Адамдарға өркениетті қоғам дамуының басынан бастап физикалық денелер мен сұйықтықтардың температурасын өлшеу қажет болды. Термометрлерді жасау тарихы бірнеше ғасырлар бұрын басталады. Осы мақсатқа арналған алғашқы құрылғылар қандай болғанын білейік? Термометр шкаласын кім ойлап тапты? Алғашқы термометр қашан ойлап табылды?
Алғашқы термометр
Қазіргі термометрдің бастаушысы - термобароскоп деп аталатын өте қарапайым құрылғы. Осы категориядағы термометрлердің жасалу тарихы бізді сонау 1597 жылға дейін апарады. Дәл осы кезде белгілі ғалым Галилео Галилей сұйықтықтың температурасын өлшейтін құрылғыны жасауға бағытталған тәжірибелерін жүргізді.
Алғашқы термометр конструкциядан басқа ештеңе емес еді, ол ортасында кішкентай шары бар жұқа шыны түтікпен ұсынылған. Өлшеу кезінде термобароскоптың төменгі бөлігі қыздыруға ұшырады. Содан кейін түтік суға қойылды. Бірнеше минуттан кейін ауақұрылым салқындатылды, бұл қысым мен доптың қозғалысының төмендеуіне әкелді.
Өкінішке орай, ғалым құрылғыны аяқтай алмады. Ол ешқашан өзінің практикалық қолданылуын таппаған. Термометр шкаласы болған жоқ. Сондықтан құрылғыны пайдалана отырып, қоршаған кеңістіктің немесе сұйықтықтардың температурасының нақты сандық көрсеткіштерін анықтау мүмкін болмады. Мұндай термометр тек белгілі бір заттың қызуын анықтауға жарамды болып шықты.
Галилейдің термобароскопын өңдеу
Термометрлердің жасалу тарихы Галилейдің практикалық құрылғыны ойлап табудың бекер әрекеттерімен аяқталмады. 1657 жылы өнертапқыштың алғашқы сынақтары мен қателіктерінен кейін 60 жылдан кейін оның жұмысын Флоренция ғалымдары тобы жалғастырды. Олар термобароскоптың негізгі кемшіліктерін жоюға, атап айтқанда, құрылғыға градация шкаласын енгізуге қол жеткізді. Сонымен қатар, флоренциялық ғалымдар герметикалық шыны түтікте вакуум жасап, алынған өлшеу нәтижелерінің атмосфералық қысымға тәуелділігін жойды.
Кейінірек бұл құрылғы да жетілдірілді. Ондағы су шарап спиртімен ауыстырылды. Осылайша, термобароскоп қоршаған орта температурасы өзгерген кезде сұйықтықтың кеңею принципі бойынша жұмыс істей бастады.
Санторио термометрі
1626 жылы Падуа қаласынан жергілікті университетте профессор болған итальяндық ғалым Санторио термометрдің жеке нұсқасын жасады. Оның көмегімен адам денесінің температурасын өлшеу мүмкін болды. Дегенмен, құрылғы практикалық қолдануды таппады,өйткені бұл өте ауыр болды. Құрылғының көлемі соншалықты әсерлі болды, сондықтан өлшем алу үшін оны аулаға шығару керек болды.
Санторио термометрі қандай болды? Құрылғы орамды, ұзын түтікке қосылған шар түрінде жасалған. Соңғысының бетінде шкаланың бөлімдері бар. Түтіктің бос ұшы бояуы бар сұйық затпен толтырылған. Түтік қыздырылған затқа салынған кезде, түсті ішкі орта шкаладағы сол немесе басқа мәнге жетті.
Бір өлшем шкаласын ойлап табу
Термометрлердің жасалу тарихы термометрдің тиімді дизайнын жасау әрекеттерін ғана емес, сонымен қатар объективті өлшеу шкаласын құру бойынша жұмыстарды қамтиды. Бұл саладағы ең сәтті тәжірибелердің бірі неміс физигі Габриэль Фаренгейттің табысы болды. Ол 1723 жылы сол кездегі термометрлердің колбасындағы спиртті сынапқа ауыстыруға шешім қабылдады.
Ғалым шкаласы үш анықтамалық нүктенің болуына негізделген:
- біріншісі нөлдік су температурасына сәйкес келді;
- шкаладағы екінші нүкте 32 градусқа сәйкес келді;
- үшінші - судың қайнау температурасына тең.
Швед физигі, метеорологы және астрономы Андерс Цельсий ақыры термометрдің шкаласын жақсартты. 1742 жылы эксперименттер кезінде ол термометр шкаласын 100 тең интервалға бөлуге шешім қабылдады. Жоғарғы көрсеткіш мұздың еру температурасына, ал төменгі көрсеткіш судың қайнау температурасына сәйкес келді. Цельсий шкаласы бүгінгі күнге дейін термометрлерде қолданылады.күні. Бірақ бүгінде ол өлшеу құралдарына төңкеріліп орнатылған. Осылайша, жоғарғы 100o енді судың қайнау температурасына сәйкес келеді, ал төменгісі 0o ретінде қабылданады.
19 ғасырдың ортасында кең аудиторияға лорд Кельвин ретінде белгілі ағылшын физигі Уильям Томсон өлшеу шкаласының өз нұсқасын ұсынды. Ол өлшеулер үшін бастапқы нүкте ретінде температураны таңдады, ол -273oС тең болды. Дәл осы көрсеткіш физикалық объектілердің молекулаларындағы кез келген қозғалысты болдырмайды. Дегенмен, мұндай шкалаға негізделген құрылғылар тек ғылыми қауымдастықта өз қолдануын тапты.
Қазіргі термометрлердің түрлері мен құрылғылары
Термометрдің ең қарапайым түрі - кәдімгі шыны термометр, ол қазір әр үйде бар. Дегенмен, мұндай құрылғылар бірте-бірте өткен нәрсеге айналуда. Құрылғының колбасын улы сынаппен толтыру тұрмыстық мақсатта өте қауіпсіз шешім емес.
Қазіргі уақытта сандық құрылғылар сынапты термометрлерге балама ретінде біртіндеп қолданылуда. Соңғысы кірістірілген электрондық сенсор арқылы қоршаған орта температурасын өлшейді.
Соңғы өнертабыстарға келетін болсақ, олар инфрақызыл термометрлер және бір рет қолданылатын терможолақтар. Дегенмен, мұндай құрылғылар әлі кең қолданбаны таба алмады.
Қорытынды
Сонымен біз термометрді кім, қандай құрылғыларды ойлап тапқанын білдікосы санаттағылар бүгінде пайдаланушыларға қолжетімді. Ақырында, осы мақсатқа арналған құрылғылар заманауи адам үшін ерекше маңызды екенін атап өткім келеді. Термометр дене температурасын жылдам анықтауға мүмкіндік беріп қана қоймайды, сонымен қатар сыртта қаншалықты жылы немесе суық екенін білуге мүмкіндік береді. Пешке орнатылған термометр пісірудің оңтайлы температурасын сақтауға көмектеседі, ал тоңазытқыштағы ұқсас құрылғы тағамды сақтау сапасын бақылауға көмектеседі.
