课外拓展



温度计的发展

  温度计是测温仪器的总称。依据所用测温物质的不同和测温范围的不同,有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度计、电阻温度计、温差电偶温度计、辐射温度计和光测温度计等。

  世界上第一支温度计是意大利科学家伽利略于1593年发明的。那时的温度计是一根一端敞口的玻璃管,另一端带有一个玻璃泡(如图5-2-2)。

图5-2-2伽利略发明的第一支温度计

使用时先给玻璃泡加热,然后把玻璃管插入水中;测温时将玻璃球与不同温度的物体相接,由于管内空气的热胀冷缩,玻璃管中的水面就会上下移动,根据移动的多少就可以判定温度的变化和温度的高低。这种温度计,受外界大气压强等环境因素的影响较大,所以测量误差大。后来伽利略的学生和其他科学家做了各种改进,其中比较突出的是法国人布利奥在1659年制造的温度计,他把玻璃泡的体积缩小,并把测温物质改为水银,这样的温度计已具备了现在温度计的雏形。之后德国人华伦海特在1709年利用酒精,在1714年又利用水银作为测量物质,制造了更精确的温度计。他观察了水的沸腾温度、水和冰混合时的温度、盐水和冰混合时的温度;经过反复实验与核准,最后把一定浓度的盐水凝固时的温度定为0℉,把纯水凝固时的温度定为32℉,把标准大气压下水沸腾的温度定为212℉,用℉代表华氏温度,这就是华氏温度计。

  在华氏温度计出现的同时,法国人列缪尔(1683-1757)也设计制造了一种温度计。他把冰点和沸点之间分成80份,定为自己温度计的温度分度,这就是列氏温度计。

  1742年,瑞典人摄尔修斯改进了华伦海特温度计的刻度,他把水的沸点定为零度,把水的冰点定为100度。后来他的同事施勒默尔把两个温度点的数值又倒过来,就成了现在的百分温度,即摄氏温度,用℃表示。华氏温度与摄氏温度的换算关系可以表达为

  ℉=9/5℃+32,或℃=5/9(℉-32)。

  1848年英国物理学家开尔文创立了开氏温标:也称热力学温标。热力学温标每一度的大小和摄氏温标完全相同,不过,它不是以水的冰点作为零度的,而是以理论上所说的分子热运动将完全停止时的温度,即-273.16℃作为零度,用K表示。要物质的热运动完全停止是绝对不可能的,-273.16℃只不过是人们可以无限接近,但永远也不可能达到的温度。这一温度也叫做绝对零度。

  现在在说英语的国家,如英国、美国、加拿大、澳大利亚和印度等国,常用华氏温度;而世界科技界和工农业生产中,以及我国、法国等大多数国家则常用摄氏温度;在科学研究中,一般使用热力学温标。

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