Was ist ein Thermometer?

Ein Thermometer ist ein Gerät, das die Temperatur oder den Temperaturgradienten (den Wärme- oder Kältegrad eines Objekts) misst. Einige Prinzipien des Thermometers waren griechischen Philosophen vor zweitausend Jahren bekannt. Wie Henry Carrington Bolton (1900) feststellte, dauerte die Entwicklung des Thermometers von „einem groben Spielzeug zu einem Präzisionsinstrument mehr als ein Jahrhundert.

Der italienische Arzt Santorio Santorio (Sanctorius, 1561-1636)[3] wird allgemein als Erfinder des ersten Thermometers angesehen, aber seine Standardisierung wurde im 17. und 18. Jahrhundert abgeschlossen. In der niederländischen Republik erzielte Daniel Gabriel Fahrenheit in den ersten Jahrzehnten des 18. Jahrhunderts zwei revolutionäre Durchbrüche in der Geschichte der Thermometrie. Er erfand das Quecksilber-in-Glas-Thermometer (das erste weit verbreitete, genaue, praktische Thermometer) und die Fahrenheit-Skala (die erste weit verbreitete standardisierte Temperaturskala).

Ein Thermometer hat zwei wichtige Elemente:

• Ein Temperatursensor, bei dem eine Änderung bei einer Temperaturänderung auftritt (z. B. der Kolben eines Quecksilberthermometers in einem Glas oder der pyrometrische Sensor in einem Infrarotthermometer);
• Einige Möglichkeiten, diese Änderung in einen numerischen Wert umzuwandeln (z. B. die sichtbare Skala, die auf einem Quecksilberthermometer in Glas markiert ist, oder eine digitale Anzeige auf einem Infrarotmodell).

Thermometer sind in Technik und Industrie weit verbreitet, um Prozesse in der Meteorologie, Medizin und wissenschaftlichen Forschung zu überwachen.

Infrarot-Thermometer ist eine Art Pyrometer (Bolometer). Während ein einzelnes Thermometer Temperaturgrade messen kann, können die Messwerte auf zwei Thermometern nicht verglichen werden, es sei denn, sie folgen einer vereinbarten Skala. Heute gibt es eine absolute thermodynamische Temperaturskala. International anerkannte Temperaturskalen sollen dies anhand von Fixpunkten und interpolierten Thermometern annähern. Die neueste offizielle Temperaturskala ist die Internationale Temperaturskala von 1990. Sie reicht von 0,65 K (–272,5 ° C; -458,5 ° F) bis ungefähr 1.358 K (1,085 ° C; 1.985 ° F). Thermometer mit Einheiten Fahrenheit (Symbol °F) und Celsius (Symbol °C).

Die frühen Jahre der Entwicklung des Thermometers

10-Grad-Thermometer aus der Mitte des 17. Jahrhunderts mit schwarzen Punkten für ungerade Grad und weiße für XNUMX-Grad-Schritte, ausgestellt im Galileo Museum; Wird verwendet, um atmosphärische Temperaturen zu messen
Verschiedene Autoren schreiben die Erfindung des Thermometers dem Helden von Alexandria zu. Aber das Thermometer war keine einzelne Erfindung, sondern eine Verbesserung. Der Held von Alexandria (10–70 n. Chr.) Kannte das Prinzip, dass sich bestimmte Substanzen, insbesondere Luft, ausdehnen und zusammenziehen, und beschrieb eine Demonstration, die das Ende einer geschlossenen Röhre zeigt, die teilweise mit Luft in einem Wassergefäß gefüllt ist. Die Expansion und Kontraktion der Luft bewirkte, dass sich die Position der Wasser/Luft-Grenzfläche entlang des Rohrs bewegte.

Ein solcher Mechanismus wurde dann verwendet, um die Temperatur und Kälte der Luft mit einem Rohr anzuzeigen, in dem der Wasserstand durch die Expansion und Kontraktion des Gases gesteuert wurde. Diese Geräte wurden im 16. und 17. Jahrhundert von mehreren europäischen Wissenschaftlern entwickelt, insbesondere von Galileo Galilei und Santorio Santorio. Infolgedessen wurde gezeigt, dass Geräte diesen Effekt zuverlässig erzeugen, und der Begriff Thermoskop wurde übernommen, weil er Änderungen der fühlbaren Wärme widerspiegelte (das moderne Konzept der Temperatur war noch nicht entstanden). Der Unterschied zwischen einem Thermoskop und einem Thermometer besteht darin, dass das Thermometer eine Skala hat. Obwohl Galileo oft als Erfinder des Thermometers bezeichnet wird, gibt es keine erhaltenen Beweise dafür, dass er tatsächlich ein solches Instrument hergestellt hat.

Das erste übersichtliche Diagramm eines Thermoskops wurde 1617 von Giuseppe Biancani (1566 – 1624) veröffentlicht; Das erste, das eine Skala zeigte und somit ein Thermometer bildete, wurde 1625 von Santorio Santorio hergestellt. Es war ein vertikales Rohr, das oben mit einem Luftballon verschlossen war und dessen unteres Ende in einen Wasserbehälter mündete. Der Wasserstand in der Röhre wird durch die Ausdehnung und Kontraktion der Luft gesteuert, daher nennen wir dies jetzt ein Luftthermometer.

Das Wort Thermometer (in seiner französischen Form) tauchte erstmals 1624 auf, als J. Leurechon in La Récréation Mathématique eine 8-Grad-Skala beschrieb. Das Wort kommt von den griechischen Wörtern θερμός, thermos bedeutet „heiß“ und μέτρον, metron bedeutet „Maß“.

Der Nachteil der oben genannten Instrumente besteht darin, dass sie auch Barometer sind, dh sie sind luftdruckempfindlich. 1629 veröffentlichte Joseph Solomon Delmedigo, ein Schüler von Galileo und Santorio in Padua, anscheinend die erste Beschreibung und Abbildung eines Flüssigkeitsthermometers in einem versiegelten Glas. Es wird beschrieben, dass sich am Boden einer versiegelten Röhre eine Ampulle befindet, die teilweise mit Brandy gefüllt ist. Die Röhre hatte eine nummerierte Skala. Delmedigo behauptete nicht, dieses Instrument erfunden zu haben. Er nannte niemand anderen als seinen Erfinder.

Um 1654 stellte der Großherzog der Toskana, Ferdinando II de' Medici (1610-1670), ein solches Instrument her, das erste moderne Thermometer, das von Flüssigkeitsausdehnung abhängig und vom Luftdruck unabhängig war.[12] Viele andere Wissenschaftler experimentierten mit verschiedenen Flüssigkeiten und Thermometerkonstruktionen.

Allerdings war jeder Erfinder und jedes Thermometer einzigartig – es gab keine einheitliche Skala. Frühe Standardisierungsversuche fügten einen einzigen Referenzpunkt hinzu, wie z. B. den Gefrierpunkt von Wasser. Obwohl die Verwendung von zwei Referenzen zur Einstufung des Thermometers 1668 von Joachim Dalence eingeführt worden sein soll, hatte Christiaan Huygens (1629-1695) bereits 1665 die Verwendung von Graden basierend auf den Schmelz- und Siedepunkten von Wasser vorgeschlagen.

1694 schlug Carlo Renaldini (1615–1698) vor, sie als Fixpunkte auf einer universellen Skala zu verwenden. 1701 schlug Isaac Newton (1642-1726/27) eine 12-Grad-Skala zwischen dem Schmelzpunkt von Eis und der Körpertemperatur vor.

Quelle: Wikipedia

📩 04/07/2022 18:26