Старинный термометр Галилея. Научные игрушки

Галилео Галилей - итальянский физик, математик, астроном и философ, внесший неоценимый вклад в научную революцию 16 века. Он был первым человеком, открывшим, что плотность жидкости изменяется в результате повышения или понижения температуры.

Термометр, названный в честь этого ученого, сделан из закрытого стеклянного цилиндра. Внутри него находится прозрачная жидкость и несколько колбочек. Каждая колбочка имеет определенный вес. При изменении температуры они поднимаются или опускаются. Помимо всего прочего, термометры Галилео прекрасны и сугубо внешне:) Пожалуй, это самые красивые термометры из всех.

Хотя Галилео на самом деле и не изобрел этот термометр, он был назван в его честь, так как без открытий изобретение не было бы сделано. Такие термометры выпускаются с конца 17 века.

На каждой из колбочек, плавающих внутри сосуда, указан вес. Также на каждой стоит гравировка с указанием номера и градуса. Вес их регулируется противовесом. Вес каждой колбочки слегка различается. Подкрашенная вода в пузырьках добавлена таким образом, чтобы каждый имел одинаковую плотность - это также делает термометр еще более привлекательным.

Самая нижняя колбочка показывает правильную температуру. Когда плотность жидкости внутри колбочки меняется, гравитационная сила превосходит выталкивающую, заставляя колбочку тонуть.

Термометр?" не так просто. Этот предмет, описания которого можно найти еще в античных сочинениях, прошел за полтора века серьезную эволюцию, пока не принял нынешний вид.

История изобретения термометра: этапы

I век нашей эры. Описание первого термометра Героном Александрийским.
Рубеж XVI - XVII веков. Термоскопы, созданные Галилеем и другими учеными.
1724 год – Габриэль Фаренгейт разработал шкалу измерения температуры для термометра с ртутью.

Эпоха Галилея

По косвенным сведениям, изобретатель первого термометра – Галилео Галилей. Сохранившиеся сочинения ученого содержат упоминания об этом устройстве. Между 1592 и 1597 годами Галилей изобрел термоскоп, который представлял собой стакан, содержащий воду и воздух, которые показывали изменения температуры.

Упоминание об этом изобретении есть в письме Галилею от математика Джованни Сагредо. Последний предложил улучшить термоскоп, добавив шкалу для измерения температуры. Позже Сагредо писал Галилею, как он использовал термоскоп, чтобы измерять температуру воздуха в разные месяцы года.

Другое упоминание о термоскопе Галилея можно найти в письме некоего отца Кастелло монсеньору Чезарини в 1638 году. Священник рассказывал адресату, как он был свидетелем использования Галилеем термоскопа во время лекции в 1603 году.

Итальянский врач Санторио, профессор Падуанского университета, использовал термоскоп в своей практике. С его помощью он установил нормальную температуру человека и использовал изобретение Галилея в качестве вспомогательного средства при постановке диагноза.

Санторио иногда называют изобретателем термометра, но ученый в своих сочинениях никогда не приписывал этой чести себе. Напротив, в «Комментариях к Галену» он называет термоскоп самым древним инструментом.

В 1624 году иезуит Жан Леверкон опубликовал книгу, в которой впервые употребил слово «термометр». Он охарактеризовал его как устройство для измерения тепла и холода, которое находится на воздухе. Книга стала популярной и была переведена на европейские языки.

Иезуит назвал изобретателем термометра некоего Корнелиуса Дреббеля. Это был уроженец Голландии, увлекавшийся алхимией и утверждавший, что сконструировал вечный двигатель. Не убедив собрание алхимиков и ученых мужей Праги в своем изобретении, Дреббель был брошен в темницу по приказу императора. В одном из его трудов, действительно, содержится описание работы термометра, благодаря чему Леверкон, возможно, назвал его автором открытия.

После Галилея

Ученые XVII - XVIII веков знали о термоскопе и искали способы его улучшить. Первая известная его схема была сделана Джузеппе Бьянкани в
1617 году. В 1638 году Роберт Фладд изобразил термометр в виде вертикальной трубы, закрытой сверху колбой с воздухом. Нижнее её отверстие уходило в сосуд с водой. Уровень жидкости в трубе зависел от расширения и сжатия воздуха.

Самую серьезную модификацию термометра в эту эпоху сделал Фердинанд II, великий герцог Тосканы из династии Медичи, прославившийся покровительством науке. Он и сам не чуждался научных занятий. Медичи взял обычный термометр, заполнил его до определенного предела спиртом, а затем запечатал расплавленным стеклом. Новый термометр не зависел от атмосферного давления.

Фаренгейт

Габриэль Фаренгейт родился в 1686 году в Данциге в купеческой семье. Рано потеряв родителей, он оставил коммерцию ради науки и путешествий. Занимаясь метеорологией, Фаренгейт усовершенствовал термометр и разработал в течение многих лет шкалу для измерения температуры.

Он начал опыты в 1706 году, сначала использовал в своих опытах спирт, но потом решил, что ртуть даст более точные показания. В 1724 году Фаренгейт закончил жидкостный термометр. Он сумел добиться относительной точности показаний, установив несколько точек, температура которых известна, и разделив расстояние, которое было между ними.

В 1730 - 1740-е годы в термометрах использовались также шкалы, разработанные Делилем и Реомюром. В 1742 году швед Андреас Цельсий разработал новую шкалу измерения температуры, которая завоевала большую популярность.

При ответе на вопрос "Кто изобрел термометр?" стоит признать первенство . Остальные ученые дорабатывали именно его модель и создали привычный нам градусник.

Термометр Галилея

Термометр Галилея представляет собой запаянный стеклянный цилиндр , наполненный жидкостью , в которой плавают стеклянные сферические сосудики-буйки. К каждому такому сферическому поплавку прикреплена снизу золотистая или серебристая бирка с выбитым на ней значением температуры. В зависимости от размера термометра количество поплавков внутри бывает от 3-х до 11-ти. В настоящее время термометр представляет эстетическую ценность в качестве эффектного предмета интерьера.

История изобретения

Термометр Галилея вблизи

Название происходит от имени итальянского физика Галилео Галилея , который в 1592 году изобрел термоскоп, ставший прародителем всех термометров . Согласно одним источникам, сам Галилей имел весьма косвенное отношение к созданию этого прибора, который чаще используется в качестве сувенира , по другим данным, мир этим изобретением конца 16 века обязан именно Галилею .

Принцип действия

Поплавки по-разному наполнены жидкостью таким образом, что их средняя плотность различна: самая маленькая плотность у верхнего, самая большая – у нижнего, но у всех близка к плотности воды, отличаясь от неё незначительно. С понижением температуры воздуха в помещении соответственно понижается температура воды в сосуде, вода сжимается, и плотность её становится больше. Известно, что тела, плотность которых меньше плотности окружающей их жидкости, всплывают в ней. При понижении температуры в помещении плотность жидкости в цилиндре увеличивается и шарики поднимаются вверх один за другим, при повышении - опускаются. Такой эффект достигается за счет очень высокой точности изготовления термометров. Все шарики калибруются по температуре всплытия в интервале 0,4 °С. Диапазон температур, измеряемых термометром, находится в районе комнатной температуры: 16-28°, шаг: 1 °С. Текущее значение температуры определяется по нижнему из всплывших шариков.

См. также

Примечания

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Термометр Галилея" в других словарях:

- (греч. θέρμη тепло; μετρέω измеряю) прибор для измерения температуры воздуха, почвы, воды и так далее. Существует несколько видов термометров: жидкостные механические электрические оптические газовые инфракрасные Содержание … Википедия

Термометр - Термометр: 1 резервуар с ртутью; 2 капилляр, по положению ртути в котором отсчитывают показания; 3 шкала. ТЕРМОМЕТР (от термо... и греческого metreo измеряю), прибор для измерения температуры посредством его контакта с исследуемой средой. Первые… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

1) История T. Изобретателем Т. надо считать Галилея: в его собственных сочинениях нет описания этого прибора, но ученики Галилея, Нелли и Вивиани, свидетельствуют, что уже в 1597 г. он устроил нечто вроде термобароскопа. Галилей изучал в это… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона - Общая характеристика Отрезок времени примерно от даты публикации работы Николая Коперника Об обращениях небесных сфер (De Revolutionibus), т.е. с 1543 г., до деятельности Исаака Ньютона, сочинение которого Математические начала натуральной… … Западная философия от истоков до наших дней

Развитие естествознания в Западной Европе в XVI и первой половине XVII в. - В XVI и особенно в первой половине XVII в. в развитии науки наступает. В ходе упорной борьбы со схоластикой и религиозным мировоззрением вырабатываются новые, научные методы исследования явлений природы и делаются открытия, заложившие фундамент… … Всемирная история. Энциклопедия

История науки … Википедия

Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей … Википедия

До того как был придуман первый термометр, температуру измеряли на ощупь. Ни о какой точности измерений речь даже не шла. И так продолжалось довольно долго, пока в 1597 г. Галилео Галилей не придумал первый прибор для измерения температуры.

Термоскоп Галилея

Прибор Галилея был очень простым. Он состоял из стеклянной трубки, к концу которой был припаян стеклянный шарик. Немного подогрев шарик, свободный конец трубки Галилей опускал в сосуд с водой. Когда воздух в шарике остывал, давление воздуха в нём становился меньше, и вода под воздействием атмосферного давления поднималась вверх по трубке. И в зависимости от того, на какую высоту поднималась вода, можно было определить температуру. Этот прибор назвали термоскопом . Конечно, он тоже показывал весьма приблизительные значения температуры. Кроме того, его показания зависели от величины атмосферного давления.

В 1657 г. термоскоп Галилея усовершенствовали флорентийские учёные. Они откачали воздух из стеклянного шарика и сделали шкалу из бусин. Показания термоскопа Галилея были приблизительными: высокая температура, низкая температура. Теперь же значения температуры измерялись более точно: одна бусинка, две бусинки и т. д.

Немного позже, в 1700 г., флорентийский учёный Торричелли перевернул термоскоп, а трубку с шариком заполнил подкрашенным спиртом. Кроме того, он удалил сосуд с водой. Новый прибор уже не зависел от атмосферного давления. Это был прообраз современного термометра.

Разновидности шкалы отсчёта

Но существовала одна проблема. Никто не знал, какую точку брать за начало отсчёта и как градуировать шкалу. Первый шаг в этом направлении сделал немецкий физик Даниель Габриель Фаренгейт. В 1714 г. он придумал температурную шкалу. Вместо подкрашенного спирта Фаренгейт налил в трубку с шариком ртуть, откачал из трубки воздух и запаял её. Самой холодной, но ещё находящейся в жидком состоянии, была смесь поваренной соли и льда. Фаренгейт поместил трубку с шариком в эту смесь. А высота столбика ртути на шкале была отмечена как 0 градусов. Следующей точкой на шкале Фаренгейта была точка 32 градуса. Она соответствовала температуре, при которой таял обычный лёд без соли. Затем было отмечена точка 96 градусов. Это была температура человеческого тела. Вода по шкале Фаренгейта кипела при температуре 212 градусов.

Разные учёные предлагали различную градуировку термометров. Так, французский физик Рене Антуан Реомюр исследовал тепловое расширение спирта. Если спирт смешать с водой в соотношении 5:1, то при нагревании от точки замерзания до точки кипения воды спирт расширяется в пропорции 1000:1080 . Реомюр предложил шкалу на спиртовом термометре, где за нулевую точку отсчёта 0 о R принималась температура, при которой таял лёд. А температура, при которой закипала вода, равнялась 80 о R .

Но впервые принимать за основные точки отсчёта на шкале термометра точку таяния льда и точку кипения воды предложили в 1665 г. голландский физик Христиан Гюйгенс и английский физик Роберт Гук.

Шведский астроном Андерс Цельсий в 1742 г. придумал свою шкалу на ртутном термометре Фаренгейта. В отличие от современного термометра, ноль градусов на шкале Цельсия соответствовал точке кипения воды. А температуру таяния льда Цельсий принял за 100 градусов.

Вот в таком виде термометр Цельсия и дошёл да наших дней. Разница только в том, что у современного термометра шкала перевёрнута по отношению к шкале Цельсия. Точка таяния льда принимается за 0 о, а температура кипения воды равняется 100 о по Цельсию. И «перевернули» шкалу Цельсия астроном Мортен Штремер и ботаник Карл Линней.

Во всех описанных случаях точка отсчёта шкалы термометра устанавливалась произвольно. В 1848 г. английский учёный лорд Кельвин предложил понятие «абсолютный нуль». Абсолютным нулём он считал температуру, при которой прекращалось движение молекул. Абсолютный нуль соответствует -273,15 о по шкале Цельсия.

Сегодня в большинстве стран принято использовать термометры со шкалой Цельсия. В некоторых англоязычных странах до недавнего времени применялась шкала Фаренгейта. В США ею пользуются до сих пор. А в научных исследованиях применяется шкала Кельвина.