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科学史-物理学编年史-26华伦海特华氏温标

已有 1020 次阅读 2023-1-4 15:17 |个人分类:科学史-物理学编年史|系统分类:科研笔记

科学史-物理学编年史-26华伦海特华氏温标

时间：公元1714年。

1686年5月24日，荷兰-德-波兰的物理学家、工程师和玻璃吹制员丹尼尔•加布里埃尔•华伦海特出生。他最出名的是在1714年发明了玻璃汞温度计，并开发了一种现在以他的名字命名的温度尺度。

今天我们来说说温度计的发明。在温度计发明之前，古人靠经验来表述温度的高低，比如说热成狗、冻死狗，也不知道狗就招谁惹谁了。而我国古人还摸索出了一种稍微高级一点的检测温度的办法，这就是烧制陶瓷用的“照子”。这个照子简单说就是用来判别窑火温度的泥胚样品，通常为片状，中间打孔，与陶瓷胚料同时放入窑中烧制。在烧制的过程中，窑工可以通过铁钩取出照子，观察其烧结程度，这样就可以判别窑内的温度达到了什么程度。毫无疑问，这种技术全靠窑工的经验积累，无法定量，更无法精确地测量温度。

1592年，伽利略首先发明了一种利用空气的热胀冷缩性质的气体温度计，这个温度计很简单，就是一根细长的玻璃管，一端开口，另一端则是一个鸡蛋大小的玻璃泡。使用时，先用手把玻璃泡捂热乎了，然后让玻璃泡的一端在上，把玻璃管竖直插入到水中，这便形成了一个简单的气体温度计。被水封住的这段空气就是测温物质，当外界空气温度上升或下降时，玻璃管中水柱的液面位置就会对应的下降或上升，而如果在玻璃管上标有刻度的话，那么就可以指示温度了。尽管不清楚伽利略当年是如何标记温度的，但他在一本书中明确提到了温度的度数。不过由于这种温度计会受到气泡内空气温度以及外界气压的影响，所以误差比较大。

就在同一时期，受伽利略的启发，他的朋友、意大利医学教授桑克托留斯在1612年发明了一种蛇形的气体温度计，上端的玻璃泡可以放入病人口中，这样一来，从下方的水柱高度就可以查看病人体温的变化，这就是世界上最早的体温计。

温度计下一次的重大进展由美第奇家族的第五位托斯卡纳大公斐迪南二世组织完成，他组织了一批科学家，在试验了多种液体后，发现酒精的热膨胀效果比较明显，同时，他们把玻璃管的上端融化封闭，这样就在1654年制成了世界上第一支不受外界气压影响的温度计。但是酒精依然不够完美，完美测温物质的发现还要等上60年。1714年，德国气象仪器制造者华伦海特发明了水银温度计，对温度变化的精细掌握变得不再困难。但是华伦海特并不满足于此，温度变化虽然已经可以精细掌握，但直到此时，人们还没有一套客观的体系来描述温度的高低，如果没有这一标准，温度计对温度再敏感也没什么用，于是华伦海特开始着手创立温标，而这也是相比于改进温度计，华伦海特更大的贡献所在。

温标就是使温度数值化的标尺，而要想确立温标，最重要的就是找出几个基准点。1724年，华伦海特选择了三个基准点：一是为避免温度中出现负数，华伦海特选择了氯化铵与冰、水混合物的温度为0度；二是冰、水混合物的温度为32度；三是把温度计置于人的口中或腋下，可以得到人体温度为96度。后来人们又做了修订，把水在标准大气压的沸点确定为212度，这样水的冰点和沸点之间就相差180度。这就是华氏温标，也就是华氏度，为了纪念华伦海特，华氏温标的单位记做℉。目前世界上使用华氏温标的只有美国等少数几个国家。