Fizikas skolotāja mokaeva n.i. termometra mkou sosh tapšanas vēsture g.p.

Megalovs A.

Temperatūra ir viens no svarīgākajiem rādītājiem, ko izmanto dažādās dabaszinātņu un tehnikas nozarēs. Fizikā un ķīmijā to izmanto kā vienu no galvenajām izolētas sistēmas līdzsvara stāvokļa pazīmēm, meteoroloģijā - kā galveno klimata un laikapstākļu raksturlielumu, bioloģijā un medicīnā - kā svarīgāko lielumu, kas nosaka dzīvības funkcijas.

Lejupielādēt:

Priekšskatījums:

Lai izmantotu priekšskatījumu, izveidojiet sev Google kontu (kontu) un piesakieties: https://accounts.google.com

Priekšskatījums:

Lai izmantotu prezentāciju priekšskatījumu, izveidojiet Google kontu (kontu) un pierakstieties: https://accounts.google.com

Slaidu paraksti:

Prezentācija par tēmu: “Termometru izgudrošanas vēsture”

Galileo Galilei termoskops 1592. gadā Galileo Galilejs radīja termoskopu. Termoskops bija neliela stikla lodīte ar lodētu stikla cauruli. Bumba tika uzkarsēta, un caurules gals tika nolaists ūdenī. Kad bumba atdzisa, spiediens tajā samazinājās, un ūdens caurulē, atmosfēras spiediena ietekmē, pacēlās līdz noteiktam augstumam uz augšu. Līdz ar sasilšanu ūdens līmenis caurulēs pazeminājās. Ierīces trūkums bija tāds, ka tā varēja novērtēt tikai ķermeņa relatīvo sildīšanas vai dzesēšanas pakāpi, jo tai vēl nebija skalas.

Florences termometri Vēlāk Florences zinātnieki uzlaboja Galileo termoskopu, pievienojot tam lodīšu skalu un izsūknējot gaisu no balona. 17. gadsimtā Florences zinātnieks Toričelli gaisa termoskopu pārveidoja par spirtu. Ierīce tika apgriezta otrādi, trauks ar ūdeni tika izņemts, un mēģenē tika ielej spirtu. Ierīces darbība balstījās uz spirta izplešanos karsējot – tagad rādījumi nebija atkarīgi no atmosfēras spiediena. Tas bija viens no pirmajiem šķidruma termometriem. Florences termometrs

Divi galēji punkti Tolaik instrumentu rādījumi vēl neatbilda viens otram, jo, vērtējot svarus, netika ņemta vērā konkrēta sistēma. 1694. gadā Karlo Renaldini ierosināja ledus kušanas temperatūru un ūdens viršanas temperatūru uzskatīt par diviem galējiem punktiem.

Dzīvsudraba termometrs pēc Fārenheita 1714. gadā Fārenheita ģenerāldirektorāts izgatavoja dzīvsudraba termometru. Uz skalas viņš atzīmēja trīs fiksētus punktus: 32 ° F bija fizioloģiskā šķīduma sasalšanas temperatūra, 96 ° F bija cilvēka ķermeņa temperatūra un 212 ° F bija ūdens viršanas temperatūra. Fārenheita termometrs tika izmantots angliski runājošajās valstīs līdz 20. gadsimta 70. gadiem, un joprojām tiek izmantots ASV.

Reaumura skala Citu mērogu piedāvāja franču zinātnieks Reamurs 1730. gadā. Viņš veica eksperimentus ar spirta termometru un nonāca pie secinājuma, ka skalu var uzbūvēt atbilstoši spirta termiskajai izplešanai. Konstatējis, ka viņa lietotais alkohols, sajaukts ar ūdeni proporcijā 5:1, izplešas proporcijā 1000:1080, zinātnieks ierosināja izmantot skalu no 0 līdz 80 grādiem. Ņemot par 0 ° ledus kušanas temperatūru un par 80 ° ūdens viršanas temperatūru normālā atmosfēras spiedienā.

Andersa Celsija skala 1742. gadā Anderss Celsijs ierosināja dzīvsudraba termometra skalu, kurā intervāls starp galējiem punktiem tika sadalīts 100 grādos. Šajā gadījumā vispirms ūdens viršanas temperatūra tika apzīmēta kā 0 °, bet ledus kušanas temperatūra - 100 °. Tomēr šajā formā mērogs izrādījās neērts, un vēlāk astronoms M. Strēmers un botāniķis K. Linnejs nolēma apmainīt galējos punktus.

Dažādi termometri un svari M. V. Lomonosovs piedāvāja šķidruma termometru ar skalu 150. I. G. Lamberts izveidoja gaisa termometru ar skalu 375 °, kur vienu tūkstošdaļu no gaisa tilpuma izplešanās ņēma par vienu grādu. Ir bijuši arī mēģinājumi izveidot termometru, pamatojoties uz cieto vielu izplešanos. Tātad 1747. gadā holandietis P. Mušenbrugs izmantoja dzelzs stieņa izplešanos, lai izmērītu vairāku metālu kušanas temperatūru.

Absolūtā Kelvina skala Iepriekš apskatītajās temperatūras skalās atskaites punkts bija patvaļīgs. 19. gadsimta sākumā angļu zinātnieks Lords Kelvins ierosināja absolūtu termodinamisko skalu. Tajā pašā laikā Kelvins pamatoja absolūtās nulles jēdzienu, apzīmējot temperatūru, kurā molekulu termiskā kustība apstājas. Celsija skalā tas ir -273,15 ° C.

Kā bija toreiz Tāda ir galvenā termometra un termometrisko skalu rašanās vēsture. Līdz šim zinātniskajos pētījumos tiek izmantoti termometri ar Celsija skalu, Fārenheita skalu (ASV), kā arī ar Kelvina skalu.

Kā šobrīd Patlaban temperatūra tiek mērīta, izmantojot instrumentus, kuru darbības pamatā ir dažādas šķidrumu, gāzu un cietvielu termometriskās īpašības. Mūsdienās ir daudz ierīču, ko izmanto rūpniecībā, mājās, zinātniskos pētījumos - izplešanās termometri un laboratorijas iekārtas, termoelektriskie un pretestības termometri, kā arī pirometriskie termometri, kas ļauj mērīt temperatūru bezkontakta veidā.

"Mums tas ir jāpieņem kā viens no vispārīgākajiem siltuma likumiem
"visi ķermeņi" brīvi sazinās savā starpā un nav pakļauti
nevienlīdzīga ārējā ietekme, iegūst vienādu temperatūru,
ko rāda termometrs.
Džozefs Bleks
Intuitīva temperatūras izpratne
attīstās jau no pirmajām mūsu dzīves dienām. Tomēr
zinātnes uzdevumi prasa arvien vairāk
precīzas interpretācijas tam, ko mēs uztveram ar maņām.
Tātad, svarīgs posms siltuma teorijas attīstībā
parādības bija noteikt atšķirības starp jēdzieniem
"siltums" un "temperatūra". Pirmais, kas skaidri
formulēja ideju par nepieciešamību tos atšķirt,
bija Bleiks. Interesanta un informatīva vēsture
un temperatūras mērīšanas instrumentu izmantošana,
termometri.
Šodien šķidruma un gāzes termometri, pusvadītāju un
optiskais. Un zinātnē tagad ieviesto temperatūru dažādība ir lieliska:
atšķirt elektronu un jonu temperatūru, spilgtumu un krāsu,
troksnis un antena utt.

Termometra izveides laika grafiks

1597. gadā Galileo Galilejs nāca klajā ar pirmo
maiņas vērotājs
temperatūra (termoskops)
1657. gadā Galileja termoskops bija
uzlaboja florencieši
zinātnieki.
Termometra fiksētie punkti bija
uzstādīta 18. gadsimtā.
1714. gadā holandiešu zinātnieks D. Fārenheits
izgatavoja dzīvsudraba termometru.
1730. gadā franču fiziķis R. Reamurs
piedāvāja alkohola termometru.
1848. gadā angļu fiziķis Viljams Tomsons
(lords Kelvins) pierādīja iespēju
izveidojot absolūtu temperatūras skalu.
Viljams Tomsons

Temperatūra
Tas ir termodinamisks lielums, kas nosaka ķermeņa sildīšanas pakāpi. ķermenis,
kam ir augstāka temperatūra, tie vairāk tiek uzkarsēti. Saskaņā ar
otrais termodinamikas likums, iespējama spontāna siltuma pārnese
tikai no ķermeņiem ar augstāku uz ķermeņiem ar zemāku temperatūru. Stāvoklī
termiskais līdzsvars, temperatūra visās daļās patvaļīgi izlīdzinās
sarežģīta sistēma.
Ķermeņa temperatūras izmaiņu mērs var kalpot kā izmaiņas jebkurā
īpašības, kas no tā atkarīgas, piemēram, tilpums, elektriskā pretestība utt.
Visizplatītākais temperatūras mērījums ir tilpuma izmaiņas. Par šo
tika dibināta termometra iekārta. Pirmo termometru izgudroja Galileo
ap 1600. Kā termometriska viela, t.i., ķermenis,
karsējot izplešas, tas izmantoja ūdeni. Lai noteiktu
ķermeņa temperatūras termometrs nonāk saskarē ar ķermeni; ieslēgts
termiskā līdzsvara termometrs rāda ķermeņa temperatūru.
Lai mainītu temperatūru, varat izmantot bimetālu
plāksne. Šāda plāksne sastāv no diviem metāliem, piemēram, no sloksnēm
dzelzs un tai piekniedēta cinka sloksne. Dzelzs un cinks izplešas
nevienlīdzīgi. Tātad, 1 m dzelzs stieples, uzkarsējot līdz 100 grādiem
pagarinās par 1 mm un 1 m cinka stieples par 3 mm. Tāpēc, ja karsē
bimetāla plāksne, tā sāks locīties pret dzelzi.

Dažādi ķermeņi karsējot izplešas atšķirīgi, tāpēc
Termometra skala ir atkarīga no termometriskās vielas. Priekš
praktiskiem nolūkiem termometri tiek kalibrēti atbilstoši kušanas punktiem
vai vārot vai kā citādi, ja nu vienīgi process
notika nemainīgā temperatūrā. Lieliskākais
sadalījumam ir grādu skala (vai Celsija skala,
nosaukts zviedru fiziķa vārdā, kurš to ierosināja). Šajā mērogā
ledus kūst 0 grādos un ūdens vārās 100 grādos, un
attālums starp tiem ir sadalīts simts daļās, no kurām katra
skaitīts kā grāds. Anglijā un ASV dažreiz izmanto skalu
Fārenheita temperatūra, kurā ledus kušanas temperatūra ir 32
grādi, un ūdens viršanas temperatūra ir 212 grādi; Francijā - mērogs
Reaumur: attiecīgi 0 grādi un 80.
Tagad daži praktiski padomi.
Paņemiet apmēram 5 mm biezas dzelzs un cinka sloksnes,
15-20 cm un 1 cm platumā Savienojiet tos ik pēc 1,5-2 cm
kniedes. Piestipriniet vienu bimetāla galu
plāksnes un karsē to virs gāzes. Plāksne izlocīsies.

Termometra izgudrojums

Par to, kas ir siltums, zinātnieki sāka domāt ļoti ilgi.
Pat senie grieķu filozofi domāja par šo jautājumu. Bet
viņi nevarēja izteikt neko citu kā vien vispārīgākos pieņēmumus.
Viduslaikos gandrīz nav saprātīgi
idejas. Siltuma parādību teorija sāk attīstīties tikai
18. gadsimta vidus Šīs doktrīnas attīstības stimuls bija
termometra izgudrojums.
Daudzi zinātnieki strādāja pie termometra izgudrošanas. Pirmais no
viens no tiem bija Galileo Galilejs. XVI gadsimta beigās. Galileo sāka interesēties
termiski notikumi. Lai izmērītu Galileo ķermeņa apsildi
nolēma izmantot gaisa īpašību paplašināties, kad
apkure. Viņš paņēma plānu stikla cauruli, kuras vienu galu
beidzās ar bumbu, un nolaida otru atvērto galu traukā ar
ūdens. Tajā pašā laikā viņš sasniedza tādu pozīciju, ka ūdens
daļēji piepildīja cauruli. Tagad, kad gaiss balonā ir iesilis
vai atdzesēts, ūdens līmenis caurulē kritās vai paaugstinājās, un
pēc ūdens līmeņa varēja spriest par ķermeņa "uzkaršanu".
Galileo ierīce bija ļoti nepilnīga. Pirmkārt, viņš nebija
absolvēja, caurulei netika uzlikti sadalījumi. Otrkārt,
ūdens līmenis caurulē bija atkarīgs ne tikai no gaisa temperatūras iekšā
stikla lodīte, bet arī uz atmosfēras spiediena.

Termometra uzlabošana

Pēc Galileo daudzi zinātnieki nodarbojās ar ierīču izgudrošanu, ar
ko varētu izmantot ķermeņu termiskā stāvokļa noteikšanai.
Pakāpeniski instrumenti tika uzlaboti. XVII gadsimta vidū.
Florences Pieredzes akadēmija piedāvāja ierīci, kas parādīta
figūra. Instruments sastāvēja no stikla caurules ar a
bumba zemāk. Caurules augšējais gals tika noslēgts. Bumba un caurule
piepildīta ar spirtu, un gar cauruli tika novietotas krelles, veidojot skalu
temperatūras nolasīšanai. Šī instrumenta rādījumi vairs nebija atkarīgi no
atmosfēras spiediena vērtības.
Bija arī citi termometri. Jo īpaši viens no pirmajiem dizaineriem
bija itāļu ārsts Santorio, kurš izmantoja savu ierīci, lai
temperatūras mērījumi pacientiem. Iespējams, šī bija pirmā termometra praktiskā izmantošana.
Neskatoties uz progresu termometru dizainā, šie instrumenti bija
joprojām ir ļoti nepilnīgi: nav vispārējas temperatūras
svari; dažādiem termometriem tas tika iestatīts patvaļīgi; dažādi
termometri tajos pašos apstākļos rādīja nevienlīdzīgus
temperatūra.

Fārenheita termometrs

Pirmo reizi praktiski termometri
sāka izgatavot stikla pūtēju meistaru no Holandes
Fārenheita 18. gadsimta sākumā Pa šo laiku zinātnieki
zināja, ka notiek daži fiziski procesi
vienmēr vienā un tajā pašā siltuma pakāpē.
Fārenheita termometrs izskatījās tāpat kā mūsdienu
vienkāršs termometrs. Kā paplašinās ķermenis
Fārenheits vispirms izmantoja alkoholu un pēc tam dzīvsudrabu 1714. gadā.
Viņš izmantoja dažādus svarus.
Viņa pēdējā skalā galvenie temperatūras punkti bija šādi:
1. ūdens, ledus un galda sāls maisījuma temperatūra ir nulle grādu
2. Ledus un ūdens maisījuma temperatūra ir 32 grādi. cilvēka temperatūra
ķermenis pēc Fārenheita skalas izrādījās vienāds ar 96 grādiem.
Fārenheits uzskatīja šo temperatūru par trešo galveno punktu. Temperatūra
Ūdens viršanas temperatūra pēc skalas izrādījās 180 grādi.
Fārenheita izgatavotie termometri ieguva slavu un iekļuva
izmantot. Fārenheita skala dažās valstīs tika izmantota līdz
pirms mūsu laika

Reaumur un Celsija

Pēc Fārenheita ir ierosinātas daudzas citas skalas.
un termometru dizaini. No visiem šiem mērogiem līdz mūsējiem
ir pienākušas divas reizes. Pirmā skala: 0 grādi - temperatūra
ūdens un ledus maisījums un 80 grādi - ūdens viršanas temperatūra
1730. gadā ierosināja franču zinātnieks Reaumurs
un nes viņa vārdu. Otrie svari nav pareizi valkāti
zviedru astronoma Celsija vārds. Celsija 1742. gadā
ierosināja grādu temperatūras skalu, kurā 0
grādi tika uzskatīti par ūdens viršanas temperatūru, un 100
grādi ir ledus kušanas temperatūra. Mūsdienīgs
grādu skala, ko sauc par Celsija skalu, bija
ierosināja nedaudz vēlāk. Kā jūs zināt, viņa ienāca
lietojums un pašreizējais lietojums.
Celsija jau zināja, ka ūdens viršanas temperatūra un
Ledus kušanas temperatūra ir atkarīga no gaisa spiediena.
Pēc fizikas termisko mērījumu ierīces izgudrošanas
varēja sākt pētīt termiskās parādības.

Interesanti, ka…

... patiesībā zviedru astronoms un fiziķis Celsijs ierosināja mērogu,
kurā ūdens viršanas temperatūra tika apzīmēta ar skaitli 0, un punkts
ledus kušana - skaitlis 100. Nedaudz vēlāk Celsija skala deva
mūsdienu skatījums uz viņa tautieti Strēmeru.
... Fārenheits, lasot, degja ar domu pašam izgatavot termometru
par franču fiziķa Amontona atklājumu, "ka ūdens vārās plkst
fiksēta siltuma pakāpe.
...līdz 18. gadsimta beigām temperatūras skalu skaits sasniedza divus desmitus.
... savulaik fizikālajās laboratorijās viņi izmantoja t.s
svara termometrs. Tas sastāvēja no dobas platīna bumbiņas,
piepildīta ar dzīvsudrabu, kurā bija kapilāra caurums. Par
temperatūras izmaiņas tika vērtētas pēc dzīvsudraba daudzuma, kas plūst no
caurumiem.
…kad Zemes temperatūra pazeminās tikai par vienu grādu
tiktu atbrīvota enerģija, aptuveni miljards reižu lielāka nekā
gadā, ko saražo visas pasaules elektrostacijas.

Secinājums

gadā tika izveidots pirmais termometrs
16. gadsimts Galilejs
Visizplatītākā
saņēma temperatūras skalas
Fārenheita un Celsija

Izmantotie avoti:
B.I. Spasskis "Fizika tās attīstībā", M. "Apgaismība", 1979
“Fizika jauniešiem”, ko sastādījis M.N. Aleksejeva, M. "Apgaismība", 1980
A.A. Leonovičs "Fiziskais kaleidoskops", M. "Bureau Kvantum", 1994
"Jaunā fiziķa enciklopēdiskā vārdnīca", M. "Pedagoģija", 1984.g.

1. slaids

2. slaids

Temperatūras skalu ir daudz.Ierīce temperatūras mērīšanai tika izveidota jau sen un tika saukta par termometru.

3. slaids

Intuitīva temperatūras ideja veidojas no mūsu dzīves pirmajām dienām. Taču zinātnes uzdevumi prasa arvien precīzākas interpretācijas tam, ko mēs uztveram caur maņām. Tādējādi svarīgs posms siltuma parādību teorijas attīstībā bija atšķirības starp jēdzieniem "siltums" un "temperatūra" identificēšana. Pirmais, kurš skaidri formulēja ideju par nepieciešamību tos atšķirt, bija Melns. Interesanta un izzinoša ir temperatūras mērīšanas instrumentu – termometru – tapšanas un izmantošanas vēsture. “Par vienu no vispārīgākajiem siltuma likumiem ir jāpieņem tas, ka “visi ķermeņi, brīvi sazinoties savā starpā un nepakļaujoties nevienlīdzīgai ārējai ietekmei, iegūst vienādu temperatūru, par ko liecina termometrs. Džozefs Bleks Mūsdienās ir zināmi šķidruma un gāzes termometri, pusvadītāju un optiskie termometri. Un tagad zinātnē ieviesto temperatūru dažādība ir liela: tās izšķir elektronu un jonu temperatūru, spilgtumu un krāsu, troksni un antenu utt.

4. slaids

Termometra izveides hronoloģija 1597. gadā Galileo Galilejs izgudroja pirmo ierīci temperatūras izmaiņu novērošanai (termoskopu), 1657. gadā Galileo termoskopu uzlaboja Florences zinātnieki. Pastāvīgi termometra punkti tika izveidoti 18. gadsimtā. 1714. gadā holandiešu zinātnieks D. Fārenheits izgatavoja dzīvsudraba termometru. 1730. gadā franču fiziķis R. Reamurs ierosināja spirta termometru. 1848. gadā angļu fiziķis Viljams Tomsons (lords Kelvins) pierādīja iespēju izveidot absolūtu temperatūras skalu. Viljams Tomsons

5. slaids

Tas ir termodinamisks lielums, kas nosaka ķermeņa sildīšanas pakāpi. Ķermeņi, kuriem ir augstāka temperatūra, ir karstāki. Saskaņā ar otro termodinamikas likumu spontāna siltuma pārnese ir iespējama tikai no ķermeņiem ar augstāku uz ķermeņiem ar zemāku temperatūru. Termiskā līdzsvara stāvoklī temperatūra izlīdzinās visās patvaļīgi sarežģītas sistēmas daļās. Ķermeņa temperatūras izmaiņu mēraukla var būt izmaiņas kādā no tā atkarīgām īpašībām, piemēram, tilpumā, elektriskā pretestība utt. Visbiežāk temperatūras mērīšanai izmanto tilpuma izmaiņas. Termometru ierīce ir balstīta uz to. Pirmo termometru Galileo izgudroja ap 1600. gadu. Kā termometriska viela, t.i., ķermenis, kas karsējot izplešas, tajā tika izmantots ūdens. Lai noteiktu ķermeņa temperatūru, termometrs tiek nogādāts saskarē ar ķermeni; kad ir sasniegts termiskais līdzsvars, termometrs parāda ķermeņa temperatūru. Lai mainītu temperatūru, varat izmantot bimetāla plāksni. Šāda plāksne sastāv no diviem metāliem, piemēram, dzelzs sloksnes un tai piekniedētas cinka sloksnes. Dzelzs un cinks izplešas atšķirīgi. Tātad 1 m dzelzs stieples, sildot par 100 grādiem, pagarinās par 1 mm, bet 1 m cinka stieples - par 3 mm. Tāpēc, ja bimetāla plāksne tiek uzkarsēta, tā sāks saliekties pret dzelzi. Temperatūra

6. slaids

Dažādi ķermeņi karsējot izplešas atšķirīgi, tāpēc termometra skala ir atkarīga no termometriskās vielas. Praktiskiem nolūkiem termometrus kalibrē, ņemot vērā kušanas vai viršanas punktus, vai kādu citu, ja vien process notiek nemainīgā temperatūrā. Visizplatītākā ir grādu skala (vai Celsija skala pēc zviedru fiziķa, kurš to ierosināja). Šajā skalā ledus kūst 0 grādos un ūdens vārās 100 grādos, un attālums starp tiem ir sadalīts simts daļās, no kurām katra tiek uzskatīta par grādu. Anglijā un ASV dažkārt izmanto Fārenheita skalu, kurā ledus kušanas temperatūra ir 32 grādi, bet ūdens viršanas temperatūra ir 212 grādi; Francijā Reaumuras skala: attiecīgi 0 grādi un 80. Tagad daži praktiski padomi. Ņem apmēram 5 mm biezas, 15-20 cm garas un 1 cm platas dzelzs un cinka sloksnes Savienojiet tās ar kniedēm ik pēc 1,5-2 cm. Saspiediet vienu bimetāla sloksnes galu skrūvspīlēs un uzkarsējiet to virs gāzes. Plāksne izlocīsies.

7. slaids

Par to, kas ir siltums, zinātnieki sāka domāt ļoti ilgi. Pat senie grieķu filozofi domāja par šo jautājumu. Bet viņi nevarēja izteikt neko citu kā vispārīgākos pieņēmumus. Arī viduslaikos gandrīz nekādas saprātīgas idejas netika izteiktas. Termisko parādību doktrīna sāk attīstīties tikai 18. gadsimta vidū. Šīs doktrīnas attīstības sākuma stimuls bija termometra izgudrojums. Daudzi zinātnieki strādāja pie termometra izgudrošanas. Pirmais no tiem bija Galileo Galilejs. XVI gadsimta beigās. Galileo sāka interesēties par termiskām parādībām. Lai izmērītu ķermeņa siltumu, Galileo nolēma izmantot gaisa īpašību izplesties sildot. Viņš paņēma plānu stikla cauruli, kuras viens gals beidzās ar lodi, un nolaida otru atvērto galu ūdens traukā. Tajā pašā laikā viņš sasniedza tādu stāvokli, ka ūdens daļēji piepildīja cauruli. Tagad, kad gaiss bumbiņā tika uzkarsēts vai atdzisis, ūdens līmenis caurulē kritās vai paaugstinājās, un pēc ūdens līmeņa varēja spriest par ķermeņa “uzkaršanu”. Galileo ierīce bija ļoti nepilnīga. Pirmkārt, tā nebija graduēta, caurulei netika uzlikti dalījumi. Otrkārt, ūdens līmenis caurulē bija atkarīgs ne tikai no gaisa temperatūras stikla lodītē, bet arī no atmosfēras spiediena. Termometra izgudrojums

8. slaids

Termometra pilnveidošana Pēc Galileo daudzi zinātnieki nodarbojās ar tādu ierīču izgudrošanu, ar kurām būtu iespējams noteikt ķermeņu termisko stāvokli. Pakāpeniski instrumenti tika uzlaboti. XVII gadsimta vidū. Florences Pieredzes akadēmija piedāvāja attēlā redzamo ierīci. Ierīce bija stikla caurule, kas apakšā beidzās ar bumbu. Caurules augšējais gals tika noslēgts. Bumbiņa un caurules daļa tika piepildīta ar spirtu, un gar cauruli tika novietotas lodītes, veidojot skalu temperatūras nolasīšanai. Šī instrumenta rādījumi vairs nebija atkarīgi no atmosfēras spiediena vērtības. Bija arī citi termometri. Jo īpaši viens no pirmajiem dizaineriem bija itāļu ārsts Santorio, kurš izmantoja savu ierīci, lai izmērītu pacientu temperatūru. Iespējams, šī bija pirmā termometra praktiskā izmantošana. Neskatoties uz progresu termometru dizainā, šie instrumenti joprojām bija ļoti nepilnīgi: nebija izveidota vienota temperatūras skala; dažādiem termometriem tas tika iestatīts patvaļīgi; dažādi termometri vienādos apstākļos rādīja dažādas temperatūras.

9. slaids

Fārenheita termometrs Savā jaunākajā skalā galvenie temperatūras punkti bija šādi: ūdens, ledus un galda sāls maisījuma temperatūra ir nulle grādi, ledus un ūdens maisījuma temperatūra ir 32 grādi. Cilvēka ķermeņa temperatūra pēc Fārenheita skalas izrādījās 96 grādi. Fārenheits uzskatīja šo temperatūru par trešo galveno punktu. Pēc viņa skalas ūdens viršanas temperatūra bija 180 grādi. Fārenheita ražotie termometri ieguva slavu un sāka lietot. Fārenheita skala dažās valstīs tika izmantota līdz mūsu laikam.Pirmo reizi praktiskiem nolūkiem piemērotus termometrus sāka izgatavot stikla pūtēja meistars no Holandes Fārenheita 18. gadsimta sākumā. Šajā laikā zinātnieki jau zināja, ka daži fizikāli procesi vienmēr notiek vienā un tajā pašā sildīšanas pakāpē. Fārenheita termometrs izskatījās tāpat kā moderns vienkāršs termometrs. Kā izplešanās ķermenis Fārenheits vispirms izmantoja alkoholu un pēc tam 1714. gadā dzīvsudrabu. Viņš izmantoja dažādus svarus.

10. slaids

Reaumur un Celsius Pēc Fārenheita ir ierosināti daudzi citi svari un termometru modeļi. No visiem šiem mērogiem divi ir nonākuši līdz mūsu laikam. Pirmā skala: 0 grādi - ūdens un ledus maisījuma temperatūra un 80 grādi - ūdens viršanas temperatūra tika ierosināta franču zinātnieka Reaumur 1730. gadā un nes viņa vārdu. Uz otrās skalas ir nepareizi norādīts zviedru astronoma Celsija vārds. 1742. gadā pēc Celsija piedāvāja Celsija temperatūras skalu, kurā 0 grādi tika uzskatīti par ūdens viršanas temperatūru un 100 grādi par ledus kušanas temperatūru. Mūsdienu grādu skala, ko sauc par Celsija skalu, tika ierosināta nedaudz vēlāk. Kā zināms, tas tika izmantots un tiek izmantots arī šobrīd. Jau pēc Celsija zināja, ka ūdens viršanas temperatūra un ledus kušanas temperatūra ir atkarīga no gaisa spiediena. Pēc termisko mērījumu ierīces izgudrošanas fiziķi varēja sākt pētīt siltuma parādības.

11. slaids

Interesanti, ka ... ... patiesībā zviedru astronoms un fiziķis Celsijs ierosināja skalu, kurā ūdens viršanas temperatūru norāda ar skaitli 0, bet ledus kušanas temperatūru - ar skaitli 100. Nedaudz vēlāk , Celsija skalai mūsdienīgu izskatu piešķīris viņa tautietis Strömers. ... Fārenheits aizrāvās par ideju pašam izgatavot termometru, kad viņš izlasīja par franču fiziķa Amontona atklājumu, "ka ūdens vārās ar noteiktu siltuma pakāpi". ...līdz 18. gadsimta beigām temperatūras skalu skaits sasniedza divus desmitus. ... savulaik fizikālajās laboratorijās viņi izmantoja tā saukto svara termometru. Tas sastāvēja no dobas platīna bumbiņas, kas pildīta ar dzīvsudrabu un kurai bija kapilāra caurums. Temperatūras izmaiņas tika vērtētas pēc dzīvsudraba daudzuma, kas izplūst no cauruma. ... ar Zemes temperatūras pazemināšanos tikai par vienu grādu, izdalītos enerģija, kas ir aptuveni miljards reižu lielāka nekā ik gadu visās pasaules elektrostacijās.

1 slaids

2 slaids

Temperatūra ir fizikāls lielums, kas raksturo makroskopiskas sistēmas daļiņu vidējo kinētisko enerģiju termodinamiskā līdzsvara stāvoklī. Līdzsvara stāvoklī temperatūrai ir vienāda vērtība visām makroskopiskajām sistēmas daļām.

3 slaids

Ņemsim trīs dziļas krūzes, no kurām vienā būs ļoti auksts ūdens, otrā karsts, bet trešā ūdens no karafes, kas ilgi stāvējis istabā. Vienu roku kādu laiku turi karstā ūdenī, bet otru aukstā ūdenī. Pēc tam abas rokas nolaidīsim ūdens šķīvī no karafes. Sajutīsim, ka tas pats ūdens vienai rokai būs siltāks nekā otrai. Šī pieredze liecina, ka siltuma sajūta var būt maldinoša, un ķermeņa temperatūru nevar droši noteikt ar maņu palīdzību. Šeit noder termometrs. Mainoties ķermeņa temperatūrai, mainās dažas tā īpašības, piemēram, tilpums. Tas ir termometra pamats. Veiksim eksperimentu

4 slaids

19. gadsimta beigās tika noskaidrots, ka temperatūra raksturo makroskopiskas sistēmas termiskā līdzsvara stāvokli un tās daļiņu termiskās kustības intensitāti. Tajā pašā laikā tika pierādīts, ka: saskaroties ķermeņiem ar dažādu temperatūru, enerģija vienmēr pāriet no ķermeņa ar augstāku temperatūru uz ķermeni ar zemāku temperatūru; visiem ķermeņiem, kas atrodas termiskā līdzsvarā vienam ar otru, ir vienāda temperatūra.

5 slaids

6 slaids

Galileo termoskops Termodinamikas vēsture aizsākās, kad 1592. gadā Galileo Galilejs radīja pirmo instrumentu temperatūras izmaiņu novērošanai, nosaucot to par termoskopu. Vēlāk Florences zinātnieki uzlaboja Galileo termoskopu, pievienojot tam lodīšu skalu un izsūknējot gaisu no bumbas.

7 slaids

Termoskops Termoskops bija neliela stikla lodīte ar lodētu stikla cauruli. Bumba tika uzkarsēta, un caurules gals tika nolaists ūdenī. Kad bumba atdzisa, spiediens tajā samazinājās, un ūdens caurulē, atmosfēras spiediena ietekmē, pacēlās līdz noteiktam augstumam uz augšu. Līdz ar sasilšanu ūdens līmenis caurulēs pazeminājās. Ierīces trūkums bija tāds, ka tā varēja novērtēt tikai ķermeņa relatīvo sildīšanas vai dzesēšanas pakāpi, jo tai vēl nebija skalas.

8 slaids

Termoskopa pieredze Īpaši jāatzīmē Galileo pieredze ar termoskopu, kas arī aizsākās Padujas periodā ap 1597. gadu. gan eksperimenta izstrādē, gan īstenošanā. Pieredze ir šāda. Rokas sasilda kolbu olas lielumā; kolbai ir garš un plāns kakls, piemēram, kviešu kāts, nolaists ūdens bļodā. Ja noņemat rokas no kolbas, ūdens no bļodas, traukam atdziestot, sāks celties kaklā. Bijušais Galileja skolnieks Benedetto Kastelli 1638. gadā raksta: "Šo efektu izmantoja iepriekš minētais sinjors Galilejs, lai izveidotu instrumentu karstuma un aukstuma pakāpes noteikšanai." Iespēja izmērīt karstuma un aukstuma pakāpi Galileo neienāktu prātā, jo saskaņā ar viņu mācību aukstums un siltums ir dažādas īpašības, kas sajauktas vielā. Galilejs mācīja un vēlāk (1623. gadā) tieši rakstīja Saggiatore (Assayer), ka aukstums nav pozitīva īpašība, bet tikai siltuma neesamība, aukstums nemierās matērijā, bet jutīgā ķermenī.

9 slaids

Pirmais šķidruma termometrs 17. gadsimtā Florences zinātnieks Toričelli gaisa termoskopu pārveidoja par spirta termometru. Ierīce tika apgriezta otrādi, trauks ar ūdeni tika izņemts, un mēģenē tika ielej spirtu. Ierīces darbība balstījās uz spirta izplešanos karsējot – tagad rādījumi nebija atkarīgi no atmosfēras spiediena. Tas bija viens no pirmajiem šķidruma termometriem. Tolaik instrumentu rādījumi vēl neatbilda viens otram, jo, vērtējot svarus, netika ņemta vērā konkrēta sistēma.

10 slaids

Florences termometri Termoskopa dizainu tik ļoti uzlaboja Toričelli un Eksperimentu akadēmijas locekļi, un tas izrādījās tik ērts dažādiem lietojumiem, ka 17. gadsimtā "Florencas termometri" kļuva slaveni. Anglijā tos ieviesa Boils un izplatījās Francijā, pateicoties astronomam Bullo (1605 ... 1694), kurš šādu termometru saņēma kā dāvanu no poļu diplomāta.

11 slaids

Amontona termometrs 1702. gadā Gijoms Amontons (1663...1703) uzlaboja Galileo gaisa termometru, izveidojot termometru, kas būtībā sakrita ar mūsdienu gāzes termometru. Amontona termometrs bija U veida stikla caurule, kuras īsākā kāja beidzās rezervuārā, kurā bija gaiss; dzīvsudrabs tika ielejams garā elkonī tādā daudzumā, kas nepieciešams, lai tvertnē uzturētu nemainīgu gaisa daudzumu. Temperatūra tika noteikta no dzīvsudraba kolonnas augstuma. Interesanti, ka ar šo instrumentu, kas tika uztverts ar lielu nosodījumu, Amontons nonāca pie absolūtās nulles jēdziena, kas, pēc viņa datiem, atbilda -239,5 ° C. Lamberts atkārtoja Amontona eksperimentus ar lielāku precizitāti un arī nonāca pie jēdziena absolūtā nulle, ko viņš izsaka šādi: “Siltuma pakāpi, kas vienāda ar nulli, faktiski var saukt par absolūtu aukstumu. Tas nozīmē, ka absolūtā aukstumā gaisa tilpums ir vienāds ar nulli vai gandrīz vienāds ar to. Var teikt, ka absolūtā aukstumā gaiss kļūst tik blīvs, ka tā daļiņas absolūti saskaras viena ar otru, tā ka gaiss kļūst necaurlaidīgs.

12 slaids

Mēroga galējie punkti 1694. gadā Karlo Renaldini ierosināja, ka divi galējie punkti ir ledus kušanas temperatūra un ūdens viršanas temperatūra.

13 slaids

Fārenheita termometrs Izšķirošus uzlabojumus termometra dizainā veica vācietis Gabriels Daniels Fārenheits (1686 ... 1736), kurš izmantoja Olafa Rēmera ideju. Fārenheits izgatavoja dzīvsudraba un spirta termometrus tādā formā, kādu izmanto mūsdienās. Viņa termometru panākumi meklējami viņa jaunajā dzīvsudraba attīrīšanas metodē; turklāt pirms aizzīmogošanas viņš mēģenē uzvārīja šķidrumu.

14 slaids

Fārenheita skala 1714. gadā D. G. Fārenheits izgatavoja dzīvsudraba termometru. Uz skalas viņš atzīmēja trīs fiksētus punktus: apakšā, 32 ° F, bija fizioloģiskā šķīduma sasalšanas punkts, 96 ° bija cilvēka ķermeņa temperatūra un augšā, 212 ° F, bija ūdens viršanas temperatūra. Fārenheita termometrs tika izmantots angliski runājošajās valstīs līdz 20. gadsimta 70. gadiem, un joprojām tiek izmantots ASV.

15 slaids

Reaumuras skala 1730. gadā viņš ierosināja izmantot spirtu termometros un ieviesa skalu, kas uzbūvēta nevis patvaļīgi, piemēram, Fārenheita skala, bet gan saskaņā ar spirta termisko izplešanos. Viņš veica eksperimentus ar spirta termometru un nonāca pie secinājuma, ka skalu var uzbūvēt atbilstoši spirta termiskajai izplešanai. Konstatējis, ka viņa lietotais alkohols, sajaukts ar ūdeni proporcijā 5:1, temperatūrai mainoties no sasalšanas punkta līdz ūdens viršanas temperatūrai izplešas proporcijā 1000:1080, zinātnieks ierosināja izmantot skalu no 0. līdz 80 grādiem. Ņemot par 0 ° ledus kušanas temperatūru un par 80 ° ūdens viršanas temperatūru normālā atmosfēras spiedienā. Renē Antuāns Feršo de Reamurs (1683-1757) noraidīja dzīvsudraba izmantošanu termometros dzīvsudraba zemā izplešanās koeficienta dēļ.

16 slaids

Celsija skala 1742. gadā zviedru zinātnieks Andress Celsijs ierosināja dzīvsudraba termometra skalu, kurā intervāls starp galējiem punktiem tika sadalīts 100 grādos. Šajā gadījumā vispirms ūdens viršanas temperatūra tika apzīmēta kā 0 °, bet ledus kušanas temperatūra - 100 °. Tomēr šajā formā skala izrādījās ne pārāk ērta, un vēlāk astronoms M. Strēmers un botāniķis K. Linnejs nolēma apmainīt galējos punktus.

17 slaids

Lomonosova skala MV Lomonosovs ierosināja šķidruma termometru ar 150 sadalījumu skalu no ledus kušanas punkta līdz ūdens viršanas temperatūrai.

18 slaids

Kelvina skala 19. gadsimta sākumā angļu zinātnieks Lords Kelvins ierosināja absolūtu termodinamisko skalu. Tajā pašā laikā Kelvins pamatoja absolūtās nulles jēdzienu, apzīmējot temperatūru, kurā molekulu termiskā kustība apstājas. Celsija skalā tas ir -273,15 ° C.

19 slaids

20 slaids

Ja 18. gadsimtā bija īsts atklājumu "bums" temperatūras mērīšanas sistēmu jomā, tad kopš pagājušā gadsimta ir sācies jauns atklājumu laiks temperatūras mērīšanas metožu jomā. Mūsdienās ir daudz ierīču, ko izmanto rūpniecībā, mājās, zinātniskos pētījumos - izplešanās termometri un manometriskie termometri, termoelektriskie un pretestības termometri, kā arī pirometriskie termometri, kas ļauj mērīt temperatūru bezkontakta veidā.

21 slaids

Galileo termometrs Suvenīru rotaļlieta, tai ir ļoti netieša saistība ar pašu Galileo Galilei. Pareizais nosaukums šim izklaidējošajam un skaistajam sīkumam ir "Galileo termometrs". Šis termometrs ir nosaukts tā, acīmredzot, par godu Galileo Galilei, kurš pirmais izgudroja termoskopu 1592. gadā - visu termometru priekštecim. Galileo termometrs ir ar ūdeni pildīts stikla cilindrs, kurā peld stikla sfēriski trauki, kas pildīti ar krāsainu šķidrumu (ūdens + spirts + krāsa). Katram šādam sfēriskam pludiņam ir zelta vai sudraba birka, kuras apakšā ir iespiesta temperatūras vērtība. Atkarībā no termometra izmēra pludiņu skaits iekšpusē ir no 4 līdz 11. Temperatūras diapazons, ko mēra ar termometru, ir istabas temperatūras apgabalā: 16-28 grādi. Temperatūru nosaka zemākais no peldošajiem pludiņiem. Pludiņi ir dažādi piepildīti ar šķidrumu tā, ka to vidējais blīvums ir atšķirīgs: mazākais blīvums ir augšpusē, lielākais apakšā, bet visiem tas ir tuvu ūdens blīvumam, nedaudz atšķiras no tā. Pazeminoties gaisa temperatūrai telpā, attiecīgi samazinās ūdens temperatūra traukā, ūdens tiek saspiests, un tā blīvums kļūst lielāks. Mēs zinām, ka tajā peld ķermeņi, kuru blīvums ir mazāks par apkārtējā šķidruma blīvumu. Tā tas ir šeit: pludiņš, kura blīvums tagad ir vienāds ar apkārtējā ūdens blīvumu, sāks peldēt, parādot temperatūras pazemināšanos. Jo vairāk burbuļu peld, jo zemāka temperatūra, jo mazāk burbuļu peld - jo augstāk (burbuļi nogrima, jo ūdens traukā izpletās un kļuva mazāk blīvs no karsēšanas - viss ir viegli un saprotami!) Šis termometrs, protams, ir ne pārāk precīzi, bet novērtēt temperatūru ar kļūdu 0,4 - 4 grādi ļauj (atkarībā no šī termometra konstrukcijas, t.i. no pludiņu skaita tajā). Bet pats galvenais, viņš ir ļoti skaists!

Mēs visi bieži savā dzīvē izmantojam šādu ierīci kā termometru, taču tikai daži cilvēki zina tā izgudrošanas un uzlabošanas vēsturi. Ir vispāratzīts, ka termometru izgudroja Galileo Galilejs tālajā 1592. gadā. Termoskopa (tā toreiz sauca termometru) dizains bija primitīvs (skat. attēlu zemāk): uz maza diametra stikla lodītes tika pielodēta tieva stikla caurule, kas tika ievietota šķidrumā.

Gaiss stikla lodītē tika uzkarsēts ar degli vai vienkārši berzējot ar plaukstām, kā rezultātā tas sāka izspiest šķidrumu stikla mēģenē, tādējādi parādot temperatūras pieauguma pakāpi: jo augstāka gaisa temperatūra. stikla lodītē kļuva, jo zemāks ūdens līmenis caurulē kritās. Svarīga loma bija lodītes tilpuma attiecībai pret caurules diametru: izveidojot plānāku cauruli, bija iespējams izsekot bumbiņā mazākām temperatūras izmaiņām.

Vēlāk Galileo termoskopa dizainu pabeidza viens no viņa studentiem Fernando de Mediči. Pamatideja tika saglabāta, taču Fernando veica būtiskas izmaiņas, kas padarīja termoskopu vairāk līdzīgu mūsdienu dzīvsudraba termometram. Tika izmantota arī stikla bumbiņa un tieva caurule (skat. attēlu augstāk), bet tagad caurule tika pielodēta nevis no apakšas, bet no augšas, un šķidrums jau tika ielejams stikla lodītē, kamēr caurules augšdaļa bija atvērta. . Piepildītā šķidruma temperatūras maiņa (tolaik kā vīna spirts tika izmantots) izraisīja tā līmeņa paaugstināšanos mēģenē. Vēlāk caurulei tika uzlikti dalījumi, t.i. Tika veikta pirmā termometra kalibrēšana.

Kopš tā laika ir pagājis daudz laika, un šajā periodā termometrs ir ne reizi vien uzlabots un modernizēts. Pateicoties nesenajiem sasniegumiem fizikas jomā, ir izstrādātas jaunas pieejas temperatūras mērīšanai. Mūsdienās ir radīti dažādi digitālie termometri, kuru pamatā ir vielas pretestības maiņas princips līdz ar temperatūras maiņu (elektriskie termometri) vai arī spīduma līmeņa, spektra un citu lielumu maiņas princips ar temperatūras izmaiņas (optiskie termometri).