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世界最早的空氣溫度計 由伽利略在1593年發明

世界最早的空氣溫度計 由伽利略在1593年發明

世界最早的空氣溫度計是什麼樣子?空氣溫度計是伽利略根據氣體的熱脹冷縮現象發明的儀器。又稱“伽利略溫度計”指基於物質熱脹冷縮原理研製的用於測量溫度的工具,其經過數次改進成為我們今天常用的測溫裝置。下面就跟本站一起具體看看世界最早的空氣溫度計等相關內容。

世界最早的空氣溫度計 由伽利略在1593年發明

起源

早在公元前250年,比扎提烏姆的斐羅就曾描述過加熱使空氣膨脹的各種實驗。到公元100年,亞里山大里亞的黑倫再一次描述過同樣的實驗。這些說明人類很早就認識到空氣具有熱脹冷縮的性質,這也就是最早的溫度計所應用的原理。

世界最早的空氣溫度計 由伽利略在1593年發明 第2張

對於最早的溫度計究竟是誰發明的曾經有過爭論,有的人把它歸功於荷蘭的著名機械師德里貝爾;也有人把這項優先權歸功於帕杜亞的解剖學家桑託留斯;還有人把它歸功於克拉科夫的神父保羅、倫敦的醫生弗拉德及德國的蓋裡克。但現代的歷史研究一致同意把溫度計的發明歸功於伽利略。1593年(伽利略的學生維維安尼給出的發明年代),伽利略用一個45釐米長、麥稈粗細的玻璃管,一端吹成雞蛋大小的玻璃泡,一端仍然開口。伽利略先使玻璃泡受熱,然後把開口端插入水中,使水沿細管向上上升一定的髙度。因為泡內的空氣會隨溫度的變化發生熱脹冷縮,水管內的水也會隨之發生升降,這樣就可以用水管內水位的高低表徵玻璃泡內空氣的冷熱程度。這就是第一隻溫度計。伽利略的另一個學生卡斯特里親眼看到伽利略在1603年進行實驗講演時使用了這種溫度計。當然這種溫度計是不準確的,因為泡內空氣會受大氣壓及溫度起伏的影響,它實際上是一個溫度氣壓計。同時伽利略在管子上的刻度也是任意刻畫的。

改進過程

1632年,法國物理學家雷伊第一個改進了伽利略的空氣溫度計。他將伽利略的裝置倒轉過來,將水注人玻璃泡內,而將空氣留在玻璃管中,仍然用玻璃管內水柱的高低來表示溫度的高低。由於這項改進使水成了測溫物質,實際上這成了第一隻液體溫度計。它的缺點在於,向上的管口沒有封閉,水會不斷蒸發,從而影響到測量的準確性。科學家就在玻璃泡和玻璃管的相對大小上進行研究,以減少這種蒸發,使液體能在一年的過程中在整個玻璃管的長度內升降。儘管從今天的角度看來這種努力的方向不大對頭,但從溫度計發展完善的全過程來看,這種努力是有價值的,也是必然會出現的。沒有當初在各個方面想方設法的改進,就不會有今天的完善。

1657年,佛羅倫薩西曼託科學院的成員們提出了密封管子的思想,並建議用酒精取代水作為測溫物質,從而使最早的溫度計進人了較為實用的階段。

到了18世紀,法國的勒奧默有鑑於水銀的膨脹係數小,曾強烈反對使用水銀作測溫物質。他致力於製造一個既方便又能達到精度要求的酒精溫度計。但由於他的溫度計結果不好,並且不同的溫度計也不一致,日內瓦的德呂斯(1727—1817)又恢復使用水銀,並以一個物理學家的身份熱情地呼喊:“自然界給我們這個礦物肯定是為了做溫度計”。

1747年,荷蘭的穆欣布洛克還發明一種特殊溫度計,它是利用金屬細杆的膨脹和收縮原理製成的。35年後韋奇伍德發明的高溫計利用的正是這一原理。

世界最早的空氣溫度計 由伽利略在1593年發明 第3張

1815年,杜隆和珀替還比較了水銀溫度計和空氣溫度計。他曾假定各個水銀溫度計彼此都是一致的,但勒尼奧證明,事情並非如此。勒尼奧還證明,在0℃和100℃之間,空氣溫度計和普通軟玻璃水銀溫度計非常接近,但空氣溫度計的中間刻度落後於水銀溫度計約0.2℃左右。在250℃時,水銀溫度計的讀數比空氣溫度計高半度以上;在300℃時兩種溫度計的差別已達1℃;350℃時差別達30℃。奧爾舍夫斯基還比較了氫溫度計和水銀溫度計,發現在低溫情況下,氫溫度計還是十分可靠的,當-220℃時,它們的誤差不大於1℃。

隨著科學技術的發展,人們對測溫儀器的要求越來越高。到了19世紀末20世紀初,許多科學家運用各種物理原理,發明了多種形式的新型溫度計,如電阻式溫度計、輻射式高溫計、光測高溫計、氫溫度計等。

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