Раків е, довгий шлях термометрів, журнал «хімія» № 9

Градуси Реомюра згадуються в багатьох літературних творах класиків російської літератури. Відома навіть жарт газети «Одеський вісник» в початку 1829 про знаменитого оперному театрі: «Театр буде відкритий тільки тоді, коли сильна холоднеча не перевищуватиме 10 градусів Реомюрова Термометра» (т. Е. Температура стане вище 12,5 ° С) .

Французький астроном Жозеф Нікола Деліль (1688-1768), почесний член Петербурзької академії наук, в 1725-1747 рр. працював в Росії директором астрономічної обсерваторії, поклав початок систематичним астрономічними спостереженнями і точним геодезичним вимірам, керував складанням географічного атласу Росії. Реперними точками розробленої їм шкали температур були температури тих же фазових переходів води, що у Реомюра, тільки точка кипіння приймалася за нуль, а точка замерзання - за 150 °. Правда, зроблено це було за пропозицією члена Петербурзької академії наук медика Йозіас Вайтбрехт (1702-1747). Шкала використовувалася в Росії майже століття, в градусах Делиля вимірював температуру М.В. Ломоносов (1711-1765), помінявши місцями значення для вищої школи й нижчою реперних точок.

Коли студент Андерс Цельсій (Цельсіус, 1701-1744) в шведському місті Упсала приступив під керівництвом професора астрономії Е.Бурмана до метеорологічних спостережень, існувало безліч різноманітних температурних шкал. Мабуть, це і змусило астронома і фізика звернутися до вибору й обгрунтування найбільш надійною шкали. Правда, остаточно це сталося набагато пізніше, коли Цельсій став відомим вченим.

термометр
Ліннея

У 1740 році (за іншими даними, в 1741 або 1742 р) після відвідування декількох європейських обсерваторій він відкрив і очолив шведську обсерваторію в м Упсала. Для обсерваторії потрібні були точні інструменти.

У 1742 р в статті «Спостереження двох фіксованих положень на термометрі» він описав шкалу, яка ділила інтервал жидкофазного існування води на 100 рівних градусів. При цьому він спочатку за нульову позначку прийняв точку кипіння води, а за 100 ° - температуру танення льоду. Він не був першим у використанні стоградусной шкали і, як припускають, використовував пропозицію шведського натураліста, творця класифікацій тваринного і рослинного світу Карла Ліннея (1707-1778).

Лінней спочатку використовував шкалу Фаренгейта і лише після знайомства з термометром Цельсія перейшов на нього. Будучи в Голландії, він в ботанічному саду м Кліффорда в 1737 і 1739 рр. використовував термометри Фаренгейта. На фронтисписі книги Ліннея з описом цього саду зображені путті (маленькі хлопчики) з термометром, зовнішній вигляд якого не відрізняється від сучасного настінного приладу.

У той час термометри були великою рідкістю і ціна кожного доходила до 30 шведських далеров (що еквівалентно місячному заробітку коваля або вартості мушкета). Шведськими інструментами з видозміненій стоградусной шкалою для вимірювання температури були забезпечені експедиції в Північну Америку (+1747) і на Шпіцберген (1758).

Основна частина термометра,
належав особисто Цельсієм

Шкала, запропонована шведськими вченими, виявилася вдалою. Спочатку її називали «нової шкалою Цельсія», потім «шкалою Екстрема» (Деніел Екстрем - майстер, якому замовляв свій термометр в 1743 р Лінней) і «шкалою Стремера». У 1749 р секретар Королівської академії наук Швеції П.Варгентін також називав творцями термометра Цельсія, Стремера і екстреми. Лише в 1948 р з поправкою, що репера вважається потрійна точка води, вона була офіційно названа шкалою Цельсія (хоча зрозуміло, що певний внесок в її створення вніс Лінней, інші шведські вчені і майстри-склодуви). Градус Цельсія позначають ° С.

Ця шкала поступово розширювала сфери застосування, хоча в XVIII в. випускалися термометри, мали навіть по чотири шкали (зокрема, включаючи нині повністю забуті шкали И.Ньютона або кераміста Д.Уеджвуда), а до 1841 р зберігалося не менше 18 інших температурних шкал (у тому числі хіміка Д.Дальтона).

Англійська метеоролог Джеймс Сікс (1731-1793) в 1782 р виготовив перший термометр, який фіксує найбільшу і найменшу температури ( «максимум-мінімум-термометр»). Цей U-образний термометр був заповнений спиртом і ртуттю, мав дві шкали і два сталевих маркера, що переміщуються рідиною. Коли температура ставала нижче або вище екстремальної величини (позитивної або негативної), маркери залишалися на місці. Термометри Сикса виявилися досить зручними і використовуються в метеорології і садівництві до наших днів.

Французький механік і фізик Гійом (Гільйом) Амонтон (1663-1705), який відомий своєю роботою «Нотатки і фізичні досліди з конструювання нових водяних годин, барометрів, термометрів і гігрометрів», в 1702 р удосконалив прилад Галілея. Він зумів забезпечити вимірювання тиску постійного об'єму повітря і поклав тим самим початок сучасним газовим термометрам. У своїх дослідженнях Амонтон першим виявив зв'язок температури і тиску, щільності і тиску газу.

Газовий термометр постійного об'єму.
Тиск в колбі А регулюється рівнем
в резервуарі Б і коліні В, а температура
вимірюється за шкалою у коліна Г

У 1780 р французький фізик, талановитий експериментатор, захоплювався атмосферною електрикою і аеростатами, Жак Олександр Цезар Шарль (1746-1823) показав, що при одному і тому ж підвищенні температури все гази розширюються на одну і ту ж величину. Це властивість дозволило створити температурну шкалу, що має всього одну реперну точку.

Інтенсивні дослідження газових термометрів постійного тиску або постійного обсягу зробив в 1887 р П.Шаппіус. Грунтуючись на його результатах, Міжнародний комітет ваг і мір прийняв водневу шкалу.

Температура є інтенсивним (якісної) величиною. На відміну від неї тепло - екстенсивна (кількісна) величина, яку можна додавати і віднімати. Різниця між температурою і теплом стало зрозумілим після того, як один з найвидатніших хіміків XIX в. блискучий експериментатор шотландець Джозеф Блек (1728-1799) ввів в середині століття поняття прихованої теплоти і теплоємності. Він задумався над експериментами, проведеними Фаренгейтом, і прийшов до нових висновків. Щоб лід розтанув, треба підвести тепло; коли вода замерзає, тепло виділяється. При замерзанні переохолодженої рідини температура піднімається стрибком, тому що виділяється прихована теплота плавлення. Щоб нагріти рівні об'єми або маси різних рідин на один градус, потрібне неоднакове кількість тепла, тому що рідини мають різну теплоємність. Блек, який поставив теплові властивості в центр свого розуміння хімії, показав, як можна вимірювати кількість тепла, і повинен вважатися основоположником калориметрії.

Влітку 1783 французький астроном, математик, фізик-теоретик, почесний член Петербурзької академії наук П'єр Симон Лаплас (1749-1827) представив Королівської академії наук доповідь про результати перших теплових вимірювань, проведених спільно з французьким хіміком, одним з основоположників сучасної хімії Антуаном Лораном Лавуазьє (1743-1794). Ці виміри були виконані за допомогою сконструйованого ними крижаного калориметра. Пізніше Лавуазьє і Лаплас прийшли до висновку, що кількість тепла, необхідне для розкладання будь-якого з'єднання на його складові частини, в точності дорівнює кількості тепла, що виділяється при утворенні того ж з'єднання із складових частин. Хімія придбала нові можливості завдяки виникненню калориметрії (термін ввів Лавуазьє в 1789 р) і термохімії. Тепло з поняття перетворилося в вимірювану величину.

Схожі статті