Как же я не любила ходить в школу! Что я только не делала, чтобы побыть дома. Главным моим помощником в этом деле был термометр. Я терла его об джинсы, ставила на батарею, ела сырой картофель. Все для благой цели - повышения температуры тела. Но все напрасно... Термометр был упрямый, показывал все те же 36,6°С.

Что такое термометр

Как выглядит термометр знают все. Это устройство для измерения температуры . Они бывают разные, но принцип их действия одинаков - расширение материала при нагреве и сужение при охлаждении. Так работает и знакомый нам ртутный термометр. При нагревании ртуть расширяется и «бежит» вверх. Есть несколько видов термометро в :

• механические;
• жидкие;
• электронные.

В механических термометрах используется специальная пружинка , которая раскручивается, а в электронных используется способность материалов изменять свое сопротивление току.

Изобретатель термометра

Термометры используют в различных целях - не только для измерения температуры тела. А изобрел это замечательное устройство всем известный Галилео Галилей в 16 веке. Хотя его изобретение мало походило на современный термометр. Это был небольшой стеклянный шар , к которому крепилась тонкая стеклянная трубка. И использовал Галилео не ртуть, а воздух.

Почти одновременно с Галилео, профессор Санторио изобрел и свой прибор, но уже для измерения температуры человеческого тела. А первый ртутный термометр изобрел немецкий физик Габриэль Фаренгейт.

Наиболее точными являются ртутные термометры . Хотя и довольно опасными. Испарения ртути вредны для здоровья. Хотя, как-то моя собака сожрала градусник и ничего ей не было. Ветеринар сказал, что ртуть для собак даже в чем-то полезна.

Чем еще интересны термометры:

1. Самый дорогой в мире термометр был продан в 2012 году за 157 тыс. долларов. Прибор принадлежал Фаренгейту.
2. Эталоном для температурной шкалы Фаренгейта стала жена физика. Она в тот день болела и поэтому + 38 °С - это + 100 по Фаренгейту.
3. +42 °С - крайняя точка , так как при этой температуре в организме человека начинаются необратимые процессы.
4. В С ША меряют температур у, держа градусник во рту. Это дает более точные сведения.

Термометр есть у каждого. Поэтому поаплодируем его изобретателям за это полезное устройство.

План:

Введение

• 1 История изобретения
• 2 Жидкостные термометры
• 3 Механические термометры
• 4 Электрические термометры
• 5 Оптические термометры
• 6 Статьи

Введение

Термо́метр (греч. θέρμη - тепло; μετρέω - измеряю) - прибор для измерения температуры воздуха, почвы, воды и так далее. Существует несколько видов термометров:

• жидкостные
• механические
• электрические
• оптические
• газовые

1. История изобретения

Изобретателем термометра принято считать Галилея: в его собственных сочинениях нет описания этого прибора, но его ученики, Нелли и Вивиани, засвидетельствовали, что уже в 1597 г. он устроил нечто вроде термобароскопа (термоскоп). Галилей изучал в это время Герона Александрийского, у которого уже описано подобное приспособление, но не для измерения степеней тепла, а для поднятия воды при помощи нагревания. Термоскоп представлял собой небольшой стеклянный шарик с припаянной к нему стеклянной трубкой. Шарик слегка нагревали и конец трубки опускали в сосуд с водой. Через некоторое время воздух в шарике охлаждался, его давление уменьшалось и вода под действием атмосферного давления поднималась в трубке вверх на некоторую высоту h. В дальнейшем при потеплении давление воздуха в шарике увеличивалось и уровень воды в трубке понижался при охлаждении же вода в ней поднималась. При помощи термоскопа можно было судить только об изменении степени нагретости тела: числовых значений температуры он не показывал, так как не имел шкалы. Кроме того, уровень воды в трубке зависел не только от температуры, но и от атмосферного давления. В 1657 г. термоскоп Галилея был усовершенствован флорентийскими учеными. Они снабдили прибор шкалой из бусин и откачали воздух из резервуара (шарика) и трубки. Это позволило не только качественно, но и количественно сравнивать температуры тел. Впоследствии термоскоп был изменен: его перевернули шариком вниз, а в трубку вместо воды налили спирт и удалили сосуд. Действие этого прибора основывалось на расширении мер, в качестве «постоянных» точек брали температуры наиболее жаркого летнего и наиболее холодного зимнего дней. Изобретение термометра также приписывают лорду Бэкону, Роберт Фладду, Санкториусу, Скарпи, Корнелию Дреббелю (Cornelius Drebbel ), Порте и Саломону де Каус, писавшим позднее и частью имевшим личные сношения с Галилеем. Все эти термометры были воздушные и состояли из сосуда с трубкой, содержащего воздух, отделённый от атмосферы столбиком воды, они изменяли свои показания и от изменения температуры, и от изменения атмосферного давления.

Ртутный медицинский термометр

Термометр Галилея

Термометры с жидкостью описаны в первый раз в 1667 г. «Saggi di naturale esperienze fatte nell’Accademia del Cimento», где о них говорится как о предметах, давно изготовляемых искусными ремесленниками, которых называют «Confia», разогревающими стекло на раздуваемом огне лампы и выделывающими из него удивительные и очень нежные изделия. Сначала эти термометры наполняли водой, и они лопались, когда она замерзала; употреблять для этого винный спирт начали по мысли великого герцога тосканского Фердинанда II. Флорентийские термометры не только изображены в «Saggi», но сохранились в нескольких экземплярах до нашего времени в Галилеевском музее, во Флоренции; их приготовление описывается подробно.

Сначала мастер должен был сделать деления на трубке, соображаясь с её относительными размерами и размерами шарика: деления наносились расплавленной эмалью на разогретую на лампе трубку, каждое десятое обозначалось белой точкою, а другие чёрными. Обыкновенно делали 50 делений таким образом, чтобы при таянии снега спирт не опускался ниже 10, а на солнце не поднимался выше 40. Хорошие мастера делали такие термометры настолько удачно, что все они показывали одно и то же значение температуры при одинаковых условиях, однако такого не удавалось достигнуть, если трубку разделяли на 100 или 300 частей, чтобы получить большую точностью. Наполняли термометры посредством подогревания шарика и опускания конца трубки в спирт, заканчивали наполнение при помощи стеклянной воронки с тонко оттянутым концом, свободно входившим в довольно широкую трубку. После регулирования количества жидкости, отверстие трубки запечатывали сургучом, называемым «герметическим». Из этого ясно, что эти термометры были большими и могли служить для определения температуры воздуха, но были ещё неудобны для других, более разнообразных опытов, и градусы разных термометров были не сравнимы между собою.

В 1703 г. Амонтон (Guillaume Amontons ) в Париже усовершенствовал воздушный термометр, измеряя не расширение, а увеличение упругости воздуха, приведённого к одному и тому же объёму при разных температурах подливанием ртути в открытое колено; барометрическое давление и его изменения при этом принимались во внимание. Нулём такой шкалы должна была служить «та значительная степень холода», при которой воздух теряет всю свою упругость (то есть современный абсолютный нуль), а второй постоянной точкой - температура кипения воды. Влияние атмосферного давления на температуру кипения ещё не было известно Амонтону, а воздух в его термометре не был освобождён от водяных газов; поэтому из его данных абсолютный нуль получается при −239,5° по шкале Цельсия. Другой воздушный термометр Амонтона, выполненный очень несовершенно, был независим от изменений атмосферного давления: он представлял сифонный барометр, открытое колено которого было продолжено кверху, снизу наполнено крепким раствором поташа, сверху нефтью и оканчивалось запаянным резервуаром с воздухом.

Современную форму термометру придал Фаренгейт и описал свой способ приготовления в 1723 г. Первоначально он тоже наполнял свои трубки спиртом и лишь под конец перешёл к ртути. Нуль своей шкалы он поставил при температуре смеси снега с нашатырём или поваренной солью, при температуре «начала замерзания воды» он показывал 32°, а температура тела здорового человека во рту или под мышкой была эквивалентна 96°. Впоследствии он нашёл, что вода кипит при 212° и эта температура была всегда одна и та же при том же стоянии барометра.

Окончательно установил обе постоянные точки, тающего льда и кипящей воды, шведский физик Цельсий в 1742 г., но первоначально он ставил 0° при точке кипения, а 100° при точке замерзания, и принял обратное обозначение лишь по совету М. Штёрмера. Сохранившиеся экземпляры термометров Фаренгейта отличаются тщательностью исполнения. Однако более удобной оказалась «перевернутая» шкала, на которой температуры таяния льда обозначили 0 С, а температуру кипения 100 С. Таким термометров впервые пользовались шведские ученые ботаник К. Линней и астроном М. Штремер. Этот термометр получил широкое распространение.

Работы Реомюра в 1736 г. хотя и повели к установлению 80° шкалы, но были скорее шагом назад против того, что сделал уже Фаренгейт: термометр Реомюра был громадный, неудобный в употреблении, а его способ разделения на градусы был неточным и неудобным.

После Фаренгейта и Реомюра дело изготовления термометров попало в руки ремесленников, так как термометры стали предметом торговли.

Советский ртутный термометр

В 1848 г. английский физик Вильям Томсон (лорд Кельвин) доказал возможность создания абсолютной шкалы температур, нуль которой не зависит от свойств воды или вещества, заполняющего термометр. Точкой отсчета в «шкале Кельвина» послужило значение абсолютного нуля: - 273, 15 С. При этой температуре прекращается тепловое движение молекул. Следовательно, становится невозможным дальнейшее охлаждение тел.

2. Жидкостные термометры

Жидкостные термометры основаны на принципе изменения объёма жидкости, которая залита в термометр (обычно это спирт или ртуть), при изменении температуры окружающей среды.

В связи с запретом применения ртути во многих областях деятельности ведется поиск альтернативных наполнений для бытовых термометров. Например, такой заменой может стать сплав галинстан.

3. Механические термометры

Механический термометр

Оконный механический термометр

Термометры этого типа действуют по тому же принципу, что и жидкостные, но в качестве датчика обычно используется металлическая спираль или лента из биметалла.

4. Электрические термометры

Медицинский электрический термометр

Принцип работы электрических термометров основан на изменении сопротивления проводника при изменении температуры окружающей среды.

Электрические термометры более широкого диапазона основаны на термопарах (контакт между металлами с разной электроотрицательностью создаёт контактную разность потенциалов, зависящую от температуры).

Домашняя метеостанция

Наиболее точными и стабильными во времени являются термометры сопротивления на основе платиновой проволоки или платинового напыления на керамику. Наибольшее распространение получили PT100 (сопротивление при 0 °C - 100Ω) PT1000 (сопротивление при 0 °C - 1000Ω) (IEC751). Зависимость от температуры почти линейна и подчиняется квадратичному закону при положительной температуре и уравнению 4 степени при отрицательных (соответствующие константы весьма малы, и в первом приближении эту зависимость можно считать линейной). Температурный диапазон −200 - +850 °C.

Отсюда, R T сопротивление при T °C, R 0 сопротивление при 0 °C, и константы (для платинового сопротивления) -

Чтобы измерить температуру какого-либо тела, его необходимо привести в тепловой контакт с термометром. Термометр - прибор для измерения температуры. Основной частью термометра является термометрическое тело, приводимое в тепловой контакт с объектом, температуру которого надо измерить. В жидкостных термометрах термометрическим телом служит либо ртуть, либо подкрашенный спирт. В термометрах сопротивления термометрическим телом служит металлическая проволока, а температура определяется по ее электрическому сопротивлению. Термометр не должен иметь большой массы: массивный термометр изменит температуру того тела, с которым он приведен в тепловой контакт.Термометр фиксирует свою собственную температуру, равную температуре тела, с которым он находится в термодинамическом равновесии.Для измерения температуры можно воспользоваться зависимостью любой макроскопической величины (объема, давления, электрического сопротивления и др.) от температуры. На практике чаще всего используют зависимость объема жидкости (ртути, спирта) от температуры (жидкостные термометры). Необходимо прежде всего создать температурную шкалу, позволяющую приписывать температуре определенные числа. Устройство большинства термометров основано на предположении, что положенное в основу измерения физическое свойство термометрического тела линейно непрерывно зависит от температуры. Для построения шкалы выбирают две так называемые реперные точки, которым приписываются произвольные значения температуры, а шкала между ними делится на равные части. Этим устанавливается единица измерения температуры. В метрической системе для практического употребления принята шкала Цельсия (Международная практическая шкала температур). При построении этой шкалы принимают, что при нормальном атмосферном давлении температура плавления льда равна 0 °С, а температура кипения воды 100 °С (реперные точки). Шкалу между точками 0 и 100 делят на 100 равных частей, называемых градусами. Перемещение указателя (в жидкостных термометрах - конца столбика жидкости) на одно деление соответствует изменению температуры на 1 °С. Обозначение температуры по шкале Цельсия - t °С.Такие термометры обладают существенными недостатками: 1) диапазон температур ограничен: при низких температурах жидкости затвердевают, при высоких испаряются; 2) показания различных термометров, например ртутного и спиртового, совпадая при 0 °С и 100 °С, не совпадают при других температурах в силу того, что температурные коэффициенты объемного расширения спирта и ртути по-разному зависят от температуры.В отличие от жидкостей все разреженные (идеальные) газы при нагревании одинаково изменяют свой объем и давление, причем давление газа пропорционально температуре. Следовательно, давление газа (при V = const) можно принять в качестве количественной меры температуры. Соединив сосуд, в котором находится газ (чаще водород или гелий), с манометром и проградуировав прибор, можно измерять температуру по показаниям манометра. Такой прибор называется газовым термометром
.