Таяние льда цельсий фаренгейт

Перевести Фаренгейты в градусы Цельсия

Онлайн калькулятор для перевода градусов Фаренгейта в градусы Цельсия и обратно, может перевести градусы Фаренгейта в Кельвина и наоборот.

Конвертер переводит шкалы градусов по Фаренгейту °F в градусы по Цельсию °C или Кельвину.
Калькулятор ответит на вопросы: какой температуре по Фаренгейту соответствует температура по Цельсию и Кельвину.

1 градус по Фаренгейту = — 17 градусов по Цельсию

Градус Фаренгейта (обозначение: °F) — единица измерения температуры. Назван в честь немецкого учёного Габриеля Фаренгейта, предложившего в 1724 году шкалу для измерения температуры.

На шкале Фаренгейта температура таяния льда равна +32 °F, а температура кипения воды +212 °F (при нормальном атмосферном давлении). При этом один градус Фаренгейта равен 1/180 разности этих температур. Диапазон 0…+100 °F по шкале Фаренгейта примерно соответствует диапазону -17,8…+37,8 °C по шкале Цельсия. По изначальному предложению ноль по шкале Фаренгейта определялся по самоподдерживающейся температуре смеси воды, льда и хлорида аммония (соответствует примерно -17,8 °C). Абсолютному нулю на шкале Фаренгейта соответствует значение -459,67 °F

Формулы для перевода градусов Фаренгейта в Цельсия и наоборот:

Шкала Фаренгейта существует уже 290 лет. В англоязычных странах она была приоритетной шкалой в промышленности, медицине и метеорологии до 60-х годов 20 века. В последствии страны Европы перешли на шкалу Цельсия. Но по-прежнему особенная привязанность к шкале Фаренгейта отмечается в США.

Источник

О различных температурных шкалах

История

Слово «температура» возникло в те времена, когда люди считали, что в более нагретых телах содержится большее количество особого вещества — теплорода, чем в менее нагретых. Поэтому температура воспринималась как крепость смеси вещества тела и теплорода. По этой причине единицы измерения крепости спиртных напитков и температуры называются одинаково — градусами.

Из того, что температура — это кинетическая энергия молекул, ясно, что наиболее естественно измерять её в энергетических единицах (т.е. в системе СИ в джоулях). Однако измерение температуры началось задолго до создания молекулярно-кинетической теории, поэтому практические шкалы измеряют температуру в условных единицах — градусах.

Шкала Кельвина

В термодинамике используется шкала Кельвина, в которой температура отсчитывается от абсолютного нуля (состояние, соответствующее минимальной теоретически возможной внутренней энергии тела), а один кельвин равен 1/273.16 расстояния от абсолютного нуля до тройной точки воды (состояния, при котором лёд, вода и водяной пар находятся в равновесии). Для пересчета кельвинов в энергетические единицы служит постоянная Больцмана. Используются также производные единицы: килокельвин, мегакельвин, милликельвин и т.д.

Шкала Цельсия

В быту используется шкала Цельсия, в которой за 0 принимают точку замерзания воды, а за 100° точку кипения воды при атмосферном давлении. Поскольку температура замерзания и кипения воды недостаточно хорошо определена, в настоящее время шкалу Цельсия определяют через шкалу Кельвина: градус Цельсия равен кельвину, абсолютный ноль принимается за −273,15 °C. Шкала Цельсия практически очень удобна, поскольку вода очень распространена на нашей планете и на ней основана наша жизнь. Ноль Цельсия — особая точка для метеорологии , поскольку замерзание атмосферной воды существенно всё меняет.

Шкала Фаренгейта

В Англии и, в особенности, в США используется шкала Фаренгейта. В этой шкале на 100 градусов раздёлен интервал от температуры самой холодной зимы в городе, где жил Фаренгейт, до температуры человеческого тела. Ноль градусов Цельсия — это 32 градуса Фаренгейта, а градус Фаренгейта равен 5/9 градуса Цельсия.

В настоящее время принято следующее определение шкалы Фаренгейта: это температурная шкала, 1 градус которой (1 °F) равен 1/180 разности температур кипения воды и таяния льда при атмосферном давлении, а точка таяния льда имеет температуру +32 °F. Температура по шкале Фаренгейта связана с температурой по шкале Цельсия (t °С) соотношением t °С = 5/9 (t °F — 32), то есть изменение температуры на 1 °F соответствует изменению на 5/9 °С. Предложена Г. Фаренгейтом в 1724.

Шкала Реомюра

Предложенна в 1730 году Р. А. Реомюром, который описал изобретённый им спиртовой термометр.

Единица — градус Реомюра (°R), 1 °R равен 1/80 части температурного интервала между опорными точками — температурой таяния льда (0 °R) и кипения воды (80 °R)

В настоящее время шкала вышла из употребления, дольше всего она сохранялась во Франции, на родине автора.

Пересчёт температуры между основными шкалами

Источник

Почему абсолютный ноль это -273,15°С?

Физические явления, ежесекундно происходящие в каждой точке Вселенной, бывают как просты, так и сложны одновременно. Ежедневно ученые бьются над разгадкой их тайн, желая подчинить себе законы природы. Одна из таких тайн – это явление под названием «Абсолютный нуль».

В чем заключается его суть? Можно ли достичь абсолютного нуля? И почему он соответствует значению -273,15°С?

Что такое температура?

Прежде чем затронуть более глубокий вопрос, стоит разобраться в таком простом понятии, как температура. Что это такое? Под температурой тела подразумевают степень его нагретости .

Согласно термодинамике, данная степень находится в тесной взаимосвязи со скоростью движения молекул тела. В зависимости от его состояния, молекулы либо хаотически движутся (газообразное, жидкое), либо упорядочены и заключены в решетки, но при этом колеблются (твердое). Хаотичное движение молекул еще называют броуновским движением.

Таким образом, нагрев тела лишь увеличивает его энтропию, то есть хаотичность и интенсивность движения частиц. Если твердому телу передать тепловую энергию, его молекулы из более упорядоченного состояния начнут переходить в состояние хаотичное. Материя станет плавиться и превратится в жидкость.

Молекулы данной жидкости будут разгоняться все быстрее, и после точки кипения состояние тела начнет переходить в газообразное . А что если провести обратный опыт? Молекулы охлаждаемого газа станут замедляться, в результате чего он начнет процесс конденсации.

Газ превратиться в жидкость, которая затем затвердеет и перейдет в состояние твердого тела. Его молекулы упорядочены, и каждая находится в узле кристаллической решетки, но при этом все же колеблется. Охлаждение твердого тела приведет к тому, что это колебание будет становиться все менее заметным.

А можно ли охладить тело настолько, чтобы молекулы и вовсе замерли на месте? Этот вопрос будет рассмотрен позже. А пока стоит остановиться еще раз на том, что такое понятие, как температура, независимо от способа ее измерения (шкала Цельсия, Фаренгейта или Кельвина) – это все лишь удобная физическая величина, помогающая передать информацию о кинетической энергии молекул того или иного тела.

Почему -273,15°С?

Существует несколько систем измерения температуры – это градусы по Цельсию и Фаренгейту, и Кельвины. Упоминая абсолютный нуль, физики имеют в виду именно последнюю шкалу, которая, по сути, является абсолютной. Потому что начальной точкой шкалы Кельвина является абсолютный нуль.

При этом в ней отсутствуют отрицательные значения. В физике при измерении температур используются Кельвины. По Фаренгейту это значение соответствует -459,67°F.

В системе привычного всем Цельсия абсолютный нуль равен -273,15°С. Все потому, что разработавший ее шведский астроном Андрес Цельсий решил упростить систему, сделав ее основными точками температуру таяния льда (0°С) и температуру закипания воды (100°С). Согласно Кельвину температура замерзания воды это 273,16 К.

То есть разница между системой Кельвина и Цельсия составляет 273,15°. Именно из-за данной разницы абсолютный ноль соответствует такой отметке на шкале Цельсия. Но откуда же взялся этот ноль?

Что же такое абсолютный нуль?

В изложенном выше примере с охлаждением твердого тела было показано, что чем ниже его температура, тем более упорядочено ведут себя молекулы. Их колебания замедляются, а при температуре -273,15°С они совершенно «замерзают». Можно сказать, что при абсолютном нуле молекулы абсолютно замедляются и прекращают движение.

Правда, согласно принципу неопределенности, мельчайшие частицы все равно будут осуществлять минимальное движение. Но это уже понятия квантовой физики. Поэтому абсолютный ноль не подразумевает совершенный покой, однако он подразумевает полный порядок среди частиц твердого тела.

Исходя из данного контекста, абсолютный нуль – этот та минимальная граница температуры, которую способно иметь физическое тело. Ниже уже некуда. Более того, еще никто и никогда не добивался температуры тела, равной абсолютному нулю. Согласно законам термодинамики достижение абсолютного нуля является невозможным.

Источник

Цельсий, Фаренгейт.

Все нуждается в измерении. И температура – не исключение. А для того, чтобы разработать способ, каким она будет измеряться, нужно придумать единицу измерения и установить какую-то контрольную точку, с которой температура будет сравниваться. Ученые разных стран понимали, что шкала для измерения температуры необходима и пытались ее разработать. Наиболее известными стали четыре шкалы: Цельсия, Кельвина, Фаренгейта и Реомюра.

Все они в качестве контрольных точек используют температуры кипения воды и ее замерзания. А чем же они отличаются? Попробуем разобраться.

Самой понятной для нас является шкала Цельсия. Ее разработал шведский астроном Андерс Цельсий в 1742 году. Он нашел самое простое решение. Он просто разделил разницу между температурой кипения и точкой замерзания воды на сто и получил таким образом единицу измерения. Единственной странностью этой шкалы было то, что за ноль принималась температура кипения, а за 100 – температура замерзания. Через три года его земляк, ботаник Карл Линней предложил перевернуть шкалу и в таком виде она дошла до наших дней.

Шкала Кельвина появилась в 1846 году. Строго говоря, называть ее так стали позже, когда физику Уильяму Томсону было присвоено звание лорда Кельвина. Так вот, он предложил оставить ценой деления градус Цельсия, но за ноль принять температуру абсолютного нуля – минимально возможной температуры в нашей Вселенной. По этой шкале лед тает при 273,15 градусах, а вода кипит при 373,15. Отрицательных значений в этой шкале нет.

Шкала Реомюра была придумана немного раньше шкалы Цельсия, в 1730 году французов Рене Реомюром. Одно время эта шкала была довольно популярна, она даже несколько раз упоминается в рассказах Чехова. Реомюр пользовался спиртовым термометром и установил, что от нагреваясь от температуры замерзания воды до температуры ее кипения спирт расширяется на 8%. Поэтому он установил ноль своей шкалы там же, где и Цельсий, а вот температуру кипения обозначил как 80 градусов. Получалось, что при нагреве на 1 градус спирт расширяется на одну тысячную объема. Это была не самая удобная шкала и постепенно она практически пропала.

Самой путанной для нас можно считать шкалу Фаренгейта, распространенную в США и еще нескольких странах. Разработал ее немецкий ученый Габриель Фаренгейт в 1726 году. Разницу между кипением и замерзанием воды он поделил не на 100 градусов, как Цельсий, а на 180. Но это не все. За ноль он принял самую низкую температуру воздуха, которую зафиксировал зимой 1709 года в родном городе Данциге. Поэтому по этой шкале лед тает при 32 градусах, а вода кипит при 212.

Для перевода температуры из одной шкалы в другую есть таблицы и приложения для гаджетов.

Благодарю за прочтение. Подписывайтесь, ставьте лайки, пишите комментарии. Спасибо!

Источник

Температурные шкалы

Немного бесполезной информации.

Все элементарное просто, но все простое не всегда элементарно. Все мы слышали про различные температурные шкалы, но не все мы знаем, что их на самом деле несколько больше, чем те три, что у всех на слуху. Итак, начнем с самым распространенных, а закончим рассолом.

Шкала Цельсия (Цельсий, Celsius, °C)

Используется в быту, но не везде (вспомним Фаренгейта). 0° — точка замерзания воды, 100° — точка кипения воды при нормальном атмосферном давлении. Придумана Андерсом Цельсием аж в 1742 году.

Шкала Фаренгейта (Фаренгейт, Fahrenheit, °F)

Используется в быту, но не везде, а в основном в Англии и США. Определение ее такое (из Википедии) — это температурная шкала, 1 градус которой (1 °F) равен 1/180 разности температур кипения воды и таяния льда при нормальном атмосферном давлении, а точка таяния льда имеет температуру +32 °F. Придумал Габриэль Фаренгейт в 1724 году.

Формула перевода в градусы Цельсия:

Шкала Кельвина (Кельвин, Kelvin, K)

В быту как-то не очень. Родилась от желания получить шкалу с абсолютным нулем (отсутствием термодинамической энергии).

Названа в честь Уильяма Томсона. Казалось бы — причем здесь Кельвин. А вот Уильям Томсон был Lord Kelvin, вот так вот.

Определил он абсолютный ноль теоретическим путем и было это -273°C. Ну а за один градус был принят градус Цельсия, что сделало перевод между этими двумя шкалами тривиальным. Случилось это в 1848 году.

А в 1954 году на десятой главной конференции мер и весов (Conférence Générale des Poids et Mesures, CGPM) решили, что фиксированной точкой шкалы Кельвина будет тройная точка воды (нашел старенький пост @Chemicat, ), и температура ее будет 273.16K.

Кстати, K пишется без значка градуса с 1968 года после 13 главной конференции, и градус после этой конференции стал 1/273.16 температуры тройной точки воды (ну как бы все равно тот же один градус как у Цельсия получился, только теперь научно).

Шкала Ранкина (Ранкин, Rankine, °Ra)

Абсолютная температурная шкала, тоже самое, что и шкала Кельвина для Цельсия, только для Фаренгейта. То есть размер одного градуса Ранкина совпадает с размером одного градуса Фаренгейта. Была предложена в 1859 году Уильямом Ранкином. Ноль градусов Ранкина это -459.67°F и 0K (ноль градусов Кельвина). Мало что градуируют в абсолютной температурной шкале, и все больше в Кельвинах, конечно. Так англичане (Кельвин) победили шотландцев (Ранкин).

Шкала Делиля (Делиль, Delisle, °De)

Уже давно не используется, но была когда-то. Придумал в 1732 году Жозеф Николя Делиль. Ноль — температура кипения воды, а один градус это минус две трети градуса Цельсия (потому что температура замерзания воды по этой шкале 150°De).

Отсчет положительных значений идет в противоположном направлении таковому у Цельсия.

Вообще, это не очень удивительно — у Цельсия все тоже было сначала наоборот, но производители термометров развернули. А до Делиля руки не добрались — быстро как-то эта шкала зачахла.

Формула перевода в градусы Цельсия:

Шкала Реомюра (Реомюр, Réaumur, °Ré, °Re)

Предложил Рене Антуан Реомюр в 1730 году. Собственно точка замерзания воды — 0°Re, точка кипения воды 80°Re.

Почему 80 — потому что 80 можно было делить пополам 4 раза, и все время получать целое число. Очень было модно у французов.

Формула перевода в градусы Цельсия:

Шкала Рёмера (Рёмер, Rømer, °Rø)

Предложена датчанином Оле Кристенсеном Рёмером в 1701 году. Ноль градусов по этой шкале — температура замерзания рассола . Ох уж эти датчане. Потом правда Оле одумался и назначил 7.5°Rø температуре замерзания воды. Ну а температура кипения воды — 60°Rø.

Почему же все эти забавные шкалы (ну, кроме верхних трех, с натяжкой, четырех) отвалились? Потому что французы, когда изобретали метрическую систему, решили что десятки — это то, что нам надо, и приняли судьбоносное решение использовать шкалу Цельсия. Так метрическая система, в лице Цельсия, заборола всех остальных.

Дубликаты не найдены

-17℃, а за 100℉ — температуру своей больной жены

Такую историю я слышал в школе.

Видимо он ничего не слышал о России, где люди выживают в невероятных условиях при отрицательных температурах.

0° — точка замерзания воды, 100° — точка кипения воды при нормальном атмосферном давлении. Придумана Андерсом Цельсием аж в 1742 году.

В той шкале, что Андерс Цельсий придумал, 0° ― был точкой кипения, а 100° ― тройная точка воды.

То что сейчас используется ― это шкала Цельсия-Линнея от 1745-го.

Точку кипения при нормальном давлении, очевидно. Это единственное слабое место шкалы Цельсия для самостоятельной калибровки термометра: она будет зависеть от внешнего атмосферного давления. Если вблизи уровня моря погрешность из-за погодных фронтов будет ничтожной, то первичная калибровка термометра на высоте становится невозможной.

Температура кипения воды повышается на 3 градуса при спуске на каждый километр. А на высоте 5000м чайник закипит при 85 градусах Цельсия. Как-то так.

До сих пор не понимаю, почему наглосаксы не перешли на Цельсия и ед. измерения СИ

Кельвин, он же Кевин, он же Гоша, он же Жора? Этот?

Прочитал «Температурные шакалы», сначала даже не удивился — от Пикабу всего можно ожидать.

Типа: «еб%%ие шакалы же есть, почему бы не быть температурным».

Вполне соответствовало первому предложению поста, кстати.

вообще-то 0° Цельсия — точка плавления льда, а не замерзания воды.

И какова же температура замерзания воды?

В каком состоянии вода находится в диапазоне между 0 ⁰C и 4 ⁰C?

Зависит от состава, где больше соли — жидкая, где меньше — лед.

Т.е. вода, «где меньше соли», замёрзнет при температуре выше 0⁰ C?

Чем больше соли — тем ниже температура замерзания.

Вопрос: В каком состоянии вода находится в диапазоне между 0 ⁰C и 4 ⁰C?

Ответ: Зависит от состава, где больше соли — жидкая, где меньше — лед.

Вывод: По вашим словам выходит, что при определённой низкой концентрации солей — вода может замёрзнуть при температуре выше 0⁰.

Если докопаться до очевидной и уже исправленной ошибки важнее, чем понять мою точку зрения — это мое последнее сообщение.

Важнее — то, что вами было сделано в бредовое утверждение «Замерзает при ноле, а тает при 4 вроде.«, на которое пытались тонко намекнуть (и словами, и котом), но вы продолжили упираться и ушли в ещё большую дичь — начали про какие-то соли.

Просветите меня, где в слове «вода» вы нашли слово «соли»?

Дайте предугадаю — «не бывает 100% воды«, «всегда есть примеси» и т.д.?

Может ещё учтём зависимость от давления — а то вода при давлении 3530 атм. замерзает при -17° С, или ещё что-то нибудь, не имеющее отношения к вопросу, приплетём? — Давайте, смелее!

Главное — продолжайте доказывать, что температура кристаллизации и температура плавления не совпадают.

При таянии вода сохраняет температуру в 4 градуса.

Не лед, а вода со льдом. На основе теплоемкости льда и воды.

Праздники градусов

Предыстория: утром появился пост То же самое . Я решила посчитать в каком году возраст Фаренгейта можно было перевести в возраст Цельсия по формуле перевода соответствующих градусов, чтобы шутка была верной. Посчитала с точностью до года. @yumi.salt предложил добавить расчеты в Лигу Упоротых Расчетов. Я решила, что это недостаточно упорото и пересчитала с точностью до дня.

Фаренгейт родился 24 мая 1686 года. Представим это как 1686 целых и 144/365, в десятичных дробях 1686,39452. Возраст Фаренгейта представим как (Х — 1686,39452) где Х — искомая дата.

Цельсий родился 27 ноября 1701. Представим как 1701 и 331/365 = 1701,90685. Возраст Цельсия будет равен (Х — 1701,90685).

Подставим в формулу:

(Х — 1686,39452 — 32) * 5 = (Х — 1701,90685) * 9

5х — (5 * 1718,39452) = 9х — (9 * 1701,90685)

4х = 15 317,16165 — 8 591,9726 = 6 725,18905

х = 1 681,2972625 = 1681 год, 19 апреля.

В это время ни один из этих ученых еще не родился. Фаренгейту было минус 5 лет и 35 дней, Цельсию минус 20 лет и 222 дня.

После этого решено было посчитать такую же дату для Фаренгейта/Кельвина.

Уильям Томсон, граф Кельвин родился 26 июня 1824 года. Представим это как 1824 целых и 178/366 (год ведь високосный) = 1824,48634. Возраст Кельвина равен (Х — 1824,48634).

Подставим в формулу:

(Ф — 32) * 5 / 9 = К — 273,15

(Х — 1686,39452 — 32) * 5 = (Х — 1824,48634 — 273,15) * 9

5х — (5 * 1718,39452) = 9х — (9 * 2 097,63634)

4х = 18 878,72706 — 8 591,9726 = 10 286,75446

х = 2 571,688615 = 2571 год, 8е сентября.

Наши далекие потомки смогут отпраздновать этот день, когда Фаренгейту исполнится 885 лет и 107 дней, а Кельвину — 747 лет и 73 дня, что в сущности одно и то же.

Добавление дней в расчеты сместило праздничную дату на 1 год.

Все, упоротый расчет закончен.

То же самое

Как зубы чувствуют холод

Зубные клетки реагируют на резкий холод с помощью собственного температурного рецептора.

Зубы болят от холода потому, что у них повреждена эмаль – из-за бактерий ли, или из-за пищевых кислот. В эмали образуются впадины, полости, выемки, которые делают зубы сверхчувствительными к низкой температуре. Связь между повреждениями эмали и повышенной чувствительностью к холоду была известна давно, но как именно зубы его чувствуют, долгое время оставалось загадкой.

Предполагалось, что здесь всё дело в крохотных каналах с жидкостью, которые пронизывают зуб: от перепада температуры жидкость двигается, и вот это движение жидкости воспринимается как холодовая боль. Но всё упирается в то, где у зубов холодовые рецепторы. Всё-таки зубы – не кожа, обычных терморецепторов на эмали у них нет, и в дентине, который лежит под эмалью, тоже нет. Но где-то они должны быть.

Любой рецептор – это белок (или комплекс белков), который встроен в мембрану сенсорной клетки и который работает как ионный канал. Рецептор реагирует на определённые воздействия – например, на понижение температуры. Когда становится холодно, белок-рецептор открывает поток ионов между наружной и внутренней стороной мембраны. Электрические параметры мембраны из-за этого мгновенно меняются, и возникает электрохимический импульс, который бежит к мозгу.

Около пятнадцати лет назад сотрудники Медицинского института Говарда Хьюза обнаружили ионный канал TRPC5, который оказался сверхчувствителен к холоду. Но обнаружили его как ген и соответствующий ему белок. Где в теле находится TRPC5, было неясно. Точно не в коже: мыши, у которых выключали ген TRPC5, продолжали чувствовать холод. Но тут кто-то вспомнил, что есть ещё один орган, который чувствует холод – это зубы.

Дальнейшие эксперименты на мышах показали, что TRPC5 действительно находится в зубах: у животных с отключённым геном TRPC5 никаких болевых сигналов в ответ на холод от зубов не передавалось. Точно также не было болевых сигналов, если ионный канал TRPC5 блокировали химически, чтобы он не работал. Кстати, вещества, что блокируют канал TRPC5, содержатся в гвоздичном масле – в старые (да и не в очень старые) времена его широко использовали, чтобы снять зубную боль.

Вместе с коллегами из Университета Эрлангена – Нюрнберга и других научных центров исследователи опубликовали статью в Science Advances, в которой говорится, что рецептор TRPC5 несут на себе клетки одонтобласты. Они сидят не границе между пульпой зуба и дентином; собственно, одонтобласты дентин и производят. У них есть длинные отростки, которые заполняет канальцы внутри дентина – те самые канальцы, о которых шла речь выше. Канальцы вместе с отростками одонтобластов могут достигать эмали. И если эмаль повреждена, отросток клетки легко почувствует резкий холод с помощью рецептора TRPC5. Одонтобласты соединены с нейронами, и потому сразу отправляют болевой импульс в мозг.

Конечно, лучше всего, когда сам следишь за зубами и не допускаешь, чтобы бактерии и кислота разрушали их эмаль. Но зубы у всех разные, и у кого-то они всю жизнь остаются плохими, несмотря на все усилия. Может быть, с новыми данными об одонтобластах и их рецепторах у нас появятся эффективные средства, которые позволят людям с холодочувствительными зубами спокойно есть мороженое.

Автор: Кирилл Стасевич

90 градусов

Дорожный знак во время жары в Юте

Это температура воздуха, а не лимит скорости

Даже в Кельвинах проще

Высокий интеллект

Градусы

Такие разные градусы

Сколько сегодня градусов? Как часто вы задаетесь этим вопросом, особенно перед тем как выйти из дома. Температура воздуха (наряду с наличием или отсутствием осадков) стала для нас ключевым параметром текущей погоды, а термометр – привычной частью быта. Но еще несколько столетий назад люди вообще не заботились измерением температуры воздуха, а термометры встречались лишь в немногочисленных научных лабораториях (да и то с XVI века). В этом плане, термометр и телескоп практически ровесники, но сравните, как часто вы пользуетесь телескопом и термометром…И редко задумываемся о том, что термометр имеет свою весьма занимательную историю.

Отличать тепло от холода умеет большинство живых организмов, это мы не можем записать в «актив» достижений человеческого разума. Но еще в древности люди заметили, что при нагревании воздух расширяется. Используя это свойство, александрийский математик и инженер Герон еще во II веке до н.э. построил систему поднятия воды путем нагревания.

Очевидным следующим шагом было научиться измерять степень нагревания/охлаждения воздуха. И, полтысячелетия спустя, другой математик, Филон Византийский якобы сконструировал некий прибор для измерения температуры воздуха и воды. По крайней мере, об этом есть упоминания в некоторых трактатах того времени. Но ни прибор, ни его чертежи так и не найдены, равно как нет информации о попытках повторить работу Филона. Поэтому эту попытку создания термометра мы не засчитываем. Пока не будет доказано иное.

Тысячу лет с лишним подвижек к решению этой задачи (измерения температуры) не было, а затем просто понеслось. Понеслось не случайно: в позднем Средневековье естествознание переживает очередной расцвет, растут университеты, открываются научные лаборатории. И им позарез нужна приборная база. В частности, инструмент, который мог бы точно измерить, как меняется температура (воздуха, растворов и проч.). Над созданием такого инструмента работали многие и сегодня лавры создателя термометра приписывают сразу нескольким ученым.

Перечислю лишь некоторых.

Ян Баптиста ван Гельмонт, уроженец Брюсселя, представитель движения т.н. «ятрохимиков» (наиболее известный из них — Парацельс), стремившихся выделить из алхимических трактатов рациональное зерно и применить его в медицине. Считается, что он первым описал, как должен быть устроен прибор для измерения температуры, но сам его так и не сконструировал.

Итальянский физик Галилео Галилей. Сам он такой прибор не описывал, но его ученики засвидетельствовали, что в 1597 году он создал термоскоп.

Он представлял собой небольшой стеклянный шарик с припаянной к нему стеклянной трубкой, которая помещалась в жидкость. Воздух в стеклянном шаре посредством горелки или простым растиранием ладонями нагревался, в результате чего он начинал вытеснять жидкость в стеклянной трубке, показывая тем самым степень увеличения температуры: чем тоньше была трубка, тем выше была «точность» прибора. Считается, что на эти изыскания Галилея вдохновили описания устройств Герона.

Итальянский же врач Санторио, много лет занимавшийся изучением анатомии и физиологии. Кстати, он преподавал в Падуанском университете примерно в те же годы, когда там обучался Уильям Гарвей, человек, объяснивший, как работает сердце. Для своих опытов Санторио сам придумывал и изготавливал оборудование. Так в 1626 году он построил ртутный термометр, который мог измерять температуру человеческого тела. Прибор мало напоминал современные градусники: имело форму шара и продолговатую извилистую трубку, на которой были нарисованы деления, свободный конец трубки заполняли подкрашенной жидкостью. Измерения были грубыми, но, с точки зрения медицины, главным достижением Санторио было то, что он установил: у здорового человека должна быть постоянная температура тела. Нам это кажется очевидным, но до Санторио врачи об этом не задумывались.

Были и другие претенденты. На протяжении определенного времени, усовершенствования термометров касались их формы и содержимого, но не точности. Голландец Ван-Дребель доработал термоскоп, сделав его более чувствительным и окрасил воду, что облегчило работу с ним. В Флорентийской академии научились делать термометры, не зависящие от атмосферного давления: вместо воды, термометры стали заполнять подкрашенным спиртом, а верх стеклянной трубки запаивать. Но чем больше становилось термометров, тем острее вставал вопрос их «стандартизации», появления общепринятых единиц измерения температуры.

В 1672 году немецкий физик и, по совместительству, бургомистр города Марбурга Отто фон Герике создал семиметровый прибор измерения температуры с восемью делениями, от «великого холода» до «великой жары».

Термометр Герике. Иллюстрация из книги Otto von Guericke’s Experimenta Nova Magdeburgica.

Текущую температуру на шкале указывала подвижная фигурка ангела, а в качестве начальной точки (того самого «великого холода») он взял температуру первых осенних заморозков. Проблема в том, это была величина переменная, а приборам в качестве «точки отсчета» требуется константа.

Примерно в те же годы известный физик Роберт Бойль (1627—1691) предложил принять за исходную точку температуру замерзания воды. Однако вскоре обнаружили, что для построения шкалы одной исходной точки недостаточно. Сначала, с подачи Гюйгенса в качестве второй точки стали брать температуру кипения воды. Далее Ньютон сделал еще более подробную шкалу с шестью температурными отметками: 1° – тающего льда, 2° – человеческой крови, 3° – плавления воска, 4° – кипения воды, 5° – плавления сплава свинца, висмута и олова и 6° – плавления чисто свинца.

Но и такая шкала не была достаточно точной, чтобы продержаться в качестве эталона сколь-нибудь долгое время. Потому уже через четверть века было предложено новое решение, работающее, кстати, до сих пор. Автором его стал немецкий физик (согласно другой версии – голландец) Габриэль Фаренгейт (1686 — 1736).

Подобно многим ученым того времени, он сам изготавливал приборы (часть для себя, часть на продажу). Были в их числе и термометры, которые отличались высокой точностью, благодаря использованию нескольких фиксированных точек.По поводу того, как он выбрал температуру для нулевой отметки, известна следующая история. Когда, зимой 1709 года он делал свой первый спиртовой термометр, в его родном Данциге была необычно суровая зима. И Фаренгейт решил взять за начало шкалы нижнюю степень морозов того года. Точнее ее аналог, который можно было бы воспроизвести в лаборатории. Таковой оказалась температура соляного раствора (из льда, поваренной соли и нашатыря в равном соотношении), что равно —17.78 °C. Это и есть ноль на широко известной сейчас шкале Фаренгейта.

Вторая точка 32 °F была точкой плавления льда, т.е. температурой смеси льда и воды в соотношении 1:1 (0 °C). Третья точка – это нормальная температура человеческого тела, которой он приписал 96 °F (позже ее уточнили и теперь она составляет 98 °F). Опираясь на эти точки, Фаренгейт и построил шкалу своего градусника, добавив туда затем еще и четвертую константу — температуру кипения воды (212 °F). Правда, наука к тому времени уже знала, что температура кипения воды может меняться в зависимости от атмосферного давления, поэтому Фаренгейт эту точку к основным не относил.

Есть и криптоисторическая версия о том, что Фаренгейт был масоном и имел в ложе степень посвящения «32 градуса». Отсюда, дескать, и взята разница в 32 градуса между нулем на его шкале и точкой таяния льда, ставшая отправной для определения всех последующих констант.

Что там было на самом деле с масонами, история темная. Но достоверно известно, что достижения Фаренгейта были отмечены принятием в члены Лондонского королевского общества (одной из первых европейских Академий наук), а его шкала используется по сей день (главным образом в Великобритании и США). Есть относительно несложный способ перевести температуру по Фаренгейту в привычные нам градусы по Цельсию: следует от данного числа отнять предварительно 32, а затем полученный остаток помножить на 5/9. Соответственно, если требуется обратный перевод («из Цельсия в Фаренгейта»), градусы их следует помножить на 9/5 и к произведению прибавить 32.

Система Фаренгейта оказалась не единственной. В 1730 году французский ученый Рене Антуан Реомюр предложил свой вариант шкалы.

Некоторые дореволюционные термометры Реомюра благополучно дожили до наших дней

Реомюр построил ее в соответствии с тепловым расширением жидкости. Обнаружив, что при нагревании смесь воды со спиртом между температурами замерзания и кипения воды расширяется на 80 тысячных своего объема (современное значение — 0,084), Реомюр разделил этот интервал на 80 градусов. Термометры Реомюра были весьма распространены вплоть до начала ХХ века, пока их не вытеснили приборы, работающие по шкале Цельсия.

Свой вариант температурной шкалы шведский астроном Андреас Цельсий предложил еще в 1742 году. Он поделил расстояние между точками на 100 интервалов, цифрой 100 была отмечена точка таяния льда, а 0 — точка кипения воды. И на сегодня это самый распространенный способ измерять температуру.

А дальше произошел своеобразный повтор ситуации времен Галилея и Санторио – термометры изготавливали повсеместно, но использовали при этом самые разные шкалы, помимо упомянутых Фаренгейта, Реомюра и Цельсия был еще с десяток вариантов. Использованию в быту это сильно не мешало, другое дело в науке или на производстве (а термометры к тому времени перестали быть исключительно научным прибором). Ведь для того, чтобы воспроизвести процесс по чьим-то записям, предварительно требовалось «перевести» градусы, которыми пользовался автор в те, что были на вашем термометре. Кроме того, вскоре выяснилось, что даже тщательно проградуированные приборы с разными жидкостями показывают разную температуру. При 50° С по ртутному термометру спиртовой показывал 43 ° С, термометр с оливковым маслом – 49 ° С, а с соленой водой – 45,4 ° С.

В общем, требовалось довести процесс стандартизации до конца. И это успешно проделал другой известный физик У. Томсон (лорд Кальвин). В 1848 году он предложил измерять не температуру, а количество тепла, которое в определенном процессе, называемом циклом Карно, передается от горячего тела к холодному: оно определяется только их температурами и совершенно не зависит от нагреваемого вещества. В термодинамической, или абсолютной, шкале температур, построенной на этом принципе, единица температуры называется кальвин.С точки зрения науки шкала Кальвина была оптимальным решением. Но с позиций повседневной практики, весьма неудобной, да и воспроизвести цикл Карно вне метрологической лаборатории было затруднительно. Поэтому шкала Кельвина (доработанная в прошлом веке) востребована в основном в науке, а в остальных сферах человечество обходится шкалами Фаренгейта и Цельсия (а кое-где и шкалой Реомюра).

Ну и напоследок, еще один интересный факт из истории термометров. Внедрение их в широкую терапевтическую практику в нашей стране связано с именем знаменитого врача Сергея Петровича Боткина. Ко времени начала его работы в Императорской медико-хирургической академии уже были созданы предпосылки для перехода от эмпирической терапии к научной, с обоснованными объективными методами диагностики и лечения больных. Но именно он стал «локомотивом» этого процесса в русской медицине. В частности, методологически обосновал необходимость измерения температуры пациента, как при первичном осмотре, так и в процессе лечения.

Источник