı nokta üzerine inşa edilmiştir. Dondurucu karışımın sıcaklığı sıfır olarak alınmış ve 96 sayısı (çok sayıda faktöre ayrılabilen ve bu nedenle kullanıma uygun bir sayı) insan vücudunun normal sıcaklığı ile karşılaştırılmıştır. Modifikasyon sonrası tam sayılar standart puanlarla karşılaştırıldığında vücut sıcaklığının 98 ile 99 arasında olduğu ortaya çıktı. Oda sıcaklığı 68°R, 20°C'ye karşılık geliyor. sıcaklık birimi, kavramın kendisini etkilemez.sıcaklık. En son uluslararası anlaşma başka bir değişiklik getirdi: ölçeği belirleyen standart erime buz ve kaynar su noktaları yerine, su için "mutlak sıfır" ve "üçlü nokta" kabul edildi. Sıcaklığın tanımındaki bu değişiklik temel olmakla birlikte, normal bilimsel çalışma için çok az fark yaratır. Üçlü nokta için, yeni ölçek eski ölçekle çok iyi uyuşacak şekilde sayı seçilir.
2> Bu akıl yürütme biraz safça. Cam da genleşir Camın genleşmesi cıva kolonunun yüksekliğini etkiler mi? Bu nedenle, termometre cıvanın basit genişlemesinin yanı sıra neyi gösteriyor? Diyelim ki iki termometre saf cıva içerir, ancak topları farklı genleşmelere sahip farklı cam türlerinden yapılmıştır. Sonucu etkiler mi?

Uzun yol termometreleri

Günümüzde yaygınlaşan sıcaklık ölçüm aletleri bilimde, teknolojide, insanların günlük yaşamında önemli rol oynayan, uzun bir geçmişe sahip ve birçok parlak bilim adamının adıyla anılan sıcaklık ölçüm cihazlarıdır. Farklı ülkeler, Rusça dahil ve Rusya'da çalışıyor.

Detaylı Açıklama sıradan bir sıvı termometrenin bile yaratılış tarihi, fizikçiler ve kimyagerler, filozoflar ve astronomlar, matematikçiler ve mekanikçiler, zoologlar ve botanikçiler, klimatologlar ve cam üfleyiciler gibi çeşitli alanlardaki uzmanlar hakkında hikayeler de dahil olmak üzere bütün bir kitabı kaplayabilir.

Aşağıdaki notlar, bu çok eğlenceli hikayenin sunumunu tamamlama iddiasında değil, ancak bilgi alanını ve adı Termometri olan teknoloji alanını tanımak için yararlı olabilir.

Sıcaklık

Sıcaklık, doğa bilimlerinin ve teknolojinin çeşitli dallarında kullanılan en önemli göstergelerden biridir. Fizik ve kimyada izole bir sistemin denge durumunun temel özelliklerinden biri olarak, meteorolojide -iklim ve hava durumunun temel özelliği olarak-, biyoloji ve tıpta yaşamsal fonksiyonları belirleyen en önemli nicelik olarak kullanılır.

Antik Yunan filozofu Aristoteles bile (MÖ 384-322) sıcak ve soğuk kavramlarının temel olduğunu düşündü. Kuruluk ve nem gibi niteliklerin yanı sıra, bu kavramlar "birincil maddenin" dört unsurunu - toprak, su, hava ve ateş - karakterize ediyordu. O günlerde ve birkaç yüzyıl sonra, sıcağın veya soğuğun derecesinden ("daha sıcak", "sıcak", "daha soğuk") bahsetmelerine rağmen, niceliksel önlemler yoktu.

Yaklaşık 2500 yıl önce, eski Yunan hekimi Hipokrat (yaklaşık MÖ 460 - yaklaşık MÖ 370), insan vücudunun yüksek sıcaklığının bir hastalık belirtisi olduğunu fark etti. Normal sıcaklığın belirlenmesinde bir sorun oluştu.

Standart sıcaklık kavramını tanıtmaya yönelik ilk girişimlerden biri, eşit hacimlerde kaynar su ve buz karışımının sıcaklığını "nötr" olarak kabul etmeyi öneren antik Romalı doktor Galen (129 - c. 200) tarafından yapıldı. ve bireysel bileşenlerin sıcaklıkları (kaynar su ve eriyen buz) sırasıyla dört derece, sıcak ve dört derece soğuk olarak kabul edilmelidir. Terimin ortaya çıkışını muhtemelen Galen'e borçluyuz. huysuzluk(eşitlemek için), "sıcaklık" kelimesinin türetildiği yer. Ancak sıcaklık çok daha sonra ölçülmeye başlandı.

Termoskop ve ilk hava termometreleri

Sıcaklık ölçümünün geçmişi dört yüzyıldan biraz fazladır. Eski Bizans Yunanlıları tarafından MÖ 2. yüzyıl gibi erken bir tarihte tanımlanan, havanın ısıtıldığında genleşme yeteneğine dayanmaktadır. MÖ, birkaç mucit bir termoskop yarattı - suyla dolu bir cam tüpe sahip en basit cihaz. Yunanlıların (ilk Avrupalılar) camla 13. yüzyılda 5. yüzyılda tanıştıkları söylenmelidir. ilk cam Venedik aynaları 17. yüzyılda ortaya çıktı. Avrupa'da cam işçiliği oldukça gelişti ve 1612'de ilk el kitabı çıktı. "De arte vitraria" Florentine Antonio Neri'nin (ö. 1614) yazdığı (“Cam Yapımı Sanatı Üzerine”).

Cam yapımı özellikle İtalya'da gelişmiştir. Bu nedenle, ilk cam aletlerin orada ortaya çıkması şaşırtıcı değildir. Termoskopun ilk tanımı, seramik, cam, yapay değerli taşlar ve damıtma ile uğraşan Napoliten doğa bilimci Giovanni Battista de la Porta'nın (1535-1615) kitabında yer aldı. Doğa Büyüsü("Doğal Büyü"). Baskı 1558'de yayınlandı.

1590'larda öğrencileri Nelli ve Viviani'ye göre İtalyan fizikçi, mekanik, matematikçi ve astronom Galileo Galilei (1564-1642), cam termobaroskopunu Venedik'te su ve alkol karışımı kullanarak yaptı; bu aletle ölçüm yapılabilir. Bazı kaynaklar Galileo'nun şarabı renkli bir sıvı olarak kullandığını söylüyor. Çalışma sıvısı havaydı ve sıcaklık değişimleri cihazdaki havanın hacmi ile belirlendi. Cihaz hatalıydı, okumaları hem sıcaklığa hem de basınca bağlıydı, ancak hava basıncını değiştirerek sıvı kolonunun "düşmesine" izin verdi. Bu cihazın açıklaması 1638 yılında Galileo'nun öğrencisi Benadetto Castelli tarafından yapılmıştır.

Santorio ve Galileo arasındaki yakın iletişim, her birinin birçok teknik yeniliğe katkısını belirlemeyi imkansız kılıyor. Santorio monografisiyle tanınır "Destatik ilaç"("Denge Tıbbı Üzerine"), deneysel araştırmasının sonuçlarını içerir ve beş baskıdan geçmiştir. 1612'de Santorio eserinde "Galeni'deki Artem Medicalem Yorumları"("Galen Tıp Sanatı Üzerine Notlar") ilk olarak hava termometresini tanımladı. Ayrıca insan vücudunun sıcaklığını ölçmek için bir termometre kullandı ("hastalar şişeyi elleriyle sıkıştırır, örtü altında nefes alır, ağzına alır"), nabzı ölçmek için bir sarkaç kullandı. Yöntemi, sarkacın on salınımı sırasında termometre okumalarının düşme oranını sabitlemekten ibaretti, dış koşullara bağlıydı ve yanlıştı.

Galileo'nun termoskopuna benzer aletler Hollandalı fizikçi, simyacı, tamirci, oymacı ve haritacı Cornelis Jacobson Drebbel (1572-1633) ve İngiliz mistik ve tıp filozofu Robert Fludd (1574-1637) tarafından yapılmıştır. Floransalı bilim adamları İlk olarak (1636'da) "termometre" olarak adlandırılan Drebbel'in cihazıydı. İki hazneli U şeklinde bir tüpe benziyordu. Drebbel, termometresi için sıvı üzerinde çalışırken, parlak kırmızı renkler elde etmenin bir yolunu keşfetti. Fludd da hava termometresini tanımladı.

İlk sıvı termometreler

Termoskopun modern bir sıvı termometreye dönüştürülmesine yönelik bir sonraki küçük ama önemli adım, çalışma ortamı olarak bir ucu kapatılmış bir sıvı ve bir cam tüpün kullanılmasıydı. Sıvıların termal genleşme katsayıları gazlarınkinden daha azdır, ancak sıvının hacmi dış basınçtaki bir değişiklikle değişmez. Bu adım, Toskana Büyük Dükü Ferdinand II de' Medici'nin (1610-1670) atölyelerinde 1654 civarında atıldı.

Bu arada çeşitli Avrupa ülkelerinde sistematik meteorolojik ölçümler yapılmaya başlandı. O zamanlar her bilim adamı kendi sıcaklık ölçeğini kullanıyordu ve bize kadar gelen ölçüm sonuçları ne birbiriyle karşılaştırılamaz ne de modern derecelerle ilişkilendirilebilir. Sıcaklık derecesi kavramı ve sıcaklık ölçeğinin referans noktaları görünüşe göre birçok ülkede 17. yüzyılın başlarında ortaya çıktı. Ustalar, eriyen kar sıcaklığında alkol sütununun 10. bölümün altına düşmemesi ve güneşte 40. bölümün üzerine çıkmaması için 50 bölümü gözle uyguladılar.

Termometreleri kalibre etmeye ve standartlaştırmaya yönelik ilk girişimlerden biri Ekim 1663'te Londra'da yapıldı. Royal Society üyeleri, fizikçi, tamirci, mimar ve mucit Robert Hooke (1635-1703) tarafından yapılan alkol termometrelerinden birini standart olarak kullanmaya ve diğer termometrelerin okumalarını onunla karşılaştırmaya karar verdiler. Hooke, alkole kırmızı bir pigment kattı, ölçek 500 parçaya bölündü. Ayrıca minimum termometreyi (en düşük sıcaklığı gösteren) icat etti.

Hollandalı teorik fizikçi, matematikçi, astronom ve mucit Christian Huygens (1629–1695) 1665'te R. Hooke ile birlikte bir sıcaklık ölçeği oluşturmak için eriyen buz ve kaynayan suyun sıcaklıklarının kullanılmasını önerdi. İlk anlaşılır meteorolojik kayıtlar, Hooke-Huygens ölçeği kullanılarak kaydedildi.

Gerçek bir sıvı termometrenin ilk tanımı, 1667'de Accademia del Cimento * "Deneyler Akademisi'nin doğal bilimsel faaliyetleri üzerine yazılar" yayınında yer aldı. Kalorimetri alanındaki ilk deneyler Akademi'de yapılmış ve anlatılmıştır. Vakum altında suyun atmosfer basıncından daha düşük bir sıcaklıkta kaynadığı ve donduğunda genleştiği gösterilmiştir. "Floransa termometreleri" İngiltere'de (R. Boyle tarafından tanıtıldı) ve Fransa'da (gökbilimci I. Bullo sayesinde dağıtıldı) yaygın olarak kullanıldı. Tanınmış Rus monografisi "Termodinamiğin Kavramları ve Temelleri" (1970) yazarı I.R. Krichevsky, sıvı termometrelerin kullanımının temelini atan şeyin Akademi'nin çalışması olduğuna inanıyor.

Akademi üyelerinden matematikçi ve fizikçi Carlo Renaldini (1615–1698) makalesinde doğal felsefe 1694'te yayınlanan ("Doğal Felsefe"), eriyen buzun ve kaynayan suyun sıcaklıklarını referans noktası olarak almayı önerdi.

Almanya'nın Magdeburg şehrinde doğan makine mühendisi, elektrik mühendisi, astronom, hava pompasının mucidi Otto von Guericke (1602–1686), Magdeburg yarımküreleriyle ilgili deneyimiyle ünlendi ve termometrelerle de uğraştı. 1672'de, "çok soğuk"tan "çok sıcak"a kadar sekiz bölümü olan bir ölçeğe sahip birkaç metre yüksekliğinde bir su-alkol cihazı yaptı. Kabul edilmelidir ki, yapının boyutları termometriyi ilerletmedi.

Guericke'nin gigantomania'sı, üç yüzyıl sonra Amerika Birleşik Devletleri'nde taraftar buldu. 40,8 m (134 ft) uzunluğundaki dünyanın en büyük termometresi, 1991'de Kaliforniya'nın Ölüm Vadisi'nde 1913'te ulaşılan rekor yüksek sıcaklığın anısına inşa edildi: +56,7 °C (134 °F). Nevada yakınlarındaki küçük Baker kasabasında üç yollu bir termometre bulunur.

Yaygın kullanıma giren ilk hassas termometreler Alman fizikçi Daniel Gabriel Fahrenheit (1686–1736) tarafından yapıldı. Mucit, günümüz Polonya topraklarında, Gdansk'ta (o zamanlar Danzig) doğdu, erken yetim kaldı, Amsterdam'da ticaret okumaya başladı, ancak çalışmalarını bitirmedi ve fiziğe kapılarak laboratuvarları ve atölyeleri ziyaret etmeye başladı. Almanya, Hollanda ve İngiltere. 1717'den beri, bir cam üfleme atölyesinin bulunduğu ve barometreler, altimetreler, higrometreler ve termometreler gibi hassas meteorolojik aletlerin imalatıyla uğraştığı Hollanda'da yaşıyordu. 1709'da bir alkol termometresi ve 1714'te bir cıva termometresi yaptı.

Cıvanın çok uygun bir çalışma sıvısı olduğu ortaya çıktı, hacmin sıcaklığa alkolden daha doğrusal bir bağımlılığı olduğu için, alkolden çok daha hızlı ısıtıldı ve çok daha yüksek sıcaklıklarda kullanılabiliyordu. Fahrenheit, cıvayı saflaştırmak için yeni bir yöntem geliştirdi ve cıva için top yerine silindir kullandı. Ayrıca cam üfleme becerisine sahip olan Fahrenheit, termometrelerin doğruluğunu artırmak için en düşük termal genleşme katsayısına sahip cam kullanmaya başladı. Sadece düşük sıcaklıklar alanında cıva (donma noktası -38.86 °C) alkolden (donma noktası -114.15 °C) daha düşüktü.

Fahrenheit, 1718'den beri Amsterdam'da kimya dersleri verdi, 1724'te, almamasına rağmen Kraliyet Cemiyeti'nin bir üyesi oldu. derece ve yalnızca bir araştırma makalesi koleksiyonu yayınladı.

Fahrenheit, termometreleri için ilk olarak Danimarkalı fizikçi Olaf Römer (1644–1710) tarafından benimsenen ve 1701'de İngiliz matematikçi, mekanik, astronom ve fizikçi Isaac Newton (1643–1727) tarafından önerilen değiştirilmiş bir ölçek kullandı.

Newton'un bir sıcaklık ölçeği geliştirmeye yönelik ilk girişimleri saflık gösterdi ve neredeyse anında terk edildi. Referans noktası olarak kışın hava sıcaklığının ve yanan kömürlerin sıcaklığının alınması önerildi. Daha sonra Newton, karın erime noktasını ve sağlıklı bir kişinin vücut sıcaklığını, keten tohumu yağını çalışma ortamı olarak kullandı ve ölçeği (yılda 12 ay ve öğlene kadar günde 12 saat modeline göre) 12 derece kırdı ( diğer kaynaklara göre 32 derece) . Bu durumda kalibrasyon, kaynayan ve taze çözülmüş su ile belirli miktarlarda karıştırılarak gerçekleştirildi. Ancak bu yöntem de kabul edilemezdi.

Yağı ilk kullanan Newton değildi: 1688'de Fransız fizikçi Dalence, alkol termometrelerini kalibre etmek için inek yağının erime noktasını referans noktası olarak kullandı. Bu teknik korunmuş olsaydı, Rusya ve Fransa'nın farklı sıcaklık ölçekleri olurdu: hem Rusya'da yaygın olan erimiş tereyağı hem de ünlü Vologda yağı, bileşim bakımından Avrupa çeşitlerinden farklıdır.

Gözlemci Roemer, sarkaçlı saatlerinin yazın kışa göre daha yavaş çalıştığını ve astronomik aletlerinin ölçeklerinin yaz aylarında kışa göre daha büyük olduğunu fark etti. Zaman ölçümlerinin ve astronomik parametrelerin doğruluğunu artırmak için, bu ölçümleri aynı sıcaklıklarda yapmak ve dolayısıyla doğru bir termometreye sahip olmak gerekliydi. Newton gibi Roemer de iki referans noktası kullandı: insan vücudunun normal sıcaklığı ve buzun erime sıcaklığı (18 inçlik bir tüpte çalışma sıvısı olarak güçlendirilmiş kırmızı şarap veya safranla renklendirilmiş %40 alkol solüsyonu). Fahrenheit bunlara, su-buz-amonyak karışımında ulaşılan en düşük sıcaklığa karşılık gelen üçüncü bir nokta ekledi.

Cıvalı termometresinin yardımıyla çok daha fazlasını başarmış olmak yüksek hassasiyetölçümler, Fahrenheit, Roemer'in her derecesini dörde böldü ve sıcaklık ölçeği için referans noktaları olarak üç nokta aldı: su ve buz karışımının tuzu (0 ° F), sağlıklı bir kişinin vücut sıcaklığı (96 ° F). F) ve buzun erime sıcaklığı (32°F) ve ikincisi kontrol olarak kabul edildi.

İşte dergide yayınlanan bir makalesinde bunun hakkında nasıl yazdığı Felsefi İşlem"(1724,
cilt 33, s. 78): "... termometreyi bir amonyum tuzu karışımına koyarak veya deniz tuzu, su ve buz, ölçekte sıfırı gösteren bir nokta buluyoruz. İkinci nokta, tuzsuz aynı karışım kullanılırsa elde edilir. Bu noktayı 30 olarak belirtelim. 96 olarak işaretlenen üçüncü nokta, termometre sağlıklı bir insanın sıcaklığını alarak ağza alınırsa elde edilir.

Fahrenheit'in memleketi Danzig'de 1708/09 kışında havanın soğuduğu sıcaklığı Fahrenheit ölçeğindeki en düşük nokta olarak aldığına dair bir efsane vardır. Bir kişinin 0 ° F'de soğuktan ve 0 ° F'de sıcak çarpmasından öldüğüne inandığına dair ifadeler de bulunabilir.
100°F. Son olarak, 32 inisiyasyon derecesine sahip Mason locasının bir üyesi olduğu ve bu nedenle buzun erime noktasını bu sayıya eşit kabul ettiği söylendi.

Biraz deneme yanılma sonrasında Fahrenheit çok rahat bir sıcaklık ölçeği buldu. Suyun kaynama noktasının kabul edilen ölçekte 212 °F olduğu ve suyun sıvı halinin tüm sıcaklık aralığının 180 °F olduğu ortaya çıktı. Bu ölçeğin gerekçesi, negatif derecelerin olmamasıydı.

Daha sonra, bir dizi hassas ölçümün ardından Fahrenheit, kaynama noktasının atmosferik basınca göre değiştiğini buldu. Bu, suyun kaynama noktasıyla atmosferik basıncı ölçen bir cihaz olan bir hipsotermometre yaratmasına izin verdi. Ayrıca, sıvıların aşırı soğuması fenomeninin keşfindeki önceliğe aittir.

Fahrenheit'in çalışması, termometrinin ve ardından termokimya ve termodinamiğin başlangıcı oldu. Fahrenheit ölçeği birçok ülkede (İngiltere'de 1777'den beri) resmi olarak kabul edildi, sadece insan vücudunun normal sıcaklığı 98.6 o F olarak düzeltildi. Şimdi bu ölçek 1960- 1970'lerde sadece ABD ve Jamaika'da ve diğer ülkelerde kullanılıyor. ve 1970'ler Celsius ölçeğine geçti.

Termometre, Hollandalı tıp, botanik ve kimya profesörü, bilimsel bir kliniğin kurucusu Hermann Boerhaave (1668–1738), öğrencisi Gerard van Swieten (1700–1772), Avusturyalı doktor Anton de tarafından geniş tıbbi uygulamaya tanıtıldı. Haen (1704–1776) ve onlardan bağımsız olarak İngiliz George Martin tarafından.

Viyana Tıp Okulu'nun kurucusu Haen, sağlıklı bir insanın ateşinin gün içinde iki kez yükselip düştüğünü buldu. Evrim teorisinin bir destekçisi olarak bunu, insanın atalarının - deniz kenarında yaşayan sürüngenlerin - gelgitlere göre sıcaklıklarını değiştirmeleriyle açıkladı. Ancak çalışmaları uzun süre unutuldu.

Martin, kitaplarından birinde çağdaşlarının buzun erime sıcaklığının yükseklikle değişip değişmediğini tartıştıklarını ve gerçeği ortaya çıkarmak için İngiltere'den İtalya'ya bir termometre taşıdıklarını yazdı.

Çeşitli bilgi alanlarında ünlü olan bilim adamlarının daha sonra insan vücudunun sıcaklığını ölçmekle ilgilenmeleri şaşırtıcı değildir: A. Lavoisier ve P. Laplace, J. Dalton ve G. Davy, D. Joule ve P. Dulong , W. Thomson ve A. Becquerel, J. Foucault ve G. Helmholtz.

O zamandan beri "çok fazla cıva sızdı". Cıvalı termometrelerin yaklaşık üç yüz yıllık yaygın kullanım dönemi, sıvı metalin toksisitesi nedeniyle yakında sona eriyor gibi görünüyor: insan güvenliği konularının giderek daha önemli hale geldiği Avrupa ülkelerinde, kısıtlamak ve kısıtlamak için yasalar çıkarıldı. bu tür termometrelerin üretimini yasaklar.

* Ferdinand II Medici ve kardeşi Leopoldo'nun himayesinde Galileo'nun öğrencileri tarafından 1657'de Floransa'da kurulan Accademia del Cimento, uzun sürmedi ve Royal Society, Paris Bilimler Akademisi ve diğer Avrupa akademilerinin prototipi oldu. Bilimsel bilgiyi teşvik etmek ve onların gelişimi için kolektif faaliyetleri genişletmek için tasarlandı.

Devamı ile basılmıştır