Мегалов А.

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

Скачать:

Предварительный просмотр:

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

Предварительный просмотр:

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

Подписи к слайдам:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Галилео Галилей разработал и описал идею термоскопа в период с 1592 по 1597 годы. Этот факт был засвидетельствован его учениками. В основе действия термоскопа лежала способность воздуха расширяться при нагревании, а состоял он из стеклянных и трубки. Прибором можно было измерить изменение температур, шкалы не было. Позднее, в 1657 году, ученики Галилея применили бусины на трубке для фиксации изменений температуры.

Санторио Санкториус из Падуанского университета в 1626 году устройство для температуры тела человека. Это был шар и трубка с делениями, наполненная цветной жидкостью. Прибор был так громоздок, что устанавливался вне здания.

Считается, что к разработке термометров причастны голландский изобретатель, оптик и метролог Корнелиус Дреббель, лорд Френсис Бэкон, философ, основоположник эмпиризма, Роберт Фладд, британский врач и философ-мистик, французский инженер-гидротехник и архитектор Саломон де Косс.

Описания жидкостных термометров датируются 1667 годом. А физик Эванджелиста Торричелли из Флоренции преобразовал воздушный термоскоп в спиртовой. Был удален громоздкий сосуд с водой, оказался внизу трубки и показания прибора перестали меняться из-за изменений атмосферного давления, как было с воздушным термоскопом. В термометре использовался винный спирт, потому как вода замерзала.

В 1703 году француз Амонтон усовершенствовал воздушный термометр. Принцип был построен на изменении упругости воздуха. Модель была несовершенна, но было введено понятие такого холода, при котором упругость теряется, позднее названное «абсолютный ноль».

Появление шкалы на термометрах

Исходные точки для равномерного деления шкалы термометров различных конструкций выбирали долго. Один из первых вариантов был предложен в 1694 году итальянским физиком Карло Ренальдини. Он принял за крайние точки на термометре точку таяния льда и точку кипения воды. Два десятилетия спустя, в 1714 году, Габриэль Фаренгейт выбрал несколько базовых точек. За ноль была предложена температура смеси снега и нашатырного спирта или соли. Точка 32 показывала замерзание чистой воды, 96 давала температура тела здорового человека, а точка кипения воды была 212. Кроме того, Фаренгейт предложил ртутный термометр.

Французский физик Рене Реомюр в 1730 году предложил спиртовую шкалу с 0 до 80. Михаилом Ломоносовым была предложена шкала, разбитая между точками замерзания и кипения воды на 150 делений. Но самой популярной стала шкала, предложенная в 1742 году Андерсом Цельсием. Граничными точками шкалы Цельсия стали точка замерзания воды и точка ее кипения. Сама шкала была разделена на 100 интервалов. Изначально за 0 была принята точка кипения, а за 100оС точка замерзания. «Перевернута» шкала была несколько позже, предположительно после смерти Цельсия, его современниками ботаником Карлом Линнеем и Мортеном Штремером, астрономом.

Только в 1848 году лорд Кельвин, физик Вильям Томсон рассчитал и доказал существование абсолютного нуля при температуре -273,15оС. К этому времени конструкция термометров изменилась настолько, что стало возможным их производить в промышленных масштабах и продавать для нужд лабораторий и производств. В медицину термометры пришли веком позже, в середине XIX века.

Каждый человек привык к тому, что вокруг него множество приборов, которые значительно облегчают повседневную жизнь. Взять к примеру, градусник.

История создания первого термометра

Конечно же, самый первый прибор не имел ничего общего с медицинской практикой. Он был создан в 1592 году известным итальянским учёным Галилео Галилеем. Выглядел достаточно необычно для современных представлений. Внизу располагался большой шар, к нему крепилась длинная трубка, сделанная из стекла. Эту трубку опускали в ёмкость, где находилась подкрашенная жидкость. Жидкость реагировала на тепло и перемещалась по трубке. Это был воздушный термоскоп.

Появление первого медицинского градусника связано с знаменитым итальянским врачом Санторио. О его заслугах можно говорить часами и не только во врачебной практике. Он был выдающимся специалистом по анатомии и физиологии. Работал во многих странах, внес огромный вклад в развитие науки. Ученый серьезно подходил к своим исследованиям. Проводил множество опытов на себе. Изучал, как меняется масса тела у человека, рассматривал скорость испарения жидкости при разных условиях, изучал с какой силой и частотой пульсируют кровеносные артерии. За свою жизнь, Санторио изобрел большое количество приборов для измерения. Одним из его открытий стал прибор, способный измерить температуру человеческого тела — это ртутный термометр 1626 год. Он был большого размера, и работал вовсе не так, как его привыкли использовать сейчас. Внизу термометра располагался огромный шар, в нем находилась жидкость. К этому шару была припаяна широкая стеклянная трубка с нарисованным на ней делением. Санторио был первым врачом, который выяснил, что у здорового человека должна быть постоянная температура тела. Изначально, многие учёные и врачи того времени, отрицали точность данного прибора. Пользоваться данным приспособлением было неудобно. Чтобы измерить температуру, в руки необходимо было взять шар, который являлся основанием градусника. На протяжении определенного времени дышать на него, таким образом, чтобы от тепла поднималась жидкость, указывая температуру. Этот способ, хоть и позволял узнать температуру тела, но занимал достаточно много времени. Постоянной, единой шкалы в то время ещё не было, шкала могла достигать стократных чисел, и имела свой метод расшифровки.

После Санторио, многие ученные старались усовершенствовать метод измерения. В 1867 году Клиффорд Аллбату, сумел создать термометр длинной 15-20 сантиметров. Длительность измерения температуры составляла 7-10 минут. А в 1881 году немецкий часовщик Иммиш, изобрёл градусник, который по форме был схож с карманными часами.

Сейчас, сложно представить жизнь человека без этого приспособления. Например, ртутный градусник обладает самой высокой точностью (до 0,1 градуса). При условии правильного хранения и использования — приспособление прослужит человеку длительное время. Термометр помогает узнать температуру тела, воздуха, воды. Многие люди устанавливают оконные и комнатные термометры. На замену ртутному, пришел электронный термометр. Он тоже дает точный результат и считается наиболее безопасным в использовании. Это приспособление присутствует в каждой лаборатории, ни одно медицинское учреждение не обходится без данного прибора. Ведь температура тела человека — начальный метод диагностики здоровья.

История изобретения термометра благодаря переводам наследия древних ученых сохранилась хорошо.

Так описано, что греческий ученый и врач Гален, сделал первую попытку измерения температуры в 170 году н.э. Он документально описал стандартную температуру кипящей воды и льда.

Измерители нагретости

Концепция измерения температуры является достаточно новой. Термоскоп — по существу, измеритель нагретости без шкалы был предшественником современного термометра. Были несколько изобретателей, работающих на термоскопе в 1593 году, но наиболее известным является Галилео Галилей, итальянский изобретатель, который также улучшил (но не изобрел) термоскоп.

Термоскоп может показать различия в нагретости, что позволяет наблюдателям знать, если что-то становилось теплее или холоднее. Тем не менее, термоскоп не может обеспечить точную температуру в градусах. В 1612 году итальянский изобретатель Санторио добавил свою числовую шкалу на термоскоп и она была использована, чтобы измерять температуру человека. Но по-прежнему не хватало стандартизированной шкалы и точности.

Изобретение термометра принадлежит немецкому физику Габриелю Фаренгейту который совместно с датским астрономом Олаф Кристенсен Рёмером разработал измеритель на основе и с использованием спирта.

В 1724 году они ввели шкалу стандартной температуры, которая носит его имя Фаренгейта, масштаба который был использован для записи изменений нагретости в точной форме. Его шкала разделена на 180 градусов между точками замерзания и кипения воды. 32° F замерзания воды и 212 ° F кипения воды, 0° F была основана на нагретости равной смеси воды, льда и соли. Также за основу этой знаковой системы взята температура человеческого тела. Первоначально, нормальная нагретость человеческого тело была 100° F, но с тех пор была скорректирована до 98,6 ° F. Равная смесь воды, льда и хлорида аммония использована для установки в 0° F.

Фаренгейт демонстрировал термометр на спиртовой основе в 1709 году до открытия ртутного аналога, который оказался более точным.

В 1714 Фаренгейт разработал первый современный термометр — ртутный термометр с более точными измерениями. Известно, что ртуть расширяется или сжимается при повышении физической величины нагретости или падает. Это можно считать первым современным ртутным термометром со стандартизированной шкалой.

История изобретения термометра отмечает, что Габриель Фаренгейт немецкий физик изобрел спиртовой термометр в 1709 году и ртутный термометр в 1714 году.

Виды температурных шкал

В современном мире находят применение определенные виды температурных шкал :

1. Шкала Фаренгейта является одной из трех основных температурных знаковых систем, используемых сегодня с двумя другими Цельсия и Кельвина. Фаренгейт это стандарт, используемый для измерения температуры в Соединенных Штатах, но большая часть остального мира использует Цельсия.

2. Вскоре после открытия Фаренгейта шведский астроном Андерс Цельсий озвучил свою шкалу, которая упоминается как Цельсия. Она делится на 100 градусов, отделяющих точку кипения и замерзания. Оригинальный масштаб установленный Цельсием 0 в качестве точки кипения воды и 100 в качестве точки замерзания, был изменен вскоре после изобретения шкалы и стал: 0° C – замерзания, 100° C – точка кипения.

Термин Цельсия был принят в 1948 году международной конференцией по вопросам мер и весов и масштаб является предпочтительным как датчик температуры для научных приложений, а также в большинстве стран мира кроме Соединенных Штатов.

3. Следующую шкалу изобрел Лорд Кельвин из Шотландии с его датчиком в 1848 году, известная сейчас как шкала Кельвина. Она основывался на идее абсолютной теоретической нагретости, при которой все вещества не имеют тепловой энергии. Там нет отрицательных чисел по шкале Кельвина, 0 K самая низкая температура возможная в природе.

Абсолютный ноль по Кельвину означает минус 273,15 ° С и минус 459,67 F. Шкала Кельвина широко используется в научных приложениях. Единицы по шкале Кельвина имеют тот же размер, как и у шкалы Цельсия, за исключением того, что шкала Кельвина устанавливает самую .

Коэффициенты пересчета видов температур

Фаренгейта в градусы Цельсия: вычтите 32, а затем умножить на 5, а затем разделить на 9;

Цельсия в градусы Фаренгейта: умножьте на 9, делим на 5, затем добавить 32;

Фаренгейта в Кельвина: вычтите 32, умножить на 5, разделить на 9, а затем добавить 273,15;

Кельвина в градусы Фаренгейта: вычтите 273,15, умножить на 1,8, а затем добавить 32;

Кельвина в градусы Цельсия: добавить 273;

Цельсия в Кельвина: вычтите 273.

Термометры используют материалы, которые изменяются в некотором роде, когда они нагреваются или охлаждаются. Самыми распространенные ртутные или спиртовые, где жидкость расширяется, когда нагревается и сжимается при охлаждении, поэтому длина столба жидкости длиннее или короче в зависимости от нагретости. Современные термометры калиброванные по виду температур как по Фаренгейту (используются в США), по Цельсию (во всем мире) и Кельвина (используется в основном учеными).

Кто есть кто в мире открытий и изобретений Ситников Виталий Павлович

Кто изобрел термометр?

Задавались ли вы когда-нибудь вопросом: «Интересно, насколько это горячо?» Или: «Интересно, насколько это холодно?» Если вы интересуетесь теплотой, то представьте себе круг вопросов, связанных с этим явлением, которые хотят прояснить ученые! Но первым шагом науки о теплоте должен стать вопрос: как ее измерить?

Таким образом, сама жизнь потребовала изобретения термометра. Кстати, «термо» означает «теплота», а «метр» – «мера». Таким образом, термометр – это «измеритель теплоты (или температуры)».

Основное требование к термометру: он всегда должен давать одинаковые показания при одинаковой температуре. Итальянский ученый Галилей понимал это, когда начал свои эксперименты около 1592 года (через 100 лет после открытия Колумбом Америки). Ему удалось сделать разновидность термометра, которую можно назвать «воздушным термоскопом». Он состоял из стеклянной трубки и полого шарика, наполнявшихся воздухом. Затем они нагревались, чтобы расширить воздух внутри, после чего открытый конец трубки помещался в какую-нибудь жидкость, например, в воду.

Воздух в трубке по мере охлаждения сжимался, и жидкость поднималась по трубке, стремясь занять его место. Изменения температуры вызывали повышение или понижение уровня жидкости в трубке. Таким образом, это был первый «термометр», так как он измерял теплоту. Но заметьте: фактически он фиксировал расширение и сжатие воздуха в трубке. Нетрудно поэтому понять, что этот термометр не был точным: ведь на него влияли изменения в атмосферном давлении.

Современный тип термометра использует для измерения температуры расширение и сжатие жидкости. Эта жидкость герметично запаивается в стеклянном шарике с прикрепленной к нему тонкой трубкой. Повышение температуры заставляет жидкость расширяться и подниматься по трубке, понижение – сжиматься и опускаться вниз. Градуированная шкала на трубке показывает нам температуру. Этот вид термометра был впервые применен около 1654 года великим герцогом Тосканским Фердинандом II.

Из книги Большая Советская Энциклопедия (БЕ) автора БСЭ

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ГА) автора БСЭ

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ВО) автора БСЭ

Из книги Большая Советская Энциклопедия (МЕ) автора БСЭ

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ТЕ) автора БСЭ

Из книги Все обо всем. Том 4 автора Ликум Аркадий

Из книги Большая энциклопедия техники автора Коллектив авторов

Из книги Кто есть кто в мире открытий и изобретений автора Ситников Виталий Павлович

Из книги автора

Бывает ли термометр без ртути? Мы настолько привыкли к тому, что термометры состоят из тоненькой трубки, заполненной ртутью, что редко задумываемся о том, зачем нужна эта ртуть в этой трубке, то есть как этот прибор работает. Термометр, или градусник, - это просто прибор

Из книги автора

Газовый термометр Газовый термометр – прибор для измерения температуры, действие которого основано на зависимости давления или объема идеального газа от температуры. Чаще всего применяют газовый термометр постоянного объема, в котором изменение температуры газа в

Из книги автора

Жидкостный термометр Жидкостный термометр – простейший прибор, применяемый весьма широко практически во всех отраслях хозяйственного комплекса России, в медицинских учреждениях, в быту для измерений температуры воздуха в помещениях (в том числе в производственных,

Из книги автора

Ртутный термометр Ртутный термометр – прибор, представляющий собой жидкостный термометр, предназначенный для измерения температуры в диапазоне 35-750 °C.Для высокотемпературных ртутных термометров характерно заполнение пространства над ртутью азотом под давлением,

Из книги автора

Термометр сопротивления Термометры сопротивления производятся из чистых металлов и из металлов полупроводникового ряда. Термометры сопротивления разработаны для измерений, сформированных на характеристиках проводников и полупроводников, показывающих возможность

Из книги автора

Кто изобрел термометр? Задавались ли вы когда-нибудь вопросом: «Интересно, насколько это горячо?» Или: «Интересно, насколько это холодно?» Если вы интересуетесь теплотой, то представьте себе круг вопросов, связанных с этим явлением, которые хотят прояснить ученые! Но