Θερμόμετρο

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Θερμόμετρο τοίχου

Θερμόμετρα ονομάζονται γενικά τα όργανα μέτρησης της θερμοκρασίας των διαφόρων σωμάτων. Τα θερμόμετρα βασίζονται στις ιδιότητες που έχουν διάφορα σώματα , τα λεγόμενα και "θερμομετρικά" να διαστέλλονται ή να συστέλονται και γενικά να μεταβάλλουν σχήμα ή όγκο ανάλογα: με την αυξομείωση της θερμοκρασίας, ή και με την υπόθεση ότι οι πιέσεις αερίου σταθερού όγκου είναι ανάλογοι της θερμικής κατάστασης αυτού, ή επί της μεταβολής της ηλεκτρικής αντίστασης διαφόρων μετάλλων, ακριβώς λόγω της μεταβολής της θερμοκρασίας τους, ή τέλος επί της αρχής της μεταβολής ακτινοβολίας ενός σώματος συνεπεία αυξομείωσης επίσης της θερμοκρασίας του.

Ιστορική αναδρομή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα πρώτα θερμόμετρα ονομάσθηκαν θερμοσκόπια από τους αρχαίους Έλληνες Ήρωνα και Φίλωνα που φέρονται να είχαν επινοήσει τέτοια όργανα για τη μέτρηση της θερμοκρασίας. Ως νεότεροι εφευρέτες του σύγχρονου θερμομέτρου αναφέρονται πολλοί χωρίς να προσδιορίζεται και ο πρώτος. Αναφέρονται πάντως αρκετοί που επινόησαν, σχεδόν ταυτόχρονα, θερμοσκόπιο. Πολλοί αποδίδουν το θερμόμετρο στον Γαλιλαίο, άλλοι στον Βάκωνα και άλλοι στον Ολλανδό φυσικό Drebbel που φέρεται να κατασκεύασε τέτοιο όργανο το 1621.

Επίσης ο Ιταλός Σαντόριο Σαντόριο ήταν ο πρώτος που σκέφθηκε να προσαρμόσει μια αριθμητική κλίμακα στο θερμοσκόπιο, η οποία είχε σαν πρακτική αξία μόνο την επισήμανση θερμοκρασιακής διαφοράς, μια και εκείνη την εποχή δεν υπήρχε μονάδα και κλίμακα μέτρησης.

Το 1709 ο Γερμανός Γκάμπριελ Φαρενάιτ (Fahrenheit) επινόησε ένα θερμοσκόπιο με οινόπνευμα, το οποίο αντικατέστησε αργότερα με υδράργυρο (1714). Αυτό ήταν το πρώτο όργανο που έφερε το όνομα «θερμόμετρο» και δε διέφερε σημαντικά από το σύγχρονο υδραργυρικό θερμόμετρο. Για να αποκτήσει το όργανο που είχε εφεύρει και πρακτική σημασία, ο Φαρενάιτ επινόησε την κλίμακα μέτρησης που φέρει το όνομά του, τη θερμοκρασιακή κλίμακα Φαρενάιτ (1724). Όπως συμβαίνει σε όλες τις κλίμακες μέτρησης, ο Φαρενάιτ αυθαίρετα απέδωσε την τιμή 32 στο σημείο που το νερό μετατρέπεται σε πάγο και την τιμή 212 στο σημείο που το νερό μετατρέπεται σε ατμό. Και για τις δύο τιμές προϋπέθεσε ότι τα φαινόμενα συμβαίνουν σε ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια της θάλασσας.

Το 1742 ο Σουηδός αστρονόμος Άντερς Κέλσιος (Anders Celsius) επινόησε μια εκατοντάβαθμη κλίμακα: Επίσης αυθαίρετα, απέδωσε στο σημείο πήξης του νερού την τιμή 0 και στο σημείο βρασμού την τιμή 100. Γι' αυτό και η κλίμακά του ονομάστηκε «εκατοντάβαθμη» και πήρε το όνομά του μόλις το 1948 σε μια διεθνή σύνοδο του Διεθνούς Γραφείου Μέτρων και Σταθμών.

Το 1867 ο Βρετανός ιατρός Σερ Τόμας Άλμπατ (Sir Thomas Allbutt) επινόησε ένα θερμόμετρο, στο οποίο μια στένωση στο σωλήνα εμπόδιζε την κάθοδο της υδραργυρικής στήλης στο δοχείο υποδοχής, όταν η θερμοκρασία κατέβαινε. Αυτό ήταν το πρώτο ιατρικό θερμόμετρο.

Το 1848 ο Λόρδος Κέλβιν (William Thomson Kelvin) πρότεινε την κλίμακα της απόλυτης θερμοκρασίας:

«... Η χαρακτηριστική ιδιότητα της κλίμακας που προτείνω είναι ότι όλες οι διαβαθμίσεις της έχουν την ίδια τιμή, δηλαδή αν μια μονάδα θερμότητας μεταβαίνει από ένα σώμα Α, θερμοκρασίας Το αυτής της κλίμακας, σε ένα σώμα Β θερμοκρασίας (Τ-1)ο, θα έχει το ίδιο μηχανικό αποτέλεσμα, ανεξάρτητα από την τιμή της Τ. Αυτό δικαιολογεί την ονομασία "απόλυτη κλίμακα", εφόσον τα χαρακτηριστικά της είναι τελείως ανεξάρτητα από τις φυσικές ιδιότητες οποιασδήποτε χημικής ουσίας ή στοιχείου...»[1].

Η κλίμακα υιοθετήθηκε και πήρε το όνομά του (κλίμακα Κέλβιν ή απόλυτη κλίμακα). Σύμφωνα με αυτήν, το νερό παγώνει στους 273ο Κ και βράζει στους 373ο Κ. Στο σημείο 0οΚ, που ονομάζεται και απόλυτο μηδέν, σύμφωνα με το 2ο Θερμοδυναμικό Νόμο, σταματά η θερμική κίνηση των ατόμων ή μορίων που απαρτίζουν ένα χημικό στοιχείο ή μια χημική ένωση.

Περιγραφή υδραργυρικού θερμομέτρου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το υδραργυρικό θερμόμετρο αποτελείται από ένα μακρύ και λεπτό τελείως κλειστό υάλινο σωλήνα, στο ένα άκρο του οποίου υπάρχει μια πλάτυνση, εν είδει μικρού δοχείου, στην οποία περιέχεται ο υδράργυρος. Ο υδράργυρος διαστέλλεται όταν θερμανθεί, με αποτέλεσμα η άνοδος της θερμοκρασίας να προκαλεί την άνοδό του στο σωλήνα (και αντίστοιχα η πτώση την κάθοδό του). Ο σωλήνας προσαρτάται επάνω σε κατάλληλα βαθμολογημένη κλίμακα και από εκεί διαβάζονται οι ενδείξεις της θερμοκρασίας. Ορισμένες φορές, όπως στα ιατρικά θερμόμετρα, η κλίμακα αναγράφεται επάνω στον ίδιο τον υάλινο σωλήνα.

Το θερμόμετρο υδραργύρου είναι ιδιαίτερα ακριβές, επειδή ο υδράργυρος παρουσιάζει χαμηλή τάση ατμών και είναι ευανάγνωστος στο εσωτερικό του υάλινου σωλήνα. Το μεγάλο του μειονέκτημα, ωστόσο, είναι ότι είναι ακατάλληλο για τη μέτρηση θερμοκρασιών κάτω των -32ο C, επειδή σε αυτή τη θερμοκρασία ο υδράργυρος στερεοποιείται[2].

Τύποι θερμομέτρων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Πηγές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Περιοδικό Philosophical Magazine Oκτώβριος 1848, Cambridge University Press, 1882 (απόσπασμα)
  2. Κ.Δ. Αλεξόπουλος, Δ. Μαρίνος, Φυσική, τ. Θερμότητα, Αθήνα 1970