伽利略溫度計

人類早就對大自然中的溫度不同有所感受了：夏季的酷熱，冬季的寒冷；火的燙手，冰的刺骨……不過，那時人們對溫度高低的辨別并沒有一個標準。
　　隨著社會的進步與發(fā)展，人們越來越需要一把測量溫度的“尺子”。我國人民在這方面也積累了許多有益的經驗。據(jù)計載，戰(zhàn)國時期，我國人民就知道將水存放在瓶內，通過觀察水是否結冰來推測氣溫下降的程度；漢代初期，有了以冰測溫的辦法，即通過觀察冰的狀態(tài)，了解氣溫。不過，發(fā)明溫度計的，是意大利科學家伽利略。
　　伽利略于1564年2月15日出生在意大利的比薩城。他從小就表現(xiàn)出強烈的求知欲望。大自然中的一草一木，天空中的星星、太陽，都能引起他極大的好奇。他在17歲那年，按照父親的意愿，考上了比薩大學醫(yī)科專業(yè)。
　　伽利略在學習醫(yī)學的過程中，認識到人的生病與體溫變化有很大的關系，也就是說，通過了解人的體溫有助于確定其身體狀態(tài)。可在當時，醫(yī)生只能用手觸摸病人，憑感覺來推測人體的大致溫度。這種方法顯然容易產生誤差，并不。
　　伽利略想：能不能發(fā)明一種可以地測出病人體溫的儀器呢?
　　于是，伽利略開始構思這種新儀器的使用原理。他想了許多辦法，可一個個都被他自己否認了。
　　一天，他在沉思之中，看到一位小孩正在玩一種玩具。這種玩具據(jù)說是古希臘人發(fā)明的。它的結構很簡單：在U形的玻璃管里裝一半水，將彎管的一端用鉛球密封，另一端用玻璃球密封，使管中的空氣跑不出來。玩的時候，在鉛球下加熱，U形管中的水就會向回退縮；移開鉛球下的火源，鉛球冷卻，水就會升到原來的位置。
　　伽利略觀察著，產生了一個新的想法：“為什么不根據(jù)熱脹冷縮的現(xiàn)象來制作呢?”
　　于是，伽利略便對熱脹冷縮現(xiàn)象進行進一步的研究，并在此基礎上設計了許多方案。然而，科學發(fā)明不可能一賦而就，他的方案又一次次的失敗了。
　　寒來暑往，10余年的時間過去了。1593年，伽利略發(fā)明了*支空氣溫度計。這種氣體溫度計是用一根細長的玻璃管制成的。它的一端制成空心圓球形；另一端開口，事先在管內裝進一些帶顏色的水，并將這一端倒插入盛有水的容器中。在玻璃管上等距離地標上刻度。這樣，當外界溫度升高時，玻璃球內氣體膨脹，使玻璃管中水位降低；反之，溫度較低時，玻璃球內氣體收縮，玻璃管中的水位就會上升。
　　空氣溫度計的發(fā)明，導致了體溫計的問世。
　　伽利略的一位朋友、帕多瓦大學醫(yī)學教授?？送辛羲?，一直在關注著伽利略研制溫度計的進展。當他看到世界上*支空氣溫度計后，按照自己的設想和診病需要，對氣體溫度計進行了改進，在1600年制成了世界上*支體溫計。
　　*支空氣溫度計雖能測定溫度，但人們發(fā)現(xiàn)它的測定結果并不，因為氣體溫度計下端是與大氣相通的，玻璃管中的水位高度不僅受到空心球中空氣溫度的影響，而且還受到大氣壓強的影響。也就是說，即使溫度不變，玻璃管內的水的高度也會有所差異。
　　此時，伽利略手頭的其他研究工作十分繁忙，他沒有精力對空氣溫度計進行改進。他的學生斐迪南在老師的指導下，決定用液體代替空氣溫度計中的空氣。
　　1654年，斐迪南經過對各種液體的試驗之后，研制出了世界上*支酒精溫度計。它是往玻璃球里注適量酒精，再加熱玻璃球，用酒精蒸氣趕跑玻璃管中的空氣，然后迅速把玻璃管口封死。這樣，它就可以避免大氣壓強的影響。
　　可是，經過一段時間的使用，人們發(fā)現(xiàn)，酒精溫度計也存在不足之處，即當用它測開水的溫度時，溫度計內一片模糊。原來，水的沸點是100℃，酒精的沸點是78℃，因此將酒精溫度計置于開水之中時，酒精早已變成氣體了。顯然，只有用高沸點的液體代替酒精，才能解決這一問題。1659年，法國天文學家布里奧，利用水銀沸點較高的特性，制成水銀溫度計。這種溫度計可測得357℃的高溫，也可測得-39℃的低溫。
　　隨著科學技術的發(fā)展，人們對測溫儀器的要求越來越高。到了19世紀末20世紀初，許多科學家運用各種物理原理，發(fā)明了多種形式的新型溫度計，如電阻式溫度計、輻射式高溫計、光測高溫計、氫溫度計等。
　　這種溫度計的缺點是管中液柱的升降變化還要受到大氣壓變化的影響，因此誤差比較大
　　zui早的溫度計是在1593年由意大利科學家伽利略（1564～1642）發(fā)明的。他的*只溫度計是一根一端敞口的玻璃管，另一端帶有核桃大的玻璃泡。使用時先給玻璃泡加熱，然后把玻璃管插入水中。隨著溫度的變化，玻璃管中的水面就會上下移動，根據(jù)移動的多少就可以判定溫度的變化和溫度的高低。這種溫度計，受外界大氣壓強等環(huán)境因素的影響較大，所以測量誤差大。
　　后來伽利略的學生和其他科學家，在這個基礎上反復改進，如把玻璃管倒過來，把液體放在管內，把玻璃管封閉等。比較突出的是法國人布利奧在1659年制造的溫度計，他把玻璃泡的體積縮小，并把測溫物質改為水銀，這樣的溫度計已具備了現(xiàn)在溫度計的雛形。以后荷蘭人華倫海特在1709年利用酒精，在1714年又利用水銀作為測量物質，制造了更的溫度計。他觀察了水的沸騰溫度、水和冰混合時的溫度、鹽水和冰混合時的溫度；經過反復實驗與核準，zui后把一定濃度的鹽水凝固時的溫度定為0℉，把純水凝固時的溫度定為32℉，把標準大氣壓下水沸騰的溫度定為212℉，用℉代表華氏溫度，這就是華氏溫度計。
　　在華氏溫度計出現(xiàn)的同時，法國人列繆爾（1683～1757）也設計制造了一種溫度計。他認為水銀的膨脹系數(shù)太小，不宜做測溫物質。他專心研究用酒精作為測溫物質的優(yōu)點。他反復實踐發(fā)現(xiàn)，含有1/5水的酒精，在水的結冰溫度和沸騰溫度之間，其體積的膨脹是從1000個體積單位增大到1080個體積單位。因此他把冰點和沸點之間分成80份，定為自己溫度計的溫度分度，這就是列氏溫度計。

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