今天我們來說說溫度計的發(fā)明。在溫度計發(fā)明之前，古人靠經(jīng)驗來表述溫度的高低，比如說熱成狗、凍死狗，也不知道狗就招誰惹誰了。而我國古人還摸索出了一種稍微高級一點的檢測溫度的辦法，這就是燒制陶瓷用的“照子”。這個照子簡單說就是用來判別窯火溫度的泥胚樣品，通常為片狀，中間打孔，與陶瓷胚料同時放入窯中燒制。在燒制的過程中，窯工可以通過鐵鉤取出照子，觀察其燒結(jié)程度，這樣就可以判別窯內(nèi)的溫度達(dá)到了什么程度。毫無疑問，這種技術(shù)全靠窯工的經(jīng)驗積累，無法定量，更無法精確地測量溫度。正八經(jīng)的溫度計是西方近代科學(xué)革命的產(chǎn)物，1592年，伽利略首先發(fā)明了一種利用空氣的熱脹冷縮性質(zhì)的氣體溫度計，這個溫度計很簡單，就是一根細(xì)長的玻璃管，一端開口，另一端則是一個雞蛋大小的玻璃泡。使用時，先用手把玻璃泡捂熱乎了，然后讓玻璃泡的一端在上，把玻璃管豎直插入到水中，這便形成了一個簡單的氣體溫度計。被水封住的這段空氣就是測溫物質(zhì)，當(dāng)外界空氣溫度上升或下降時，玻璃管中水柱的液面位置就會對應(yīng)的下降或上升，而如果在玻璃管上標(biāo)有刻度的話，那么就可以指示溫度了。盡管不清楚伽利略當(dāng)年是如何標(biāo)記溫度的，但他在一本書中明確提到了溫度的度數(shù)。不過由于這種溫度計會受到氣泡內(nèi)空氣溫度以及外界氣壓的影響，所以誤差比較大。伽利略溫度計就在同一時期，受伽利略的啟發(fā)，他的朋友、意大利醫(yī)學(xué)教授?？送辛羲乖?612年發(fā)明了一種蛇形的氣體溫度計，上端的玻璃泡可以放入病人口中，這樣一來，從下方的水柱高度就可以查看病人體溫的變化，這就是世界上最早的體溫計。

鑒于氣體溫度計誤差較大的缺陷，1632年，法國醫(yī)生讓-萊伊把伽利略的溫度計給倒過來了，讓玻璃泡位于下方，并在其中充入水，把水作為測溫物質(zhì)，溫度則通過玻璃管中水柱的高度來體現(xiàn)，不過這種溫度計的玻璃管上方是開放式的，所以會受到水蒸發(fā)的影響。雖然不是很靠譜，但是讓-萊伊卻為人們打開了一個新思路，那就是液體溫度計要更具有使用價值。

溫度計下一次的重大進(jìn)展由美第奇家族的第五位托斯卡納大公斐迪南二世組織完成，他組織了一批科學(xué)家，在試驗了多種液體后，發(fā)現(xiàn)酒精的熱膨脹效果比較明顯，同時，他們把玻璃管的上端融化封閉，這樣就在1654年制成了世界上第一支不受外界氣壓影響的溫度計。但是酒精依然不夠完美，完美測溫物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)還要等上60年。1714年，德國氣象儀器制造者華倫海特發(fā)明了水銀溫度計，對溫度變化的精細(xì)掌握變得不再困難。但是華倫海特并不滿足于此，溫度變化雖然已經(jīng)可以精細(xì)掌握，但直到此時，人們還沒有一套客觀的體系來描述溫度的高低，如果沒有這一標(biāo)準(zhǔn)，溫度計對溫度再敏感也沒什么用，于是華倫海特開始著手創(chuàng)立溫標(biāo)，而這也是相比于改進(jìn)溫度計，華倫海特更大的貢獻(xiàn)所在。

溫標(biāo)就是使溫度數(shù)值化的標(biāo)尺，而要想確立溫標(biāo)，最重要的就是找出幾個基準(zhǔn)點。1724年，華倫海特選擇了三個基準(zhǔn)點：一是為避免溫度中出現(xiàn)負(fù)數(shù)，華倫海特選擇了氯化銨與冰、水混合物的溫度為0度；二是冰、水混合物的溫度為32度；三是把溫度計置于人的口中或腋下，可以得到人體溫度為96度。后來人們又做了修訂，把水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的沸點確定為212度，這樣水的冰點和沸點之間就相差180度。這就是華氏溫標(biāo)，也就是華氏度，為了紀(jì)念華倫海特，華氏溫標(biāo)的單位記做℉。目前世界上使用華氏溫標(biāo)的只有美國等少數(shù)幾個國家。

而目前全世界應(yīng)用最廣泛的自然就是攝氏溫標(biāo)了。攝氏溫標(biāo)由瑞典人攝爾修斯確立，攝爾修斯一生主要在烏普薩拉大學(xué)從事天文學(xué)研究，不過天文學(xué)倒沒研究出來什么，反而在溫度計量上搞出了一個大新聞。1742年，攝爾修斯在《對溫度計上兩個固定點的觀察》這篇論文中，描述了他的溫標(biāo)系統(tǒng)，這種溫標(biāo)把標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的冰點和沸點之間劃分為100度，當(dāng)時他采取的是冰點100度、沸點0度的方案，這樣就可以避免低溫為負(fù)數(shù)的結(jié)果，也不知道當(dāng)時人們怎么就這么難以接受負(fù)數(shù)。但是這一方案明顯與人們的習(xí)慣相悖，溫度越來越高，數(shù)值卻越來越小，怎么看怎么別扭。1745年，也就是攝爾修斯去世后的第二年，他的同事、瑞典植物學(xué)家、給動植物分類的那個林奈，把冰點與沸點的度數(shù)顛倒過來，而這就是我們現(xiàn)在使用的攝氏溫標(biāo)了。為了紀(jì)念攝爾修斯的巨大貢獻(xiàn)，攝氏溫標(biāo)的單位被記做℃。顯而易見的是，從絕對數(shù)值上衡量，1℉≠1℃，因為攝氏溫標(biāo)的100份在華氏溫標(biāo)下是180份，它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系為℉=9/5℃+32，如果你的體溫是37℃，那么用華氏溫標(biāo)表示就是98.6℉。

雖然看著有很大的不同，但本質(zhì)上，華氏溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)是一樣的，那就是它們都要依賴溫度計，或者說依賴于測溫物質(zhì)。那么可不可以找到一種不依賴于測溫物質(zhì)的溫標(biāo)體系呢？當(dāng)然可以。1848年，英國物理學(xué)家威廉-湯姆遜，也就是后來的開爾文勛爵，確立了一種新的溫標(biāo)——絕對溫標(biāo)，單位為K。這個溫標(biāo)只有1個基準(zhǔn)點，這就是絕對零度，這是冷到極限的狀態(tài)，處于該溫度時，一切原子、分子的熱運動都將消失，相當(dāng)于攝氏溫標(biāo)下的-273.15℃，其分度間隔與攝氏溫標(biāo)相同，所以兩者的轉(zhuǎn)換關(guān)系為：K=℃+273.15。西方傳教士來到中國，溫度計也被傳到了大清朝，后來隨著只可惜這種實用的技術(shù)當(dāng)時的朝廷也沒有鳥它。

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