Istoricul măsurării temperaturii și căldurii
Temperatura corpului este un concept pe care omul primitiv (pre-științific) l-a surprins prin simțuri.
Dacă atingem două pietre identice, una la umbră și cealaltă încălzită de soare (sau de focul unui foc de foc) le găsim diferite. Au ceva diferit pe care atingerea noastră îl detectează, temperatura.
Temperatura nu depinde dacă piatra se mișcă sau dacă este nemișcată și nu variază dacă se fragmentează.
Primele evaluări ale temperaturii date prin atingere sunt simple și puțin nuanțate. Dintr-o substanță putem spune doar că este caldă, caldă (caldă ca corpul uman), caldă (la temperatura camerei), rece și foarte rece.
Odată cu proiectarea dispozitivelor a fost posibil să se stabilească scale pentru o evaluare mai precisă a temperaturii.
Primul termometru (un cuvânt care provine din grecescul thermes și metron, măsură de căldură) este atribuit lui Galileo care a proiectat unul în 1592 cu un bec de sticlă de mărimea unui pumn și deschis spre atmosferă printr-un tub subțire.
Pentru a evalua temperatura ambiantă, a încălzit becul manual și a așezat o parte a tubului (cu susul în jos) într-un recipient cu apă colorată. Aerul din jur, mai rece decât mâna, răcea aerul închis în bec și apa colorată se ridica prin tub.
Distanța dintre nivelul lichidului din tub și din recipient a fost legată de diferența dintre temperatura corpului uman și cea a aerului.
Dacă camera se răcea, aerul s-ar contracta și nivelul apei ar crește în tub. Dacă aerul din tub era încălzit, acesta se extindea și împingea apa în jos.
Variațiile de presiune atmosferică pe care le susține apa pot face ca nivelul lichidului să varieze fără ca temperatura să varieze. Datorită acestui factor, măsurătorile de temperatură obținute prin metoda Galileo au erori. În 1644 Torricelli a studiat presiunea și a construit primul barometru pentru a o măsura.
În 1641, ducele de Toscana construiește termometrul cu bec cu alcool cu capilar sigilat, precum cele pe care le folosim astăzi. Pentru construcția acestor dispozitive, avansarea tehnologiei în sticlă a fost fundamentală.
La mijlocul secolului al XVII-lea, Robert Boyle a descoperit primele două legi care se ocupă de conceptul de temperatură:
- în gazele închise la temperatura ambiantă constantă, produsul presiunii la care sunt supuși și volumul pe care îl dobândesc rămâne constant
- temperatura de fierbere scade odată cu presiunea
Ulterior s-a descoperit, în ciuda dovezilor înșelătoare ale simțurilor noastre, că toate corpurile expuse la aceleași condiții de căldură sau frig ajung la aceeași temperatură (legea echilibrului termic). Descoperirea acestei legi pentru prima dată introduce o diferență clară între căldură și temperatură. În prezent și pentru mulți oameni, acești termeni nu sunt foarte clari. Informator aici despre diferențe
Termometrele au avut primele aplicații practice în Meteorologie, în Agricultură (studiul incubației ouălor), în Medicină (febră) etc., dar solzii erau arbitrari: „era la fel de cald ca de două ori cea mai fierbinte zi din vară” sau la fel de rece ca „cea mai rece zi de iarnă”.
Înainte de apariția termometrelor cu mercur, au fost construite termometre cu alcool precum cele ale Amontons și Reamur.
În 1717 Fahrenheit, un germano-olandez (născut în Dancing și emigrat la Amsterdam), producător de instrumente tehnice, a construit și a introdus termometrul cu bec cu mercur (folosit și astăzi) și a luat ca puncte fixe:
- aceea de a congela o soluție saturată de sare comună în apă, care este cea mai scăzută temperatură care ar putea fi obținută într-un laborator, amestecând gheață sau zăpadă și sare.
- și temperatura corpului uman - o referință prea legată de starea omului- .
El a împărțit distanța parcursă de mercur în capilar între aceste două state în 96 de părți egale.
Newton sugerase 12 părți egale între înghețarea apei și temperatura corpului uman. Numărul 96 provine de la scara de 12 grade, utilizată în Italia în secolul al XVII-lea (12 * 8 = 96).
Deși temperatura celui mai bun raport de gheață și sare este în jur de -20 ° C Fahrenheit, în cele din urmă, el a ajustat scara astfel încât punctul de îngheț al apei (0 ° C pe scara Celsius) să fie de 32 ° F și temperatura de fierbere a apa de 212ºF.