О том, что воздух при нагревании расширяется, было прекрасно известно древним. На этом его свойстве великий александрийский учёный Герон Старший, живший во втором веке до нашей эры, смастерил приспособление для поднятия воды при помощи нагревания.
Есть сведения, что в середине третьего века нашей эры греческий математик Филон Византийский сконструировал прибор для измерения температуры. Однако никаких плодов эти изобретения не дали, видимо, как это часто бывает, пришлись не ко времени.
Опыты Галилея
Первым, кто подошёл к измерению температуры со всей научной серьёзностью, был Галилей. Как и положено человеку того времени, он вдохновился на эксперимент великими мужами античности, а именно Героном. В 1592 году Галилей создал первый прибор для наблюдения за измерениями температуры, и назвал его термоскопом, но, в отличие от современного термометра, в термоскопе Галилея расширялся воздух, а не ртуть. Он представлял собою небольшой стеклянный шар с припаянной к нему трубкой. Шарик нагревали, а конец трубки погружали в воду. Воздух в трубке по мере охлаждения сжимался, и жидкость поднималась по трубке, чтобы занять его место. При потеплении уровень воды в трубке опускался вниз, но это было лишь первым шагом, и по этому прибору можно было судить только об относительной температуре, так как шкалы у него ещё не было.
Возможно, под влиянием опытов Галилея, создал свой прибор для измерения температуры человеческого тела Санторио. Он был врачом и физиологом, и принадлежал к медицинской школе Падуанского университета. В те времена медицина полагала, что выдыхаемый человеком воздух исходит непосредственно из сердца и несёт жизненную теплоту. Это неуловимую субстанцию и хотел измерить Санторио.
Падуанский учёный снабдил уже знакомый нам термоскоп шкалой, и превратил его в термометр.
Судя по описаниям, данным самим Санторио в научных работах, он не только измерял им температуру воздуха, но и применил свой прибор для измерения температуры человеческого тела. Пациенты зажимали колбу руками, дышали в неё, брали в рот. В результате этих экспериментов Санторио стал первым врачом, узнавшим, что наше тело имеет постоянную температуру.
Жидкостные термометры
Первый жидкостный термометр, показания которого не зависели от перепадов атмосферного давления, был создан в середине 17 века во Флорентийской Академии под покровительством герцога Тосканского Фердинанда 2. Этот прибор вместо воздуха содержал окрашенный спирт, а верхний конец его трубки запаяли. Искусные флорентийские мастера создавали стеклянные термометры, а деление шкалы наносили расплавленной эмалью с завидной точностью. По этим шкалам можно было проводить замеры с точностью до 1 градуса. Многие такие термометры представляли собой настоящие произведения искусства. Но возникла проблема –в каких единицах измерять температуру? И что считать её критическими точками? Привычной нам шкалы ещё не было, и учёные придумали свои собственные способы измерения температуры воздуха.
Немецкий физик и инженер Отто фон Герихе создал в 1672 году семиметровый водно-спиртовой прибор. Его шкала имела восемь делений — от великой жары до великого холода, а температуру указывала своим перстом позолоченная фигура ангела. Та точка, в которой ангел замирал при первых заморозках, была выбрана за начало шкалы.
О том, что брать за начало отсчёта градусов, в разное время учёные думали по-разному. Однако все ждали подсказок от самого распространённого на Земле вещества –воды.
Гюйгенс в 1665 году предложил использовать в качестве опорной точку кипения воды. В 1701 году Ньютон написал работу о шкале степеней жары и холода. Его шкала имела 12 градусов. Ноль находился в точке замерзания воды, а 12 градусов соответствовали температуре здорового человеческого тела.
Изобретения Фаренгейта и Цельсия
Первый современный термометр представил в 1724 году живший в Голландии немецкий физик и предприниматель Габриэль Фаренгейт. Все аппараты, созданные Фаренгейтом, давали одинаковые показания. Их секрет был прост –деления на их шкалы наносились очень тщательно, при этом использовалось несколько фиксированных точек. Самую низкую температуру Фаренгейт создал с помощью льда, поваренной соли и нашатыря. Вторую опорную точку термометр давал при погружении в смесь льда, и воды. Расстояние между этими двумя точками Фаренгейт разделил на 32 части. Третья точка соответствовала температуре человеческого тела – по шкале Фаренгейта это 98 градусов. Впоследствии была введена ещё и четвёртая опорная точка –точка кипения воды. Она находилась на отметке 212 градусов.
Об изобретении Фаренгейта говорили разное. Утверждали, что за низшую точку своей шкалы он принял температуру, до которой охлаждался воздух в его родном городе Данциге. Говорили также, будто он верил, что человек погибает от холода при нуле градусов его шкалы, и от теплового удара при ста градусах. Наконец по секрету сообщали, что он состоит в масонской ложе с 32 степенями посвящений, поэтому точка льда на его термометре равна этому числу.
В 1730 году французский физик Рене Антуан Реамюр уложил разницу между кипением и замерзанием воды в восемьдесят градусов.
В 1842 году швед Андерс Цельсий превратил эту разницу в сто градусов, однако первоначально Цельсий поставил ноль в точку кипения, а сто –при точке замерзания. Перевернули эту шкалу вверх ногами, или поставили на ноги с головы, француз Кристиан и швед Стрёммер через несколько лет после этого.
Вскоре после изобретений Фаренгейта, Реамюра и Цельсия дело изготовления термометров попало в руки мастеровых и предпринимателей. И термометры вышли из научных лабораторий. Чтобы пойти в массы. Но, как ни странно, в родных странах изобретателей их открытия не получили популярности. Термометр Цельсия используется России, термометр Фаренгейта –в англоязычных странах, термометр Реамюра – в тех странах, где говорят по-немецки.
Кто превратил термометр в градусник?
Повседневной вещью и хрестоматийным медицинским прибором термометр стал в 19 веке, когда он превратился в компактный градусник. Главная заслуга в этом деле принадлежит английскому врачу Томасу Олбату, а вот в России включение термометрии в клиническую практику тесно связано с именем великого терапевта Сергея Петровича Боткина.
Новый виток изобретения термометров начался с конца двадцатого века. Высокие технологии всерьёз взялись за этот прибор, и началось такое, что простыми человеческими словами и не описать. Температуру стало возможно измерять с высокой точностью и безо всякого контакта с исследуемой поверхностью, так что, хотите или нет, а посредством тепловизора врач может определить ваше самочувствие на приличном расстоянии, а при наличии хорошего тепловизора –даже через стену…
