Straipsnyje apžvelgiamas istorinis kelias, kurį nukeliavo visiems gerai žinomas ir labai įprastas buityje termometras. Didelį indėlį šitame kelyje paliko tokie garsūs žmonės, kaip Galilėjus, Farenheitas, Celsijus, Kelvinas ir daugelis kitų, kurių pavardės jau tapusios bendriniais temperatūros matavimo vienetų pavadinimais...

Iki termometro išradimo žmonės apie temperatūrą galėdavo pasakyti tik tai, jog yra šalta arba karšta. Šiai dienai turbūt tokios informacijos nepakatų ne tik mokslinikui, bet ir bet kuriam paprastam žmogui. Tačiau senaisiais laikais nebuvo jokių prietaisų, kurie galėjo įvertinti daiktų, skysčių ar žmogaus temperatūrą. Ir tokio prietaiso sukūrimo kelias buvo ilgas ir sudėtingas. 

Termometro istoriją reiktų pradėti nuo termodinamikos mokslo ištakų. 1592 m. G. Galilėjus sukonstravo paprastą įrenginį temperatūros matavimui ir pavadino jį  termoskopu. Termoskopą sudarė nedidelis tuščiaviduris stiklinis rutulys (apie 8 mm diametro), kurio atviras galas buvo prilydytas prie stiklinio vamzdelio (apie 1 mm skersmens). Rutulį įkaitinus laisvas vamzdelio galas patalpinamas į vandenį. Rutuliui vėstant mažėja jo visuje esančio oro slėgis, todėl vanduo, veikiamas išorinio atmosferos slėgio ima kilti į viršų. Taigi mažėjant temperatūrai vanduo vamzdeliu kildavo į viršų, o temperatūrai didėjant - leisdavosi žemyn. Tačiau termoskopas neturėjo graduotos skalės, todėl kiekybiškai įvertinti temperatūra nebuvo galimybių. Be to, tokiu prietaisų buvo galima matuoti tik santykinį temperatūrų pokytį.

Vėliau Florencijos mokslininkai dar patobulino šį Galilėjaus termoskopą - pagamino paprastą skalę ir išsiurbė iš rutulio orą.

XVII amžiuje Florencijos mokslininkas Toričeli (Torricelli) orinį termoskopą pakeitė į spiritinį. Įrenginis buvo apverstas rutuliu žemyn, pašalintas indas su vandeniu, o stiklinis vamzdelis pripiltas spirito. Veikimo principas pagrįstas spirito plėtimusi jį kaitinant. Tokių būdu  temperatūros parodymai nebepriklausė nuo atmosferos slėgio. Tai buvo vienas iš pirmųjų skysčių termometrų.

Tuo laiku termometrų parodymai tarpusavyje dar nebuvo lyginami. To ir negalėjo būti, nes dar neegzistavo jokia bendra skalių gradavimo sistema. 1694 m. Karlo Rinaldini (Carlo Rinaldini) pasiūlė temperatūros skalės gradavimui naudoti du atraminius taškus - vandens šalimo ir virimo temperatūras.

1714 m. D.G. Farenheitas (Gabriel Daniel Fahrenheit) pagamino gyvsidabrinį termometrą. Skalės gradavimui parinko tris taškus - druskos tirpalo užšalimo (0F), vidutinę žmogaus (100 F) ir druskos tirpalo užvirimo temperatūrą. Todėl pagal Fareinheito skalę grynasis vanduo užšala prie 32 F, o verda prie 212 F. Farenheito termometro skalė anglakalbėse valstybėse buvo naudojama iki pat XX amžiaus 70-tų metų, o JAV naudojama ir dabar.

Dar viena skalė buvo sudaryta prancūzo mokslininko Reomiūro 1730 m. Jis atlikinėjo eskperimentus su spiritiniu termometru ir priėjo išvados, jog termometro skalę galima graduoti pagal spririto šiluminį plėtimasi. Nustatęs, jog jo naudojamas spiritinis tirpalas, sumaišytas su vandeniu santykiu 5:1, plečiasi santykiu 1000:1080, kai temperatūra keičiasi nuo vandens užšalimo iki užvirimo, mokslininkas pasiūlė naudoti skalę, graduotą laispniais nuo 0 iki 80. Šiuo atveju nulis atitinka vandens užšalimo temperatūrą, o 80 - virimo temperatūrą.

1742 m. Švedijos mokslininkas A. Celsijus (Anders Celsius) pasiūlė naują skalę gyvsidabriniui termometrui - atkarpą tarp atraminių taškų sudalino į 100 laipsnių. Naujojoje skalėje vandens virimo temperatūra buvo laikoma 0 laipsnių, o šalimo - 100 laispnių. Tačiau tokio pavidalo skalė nebuvo labai patogi ir vėliau astronomas M. Štrėmėrovas ir botanikas K. Linėmas pasiūlė kritinių taškų žymėjimus apkeisti vietomis.

Bėgant metam naujų siūlomų skalių tik daugėjo - M.V. Lomonosovas pasiūlė naudoti skalę, sugraduotą į 150 laispnių tarp vandens šalimo ir virimo temperatūrų; I.G. Lambertas sukūrė orinį termometrą su skale 375 laipsniai - kur vienu laipsniu buvo laikoma 1/1000 oro tūrio išsiplėtimo dalis.

Tokių skirtingų temperatūros skalių XVIII a. gale buvo netoli 20. Tačiau jų visų bendras bruožas tas, jog atraminiai taškai pasirinkti laisvai kaip kažkokio proceso savybės. XIX a. pradžioje anglų mokslininkas lordas Kelvinas (Kelvin) pasiūlė absoliutinę termodinaminę skalę. Tuo pačiu Kelvinas suformavo absoliutaus nulio sąvoką - juo buvo pavadinta temperatūra, prie kurios baigiasi šiluminis molekulių judėjimas. Pagal Celsijaus skalę ši temperatūra atitinka -273,6 laispnius.

Tokia pagrindinė termometrų ir temperatūros matavimo skalių vystymosi istorija. Šiais laikais buityje plačiai naudojamos Celsijaus ir Farenheito (daugiausia JAV) skalės, o moksliniuose darbuose - Kelvino skalė. Temperatūra matuojama skirtingais metodais, apremtais įvairių medžiagų šiluminiais efektais.

Naudota literatūra:

1. Термометры. История возникновения. http://www.gc-bars.ru/articles/5.htm

2. ИСТОРИЯ. http://www.termopribor.ru/history.html

Komentarai (2)