Температура - Смородинский Я.А.
Скачать (прямая ссылка):
точностью примерно 1Q (по нашей шкале).
Термометры флорентийских мастеров (рис. 2) представляли собой очень
красивые приборы, почти произведения искусства. Но, как это бывает, после
них искусство изготовления термометров резко упало. Флорентийские
академики называли своюака-демию "Академией опыта". Она была учреждена во
Флоренции в 1657 г., но еще в 1636 г. Каспар Эйс опубликовал книгу
"Математический чудотворец", в которой была глава "О термометре или
Дребблевом инструменте, посредством которого исследуется градус тепла или
холода, находящегося в воздухе". Сочинение Энса знаменательно тем, что в
нем описана 8-градусная температурная шкала и впервые появилось слово
"термометр". Что же касается "Дреб-блева инструмента", то речь шла о
термометрах, изготовленных со-отечественни ком Галилея Корнелием Дреб-
блем, который занимался изучением расширения нагретых газов (рис. 3).
История термометра многим обязана одному из удивительнейших людей XVII
века-Отто фон Герике. Несмотря на то, что он был бургомистром Магдебурга
и часто разъезжал с дипломатическими поручениями в разные города Европы,
Герике оставил о себе хорошую память в науке. Его опыт с магдебургскими
полушариями, которые не могли разорвать 16 лошадей, вошел
12
Рис. 2. Термометр флорентийских мастеров.
в историю физики. Для того чтобы откачать воздух из полушарий, Герике
построил первый вакуумный насос. Он изготовил также первый барометр,
похожий на прибор Галилея, но с очень длинной трубкой. В отличие от
прибора Галилея, из барометра Герике был откачан воздух, так что вода
заполняла не только длинную трубку, но и часть шара. Барометр был
прикреплен к наружной стене дома, и давление воздуха отмечалось на шкале,
на которую указывал пальцем деревянный человечек, плававший в стеклянном
шаре.
Герике первый стал систематически измерять атмосферное давление и
попытался обнаружить связь между изменением давления и погодой. Забавно,
что Герике называл своюфигурку "вечным двигателем".
Не удивительно, что Герике построил и сравнительно хороший термометр. Он
состоял из латунного шара, заполненного воздухом, и изогнутой в форме
буквы U трубки со спиртом. Как и в барометре, в термометре Герике
температуру указывал деревянный человечек, который с помощью шнура и
блока был связан с латунной запаянной коробочкой, плававшей в открытом
конце термометра (рис. 4).
Термометр Герике также висел на стеке его дома. Герике надо было знать
температуру воздуха в каких-то абсолютных единицах для того, чтобы можно
было сравнивать температуру воздуха в разных местах. Для этой цели на
термометре Герике в середине шкалы стояла точка, около которой указатель
останавливался при первых заморозках, - эту точку и выбрал Герике за
начало шкалы. Ясно, что такой выбор был наивен, но все же Герике сделал
первый шаг.
На возможность избрать в качестве опорной точки термометра точку кипения
воды указал Гюйгенс в 1655 г. Он прямо писал о том, что при таком выборе
можно будет сравнивать температуру ("наблюдательную степень теп-
13
лоты", как он ее называл) в разных местах, не перенося один и тот же
термометр с места на место.
Упомянем еще и работу Ньютона "О шкале степеней тепла и холода",
опубликованную в 1701 г., в которой описана 12-градусная шкала. Нуль он
поместил там же, где помещаем его сейчас и мы, - в точке замерзания воды,
а 12° отвечали температуре здорового человека.
Рис. 4. Термометр и барометр Герике.
Ньютон, таким образом, уже в очень четкой форме говорил о температурной
шкале; по-видимому, и другие физики того времени вплотную подошли к этой
идее. Но термометр еще не стал физическим инструментом.
Понадобилось немало времени, пока пришли к мысли о постоянных точках на
шкале температур. Лишь в 1703 г. Гийом Амонтан, комментируя Ньютона,
описал в мемуарах Парижской академии новый термометр. В этом Термометре
измерялось не увеличение объема
14
воздуха при нагревании, а изменение его давления, для чего воздух
запирался столбиком ртути. В новом термометре Амонтан ввел постоянные
точки отсчета - точку кипения воды (он не знал еще, что эта температура
зависит от давления) и, как это ни удивительно, выбрал в качестве нуля
"ту значительную степень холода", при которой воздух теряет всю свою
упругость. Свой "абсолютный нуль" он выбрал со значительной ошибкой,
поместив его по современной шкале примерно на 240° ниже нуля (но все же
это было немалое достижение). К концу своей деятельности Амонтан построил
и полностью запаянный термометр, сделав его, наконец, совсем не зависящим
от давления атмосферы.
Первый современный термометр был описан в 1724 г. Даниелем Фаренгейтом,
стеклодувом из Голландии. Современников удивило, что спиртовые
термометры, изготовленные Фаренгейтом, согласовывались между собой.
Секрет Фаренгейта был просто в том, что он очень аккуратно наносил
деления на шкалу, используя для этого несколько "опорных" постоянных
точек. Самую низкую температуру суровой зимы 1709 г. он имитировал смесью
