Історія створення термометра - статті, термометр, виробництво, принцип дії, ртутний градусник
Температура Відчуття тепла і прохолоди, спеки та холоду притаманні людині і грають велику роль в його житті. Однак поняття температура # 151; важкий і тонке поняття. Історію термодинаміки, власне кажучи, можна почати з винаходу Г. Галілеєм в 1592 р простого пристрою # 151; термоскопа. Людство повинно бути глибоко вдячно Галілею за його геніальну ідею # 151; судити про зміни температури по змінам інших властивостей тіла. Сам Галілей запропонував вимірювати температуру по розширенню повітря. У його першому термоскопе свідчення спотворювалися зміною барометричного тиску. Незабаром був винайдений газовий термоскоп постійного обсягу, він виявився значно більш чутливим і більш точним. Замість повітря трубку стали заповнювати рідиною: спочатку водою, потім спиртом і, нарешті, ртуттю. Ртуть виявилася настільки зручною, що один фізик XVIII століття заявив в пориві захоплення: «Безумовно, природа створила ртуть для виготовлення термометрів. »Триста років тому флорентійські академіки відкрили, що в суміші води і льоду температура постійна. Через 50 років склодув Д. Фаренгейт встановив, що температура кипіння води залишається постійною, якщо тиск не змінюється. Ці дві постійні температурні точки дали можливість прокалибровать термоскоп, що і перетворило його в термометр.
Повітряний термоскоп постійного обсягу, винайдений в 1702 р Повітря в кулі (його діаметр приблизно 8 см) відтятий від зовнішнього повітря ртуттю, що знаходиться в нижній частині кулі і в вузькій трубці (її діаметр приблизно 1 мм). Тиск в кулі змінювалося, коли змінювалася температура. Відбувалося це практично при постійному об'ємі повітря. Сучасні гелієві термометри працюють теж при постійному об'ємі.
Рідинні термоскопа XVII в.
Двісті років тому прилади, що відзначали зміна температури, робилися красивими, але форма кульки у резервуара для рідини була невдала. Така форма уповільнює наступ термічного рівноваги між термоскопом і досліджуваним тілом. При заданому обсязі куля з усіх геометричних фігур має найменшу поверхню. «Шарик» сучасних рідинних термометрів # 151; сплющений витягнутий циліндр.
Дитяча енциклопедія. Том 3.
Терморецептори (від термо. І рецептори), чутливі нервові закінчення, що реагують на зміни температури (тіла і навколишнього середовища); зосереджені переважно в шкірі.
Температура. (Від лат. Temperatura # 151; належне змішування, нормальний стан), фізична величина, що характеризує стан термодинамічної рівноваги системи. Температура всіх частин ізольованої системи, що знаходиться в рівновазі, однакова. Якщо система не знаходиться в рівновазі, то між її частинами, що мають різну темперетуру, відбувається теплообмін. Більш високою температурою мають ті тіла, у яких пор. кінетична енергія молекул, атомів вище. Вимірюють температуру термометрами на основі залежності будь-якого властивості тіла (обсягу, електричного опору і т.п.) від температури. Теоретично температура визначається на основі другого закону термодинаміки як похідна від енергії тіла по його ентропії. Так визначається температура завжди позитивна, її називають абсолютною температурою або температурою по термодинамічної шкалою (позначається Т). За одиницю абсолютної температури в СІ прийнято кельвін (К). Значення температури за шкалою Цельсія (t, ºС) пов'язані з абсолютною температурою співвідношенням t = T - 273,15 K (1 ° C = 1 K).
Температурні шкали. системи порівнянних чисельних значень температури. Існують абсолютна термодинамічна шкала (Кельвіна шкала) і різні емпіричні температурні шкали, що реалізуються за допомогою властивостей речовини, що залежать від температури (теплове розширення, ізсененіе електричного опору з температурою і ін.). Емпіричні температурні шкали розрізняються початковими точками відліку і розміром застосовуваної одиниці температури. ° C (шкала Цельсія), ° R (шкала Реомюра), ° F (шкала Фаренгейта), 1 ° R = 1,25 ° С, 1 К = 1 ° C, 1 ° F = 5/9 ° C. Температурна шкала, практично відтворює термодинамічну температурну шкалу, називається міжнародній практичній температурної шкалою.
Кельвін. одиниця термодинамічної температури, що дорівнює 1 / 273,15 частини термодинамічної температури потрійної точки води. Позначається К, до 1968 іменувалася градус Кельвіна (° К), названа на честь У. Томсона (Кельвіна). Застосовується як одиниця міжнародної практич. температурної шкали (Кельвіна шкала); одна з основних одиниць СІ. 1 К = 1 ° С.
Кельвіна шкала. часто застосовується найменування термодинамічної температурної шкали. Названа по імені У. Томсона (Кельвіна), вперше (в 1848) запропонував принцип побудови такої шкали.
Реомюр (Reaumur) Рене Антуан (1683 # 151; 1757), французький натураліст, іноземний почесний член Харківської АН (1737). Праці з регенерації, фізіології, біології колоній комах. Запропонував (1730) температурну шкалу (шкала Реомюра), названу його ім'ям.
Реомюра шкала. запропонована Р. Реомюром (1730) температурна шкала, 1 градус якої (1 ° R) дорівнює 1/80 різниці температур кипіння води і танення льоду при атмосферному тиску, 1 ° R = 5/4 ° C. Практично вийшла з ужитку.
Фаренгейт (Fahrenheit) Габріель Даніель (тисяча шістсот вісімдесят шість # 151; Один тисяча сімсот тридцять шість), німецький фізик. Працював в Великобританії і Нідерландах. Виготовив спиртової (1709) і ртутний (1714) термометри. Запропонував температурну шкалу, названу його ім'ям (шкала Фаренгейта).
Фаренгейта шкала. температурна шкала, 1 градус якої (1 ° F) дорівнює 1/180 різниці температур кипіння води і танення льоду при атмосферному тиску, а точка танення льоду має температуру 32 ° F. Температура за шкалою Фаренгейта пов'язана з температурою по Цельсія шкалою (t ° C) співвідношенням t ° C = (t ° F - 32) * 5/9, 1 ° F = 5/9 ° C. Запропоновано Г. Фаренгейтом в 1724. Названа його іменем.
Цельсій (Celsius) Андерс (1701 # 151; 44), шведський астроном і фізик. Учасник Лапландської експедиції по вимірюванню дуги меридіана (1736 # 151; 37). У 1742 р запропонував температурну шкалу (шкала Цельсія).
Цельсія шкала. температурна шкала, в якій 1 градус (1 ° C) дорівнює 1/100 різниці температур кипіння води і танення льоду при атмосферному тиску, точка танення льоду прийнята за 0 ° C, кипіння води # 151; за 100 ° C. Названа на честь А. Цельсія.
Термометр опору. прилад для вимірювання температури, дія якого заснована на зміні електричного опору металів напівпровідників з температурою.
Терморезистор (термістор). напівпровідниковий резистор, електричний опір якого істотно зменшується або зростає з ростом температури. Використовується в измерителях потужності, пристрої для вимірювання і регулювання температури і ін. Знайшли широке застосування в побуті при виробництві електронних термометрів, як виносного датчика яких застосовують також термопару.
Термопара. складається з послідовно з'єднаних або спаяних між собою провідників або напівпровідників. Якщо спаї знаходяться при різних температурах, то в ланцюзі Т. виникає ЕРС (термо), величина якої однозначно пов'язана з різницею температур "гарячого" і "холодного" контактів.
Рідинний термометр. прилад для вимірювання температури. вражаючі дії яких засновані на термічному розширенні рідини. Залежно від температурної області застосування Ж.Т. заповнюють етиловим спиртом (від -80 до + 80 ºС), ртуттю (від -35 до +750 ºС) і ін. рідинами (пентан, толуол, метанол і т.д.). Приклади Ж.Т. кімнатний і вуличний спиртові термометри, медичний ртутний термометр і ін. Робочим елементом Ж.Т. є капіляр. Широко використовуються в побуті. Більшість вироблених термометрів саме рідинного типу. Всупереч усталеній думці всі побутові термометри (за винятком медичного ртутного максимального термометра) робляться без застосування ртуті з наповнювачами на основі підфарбованих рідин: метанолу (деревне спирт, t кипіння = 64,5 ° C, застосовується в вуличних і кімнатних термометрах), толуолу (продукт нафтопереробки, t кипіння = 110,6 ° C, застосовується, наприклад, в термометрах для консервування), гасу (продукт нафтопереробки, t кипіння = 150 # 151; 300 ° C, застосовується в банних термометрах). Всі ці рідини містяться в капілярах термометрів (запаяна скляна трубка з внутрішнім діаметром в долі міліметра) в дуже малих кількостях і не можуть завдати шкоди здоров'ю.
Примітка: жоден термометр, з представлених на нашому сайті, не містить ртуті!
Капіляр (від латинського capillaris # 151; волосяний) трубки з дуже вузьким каналом; система сполучених пор (наприклад в гірських породах, пінопласт та ін.). К. знайшли застосування в рідинних термометрах. Конструктивно складаються з запаяного судини з пофарбованої робочої рідиною певного обсягу, який переходить в капіляр зі спеціального термометрического скла з певними властивостями. При нагріванні Термометрична рідина (забарвлений спирт, гас, толуол, метілкарбітол і ін.) Розширюється і заповнює певний обсяг капіляра, пропорційний температурі) (Анат.) Найдрібніші судини, що пронизують органи і тканини у багатьох тварин і людини.
Прогрес не стоїть на місці і технології виробництва капілярів термометрів безперервно вдосконалюються. Так, наприклад, був винайдений «призматичний капіляр», який має в перерізі форму трикутника. Показання термометра з таким капилляром видно з більшої відстані, оскільки очей бачить не тонкий стовпчик з пофарбованої рідиною, наприклад, червоного або синього кольору, але широку смугу пофарбованої рідини. Єдиним недоліком такої конструкції капіляра можна вважати менший, в порівнянні з традиційною конструкцією, кут огляду.
Зчитування показань можна ще поліпшити, якщо застосувати т.зв. капіляр з «підсвічуванням». Насправді додаткових джерел світла для цього створювати не потрібно. Просто дві сторони з трьох призматичного капіляра, звернені всередину термометра, покривають спеціальною світлою фарбою з високою здатністю, що відображає. Світло, що пройшло всередину капіляра, багаторазово відбивається і посилюється в напрямку зчитування показань (до третьої, неокрашенной стороні капіляра). При цьому необхідна мінімальна освітленість для того, щоб розрізнити показання термометра.
Газовий термометр. прилад для вимірювання температури, дія якого заснована на залежності тиску або об'єму газу від температури. Заповнений гелієм, азотом або воднем балон, з'єднаний за допомогою капіляра з манометром, поміщають в середу, температуру якої вимірюють. За зміненим обсягом або тиску газу, використовуючи його рівняння стану, визначають температуру. У побуті практично не використовується.
Біметал (від бі ... і метал), матеріал з двох шарів різнорідних металів або сплавів (наприклад, сталь і алюміній). Виготовляють головним чином одночасної прокаткою або пресуванням двох заготовок. Застосовують для підвищення міцності і жаростійкості конструкцій, зниження їх маси або як матеріал зі спеціальними властивостями. Знайшов широке застосування в побуті при виготовленні біметалевих термометрів.
Біметалічний термометр. прилад для вимірювання температури, дія якого заснована на властивості біметалів змінювати форму під дією температури (і відновлювати її). Біметалічна стрічка, згорнута в пружину і піддана термічній обробці в печі, «запам'ятовує» свою форму. При збільшенні температури пружина розкручується (або скручується) в залежності від різниці коефіцієнта теплового розширення біметалів. До корпусу прикріплений внутрішній кінець пружини, а до другого її кінця приварена стрілка, яка відхиляється пропорційно зміні температури. За її відхилення вимірюють температуру. При виготовленні застосовуються технології «простаріванія» (термічно оброблену пружину піддають декільком циклам нагріву і охолодження в робочому діапазоні температур) шляхом занурення в киплячу і крижану воду (або іншим методом), а потім тарування (тобто обрізають зайві витки пружини, щоб привести у відповідність коефіцієнт кутового відхилення стрілки від температури з масштабом шкали). Біметалічні термометри знайшли широке застосування в побуті. В даний час проводяться біметалічні термометри різного призначення. термометри вуличні. для бань і саун. кімнатні. для води. автомобільні.