Trzy wieki termometru rtęciowego

2014-10-08 10:57:40 (ost. akt: 2014-10-08 11:02:12)



Od wieków ludzie próbowali określić temperaturę. Bez odpowiedniego sprzętu mogli zdać się na ogólne stwierdzenia, że coś jest ciepłe, zimne lub gorące. Niestety, określanie temperatury na podstawie odczucia zmysłów jest bardzo subiektywne...

Trzy wieki termometru rtęciowego

Fot. Fotolia



Garncarze lub płatnerzy umieli oceniać temperaturę ciał wizualnie, przez określenie barwy rozgrzanego przedmiotu. Niestety, nie było to "odczytywanie" dokładne. Wraz z rozwojem rzemiosła coraz pilniejszą stawała się potrzeba znalezienia sposobu określania temperatury. I tak zaczęły powstawać pierwsze termometry...


Przyrządy do pomiaru stopnia nagrzania ciał, oparte na cieplnej rozszerzalności ciał, były znane już w starożytności. Pierwszy termometr zwany termoskopem opisał w 210 roku p.n.e. Filon z Bizancjum, grecki pisarz i inżynier. Pozwalał on na określenie różnicy temperatury ciał. Zasada jego działania opierała się na wykorzystaniu zjawiska rozszerzalności cieplnej. Przyrząd składał się z jednostronnie zasklepionej rurki. Jej otwarty koniec zanurzony był z kolei w naczyniu napełnionym winem lub octem). Rurka nie miała skali, a jedynie dwa ruchome pierścienie umożliwiające zaznaczanie zmiany temperatury.


W czasach nowożytnych do idei termoskopu powrócił Galileusz. W latach 1592–1603 skonstruował on termoskop z oznaczoną skalą. Niestety, żaden z opisów termoskopu Galileusza nie zawiera informacji o skali. Zarówno termoskop Filona z Bizancjium jak i Galileusza były termoskopami powietrznymi, ponieważ były oparte na zjawisku rozszerzalności powietrza pod wpływem temperatury. Termoskop Galileusza miał zasadniczą wadę: reagował nie tylko na zmiany temperatury, ale także na zmiany ciśnienia atmosferycznego. Wadę tę wyeliminował książę toskański Ferdynand II w 1644 roku. Odizolował on rurkę od otaczającego powietrza, dzięki czemu znajdująca się w niej ciecz przestała reagować na wahania ciśnienia.



Na początku XVII wieku Santorio Santorio — włoski fizyk, lekarz i wynalazca skonstruował pierwszy termometr lekarski. W dziele opublikowanym w 1612 podał opis jego konstrukcji. Była to bańka wypełniona powietrzem zakończona długą otwartą rurką, której koniec zanurzano w wodzie po ogrzaniu bańki. Poziom wody w rurce po ostygnięciu wskazywał temperaturę.


Za wynalazcę właściwego termometru uważa się jednak urodzonego w roku 1686 roku w Gdańsku inżyniera i fizyka — Gabriela Fahrenhaita. W 1709 roku skonstruował on termometr alkoholowy, a w 1714 termometr rtęciowy. Opracowana przez niego pierwotna wersja skali miała dwa punkty wzorcowe: zerem była najniższa temperatura zaobserwowana w Gdańsku zimą na przełomie 1708/1709 roku, a punktem 100 stopni — temperatura ciała jego żony...

Wystąpił jednak pewien błąd, bo okazało się, że żona Fahrenheita miała stan podgorączkowy, wskutek czego 100 stopni w jego skali oznaczało nie 36,6 stopnia w skali Celsjusza, lecz 37,8 stopnia. Pierwsze termometry rtęciowe ze skalą Fahrenheita zaczęto produkować w 1720 roku. Do dziś skala ta używana jest w wielu krajach anglosaskich.


Nieco później została określona skala Celsjusza, która dziś jest podstawową skalą stosowaną na świecie. Wprowadził ją Anders Celsius w 1742 roku . Temperatura topniejącego lodu wynosiła u niego 100 st., natomiast temperatura wrzenia wody 0 st. „Odwrócenia” skali dokonał prawdopodobnie sto lat później pewien producent termometrów. 
Z kolei w 1866 roku Thomas Clifford Allbutt wynalazł nowoczesny medyczny termometr rtęciowy, co umożliwiło zmniejszenie rozmiaru urządzenia z 30 do 15 cm i skróciło czas pomiaru z 20 do 5 minut. 




Dziś w większości krajów Unii Europejskiej w termometrach nie stosuje się rtęci, a inne ciecze termometryczne. Do konstrukcji termometrów używa się cieczy o możliwie niskiej temperaturze krzepnięcia, wysokiej temperaturze wrzenia oraz dużej liniowej rozszerzalności cieplnej. W praktyce najczęściej używa się alkoholi, zwłaszcza izopropanolu. W sprzedaży znajdują się także termometry medyczne zawierające galinstan. To stop metali, który zestala się w temperaturze około minus 20 st. Celsjusza. Jego nazwa pochodzi od pierwszych sylab łacińskich nazw metali składowych: galium, indium i stannum. 

woj




Komentarze (0) pokaż wszystkie komentarze w serwisie

Dodaj komentarz Odśwież

Dodawaj komentarze jako zarejestrowany użytkownik - zaloguj się lub wejdź przez FB