Сайт учителя физики Кореневой Светланы Ивановны

Количественные методы измерения температуры тел начали развиваться в XVII веке. Первый прообраз термометра демонстрировал на своих лекциях Г. Галилей в 1952 году. Термометр Галилея (термоскоп) состоит из трубки, частично заполненный водой, и стеклянного шарика. Конец трубки был опущен в открытый сосуд с водой. При нагревании шарика давление воздуха в нём увеличивалось и уровень воды в трубке опускался. При охлаждении, наоборот. Таким образом, о температуре можно было судить по уровню воды в трубке. Первое применение термоскоп нашел в медицине.

Термоскоп Галилея имел тот недостаток, что его показания зависели от атмосферного давления.

 Впоследствии во Флоренции были изготовлены полностью запаянные термометры, показания которых не зависели от атмосферного давления. Вода была заменена спиртом с более высокой температурой замерзания.

Для измерения темпе­ратуры можно воспользоваться изменением любой макроскопиче­ской величины в зависимости от температуры: объема, давления, электрического сопротивления и т. д. Чаще всего на практике ис­пользуют зависимость объема жидкости (ртути или спирта) от температуры.

 Чтобы показания разных термометров можно было сравнивать, необходимо ввести температурную шкалу. Для этого надо прежде установить постоянные точки с фиксированной температурой. После многих попыток в качестве опорных точек были выбраны температуры таяния льда и кипения воды. Впервые это предложил сделать нидерландский учёный Гюйгенс. До этого в качестве опорных точек использовались такие ненадёжные и неопределённые точки, как температура здорового человека (по Ньютону), температура воздуха при первых заморозках в окрестностях Магдебурга (по Герике) и т.д.

Самой употребительной шкалой в англоязычных странах до сих пор является шкала Фаренгейта. За 0⁰  в этой шкале принимается температура смеси тающего снега, поваренной соли и нашатыря, а за 100⁰ – нормальная температура человеческого тела. Температура замерзания воды на этой шкале соответствует 32⁰, а температура кипения – 212⁰. Интервал между точками 1 и 2 разделён на 180 делений.

Ещё одна шкала, об использовании которой вы можете слышать – это шкала французского физика Р. Реомюра. За нулевой градус принята точка таяния снега, t = 80⁰ R – точка кипения воды. Шкала имеет 80 делений.

При градуировке термометров в качестве «опорных точек» ис­пользуют температуру таяния льда и температуру кипения воды при атмосферном давлении. Шкалу между точками 0 и 100 делят на 100 равных частей, называемых градусами. Перемещение стол­бика жидкости на одно деление соответствует изменению темпера­туры на 1 °С.

Наиболее широко известным термометром является термометр, который предложил Цельсий. В 2002 г. исполнилось 260 лет тер­мометру Цельсия. Профессор астроно­мии из Упсала (Швеция) Андерс Цель­сий (1701-1744) предложил основать принцип его работы на разделении вы­соты ртутного столбика на 100 частей.

Цельсий был довольно заметной фи­гурой среди естествоиспытателей свое­го времени. Однако наибольшую известность он приобрел именно как создатель новой термометрической шкалы, когда в 1742 г. впервые предложил принять в качестве ее опорных точек температу­ры замерзания и кипения воды, а ин­тервал между ними разделить на 100 равных частей. Вот что он писал в сво­ем труде, напечатанном в «Сочинени­ях» Шведской академии наук*:

«Я не вижу более удобного и надеж­ного способа построить такую шкалу, как определить положение ее точек по высоте ртутного столба. Уместно сопо­ставить две точки с температурами за­мерзания и кипения воды...

Температуру замерзания воды точ­нее и удобнее всего можно определить помещением термометра в мокрый, «клейкий» снег минимум на полчаса. Я проделывал это в течение двух лет во все месяцы зимы, в различных погод­ных условиях и разном атмосферном давлении, и всегда показания термо­метра были одинаковыми.

Что касается другой точки шкалы, то хорошо известно, что доведенная до кипения вода не отбирает тепла более, чем нужно для продолжения кипения, и опущенный в холодную воду столбик ртути всегда показывает одно и то же.

Расстояние между точками замерза­ния и кипения можно разделить на 100 частей, чтобы кипение соответство­вало нулю градусов, а замерзание - ста градусам (так в тексте. - Прим. пер.). Я, работая с тремя построенными по этому принципу термометрами, устано­вил, что они в любое время показыва­ют одинаковые значения, и это посто­янство сохраняется при всех условиях и при любой погоде - холодной или теплой».