熱脹式溫度計發(fā)展歷史
一些物體具有熱脹冷縮的性質(zhì),當(dāng)溫度不同時,其體積不同,利用此性質(zhì),可以進(jìn)行溫度的測量。原則上,只要可以根據(jù)溫度不同而呈現(xiàn)某種特性變化的物質(zhì)都可以做成溫度計。
空氣也會熱脹冷縮,因此早期的溫度計,是利用空氣來做的??茖W(xué)家們裝置一個充滿空氣的管子,末端插入水中,當(dāng)氣體溫度變化時會造成水面高度的變化,利用水面高度差,就可以算出溫度。
然而這種空氣法測溫度在實際使用時卻出現(xiàn)了問題??諝獾呐蛎浵禂?shù)低,導(dǎo)致最后測量的溫度精度差,誤差大,并且會受到外界空氣壓力的影響,因此這種測量方式最終被拋棄了。
后來,科學(xué)家們想到在密閉空間里進(jìn)行溫度測量,因此設(shè)計了密封管,但是放入里邊的是酒精,因為酒精的膨脹系數(shù)比水高,變化同樣的溫度,酒精體積變化更大,因此最終測量的結(jié)果也會更精確。但是科學(xué)家們?nèi)匀幻媾R一個問題:酒精不穩(wěn)定,溫度的變化造成的酒精體積變化是動蕩的,不確定,因此測量的溫度誤差也較大,結(jié)果也不穩(wěn)定,因此人們想找一種更穩(wěn)定的物質(zhì)來替代酒精。
來自荷蘭的科學(xué)家丹尼爾華倫海特嘗試用水銀替代酒精作為溫度計的主物質(zhì),因為水銀比酒精更加穩(wěn)定,當(dāng)溫度上升或者下降時,水銀的溫度變化更加可靠。另外,與水相比,水銀的膨脹系數(shù)也大于水,可以呈現(xiàn)出不小的體積變化,因此最終體溫計使用水銀來設(shè)計。