ميزان الحرارة العتيقة جاليليو. ألعاب علمية

جاليليو جاليلي فيزيائي وعالم رياضيات وفلكي وفيلسوف إيطالي قدم مساهمة لا تقدر بثمن في الثورة العلمية في القرن السادس عشر. كان أول من اكتشف أن كثافة سائل ما تتغير نتيجة ارتفاع درجة الحرارة أو انخفاضها.

يتكون مقياس الحرارة المسمى على اسم هذا العالم من اسطوانة زجاجية مغلقة. بداخله سائل صاف وعدة أقماع. كل مخروط له وزن معين. مع تغير درجة الحرارة ، ترتفع أو تنخفض. من بين أشياء أخرى ، ترمومترات غاليليو جميلة ومن الخارج بحتة :) ربما تكون هذه هي أجمل موازين الحرارة على الإطلاق.

على الرغم من أن غاليليو لم يخترع مقياس الحرارة هذا فعليًا ، فقد سُمي على اسمه ، لأنه بدون الاكتشافات لم يكن الاختراع قد تم اختراعه. تم إنتاج موازين الحرارة هذه منذ نهاية القرن السابع عشر.

يشار إلى الوزن على كل من المخاريط العائمة داخل الوعاء. أيضًا ، تم نقش كل منها بالرقم والدرجة. يتم تنظيم وزنهم من خلال ثقل موازن. يختلف وزن كل مخروط قليلاً. تتم إضافة الماء الملون في الفقاعات بطريقة يكون لكل منها نفس الكثافة - وهذا أيضًا يجعل مقياس الحرارة أكثر جاذبية.

يشير أدنى مخروط إلى درجة الحرارة الصحيحة. عندما تتغير كثافة السائل داخل المخروط ، تفوق قوة الجاذبية قوة الطفو ، مما يتسبب في غرق المخروط.

مقياس الحرارة؟ "ليس بهذه البساطة. هذا الشيء ، الذي يمكن العثور على أوصافه في الكتابات القديمة ، خضع لتطور خطير على مدى قرن ونصف حتى اتخذ شكله الحالي.

تاريخ اختراع الترمومتر: المراحل

القرن الأول الميلادي. وصف أول ترمومتر من قبل مالك الحزين الإسكندرية.
مطلع القرنين السادس عشر والسابع عشر. أجهزة قياس الحرارة التي أنشأها جاليليو وعلماء آخرون.
1724 - طور غابرييل فهرنهايت مقياس درجة حرارة لميزان حرارة زئبقي.

عصر جاليليو

وفقًا للمعلومات غير المباشرة ، فإن مخترع مقياس الحرارة الأول هو Galileo Galilei. تحتوي كتابات العالم الباقية على إشارات إلى هذا الجهاز. بين عامي 1592 و 1597 ، اخترع جاليليو المنظار الحراري ، وهو عبارة عن زجاج يحتوي على الماء والهواء وأظهر تغيرات في درجة الحرارة.

تم ذكر هذا الاختراع في رسالة بعث بها عالم الرياضيات جيوفاني ساجريدو إلى جاليليو. اقترح الأخير تحسين المنظار الحراري عن طريق إضافة مقياس لقياس درجة الحرارة. كتب ساجريدو لاحقًا إلى جاليليو كيف استخدم المنظار الحراري لقياس درجة حرارة الهواء خلال الأشهر المختلفة من العام.

يمكن العثور على ذكر آخر لمنظار جاليليو الحراري في رسالة من الأب كاستيلو إلى المونسنيور سيزاريني في عام 1638. أخبر الكاهن المرسل إليه كيف شهد استخدام غاليليو للمنظار الحراري خلال محاضرة عام 1603.

استخدم الطبيب الإيطالي سانتوريو ، الأستاذ بجامعة بادوفا ، المنظار الحراري في ممارسته. بمساعدته ، تمكن من تحديد درجة الحرارة الطبيعية للشخص واستخدم اختراع جاليليو كعامل مساعد في التشخيص.

يُطلق على سانتوريو أحيانًا اسم مخترع مقياس الحرارة ، لكن العالم في كتاباته لم ينسب هذا الشرف إلى نفسه أبدًا. على العكس من ذلك ، في التعليق على جالينوس ، أطلق على المنظار الحراري أقدم أداة.

في عام 1624 ، نشر اليسوعي جان ليفيركون كتابًا استخدم فيه لأول مرة كلمة "مقياس حرارة". ووصفها بأنها جهاز لقياس الحرارة والبرودة الموجودة في الهواء. أصبح الكتاب شائعًا وترجم إلى اللغات الأوروبية.

قام اليسوعي بتسمية كورنيليوس دريبل على أنه مخترع مقياس الحرارة. كان مواطنًا هولنديًا مولعًا بالكيمياء وادعى أنه صمم آلة دائمة الحركة. غير مقنع لجمعية الخيميائيين والنقاد في براغ في اختراعه ، تم إلقاء دريبل في السجن بأمر من الإمبراطور. في أحد أعماله ، في الواقع ، يحتوي على وصف لتشغيل مقياس الحرارة ، والذي ربما كان ليفركون قد أطلق عليه اسم مؤلف الاكتشاف.

بعد جاليليو

عرف العلماء في القرنين السابع عشر والثامن عشر بأمر التنظير الحراري وكانوا يبحثون عن طرق لتحسينه. تم وضع مخططه المعروف الأول بواسطة جوزيبي بيانكاني في
1617. في عام 1638 ، صور روبرت فلود مقياس الحرارة على أنه أنبوب عمودي مع دورق مملوء بالهواء في الأعلى. ذهب ثقبه السفلي إلى وعاء به ماء. يعتمد مستوى السائل في الأنبوب على تمدد وتقلص الهواء.

أخطر تعديل لميزان الحرارة في هذه الحقبة كان على يد فرديناند الثاني ، دوق توسكانا الأكبر في ميديشي ، الذي اشتهر برعايته للعلوم. هو نفسه لم يخجل من المساعي العلمية. أخذ Medici مقياس حرارة عادي ، وملأه إلى حد معين بالكحول ، ثم ختمه بالزجاج المصهور. لم يعتمد مقياس الحرارة الجديد على الضغط الجوي.

فهرنهايت

ولد غابرييل فهرنهايت عام 1686 في دانزيغ لعائلة تجارية. بعد أن فقد والديه في وقت مبكر ، ترك التجارة من أجل العلم والسفر. من خلال الانخراط في علم الأرصاد الجوية ، قام فهرنهايت بتحسين مقياس الحرارة وطور مقياسًا لقياس درجة الحرارة على مدار سنوات عديدة.

بدأ التجارب في عام 1706 ، في البداية استخدم الكحول في تجاربه ، لكنه قرر بعد ذلك أن الزئبق سيعطي قراءات أكثر دقة. في عام 1724 ، أكمل فهرنهايت ترمومتر السائل. تمكن من تحقيق دقة نسبية في القراءات بتحديد عدة نقاط معروفة درجة حرارتها ، وتقسيم المسافة التي كانت بينها.

في ثلاثينيات وأربعينيات القرن التاسع عشر ، استخدمت موازين الحرارة أيضًا المقاييس التي طورها Delisle و Réaumur. في عام 1742 ، طور السويدي أندرياس سيلسيوس مقياسًا جديدًا لقياس درجة الحرارة ، والذي اكتسب شعبية كبيرة.

عند الإجابة على سؤال من اخترع الترمومتر؟ يجب الاعتراف به على أنه متفوق. أنهى باقي العلماء نموذجه بدقة وأنشأوا مقياس الحرارة المألوف لنا.

ترمومتر جاليليو

ترمومتر جاليليوعبارة عن أسطوانة زجاجية محكمة الغلق مملوءة بسائل تطفو فيه عوامات زجاجية كروية. كل عوامة كروية من هذا القبيل لها علامة ذهبية أو فضية ذات قيمة درجة حرارة مختومة عليها في الأسفل. اعتمادًا على حجم مقياس الحرارة ، يتراوح عدد العوامات بالداخل من 3 إلى 11. في الوقت الحالي ، يعتبر مقياس الحرارة ذا قيمة جمالية كقطعة أثاث مذهلة.

تاريخ الاختراع

ترمومتر جاليليو عن قرب

يأتي الاسم من اسم الفيزيائي الإيطالي جاليليو جاليلي ، الذي اخترع في عام 1592 المنظار الحراري ، والذي أصبح سلفًا لجميع موازين الحرارة. وفقًا لبعض المصادر ، كان لـ Galileo نفسه علاقة غير مباشرة جدًا بإنشاء هذا الجهاز ، والذي غالبًا ما يستخدم كتذكار ، وفقًا لمصادر أخرى ، يدين العالم بهذا الاختراع إلى Galileo في نهاية القرن السادس عشر.

مبدأ التشغيل

تمتلئ العوامات بالسائل بشكل مختلف بحيث يختلف متوسط كثافتها: أصغر كثافة في الأعلى ، وأكبرها في الأسفل ، لكنها على العموم قريبة من كثافة الماء ، وتختلف قليلاً عنها. مع انخفاض درجة حرارة الهواء في الغرفة ، تنخفض درجة حرارة الماء في الوعاء وفقًا لذلك ، ويتم ضغط الماء ، وتصبح كثافته أكبر. ومن المعروف أن الأجسام التي تقل كثافتها عن كثافة السائل المحيط بها تطفو فيه. عندما تنخفض درجة الحرارة في الغرفة ، تزداد كثافة السائل في الأسطوانة وترتفع الكرات واحدة تلو الأخرى ، وعندما ترتفع ، تسقط. يتحقق هذا التأثير بسبب الدقة العالية جدًا في تصنيع موازين الحرارة. تمت معايرة جميع الكرات لدرجة حرارة الصعود في حدود 0.4 درجة مئوية. نطاق درجة الحرارة المقاس بواسطة مقياس الحرارة هو في منطقة درجة حرارة الغرفة: 16-28 درجة ، الخطوة: 1 درجة مئوية. يتم تحديد قيمة درجة الحرارة الحالية من خلال الجزء السفلي من الكرات العائمة.

أنظر أيضا

ملحوظات

مؤسسة ويكيميديا. 2010.

شاهد ما هو "مقياس حرارة جاليليو" في القواميس الأخرى:

- (الحرارة اليونانية θέρμη ؛ μετρέω أنا أقيس) جهاز لقياس درجة حرارة الهواء والتربة والماء وما إلى ذلك. هناك عدة أنواع من موازين الحرارة: سائل ، ميكانيكي ، بصري ، غاز بصري ، تحت الأحمر ، محتويات ... ويكيبيديا

ميزان الحرارة- ميزان الحرارة: خزان واحد بالزئبق ؛ 2 شعري ، حسب موضع الزئبق الذي تؤخذ فيه القراءات ؛ 3 مقياس. مقياس الحرارة (من Thermo ... و metreo اليوناني I القياس) ، جهاز لقياس درجة الحرارة عن طريق ملامسته للوسط قيد الدراسة. الأول… … قاموس موسوعي مصور

1) يجب اعتبار تاريخ T. Galileo مخترع T: في كتاباته الخاصة لا يوجد وصف لهذا الجهاز ، لكن طلاب Galileo ، Nelly و Viviani ، يشهدون أنه في عام 1597 رتب شيئًا مثل منظار الحرارة. درس جاليليو في هذا ... ... القاموس الموسوعي F.A. Brockhaus و I.A. إيفرون- الخصائص العامة طول الفترة الزمنية تقريبًا من تاريخ نشر عمل نيكولاس كوبرنيكوس حول ثورات الكرات السماوية (De Revolutionibus) ، أي من عام 1543 ، حتى أنشطة إسحاق نيوتن ، الذي عمل المبادئ الرياضية للطبيعة ... ... الفلسفة الغربية منذ نشأتها حتى يومنا هذا

تطور العلوم الطبيعية في أوروبا الغربية في القرن السادس عشر والنصف الأول من القرن السابع عشر.- في القرن السادس عشر وخاصة في النصف الأول من القرن السابع عشر. يأتي في تطور العلم. في سياق النضال العنيد ضد السكولاستية والنظرة الدينية للعالم ، يتم تطوير طرق علمية جديدة لدراسة الظواهر الطبيعية ويتم إجراء اكتشافات أرست الأساس ... ... تاريخ العالم. موسوعة

تاريخ العلم ... ويكيبيديا

هذه المقالة أو القسم يحتاج إلى مراجعة. الرجاء تحسين المقال وفقا لقواعد كتابة المقالات ... ويكيبيديا

قبل اختراع الترمومتر الأول ، كانت درجة الحرارة تُقاس باللمس. لم يكن هناك أي شك في دقة القياسات. وهكذا استمر الأمر لفترة طويلة ، حتى اخترع جاليليو جاليلي في عام 1597 أول جهاز لقياس درجة الحرارة.

منظار جاليليو الحراري

كان جهاز Galileo بسيطًا جدًا. كان يتألف من أنبوب زجاجي ، تم لحام كرة زجاجية في نهايته. بعد أن قام جاليليو بتسخين الكرة قليلاً ، أنزل الطرف الحر للأنبوب في وعاء به ماء. عندما يبرد الهواء في البالون ، يقل ضغط الهواء فيه ، ويرفع الماء الأنبوب تحت تأثير الضغط الجوي. واعتمادًا على مدى ارتفاع الماء ، كان من الممكن تحديد درجة الحرارة. تم تسمية هذا الجهاز منظار. بالطبع ، أظهر أيضًا قيم درجة حرارة تقريبية للغاية. بالإضافة إلى ذلك ، اعتمدت قراءاته على حجم الضغط الجوي.

في 1657 تم تحسين منظار جاليليو الحراري بواسطة علماء فلورنسا. قاموا بإخلاء الهواء من كرة زجاجية وصنعوا مقياسًا من الخرز. كانت مؤشرات المنظار الحراري لغاليليو تقريبية: درجة حرارة عالية ، ودرجة حرارة منخفضة. تم الآن قياس قيم درجة الحرارة بشكل أكثر دقة: خرزة واحدة ، خرزتان ، إلخ.

بعد ذلك بقليل ، في عام 1700 ، قلب العالم الفلورنسي توريتشيللي المنظار الحراري وملأ الأنبوب بالكرة بالكحول الملون. بالإضافة إلى ذلك ، أزال وعاء الماء. الجهاز الجديد لم يعد يعتمد على الضغط الجوي. لقد كان النموذج الأولي لميزان الحرارة الحديث.

أصناف المقياس المرجعي

لكن كان هناك مشكلة واحدة. لا أحد يعرف النقطة التي يجب اعتبارها أصلًا وكيفية معايرة المقياس. اتخذ الفيزيائي الألماني دانيال جابرييل فهرنهايت الخطوة الأولى في هذا الاتجاه. في عام 1714 اخترع مقياس درجة الحرارة. بدلاً من الكحول الملون ، صب فهرنهايت الزئبق في أنبوب بكرة ، وضخ الهواء من الأنبوب ولحمه. كان أبردها ، ولكن في حالة سائلة ، عبارة عن خليط من ملح الطعام والثلج. وضع فهرنهايت أنبوبًا به كرة في هذا الخليط. وتم تحديد ارتفاع عمود الزئبق على المقياس ب 0 درجة. كانت النقطة التالية على مقياس فهرنهايت هي 32 درجة. يتوافق مع درجة الحرارة التي يذوب فيها الجليد العادي بدون ملح. ثم تم وضع علامة على النقطة 96 درجة. كانت درجة حرارة جسم الإنسان. الماء على مقياس فهرنهايت يغلي عند 212 درجة.

اقترح علماء مختلفون تدرجات مختلفة لمقاييس الحرارة. وهكذا ، قام الفيزيائي الفرنسي رينيه أنطوان ريومور بالتحقيق في التمدد الحراري للكحول. إذا تم خلط الكحول بالماء بنسبة 5: 1 ، فعند التسخين من نقطة التجمد إلى نقطة غليان الماء ، يتمدد الكحول في النسبة 1000: 1080. اقترح ريومور مقياسًا على مقياس حرارة كحول ، حيث تم اعتبار النقطة المرجعية صفر 0 o R هي درجة الحرارة التي يذوب فيها الجليد. كانت درجة حرارة الماء المغلي 80تم العثور على R.

ولكن للمرة الأولى ، في عام 1665 ، اقترح الفيزيائي الهولندي كريستيان هيغنز والفيزيائي الإنجليزي روبرت هوك أن يتخذوا نقطة انصهار الجليد ونقطة غليان الماء كنقاط مرجعية رئيسية على مقياس الحرارة.

اخترع عالم الفلك السويدي أندرس سيلسيوس عام 1742 مقياسه الخاص على مقياس حرارة زئبقي فهرنهايت. على عكس مقياس الحرارة الحديث ، فإن درجة الصفر على مقياس سيليزي تتوافق مع درجة غليان الماء. وأخذت الدرجة المئوية درجة حرارة ذوبان الجليد 100 درجة.

بهذا الشكل وصل مقياس الحرارة المئوي إلى أيامنا هذه. الفرق الوحيد هو أن مقياس الحرارة الحديث له مقياس مقلوب بالنسبة إلى مقياس سيليزيوس. تؤخذ نقطة انصهار الجليد على أنها 0 درجة ، ونقطة غليان الماء 100 درجة مئوية. وقام عالم الفلك مورتن سترومر وعالم النبات كارل لينيوس بـ "قلب" مقياس سيليزيوس.

في جميع الحالات الموصوفة ، تم تعيين النقطة المرجعية لمقياس الحرارة بشكل تعسفي. في عام 1848 ، اقترح العالم الإنجليزي لورد كلفن مفهوم "الصفر المطلق". واعتبر أن الصفر المطلق هو درجة الحرارة التي تتوقف عندها حركة الجزيئات. يتوافق الصفر المطلق مع -273.15 درجة مئوية.

اليوم ، من المعتاد في معظم البلدان استخدام موازين الحرارة المئوية. في بعض البلدان الناطقة باللغة الإنجليزية ، تم استخدام مقياس فهرنهايت حتى وقت قريب. لا يزال يستخدم في الولايات المتحدة اليوم. وفي البحث العلمي ، يتم استخدام مقياس كلفن.