Fizikatanár mokaeva n.i. a hőmérő létrehozásának története mkou sosh g.p.
Megalov A.
A hőmérséklet az egyik legfontosabb mutató, amelyet a természettudomány és a technológia különböző ágaiban használnak. A fizikában és a kémiában egy elszigetelt rendszer egyensúlyi állapotának egyik fő jellemzőjeként, a meteorológiában - mint az éghajlat és időjárás fő jellemzője, a biológia és az orvostudomány - mint az életfunkciókat meghatározó legfontosabb mennyiség.
Letöltés:
Előnézet:
Az előnézet használatához hozzon létre magának egy Google Fiókot (fiókot), és jelentkezzen be: https://accounts.google.com
Előnézet:
A prezentációk előnézetének használatához hozzon létre egy Google-fiókot (fiókot), és jelentkezzen be: https://accounts.google.com
Diák feliratai:
Előadás a témában: „A hőmérők feltalálásának története”
Galileo Galilei termoszkóp 1592-ben Galileo Galilei megalkotta a termoszkópot. A termoszkóp egy kis üveggolyó volt, forrasztott üvegcsővel. A labdát felmelegítették, és a cső végét vízbe engedték. A labda lehűlésekor a nyomás lecsökkent, és a csőben lévő víz a légköri nyomás hatására egy bizonyos magasságig felfelé emelkedett. A felmelegedéssel csökkent a vízszint a csövekben. A készülék hátránya, hogy csak a karosszéria relatív fűtési vagy hűtési fokát tudta megítélni, mivel mérleg még nem volt rajta.
Firenzei hőmérők Később a firenzei tudósok úgy fejlesztették tovább Galilei termoszkópját, hogy egy gyöngyskálát adtak hozzá, és levegőt pumpáltak ki a ballonból. A 17. században Torricelli firenzei tudós egy légtermoszkópot alkoholossá alakított át. A készüléket fejjel lefelé fordítottuk, a vizet tartalmazó edényt eltávolítottuk, és alkoholt öntünk a csőbe. A készülék működése az alkohol melegítés közbeni tágulására épült - most már nem a légköri nyomástól függtek a leolvasások. Ez volt az egyik első folyadékhőmérő. Firenze hőmérő
Két szélsőséges pont Ekkor a műszerek leolvasásai még nem voltak összhangban egymással, mivel a mérlegek osztályozásánál nem vettek figyelembe konkrét rendszert. 1694-ben Carlo Renaldini azt javasolta, hogy a jég olvadáspontját és a víz forráspontját vegyék két szélső pontnak.
Fahrenheit higanyhőmérő 1714-ben a DG Fahrenheit higanyhőmérőt készített. A skálán három rögzített pontot jelölt meg: 32 °F a sóoldat fagyáspontja, 96 °F az emberi test hőmérséklete és 212 °F a víz forráspontja. A Fahrenheit hőmérőt az angol nyelvű országokban a 20. század 70-es éveiig használták, és az USA-ban még mindig használják.
Réaumur skála Egy másik skálát Réaumur francia tudós javasolt 1730-ban. Kísérleteket végzett alkoholos hőmérővel, és arra a következtetésre jutott, hogy a mérleg az alkohol hőtágulásának megfelelően felépíthető. Miután megállapította, hogy az általa használt alkohol 5:1 arányban vízzel keverve 1000:1080 arányban tágul, a tudós 0 és 80 fok közötti skála használatát javasolta. Ha 0°-nak tekintjük a jég olvadáspontját, és 80°-nak a víz forráspontját normál légköri nyomáson.
Anders Celsius skála 1742-ben Anders Celsius egy higanyhőmérő skáláját javasolta, amelyben a szélső pontok közötti intervallumot 100 fokra osztották. Ebben az esetben először a víz forráspontját 0 °-nak, a jég olvadáspontját 100 °-nak jelöltük. Ebben a formában azonban a skála nem volt kényelmes, és később M. Stremer csillagász és K. Linnaeus botanikus úgy döntött, hogy felcserélik a szélső pontokat.
Különféle hőmérők és mérlegek M. V. Lomonoszov egy 150-es skálájú folyadékhőmérőt javasolt. I. G. Lambert egy 375 °-os skálájú levegőhőmérőt készített, ahol a légtérfogat bővülésének ezrelékét egy foknak vették. Voltak kísérletek olyan hőmérő létrehozására is, amely a szilárd anyagok tágulásán alapul. Így 1747-ben a holland P. Muschenbrug egy vasrúd tágítását használta számos fém olvadáspontjának mérésére.
Abszolút Kelvin-skála A fent tárgyalt hőmérsékleti skálákban a referenciapont tetszőleges volt. A 19. század elején Lord Kelvin angol tudós abszolút termodinamikai skálát javasolt. Ugyanakkor Kelvin alátámasztotta az abszolút nulla fogalmát, amely azt a hőmérsékletet jelöli, amelynél a molekulák hőmozgása megáll. Celsiusban ez -273,15 °C.
Hogyan volt akkor? Ilyen a hőmérő és a hőmérő mérleg megjelenésének fő története. A mai napig Celsius-skála, Fahrenheit (az USA-ban), valamint Kelvin-skálájú hőmérőket használnak a tudományos kutatásban.
A jelenlegi állapot szerint a hőmérséklet mérése olyan műszerekkel történik, amelyek működése a folyadékok, gázok és szilárd anyagok különböző hőmérős tulajdonságain alapul. Ma már számos eszközt használnak az iparban, otthon, tudományos kutatásban - expanziós hőmérők és laboratóriumi berendezések, termoelektromos és ellenálláshőmérők, valamint pirometrikus hőmérők, amelyek lehetővé teszik a hőmérséklet érintés nélküli mérését.
„A hőség egyik legáltalánosabb törvényeként ezt el kell fogadnunk
"minden test" szabadon kommunikál egymással és nincs alávetve
egyenlőtlen külső hatások, azonos hőmérsékletet érnek el,
amit a hőmérő mutat.
Fekete József
A hőmérséklet intuitív megértése
életünk első napjaitól kezdve alakul ki. azonban
a tudomány előtt álló feladatok egyre többet igényelnek
pontos értelmezése annak, amit érzékszervekkel észlelünk.
Tehát a termikus elmélet fejlődésének fontos állomása
jelenség a fogalmak közötti különbségek azonosítása volt
"hő" és "hőmérséklet". Az első egyértelműen
megfogalmazta azt a gondolatot, hogy különbséget kell tenni közöttük,
Blake volt. Érdekes és informatív történelem
és hőmérsékletmérő műszerek használata,
hőmérők.
Ma már folyadék és gáz hőmérők, félvezető ill
optikai. És a tudományban most bevezetett hőmérsékletek sokfélesége nagyszerű:
különbséget tenni az elektron és az ion hőmérséklete, fényereje és színe között,
zaj és antenna stb.
A hőmérő elkészítésének idővonala
1597-ben Galileo Galilei állt elő az elsővelváltozás figyelő
hőmérséklet (termoszkóp)
1657-ben Galilei termoszkópja volt
javították a firenzeiek
tudósok.
A hőmérő fix pontjai voltak
században telepítették.
1714-ben a holland tudós D. Fahrenheit
készített egy higanyos hőmérőt.
1730-ban a francia fizikus R. Reaumur
alkoholos hőmérőt kínált.
1848-ban William Thomson angol fizikus
(Lord Kelvin) bebizonyította a lehetőséget
abszolút hőmérsékleti skála létrehozása.
William Thomson Hőfok
Ez egy termodinamikai mennyiség, amely meghatározza a test felmelegedésének mértékét. test,
magasabb hőmérsékletűek jobban felmelegednek. Alapján
A termodinamika második főtétele, spontán hőátadás lehetséges
csak a magasabb hőmérsékletű testektől az alacsonyabb hőmérsékletű testekig. Képes
termikus egyensúly, a hőmérséklet minden részében tetszőlegesen kiegyenlítődik
összetett rendszer.
A testhőmérséklet változásának mértéke bármilyen változásként szolgálhat
attól függő tulajdonságok, mint térfogat, elektromos ellenállás stb.
A hőmérséklet legáltalánosabb mérése a térfogatváltozás. Ezen
hőmérő készüléket alapítottak. Az első hőmérőt Galileo találta fel
1600 körül. Hőmérő anyagként, azaz testként,
melegítéskor tágul, vizet használt. Meghatározására
a testhőmérséklet-mérő érintkezik a testtel; tovább
termikus egyensúly elérése hőmérő mutatja a testhőmérsékletet.
A hőmérséklet megváltoztatásához használhatja a bimetálat
lemez. Egy ilyen lemez két fémből áll, például csíkokból
vas és egy rászegecselt cinkcsík. A vas és a cink kitágul
egyenlőtlenül. Tehát 1 m vashuzal 100 fokra melegítve
1 mm-rel meghosszabbodik, az 1 m-es cinkhuzal pedig 3 mm-rel. Ezért ha melegítjük
bimetál lemez, akkor elkezd hajolni a vas felé. A különböző testek hevítés hatására eltérően tágulnak, tehát
A hőmérő skálája a hőmérő anyagától függ. Mert
gyakorlati célokra a hőmérőket olvadáspont szerint kalibrálják
vagy forraljuk, vagy valami mást, ha csak a folyamatot
állandó hőmérsékleten zajlott. Legnagyobb
az eloszlásnak van egy Celsius-skálája (vagy Celsius-skála,
az azt javasolt svéd fizikusról nevezték el). Ezen a skálán
a jég 0 fokon olvad, a víz pedig 100 fokon forr, és
a köztük lévő távolság száz részre oszlik, amelyek mindegyike
végzettségnek számít. Angliában és az USA-ban néha mérleget használnak
Fahrenheit, amelyben a jég olvadáspontja 32
fok, a víz forráspontja pedig 212 fok; Franciaországban - skála
Reaumur: 0 fok, illetve 80.
Most pedig néhány gyakorlati tanács.
Vegyünk körülbelül 5 mm vastag vas- és cinkcsíkokat,
15-20 cm és 1 cm széles.1,5-2 cm-enként kösse össze őket
szegecsek. Rögzítse a bimetál egyik végét
tányérokat és melegítsük fel a gáz fölött. A lemez meghajlik.
A hőmérő feltalálása
A tudósok nagyon sokáig kezdtek gondolkodni azon, hogy mi az a hő.Még az ókori görög filozófusok is elgondolkodtak ezen a kérdésen. De
nem tudtak mást kifejezni, csak a legáltalánosabb feltételezéseket.
A középkorban szinte semmi ésszerű
ötleteket. A hőjelenségek elmélete csak akkor kezd kialakulni
18. század közepe E doktrína kidolgozásának lendülete az volt
a hőmérő feltalálása.
Sok tudós dolgozott a hőmérő feltalálásán. Első
egyikük Galileo Galilei volt. A XVI. század végén. Galilei érdeklődni kezdett
termikus események. Galileo test melegedésének mérésére
úgy döntött, hogy kihasználja a levegő azon tulajdonságát, hogy kitágul, amikor
fűtés. Fogott egy vékony üvegcsövet, aminek az egyik végét
golyóban végződött, a másik nyitott végét pedig egy edénybe engedte le
víz. Ugyanakkor olyan pozíciót ért el, hogy a víz
részben kitöltötte a csövet. Most, hogy a léggömbben felmelegedett a levegő
vagy lehűlt, a csőben a vízszint csökkent vagy emelkedett, és
a víz szintje alapján meg lehetett ítélni a test "melegedését".
A Galileo készülék nagyon tökéletlen volt. Először is nem volt az
végzett, nem alkalmaztak osztást a csövön. Másodszor,
a csőben lévő vízszint nemcsak a levegő hőmérsékletétől függött
üveggolyó, hanem légköri nyomáson is.
A hőmérő javítása
A Galileo után sok tudós foglalkozott eszközök feltalálásávalamelyek segítségével meghatározható lenne a testek termikus állapota.
Fokozatosan javult a műszerezettség. A XVII. század közepén.
A Florentine Academy of Experience javasolta a bemutatott eszközt
ábra. A műszer egy üvegcsőből állt a
labda alatta. A cső felső vége le volt zárva. Golyó és cső darab
alkohollal megtöltöttük, és a cső mentén gyöngyöket helyeztek el, amelyek egy pikkelyt alkottak
a hőmérséklet leolvasásához. Ennek a műszernek a leolvasása már nem függött attól
légköri nyomásértékek.
Voltak más hőmérők is. Különösen az egyik első tervező
Santorio olasz orvos volt, aki a készülékét arra használta
hőmérsékletmérés betegeknél. Valószínűleg ez volt a hőmérő első gyakorlati alkalmazása.
A hőmérők tervezésében elért fejlődés ellenére ezek a műszerek azok
még mindig nagyon tökéletlenek: nincs általános hőmérséklet
Mérleg; különböző hőmérők esetében önkényesen volt beállítva; különféle
hőmérők mutattak azonos feltételek mellett egyenlőtlen
hőfok.
Fahrenheit hőmérő
Első alkalommal praktikus hőmérőkHollandiából kezdett üvegfúvó mestert készíteni
Fahrenheit a 18. század elején Ekkorra a tudósok
tudta, hogy bizonyos fizikai folyamatok zajlanak
mindig azonos hőfokon.
A Fahrenheit hőmérő ugyanúgy nézett ki, mint a modern
egyszerű hőmérő. Táguló testként
A Fahrenheit először alkoholt, majd 1714-ben higanyt használt.
Különféle mérlegeket használt.
Az utolsó skálán a fő hőmérsékleti pontok a következők voltak:
1. a víz, jég és konyhasó keverékének hőmérséklete nulla fok
2. A jég és víz keverékének hőmérséklete 32 fok. emberi hőmérséklet
a Fahrenheit-skála szerinti test 96 fokkal egyenlő.
Fahrenheit ezt a hőmérsékletet tekintette a harmadik fő pontnak. Hőfok
A víz forráspontja 180 fokosnak bizonyult a skálán.
A Fahrenheit által gyártott hőmérők hírnevet szereztek és bekerültek a
használat. A Fahrenheit-skálát egyes országokban egészen addig használták
időnk előtt
Réaumur és Celsius
A Fahrenheit után sok más skálát javasoltak.és hőmérők tervei. Mindezektől a mérlegektől a miénkig
két alkalom is eljött. Első skála: 0 fok - hőmérséklet
víz és jég keveréke és 80 fok - a víz forráspontja
Réaumur francia tudós javasolta 1730-ban
és az ő nevét viseli. A második mérleg nem viseli megfelelően
Celsius svéd csillagász neve. Celsius 1742-ben
Celsius-hőmérsékleti skálát javasolt, amelyen 0
fokot vettek a víz forráspontjaként, és 100-at
fok a jég olvadáspontja. Modern
Celsius-skálának nevezett Celsius-skála volt
javasolta kicsit később. Mint tudod, belépett
használat és jelenlegi használat.
Celsius már tudta, hogy a víz forráspontja ill
A jég olvadáspontja a légnyomástól függ.
A fizika hőmérésére szolgáló készülék feltalálása után
elkezdhették a termikus jelenségek tanulmányozását.
Kíváncsi, hogy…
Valójában a svéd csillagász és fizikus Celsius javasolta egy skálát,amelyben a víz forráspontját 0-val jelöltük, és a pontot
jégolvadás - a 100-as szám. Valamivel később a Celsius-skála adta meg
honfitársa, Strömer modern nézete.
...A Fahrenheit égett a gondolattól, hogy maga készítsen hőmérőt, amikor olvasott
Amonton francia fizikus felfedezéséről, „hogy a víz felforr
rögzített hőfok.
...a 18. század végére a hőmérsékleti skálák száma elérte a kéttucatnyit.
... egy időben a fizikai laboratóriumokban az ún
súlyhőmérő. Egy üreges platinagolyóból állt,
tele higannyal, amelyben egy kapilláris lyuk volt. Ról ről
a hőmérséklet változását a kiáramló higany mennyisége alapján ítélték meg
lyukakat.
…amikor a Föld hőmérséklete csak egy fokkal csökken
energia szabadulna fel, mintegy milliárdszor nagyobb, mint
évente termel a világ összes erőműve.
Következtetés
Az első hőmérőt ben hozták létre16. századi Galilei
Legelterjedtebb
kapott hőmérsékleti skálákat
Fahrenheit és Celsius Felhasznált források:
KETTŐS. Spassky "Fizika fejlődésében", M. "Felvilágosodás", 1979
„Fizika fiataloknak”, összeállította: M.N. Alekseeva, M. "Felvilágosodás", 1980
A.A. Leonovich "Fizikai kaleidoszkóp", M. "Bureau Quantum", 1994
"Egy fiatal fizikus enciklopédikus szótára", M. "Pedagógia", 1984
dia 1
2. dia
Számos hőmérsékleti skála létezik.A hőmérséklet mérésére szolgáló készüléket már régen létrehozták, hőmérőnek hívták.
3. dia
A hőmérséklet intuitív elképzelése életünk első napjaitól kezdve alakul ki. A tudomány előtt álló feladatok azonban egyre pontosabb értelmezést igényelnek arról, amit érzékszervekkel észlelünk. Így a hőjelenségek elméletének fejlődésének fontos állomása volt a „hő” és a „hőmérséklet” fogalmak közötti különbség azonosítása. Fekete volt az első, aki egyértelműen megfogalmazta a köztük lévő különbségtétel szükségességét. Érdekes és tanulságos a hőmérsékletmérő műszerek - hőmérők - keletkezésének és használatának története. „A hő egyik legáltalánosabb törvényeként el kell fogadnunk, hogy „minden test egymással szabadon kommunikálva, és nincs kitéve egyenlőtlen külső hatásoknak, ugyanazt a hőmérsékletet veszi fel, amit hőmérő jelzi. Fekete József Ma már ismertek a folyadék- és gázhőmérők, a félvezető és az optikai hőmérők. A tudományban most bevezetett hőmérsékletek változatossága pedig nagy: különbséget tesznek elektron- és ionhőmérséklet, fényerő és szín, zaj és antenna között stb.
4. dia
A hőmérő megalkotásának kronológiája 1597-ben Galileo Galilei feltalálta az első hőmérséklet-változások megfigyelésére szolgáló készüléket (termoszkóp), 1657-ben pedig Firenze tudósai továbbfejlesztették Galilei termoszkópját. Az állandó hőmérő pontokat a XVIII. 1714-ben D. Fahrenheit holland tudós higanyhőmérőt készített. 1730-ban R. Reaumur francia fizikus alkoholhőmérőt javasolt. 1848-ban William Thomson angol fizikus (Lord Kelvin) bebizonyította az abszolút hőmérsékleti skála létrehozásának lehetőségét. William Thomson
5. dia
Ez egy termodinamikai mennyiség, amely meghatározza a test felmelegedésének mértékét. A magasabb hőmérsékletű testek melegebbek. A termodinamika második főtétele szerint a hő spontán átadása csak a magasabb hőmérsékletű testekről az alacsonyabb hőmérsékletű testekre lehetséges. Termikus egyensúlyi állapotban a hőmérséklet egy tetszőlegesen összetett rendszer minden részében kiegyenlítődik. A testhőmérséklet változásának mértéke lehet valamilyen, ettől függő tulajdonság változása, például térfogat, elektromos ellenállás stb. Leggyakrabban a térfogat változását használják a hőmérséklet mérésére. A hőmérők készüléke ezen alapul. Az első hőmérőt Galilei találta fel 1600 körül. Hőmérő anyagként, azaz melegítés hatására kitáguló testként vizet használtak benne. A testhőmérséklet meghatározásához a hőmérőt érintkezésbe kell hozni a testtel; a termikus egyensúly elérésekor a hőmérő a test hőmérsékletét mutatja. A hőmérséklet megváltoztatásához bimetál lemezt használhat. Egy ilyen lemez két fémből áll, például egy vascsíkból és egy rászegecselt cinkcsíkból. A vas és a cink eltérően tágul. Tehát 1 m vashuzal 100 fokkal melegítve 1 mm-rel, 1 m cinkhuzal pedig 3 mm-rel meghosszabbodik. Ezért, ha egy bimetál lemezt felmelegítenek, az elkezd hajolni a vas felé. Hőfok
6. dia
A különböző testek hevítéskor eltérően tágulnak ki, ezért a hőmérő skálája a hőmérő anyagától függ. Gyakorlati okokból a hőmérőket az olvadáspont vagy a forráspont, vagy valamilyen más érték alapján kalibrálják, mindaddig, amíg a folyamat állandó hőmérsékleten megy végbe. A leggyakoribb a Celsius-skála (vagy a Celsius-skála, az azt javasolt svéd fizikus után). Ezen a skálán a jég 0 fokon olvad, a víz pedig 100 fokon forr, és a köztük lévő távolság száz részre oszlik, amelyek mindegyike foknak számít. Angliában és az USA-ban néha használják a Fahrenheit-skálát, amelyben a jég olvadáspontja 32 fok, a víz forráspontja 212 fok; Franciaországban a Réaumur skála: 0 fok, illetve 80. Most pedig néhány gyakorlati tanács. Vegyünk körülbelül 5 mm vastag, 15-20 cm hosszú és 1 cm széles vas- és cinkcsíkokat, amelyeket 1,5-2 cm-enként kösse össze szegecsekkel. Szorítsa be a bimetál szalag egyik végét egy satuba, és melegítse fel a gáz fölött. A lemez meghajlik.
7. dia
A tudósok nagyon sokáig kezdtek gondolkodni azon, hogy mi az a hő. Még az ókori görög filozófusok is elgondolkodtak ezen a kérdésen. De nem tudtak mást kifejezni, csak a legáltalánosabb feltételezéseket. A középkorban sem fogalmaztak meg szinte semmi ésszerű gondolatot. A hőjelenségek tana csak a 18. század közepén kezd kialakulni. E doktrína kidolgozásának kezdetét a hőmérő feltalálása adta. Sok tudós dolgozott a hőmérő feltalálásán. Ezek közül az első Galileo Galilei volt. A XVI. század végén. Galilei érdeklődni kezdett a termikus jelenségek iránt. A test hőjének mérésére Galileo úgy döntött, hogy a levegő hőtágulási tulajdonságát használja fel. Fogott egy vékony üvegcsövet, amelynek egyik vége golyóban végződött, a másik nyitott végét pedig vízesedénybe eresztette. Ugyanakkor olyan helyzetet ért el, hogy a víz részben kitöltötte a csövet. Most, amikor a labda levegője felmelegedett vagy lehűlt, a csőben a vízszint csökkent vagy emelkedett, és a vízszint alapján meg lehetett ítélni a test „melegedését”. A Galileo készülék nagyon tökéletlen volt. Először is, nem volt besorolva, nem alkalmaztak osztást a csövön. Másodszor, a csőben lévő vízszint nemcsak az üveggolyóban lévő levegő hőmérsékletétől, hanem a légköri nyomástól is függött. A hőmérő feltalálása
8. dia
A hőmérő továbbfejlesztése A Galileo után sok tudós foglalkozott olyan eszközök feltalálásával, amelyekkel a testek termikus állapotát meg lehet határozni. Fokozatosan javult a műszerezettség. A XVII. század közepén. A Florentine Academy of Experience javasolta az ábrán látható készüléket. Az eszköz egy üvegcső volt, amely az alján golyóban végződött. A cső felső vége le volt zárva. A labdát és a cső egy részét alkohollal töltötték meg, és a cső mentén gyöngyöket helyeztek el, amelyek skálát alkottak a hőmérséklet leolvasásához. Ennek a műszernek a leolvasása már nem függött a légköri nyomás értékétől. Voltak más hőmérők is. Az egyik első tervező az olasz Santorio orvos volt, aki készülékével a betegek hőmérsékletét mérte. Valószínűleg ez volt a hőmérő első gyakorlati alkalmazása. A hőmérők tervezésében elért fejlődés ellenére ezek a műszerek még mindig nagyon tökéletlenek voltak: közös hőmérsékleti skálát nem hoztak létre; különböző hőmérők esetében önkényesen volt beállítva; különböző hőmérők különböző hőmérsékleteket mutattak azonos körülmények között.
9. dia
Fahrenheit hőmérő Legújabb skáláján a fő hőmérsékleti pontok a következők voltak: a víz, jég és konyhasó keverékének hőmérséklete nulla fok, a jég és víz keverékének hőmérséklete 32 fok. Az emberi test hőmérséklete a Fahrenheit-skálán 96 fokosnak bizonyult. Fahrenheit ezt a hőmérsékletet tekintette a harmadik fő pontnak. A víz forráspontja 180 fok volt a skáláján. A Fahrenheit által gyártott hőmérők hírnevet szereztek és használatba is kerültek. A Fahrenheit skálát egyes országokban egészen korunkig használták, gyakorlati célokra alkalmas hőmérőket először a 18. század elején kezdett el egy holland Fahrenheit üvegfúvó mester készíteni. Ekkor már a tudósok tudták, hogy bizonyos fizikai folyamatok mindig azonos melegítési fokon mennek végbe. A Fahrenheit hőmérő ugyanúgy nézett ki, mint egy modern egyszerű hőmérő. Táguló testként a Fahrenheit először alkoholt, majd 1714-ben higanyt használt. Különféle mérlegeket használt.
10. dia
Réaumur és Celsius A Fahrenheit után számos más mérleget és hőmérőt javasoltak. Mindezen mérlegek közül kettő a mi korunkba jött le. Az első skála: 0 fok - a víz és jég keverékének hőmérséklete és 80 fok - a víz forráspontját Réaumur francia tudós javasolta 1730-ban, és az ő nevét viseli. A második skála helytelenül Celsius svéd csillagász nevét viseli. A Celsius 1742-ben egy Celsius-hőmérséklet-skálát javasolt, amelyben 0 fokot vettek a víz forráspontjaként, és 100 fokot a jég olvadáspontjaként. A Celsius-skálának nevezett modern Celsius-skálát valamivel később javasolták. Mint tudod, használatba került és jelenleg is használatban van. Már Celsius is tudta, hogy a víz forráspontja és a jég olvadáspontja a légnyomástól függ. A hőmérő készülék feltalálása után a fizikusok megkezdhették a hőjelenségek tanulmányozását.
dia 11
Érdekes, hogy ... ... a svéd csillagász és fizikus Celsius olyan skálát javasolt, amelyben a víz forráspontját a 0, a jég olvadáspontját pedig a 100-as szám jelzi. Valamivel később. , a Celsius-mérleget honfitársa, Strömer kapta modern külsővel. ... Fahrenheit lelkesedett a gondolattól, hogy maga készítsen hőmérőt, amikor olvasott Amonton francia fizikus felfedezéséről, „hogy a víz meghatározott hőfokon forr”. ...a 18. század végére a hőmérsékleti skálák száma elérte a kéttucatnyit. ... egy időben a fizikai laboratóriumokban az úgynevezett súlyhőmérőt használták. Higannyal töltött üreges platinagolyóból állt, amelyen kapilláris lyuk volt. A hőmérséklet változását a lyukból kiáramló higany mennyisége alapján ítélték meg. … ha a Föld hőmérséklete mindössze egy fokkal csökkenne, körülbelül milliárdszor nagyobb energia szabadulna fel, mint amennyit a világ összes erőműve évente termel.
1 csúszda
2 csúszda
A hőmérséklet olyan fizikai mennyiség, amely egy makroszkopikus rendszer részecskéinek átlagos kinetikai energiáját jellemzi termodinamikai egyensúlyi állapotban. Egyensúlyi állapotban a hőmérséklet a rendszer összes makroszkopikus részében azonos értékű.
3 csúszda
Vegyünk három mély csészét, az egyikben nagyon hideg, a másikban forró, a harmadikban pedig egy jó ideje a szobában álló dekanterből lesz a víz. Tartsa az egyik kezét egy ideig forró, a másikat hideg vízben. Ezután mindkét kezünket leengedjük egy tányér vízbe egy dekanterből. Érezni fogjuk, hogy ugyanaz a víz az egyik kezünkkel melegebb lesz, mint a másik kezünkkel. Ez a tapasztalat azt mutatja, hogy a melegségérzet megtévesztő lehet, a testhőmérséklet pedig nem határozható meg megbízhatóan az érzékszervek segítségével. Ilyenkor jól jön a hőmérő. Amikor egy test hőmérséklete megváltozik, megváltozik bizonyos tulajdonságai, például a térfogat. Ez a hőmérő alapja. Végezzünk egy kísérletet
4 csúszda
A 19. század végén megállapították, hogy a hőmérséklet jellemzi egy makroszkopikus rendszer termikus egyensúlyi állapotát és részecskéi hőmozgásának intenzitását. Ugyanakkor bebizonyosodott, hogy: ha különböző hőmérsékletű testek érintkeznek egymással, a magasabb hőmérsékletű testről mindig az alacsonyabb hőmérsékletű testre jut át energia; minden egymással termikus egyensúlyban lévő test hőmérséklete azonos.
5 csúszda
6 csúszda
Galilei termoszkóp A termodinamika története azzal kezdődött, hogy 1592-ben Galileo Galilei megalkotta az első műszert a hőmérséklet-változások megfigyelésére, és ezt termoszkópnak nevezte el. Később firenzei tudósok továbbfejlesztették Galileo termoszkópját úgy, hogy egy gyöngyskálát adtak hozzá, és levegőt pumpáltak ki a ballonból.
7 csúszda
Termoszkóp A termoszkóp egy kis üveggolyó volt, forrasztott üvegcsővel. A labdát felmelegítették, és a cső végét vízbe engedték. A labda lehűlésekor a nyomás lecsökkent, és a csőben lévő víz a légköri nyomás hatására egy bizonyos magasságig felfelé emelkedett. A felmelegedéssel csökkent a vízszint a csövekben. A készülék hátránya, hogy csak a karosszéria relatív fűtési vagy hűtési fokát tudta megítélni, mivel mérleg még nem volt rajta.
8 csúszda
A termoszkóp-tapasztalat Különös figyelmet érdemel Galilei termoszkópos tapasztalata, amely szintén a padovai korszakra, 1597 körülre datálható. mind a kísérlet tervezésében, mind megvalósításában. A tapasztalat a következő. A kezek felmelegítenek egy tojás nagyságú lombikot; a lombiknak hosszú és vékony nyaka van, mint a búzaszár, leeresztve egy tál vízbe. Ha kiveszi a kezét a lombikból, akkor az edény lehűlésekor a víz a tálból a nyakba kezd emelkedni. Benedetto Castelli, Galilei egykori tanítványa ezt írja 1638-ban: "Ezt az effektust használta a fent említett signor Galilei, hogy műszert készítsen a hő és a hideg fokának meghatározására." A hő és a hideg mértékének mérésének lehetősége Galileiben fel sem merült volna, mert tanításuk szerint a hideg és a meleg az anyagban kevert különböző tulajdonságok. Galilei azt tanította, és később (1623-ban) közvetlenül is írta a Saggiatore-ban (Assayer), hogy a hideg nem pozitív tulajdonság, hanem csak a hő hiánya, a hideg nem az anyagban, hanem egy érzékeny testben lakozik.
9 csúszda
Az első folyadékhőmérő A 17. században Torricelli firenzei tudós egy légtermoszkópot alkoholhőmérővé alakított át. A készüléket fejjel lefelé fordítottuk, a vizet tartalmazó edényt eltávolítottuk, és alkoholt öntünk a csőbe. A készülék működése az alkohol melegítés közbeni tágulására épült - most már nem a légköri nyomástól függtek a leolvasások. Ez volt az egyik első folyadékhőmérő. Ekkor a műszerek leolvasásai még nem voltak összhangban egymással, mivel a mérlegek kalibrálásakor nem vettek figyelembe konkrét rendszert.
10 csúszda
Firenzei hőmérők A termoszkóp kialakítását Torricelli és az Akadémia Kísérleti Akadémia tagjai annyira továbbfejlesztették, és olyannyira kényelmesnek bizonyult a különböző alkalmazásokhoz, hogy a 17. században a "firenzei hőmérők" híressé váltak. Angliában Boyle vezette be, és Bullo csillagásznak (1605 ... 1694) köszönhetően terjedtek el Franciaországban, aki egy lengyel diplomatától kapott ajándékba egy ilyen hőmérőt.
11 csúszda
Amonton hőmérője 1702-ben Guillaume Amonton (1663...1703) továbbfejlesztette Galileo léghőmérőjét egy olyan hőmérő megalkotásával, amely alapvetően egybeesett a modern gázzal. Amonton hőmérője U alakú üvegcső volt, amelynek rövidebb szára levegőt tartalmazó tartályban végződött; egy hosszú könyökbe higanyt öntöttek annyi mennyiségben, amennyi a tartályban lévő levegő állandó térfogatának fenntartásához szükséges. A hőmérsékletet a higanyoszlop magasságából határoztuk meg. Érdekes módon ezzel a nagy rosszallással fogadott eszközzel Amonton eljutott az abszolút nulla fogalmához, amely adatai szerint -239,5 °C-nak felelt meg. Lambert nagyobb pontossággal megismételte Amonton kísérleteit, és eljutott az abszolút nulla fogalmához is. , amit a következőképpen fejez ki: „A nullával egyenlő hőfok valójában abszolút hidegnek nevezhető. Ez azt jelenti, hogy abszolút hidegben a levegő térfogata egyenlő vagy csaknem egyenlő nullával. Elmondható, hogy abszolút hidegben a levegő olyan sűrűvé válik, hogy részecskéi abszolút érintkeznek egymással, így a levegő áthatolhatatlanná válik.
12 csúszda
A skála szélsőséges pontjai 1694-ben Carlo Renaldini azt javasolta, hogy a két szélső pont legyen a jég olvadáspontja és a víz forráspontja.
13 csúszda
Fahrenheit hőmérő A hőmérő kialakításában döntő fejlesztést végzett a német Gabriel Daniel Fahrenheit (1686 ... 1736), aki Olaf Roemer ötletét használta. A Fahrenheit a ma használt formájú higany- és alkoholhőmérőket gyártotta. Hőmérőinek sikere a higany tisztításának új módszerében keresendő; ráadásul lezárás előtt felforralta a csőben lévő folyadékot.
14 csúszda
Fahrenheit skála 1714-ben D. G. Fahrenheit higanyhőmérőt készített. A skálán három fix pontot jelölt meg: az alsó 32°F a sóoldat fagyáspontja, 96° az emberi test hőmérséklete, a felső, 212°F pedig a víz forráspontja. A Fahrenheit hőmérőt az angol nyelvű országokban a 20. század 70-es éveiig használták, és az USA-ban még mindig használják.
15 csúszda
Réaumur skála 1730-ban javasolta az alkohol hőmérőkben való használatát, és bevezetett egy olyan skálát, amelyet nem önkényesen, mint a Fahrenheit-skála, hanem az alkohol hőtágulásának megfelelően építettek. Kísérleteket végzett alkoholos hőmérővel, és arra a következtetésre jutott, hogy a mérleg az alkohol hőtágulásának megfelelően felépíthető. Miután megállapította, hogy az általa használt alkohol 5:1 arányban vízzel keverve 1000:1080 arányban tágul, amikor a hőmérséklet a fagyáspontról a víz forráspontjára változik, a tudós egy 0-tól kezdődő skála használatát javasolta. 80 fokig. Ha 0°-nak tekintjük a jég olvadáspontját, és 80°-nak a víz forráspontját normál légköri nyomáson. René Antoine Ferchot de Réaumur (1683-1757) a higany alacsony tágulási együtthatója miatt helytelenítette a higany hőmérőkben való használatát.
16 csúszda
Celsius-skála 1742-ben Andres Celsius svéd tudós egy higanyhőmérő skáláját javasolta, amelyben a szélső pontok közötti intervallumot 100 fokra osztották. Ebben az esetben először a víz forráspontját 0 °-nak, a jég olvadáspontját 100 °-nak jelöltük. Ebben a formában azonban a skála nem bizonyult túl kényelmesnek, és később M. Stremer csillagász és K. Linnaeus botanikus úgy döntött, hogy felcserélik a szélső pontokat.
17 csúszda
Lomonoszov skála MV Lomonoszov olyan folyadékhőmérőt javasolt, amelynek skálája 150 osztású a jég olvadáspontjától a víz forráspontjáig.
18 csúszda
Kelvin-skála A 19. század elején Lord Kelvin angol tudós abszolút termodinamikai skálát javasolt. Ugyanakkor Kelvin alátámasztotta az abszolút nulla fogalmát, amely azt a hőmérsékletet jelöli, amelynél a molekulák hőmozgása megáll. Celsiusban ez -273,15 °C.
19 csúszda
20 csúszda
Ha a 18. században a hőmérsékletmérési rendszerek terén igazi felfedezések „robbanása” volt, akkor a múlt század óta a hőmérsékletmérési módszerek terén a felfedezések új ideje kezdődött. Manapság számos eszközt használnak az iparban, otthon, tudományos kutatásban - expanziós hőmérők és manometrikus hőmérők, termoelektromos és ellenálláshőmérők, valamint pirometrikus hőmérők, amelyek lehetővé teszik a hőmérséklet érintés nélküli mérését.
21 csúszda
Galileo hőmérője Emléktárgyas játék, nagyon közvetett kapcsolatban áll magával Galileo Galilei-vel. Ennek a szórakoztató és gyönyörű kis dolognak a helyes neve "Galileo hőmérő". Ezt a hőmérőt nyilvánvalóan Galileo Galilei tiszteletére nevezték el, aki 1592-ben elsőként találta fel a hőmérőt - az összes hőmérő elődjét. A Galileo hőmérője egy vízzel töltött üveghenger, amelyben színes folyadékkal (víz + alkohol + festék) töltött üveggömb alakú edények úsznak. Minden ilyen gömb alakú úszónak van egy arany vagy ezüst címkéje, amelynek aljára egy hőmérsékleti érték van bélyegezve. A hőmérő méretétől függően a benne lévő úszók száma 4 és 11 között van. A hőmérő által mért hőmérsékleti tartomány a szobahőmérséklet tartományában van: 16-28 fok. A hőmérsékletet a lebegő úszók közül az alsó határozza meg. Az úszók különbözőképpen vannak feltöltve folyadékkal úgy, hogy az átlagos sűrűségük eltérő: a legkisebb sűrűség felül, a legnagyobb alul van, de minden esetben közel van a víz sűrűségéhez, kissé eltér attól. A helyiség levegőjének hőmérsékletének csökkenésével az edényben lévő víz hőmérséklete ennek megfelelően csökken, a víz összenyomódik, sűrűsége megnő. Tudjuk, hogy olyan testek úsznak fel benne, amelyek sűrűsége kisebb, mint az őket körülvevő folyadék sűrűsége. Így van ez: az úszó, amelynek sűrűsége most megegyezik a környező víz sűrűségével, elkezd lebegni, ami a hőmérséklet csökkenését mutatja. Minél több buborék lebeg, minél alacsonyabb a hőmérséklet, annál kevesebb buborék úszik – annál magasabbra (a buborékok lesüllyedtek, mert a melegítéstől az edényben lévő víz kitágul és kevésbé sűrűsödött – minden egyszerű és érthető!) Ez a hőmérő természetesen nem túl pontos, de lehetővé teszi a hőmérséklet értékelését 0,4-4 fokos hibával (a hőmérő kialakításától, azaz a benne lévő úszók számától függően). De ami a legfontosabb, nagyon jóképű!
Mindannyian gyakran használunk egy ilyen eszközt hőmérőként életünk során, de kevesen ismerik feltalálásának és fejlesztésének történetét. Általánosan elfogadott, hogy a hőmérőt Galileo Galilei találta fel 1592-ben. A termoszkóp (akkor így hívták a hőmérőt) kialakítása primitív volt (lásd az alábbi ábrát): vékony üvegcsövet forrasztottak egy kis átmérőjű üveggolyóra, amelyet folyadékba helyeztek.
Az üveggolyóban lévő levegőt égővel vagy egyszerű tenyeres dörzsöléssel felmelegítették, aminek hatására az üvegcsőben elkezdte kiszorítani a folyadékot, ezzel megmutatva a hőmérséklet-emelkedés mértékét: minél magasabb a levegő hőmérséklete az üveggolyóban annál lejjebb esett a vízszint a csőben. Fontos szerepet játszott a labda térfogatának és a cső átmérőjének aránya: egy vékonyabb cső kialakításával a golyóban jelentősebb hőmérséklet-változásokat lehetett követni.
Később Galileo termoszkópjának tervét egyik tanítványa, Fernando de Medici véglegesítette. Az alapötlet megmaradt, de Fernando jelentős változtatásokat hajtott végre, amelyek miatt a termoszkóp inkább egy modern higanyhőmérőhöz hasonlított. Üveggolyót és vékony csövet is használtak (lásd a fenti ábrát), de most nem alulról, hanem felülről forrasztották a csövet, és máris az üveggolyóba öntötték a folyadékot, miközben a cső teteje nyitva volt. . A megtöltött folyadék hőmérsékletének változása (akkoriban boralkoholt használtak ilyenként) a csőben lévő folyadék szintjének növekedéséhez vezetett. Később a csőre osztásokat alkalmaztak, i.e. Megtörtént a hőmérő első kalibrálása.
Azóta sok idő telt el, és ezalatt a hőmérőt nem egyszer javították, korszerűsítették. A fizika területén a közelmúltban elért eredményeknek köszönhetően a hőmérsékletmérés új megközelítéseit fejlesztették ki. Manapság különféle digitális hőmérőket hoztak létre, amelyek az anyag ellenállásának hőmérséklet-változással történő változásának elvén (elektromos hőmérők), vagy a fényerő, spektrum és egyéb mennyiségek változásának elvén alapulnak. a hőmérséklet változása (optikai hőmérők).