और क्या आप जानते हैं कि...

क्या स्वीडिश वैज्ञानिक ए. सेल्सियस ने तापमान पैमाने का परीक्षण किया था? "मैंने दो साल के लिए अलग-अलग मौसम में प्रयोगों को दोहराया, और थर्मामीटर पर हमेशा एक ही बिंदु पाया। मैंने थर्मामीटर को न केवल पिघलने वाली बर्फ में, बल्कि बर्फ में भी डाल दिया जब यह पिघलना शुरू हुआ। मैंने एक हीटिंग स्टोव में थर्मामीटर के साथ पिघलने वाली बर्फ का एक कड़ाही भी रखा और हमेशा पाया कि थर्मामीटर एक ही बिंदु दिखाता है, अगर केवल बर्फ थर्मामीटर गेंद के चारों ओर कसकर रखी जाती है। इस प्रकार ए. सेल्सियस ने 18वीं शताब्दी में अपने प्रयोगों के परिणामों का वर्णन किया।

एक बहुत ही गलनीय धात्विक पदार्थ है - लकड़ी का मिश्रधातु? यदि आप इसमें से एक चम्मच डालेंगे, तो एक गिलास गर्म चाय में यह पिघल जाएगा और गिलास के नीचे तक निकल जाएगा!

माउंट एवरेस्ट की चोटी पर, पृथ्वी का सबसे ऊंचा बिंदु, वायुमंडलीय दबाव सामान्य से तीन गुना कम है? इस दाब पर पानी केवल 70°C के तापमान पर उबलता है? इतने तापमान के "उबलते पानी" में चाय भी ठीक से नहीं बन पाती है।

स्टोव से एक गर्म सॉस पैन को हटाते समय, क्या आपको केवल सूखे चीर या बिल्ली के बच्चे का उपयोग करने की आवश्यकता होती है? यदि वे गीले हैं, तो आप जलने का जोखिम उठाते हैं, क्योंकि पानी कपड़े के बालों के बीच हवा की तुलना में 25 गुना तेजी से गर्मी का संचालन करता है।

यदि कोयले या जलाऊ लकड़ी में धातुओं की तरह ही अच्छी तापीय चालकता होती है, तो उनमें आग लगाना असंभव होगा? उन्हें आपूर्ति की गई गर्मी (उदाहरण के लिए, एक माचिस से) बहुत जल्दी सामग्री की मोटाई में स्थानांतरित हो जाएगी और प्रज्वलित हिस्से को इग्निशन तापमान तक गर्म नहीं करेगी।

पृथ्वी के रास्ते में, सूर्य की किरणें अंतरिक्ष के निर्वात से होकर बड़ी दूरी तक यात्रा करती हैं - 150 मिलियन किलोमीटर? और इसके बावजूद, पृथ्वी की सतह के प्रत्येक वर्ग मीटर के लिए, 1 kW की शक्ति के साथ एक ऊर्जा प्रवाह गिरता है। यदि यह ऊर्जा केतली पर "गिर" जाती, तो यह केवल 10 मिनट में उबल जाती!

यदि कोई व्यक्ति थर्मल विकिरण देख सकता है, तो, एक अंधेरे कमरे में जाने के बाद, उसे बहुत सी दिलचस्प चीजें दिखाई देंगी: चमकदार चमकदार पाइप और गर्म हवा की हल्की घुमावदार धाराओं से घिरे रेडिएटर? वही धाराएं संगीत केंद्र, टीवी के ऊपर रही होंगी।

19वीं सदी में, जमे हुए खाद्य पदार्थों को निराशाजनक रूप से खराब माना जाता था? और केवल खाद्य आपूर्ति की कठिनाइयाँ, जो बड़े शहरों के विकास में बाधक बनीं, ने हमें पूर्वाग्रहों को दूर करने के लिए मजबूर किया। पर देर से XIX- 20वीं सदी की शुरुआत में, कई देशों में विशेष संरचनाओं के निर्माण के लिए कानून जारी किए गए - रेफ्रिजरेटर।

हीट पंप जो आपको हवा के तापमान और आर्द्रता को नियंत्रित करने की अनुमति देते हैं - एयर कंडीशनर - पिछली शताब्दी की शुरुआत में पहले से ही उपयोग किए जाने लगे? 1920 के दशक से, उन्हें भीड़-भाड़ वाली इमारतों और परिसरों में स्थापित किया गया है: थिएटर, होटल, रेस्तरां।

थर्मामीटर

थर्मामीटर (यूनानी μη - गर्मी; μετρέω - मैं मापता हूं) - हवा, मिट्टी, पानी आदि के तापमान को मापने के लिए एक उपकरण। थर्मामीटर कई प्रकार के होते हैं:तरल; यांत्रिक; इलेक्ट्रोनिक; ऑप्टिकल; गैस; अवरक्त.

गैलीलियो को थर्मामीटर का आविष्कारक माना जाता है: उनके अपने लेखन में इस उपकरण का कोई विवरण नहीं है, लेकिन उनके छात्रों, नेली और विवियन ने गवाही दी कि पहले से ही 1597 में उन्होंने थर्मोबारोस्कोप (थर्मोस्कोप) जैसा कुछ बनाया था। गैलीलियो ने इस समय अलेक्जेंड्रिया के बगुला के काम का अध्ययन किया, जिन्होंने पहले से ही एक समान उपकरण का वर्णन किया था, लेकिन गर्मी की डिग्री को मापने के लिए नहीं, बल्कि गर्म करके पानी बढ़ाने के लिए। थर्मोस्कोप एक छोटी कांच की गेंद थी जिसमें एक कांच की ट्यूब को मिलाया जाता था। गेंद को थोड़ा गर्म किया गया और ट्यूब के सिरे को पानी के साथ एक बर्तन में उतारा गया। कुछ समय बाद, गेंद में हवा ठंडी हो गई, इसका दबाव कम हो गया और पानी, वायुमंडलीय दबाव की क्रिया के तहत, ट्यूब में एक निश्चित ऊंचाई तक ऊपर उठा। बाद में, वार्मिंग के साथ, गेंद में हवा का दबाव बढ़ गया और ट्यूब में पानी का स्तर कम हो गया, ठंडा होने पर उसमें पानी बढ़ गया। थर्मोस्कोप की मदद से, केवल शरीर के ताप की डिग्री में परिवर्तन के बारे में न्याय करना संभव था: यह तापमान के संख्यात्मक मूल्यों को नहीं दिखाता था, क्योंकि इसका कोई पैमाना नहीं था। इसके अलावा, ट्यूब में जल स्तर न केवल तापमान पर, बल्कि वायुमंडलीय दबाव पर भी निर्भर करता है। 1657 में फ्लोरेंटाइन वैज्ञानिकों द्वारा गैलीलियो के थर्मोस्कोप में सुधार किया गया था। उन्होंने यंत्र को मोतियों के पैमाने से फिट किया और टैंक (गेंद) और ट्यूब से हवा को बाहर निकाला। इससे न केवल गुणात्मक रूप से, बल्कि मात्रात्मक रूप से भी निकायों के तापमान की तुलना करना संभव हो गया। इसके बाद, थर्मोस्कोप को बदल दिया गया: इसे उल्टा कर दिया गया, और ब्रांडी को पानी के बजाय ट्यूब में डाला गया और बर्तन को हटा दिया गया। इस उपकरण का संचालन निकायों के विस्तार पर आधारित था सबसे गर्म गर्मी के दिन और सबसे ठंडे सर्दियों के दिन के तापमान को "स्थायी" अंक के रूप में लिया गया था। ये सभी थर्मामीटर हवा थे और इसमें एक नली होती है जिसमें हवा होती है, जो पानी के एक स्तंभ द्वारा वातावरण से अलग होती है, उन्होंने तापमान परिवर्तन और वायुमंडलीय दबाव में परिवर्तन दोनों से अपने रीडिंग को बदल दिया।

1667 में पहली बार तरल थर्मामीटर का वर्णन किया गया है "सग्गी डि नैचुरेल एस्पेरिएंज फेटे नेल'एकेडेमिया डेल सिमेंटो", जहां उन्हें कुशल कारीगरों द्वारा लंबे समय तक बनाई गई वस्तुओं के रूप में संदर्भित किया जाता है, जिसे "कॉन्फिया" कहा जाता है, एक फैन्ड लैंप की आग पर कांच को गर्म करना और इससे अद्भुत और बहुत ही नाजुक उत्पाद बनाना। पहले तो ये थर्मामीटर पानी से भरे हुए थे, लेकिन जमने पर ये फट गए; उन्होंने 1654 में टस्कनी फर्डिनेंड II के ग्रैंड ड्यूक के विचार के अनुसार इसके लिए वाइन स्पिरिट का उपयोग करना शुरू किया। फ्लोरेंटाइन थर्मामीटर हमारे समय में फ्लोरेंस में गैलीलियन संग्रहालय में कई प्रतियों में बचे हैं; उनकी तैयारी के बारे में विस्तार से बताया गया है।

सबसे पहले, मास्टर को अपने सापेक्ष आयामों और गेंद के आकार पर विचार करते हुए, ट्यूब पर विभाजन करना था: एक दीपक पर गर्म ट्यूब पर पिघले हुए तामचीनी के साथ विभाजन लागू किए गए थे, प्रत्येक दसवें को एक सफेद बिंदु द्वारा इंगित किया गया था, और अन्य को काले रंग से दर्शाया गया था। . वे आमतौर पर 50 डिवीजन इस तरह से बनाते थे कि जब बर्फ पिघलती थी, तो शराब 10 से नीचे नहीं गिरती थी, और धूप में यह 40 से ऊपर नहीं उठती थी। अच्छे कारीगरों ने ऐसे थर्मामीटर इतने सफलतापूर्वक बनाए कि उन सभी ने एक ही तापमान मान दिखाया एक ही स्थिति, लेकिन यह हासिल करना संभव नहीं था अगर अधिक सटीकता प्राप्त करने के लिए ट्यूब को 100 या 300 भागों में विभाजित किया गया था। बल्ब को गर्म करके और ट्यूब के अंत को अल्कोहल में कम करके थर्मामीटर भर दिए गए थे; एक कांच की फ़नल का उपयोग करके एक पतले खींचे गए सिरे के साथ भरना पूरा किया गया था जो स्वतंत्र रूप से काफी चौड़ी ट्यूब में प्रवेश करता था। तरल की मात्रा को समायोजित करने के बाद, ट्यूब के उद्घाटन को सीलिंग मोम से सील कर दिया गया, जिसे "हर्मेटिक" कहा जाता है। इससे यह स्पष्ट है कि ये थर्मामीटर बड़े थे और हवा के तापमान को निर्धारित करने के लिए काम कर सकते थे, लेकिन फिर भी अन्य, अधिक विविध प्रयोगों के लिए असुविधाजनक थे, और विभिन्न थर्मामीटर की डिग्री एक दूसरे के साथ तुलनीय नहीं थे।

गैलीलियो थर्मामीटर

1703 में पेरिस में Amonton ( Guillaume Amontons) ने वायु थर्मामीटर में सुधार किया, विस्तार को नहीं मापा, लेकिन एक खुले घुटने में पारा डालने से हवा की लोच में वृद्धि अलग-अलग तापमान पर समान मात्रा में कम हो गई; बैरोमेट्रिक दबाव और इसके परिवर्तनों को ध्यान में रखा गया। इस तरह के पैमाने का शून्य "ठंड की वह महत्वपूर्ण डिग्री" माना जाता था, जिस पर हवा अपनी सारी लोच खो देती है (अर्थात, आधुनिक निरपेक्ष शून्य), और दूसरा स्थिर बिंदु पानी का क्वथनांक था। क्वथनांक पर वायुमंडलीय दबाव के प्रभाव के बारे में अभी तक अमोन्टन को पता नहीं था, और उसके थर्मामीटर की हवा पानी की गैसों से मुक्त नहीं हुई थी; इसलिए, उनके डेटा से, −239.5° सेल्सियस पर परम शून्य प्राप्त होता है। एक और अमोन्टन वायु थर्मामीटर, जो बहुत ही अपूर्ण रूप से बनाया गया था, वायुमंडलीय दबाव में परिवर्तन से स्वतंत्र था: यह एक साइफन बैरोमीटर था, जिसका खुला घुटना ऊपर की ओर बढ़ा हुआ था, नीचे से पोटाश के एक मजबूत घोल से भरा हुआ था, ऊपर से तेल से और एक में समाप्त हुआ हवा का बंद जलाशय।

थर्मामीटर का आधुनिक रूप फारेनहाइट द्वारा दिया गया था और 1723 में अपनी तैयारी की विधि का वर्णन किया था। प्रारंभ में, उन्होंने अपनी ट्यूबों को शराब से भर दिया और अंत में पारा में बदल दिया। उन्होंने अमोनिया या टेबल सॉल्ट के साथ बर्फ के मिश्रण के तापमान पर अपने पैमाने का शून्य सेट किया, "पानी के जमने की शुरुआत" के तापमान पर उन्होंने 32 ° दिखाया, और एक स्वस्थ व्यक्ति के शरीर का तापमान मुंह में या बांह के नीचे 96 ° के बराबर था। इसके बाद, उन्होंने पाया कि पानी 212° पर उबलता है और यह तापमान हमेशा बैरोमीटर की एक ही अवस्था में समान रहता है।फारेनहाइट थर्मामीटर की जीवित प्रतियां उनकी सूक्ष्म कारीगरी से अलग हैं।

फारेनहाइट पैमाने के साथ पारा थर्मामीटर

स्वीडिश खगोलशास्त्री, भूविज्ञानी और मौसम विज्ञानी एंडर्स सेल्सियस ने अंततः 1742 में बर्फ पिघलने और उबलते पानी दोनों को स्थायी बिंदु निर्धारित किया। लेकिन शुरू में उन्होंने क्वथनांक पर 0 ° और हिमांक पर 100 ° सेट किया। अपने काम में एक थर्मामीटर पर दो लगातार डिग्री के अवलोकन में, सेल्सियस ने अपने प्रयोगों के बारे में बताया कि बर्फ का गलनांक (100 °) दबाव पर निर्भर नहीं करता है। उन्होंने यह भी आश्चर्यजनक सटीकता के साथ निर्धारित किया कि वायुमंडलीय दबाव के साथ पानी का क्वथनांक कैसे भिन्न होता है। उन्होंने सुझाव दिया कि 0 अंक (पानी का क्वथनांक) को कैलिब्रेट किया जा सकता है, यह जानना कि समुद्र के सापेक्ष किस स्तर पर थर्मामीटर है.

बाद में, सेल्सियस की मृत्यु के बाद, उनके समकालीन और हमवतन, वनस्पतिशास्त्री कार्ल लिनिअस और खगोलशास्त्री मोर्टन स्ट्रोमर ने इस पैमाने का उल्टा इस्तेमाल किया (0 ° के लिए उन्होंने बर्फ का गलनांक लेना शुरू कर दिया, और 100 ° के लिए - क्वथनांक) पानी डा)। इस रूप में, पैमाना बहुत सुविधाजनक निकला, व्यापक हो गया और आज तक इसका उपयोग किया जाता है।

तरल थर्मामीटर परिवेश के तापमान में परिवर्तन के रूप में थर्मामीटर (आमतौर पर शराब या पारा) में डाले जाने वाले तरल की मात्रा को बदलने के सिद्धांत पर आधारित होते हैं। कई क्षेत्रों में पारे के स्वास्थ्य के लिए खतरा होने के कारण इसके उपयोग पर प्रतिबंध के संबंध मेंगतिविधियां घरेलू थर्मामीटर के लिए वैकल्पिक फिलिंग की तलाश में हैं। उदाहरण के लिए, गैलिस्टन मिश्र धातु ऐसा प्रतिस्थापन बन सकता है। अन्य प्रकार के थर्मामीटर का भी तेजी से उपयोग किया जा रहा है।

पारा चिकित्सा थर्मामीटर

इस प्रकार के यांत्रिक थर्मामीटर तरल थर्मामीटर के समान सिद्धांत पर काम करते हैं, लेकिन एक धातु सर्पिल या बाईमेटल टेप आमतौर पर सेंसर के रूप में उपयोग किया जाता है।

खिड़की यांत्रिक थर्मामीटर

इलेक्ट्रॉनिक थर्मामीटर भी हैं। इलेक्ट्रॉनिक थर्मामीटर के संचालन का सिद्धांत परिवेश के तापमान में परिवर्तन होने पर कंडक्टर के प्रतिरोध में परिवर्तन पर आधारित होता है। एक व्यापक श्रेणी के इलेक्ट्रॉनिक थर्मामीटर थर्मोकपल पर आधारित होते हैं (विभिन्न धातुओं के बीच संपर्क वैद्युतीयऋणात्मकतातापमान के आधार पर संपर्क संभावित अंतर बनाता है)। समय के साथ सबसे सटीक और स्थिर प्लैटिनम तार या सिरेमिक पर प्लैटिनम स्पटरिंग पर आधारित प्रतिरोध थर्मामीटर हैं। सबसे आम हैं PT100 (0 °C - 100Ω पर प्रतिरोध) PT1000 (0 °C - 1000Ω पर प्रतिरोध) (IEC751)। तापमान पर निर्भरता लगभग रैखिक होती है और सकारात्मक तापमान पर द्विघात नियम का पालन करती है और ऋणात्मक पर 4 डिग्री समीकरण (संबंधित स्थिरांक बहुत छोटे होते हैं, और पहले सन्निकटन में इस निर्भरता को रैखिक माना जा सकता है)। तापमान रेंज -200 - +850 डिग्री सेल्सियस।

मेडिकल इलेक्ट्रॉनिक थर्मामीटर

ऑप्टिकल थर्मामीटर आपको तापमान में परिवर्तन होने पर चमक, स्पेक्ट्रम और अन्य मापदंडों के स्तर में परिवर्तन के कारण तापमान रिकॉर्ड करने की अनुमति देते हैं। उदाहरण के लिए, अवरक्त शरीर का तापमान मीटर। एक इन्फ्रारेड थर्मामीटर आपको किसी व्यक्ति के सीधे संपर्क के बिना तापमान मापने की अनुमति देता है। कुछ देशों में, न केवल चिकित्सा संस्थानों में, बल्कि घरेलू स्तर पर भी इन्फ्रारेड के पक्ष में पारा थर्मामीटर को छोड़ने की प्रवृत्ति रही है।

अवरक्त थर्मामीटर

यदि अठारहवीं शताब्दी में यांत्रिकी प्राकृतिक विज्ञान का एक परिपक्व, पूर्ण रूप से परिभाषित क्षेत्र बन जाता है, तो गर्मी का विज्ञान अनिवार्य रूप से केवल अपना पहला कदम उठा रहा है। बेशक, 17वीं शताब्दी में थर्मल घटना के अध्ययन के लिए एक नया दृष्टिकोण उभरा। गैलीलियो के थर्मोस्कोप और फ्लोरेंटाइन शिक्षाविदों, गुएरिके और न्यूटन के थर्मामीटर ने उसके बाद वह जमीन तैयार की जिस पर थर्मोमेट्री नई सदी की पहली तिमाही में पहले से ही विकसित हुई थी। फारेनहाइट, डेलिसल, लोमोनोसोव, रेउमुर और सेल्सियस के थर्मामीटर, डिजाइन सुविधाओं में एक दूसरे से भिन्न होते हैं, साथ ही साथ दो स्थिर बिंदुओं के साथ थर्मामीटर के प्रकार को निर्धारित करते हैं, जिसे आज भी स्वीकार किया जाता है।

1703 की शुरुआत में, पेरिस के शिक्षाविद अमोन्टन (1663-1705) ने एक गैस थर्मामीटर डिजाइन किया था जिसमें तापमान को स्थिर मात्रा के गैस जलाशय से जुड़ी एक मैनोमेट्रिक ट्यूब का उपयोग करके निर्धारित किया गया था। सैद्धांतिक रूप से दिलचस्प उपकरण, आधुनिक हाइड्रोजन थर्मामीटर का प्रोटोटाइप, व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए असुविधाजनक था। 1709 से डेंजिग (ग्दान्स्क) ग्लासब्लोअर फारेनहाइट (1686-1736) ने निश्चित बिंदुओं के साथ अल्कोहल थर्मामीटर का उत्पादन किया। 1714 से उन्होंने पारा थर्मामीटर का निर्माण शुरू किया। फारेनहाइट ने पानी का हिमांक 32° और पानी का क्वथनांक 212° लिया। फारेनहाइट ने पानी, बर्फ और अमोनिया या सामान्य नमक के मिश्रण का हिमांक शून्य के रूप में लिया। उन्होंने एक मुद्रित प्रकाशन में केवल 1724 में पानी के क्वथनांक का नाम दिया। क्या उसने पहले इसका इस्तेमाल किया था अज्ञात है।

फ्रांसीसी प्राणी विज्ञानी और धातुविद् रेओमुर (1683-1757) ने एक स्थिर शून्य बिंदु वाला थर्मामीटर प्रस्तावित किया, जिसे उन्होंने पानी के हिमांक के रूप में लिया। थर्मोमेट्रिक बॉडी के रूप में अल्कोहल के 80% घोल का उपयोग करते हुए, और अंतिम संस्करण, पारा में, उन्होंने पानी के क्वथनांक को दूसरे स्थिर बिंदु के रूप में लिया, इसे संख्या 80 के रूप में नामित किया। रेउमुर ने पत्रिका में प्रकाशित लेखों में अपने थर्मामीटर का वर्णन किया। 1730, 1731 में पेरिस विज्ञान अकादमी के जी.जी.

Réaumur थर्मामीटर का परीक्षण स्वीडिश खगोलशास्त्री सेल्सियस (1701-1744) द्वारा किया गया था, जिन्होंने 1742 में अपने प्रयोगों का वर्णन किया था। थर्मामीटर पर बिल्कुल वही बिंदु। मैंने थर्मामीटर को न केवल पिघलने वाली बर्फ में रखा, बल्कि अत्यधिक ठंड में भी बर्फ को अपने कमरे में आग पर तब तक लाया जब तक कि यह पिघलना शुरू न हो जाए। मैंने एक जलते हुए चूल्हे में थर्मामीटर के साथ पिघलने वाली बर्फ की एक कड़ाही भी रखी और हमेशा पाया कि थर्मामीटर एक ही बिंदु दिखाता है, अगर केवल बर्फ थर्मामीटर गेंद के चारों ओर कसकर पड़ी हो। बर्फ के गलनांक की स्थिरता की सावधानीपूर्वक जाँच करने के बाद, सेल्सियस ने पानी के क्वथनांक की जाँच की और पाया कि यह दबाव पर निर्भर करता है। शोध के परिणामस्वरूप, एक नया थर्मामीटर, जिसे अब सेल्सियस थर्मामीटर के रूप में जाना जाता है, दिखाई दिया। सेल्सियस ने बर्फ के गलनांक को 100 के रूप में लिया, 25 इंच के दबाव पर पानी के क्वथनांक को पारा की 3 रेखाओं के रूप में 0. प्रसिद्ध स्वीडिश वनस्पतिशास्त्री कार्ल लिनिअस (1707-1788) ने पुनर्व्यवस्थित स्थिरांक मान वाले थर्मामीटर का उपयोग किया। O का मतलब बर्फ का गलनांक, 100 पानी का क्वथनांक था। इस प्रकार, आधुनिक सेल्सियस पैमाना अनिवार्य रूप से लिनिअन पैमाना है।

सेंट पीटर्सबर्ग एकेडमी ऑफ साइंसेज में, शिक्षाविद डेलिसले ने एक पैमाना प्रस्तावित किया जिसमें बर्फ का गलनांक 150 के रूप में लिया गया था, और पानी के क्वथनांक को 0 के रूप में लिया गया था। 1768-1774 के अपने अभियानों में शिक्षाविद पीएस पलास। उरल्स और साइबेरिया में उन्होंने दिल्ली थर्मामीटर का इस्तेमाल किया। एम.वी. लोमोनोसोव ने अपने शोध में उनके द्वारा डिजाइन किए गए थर्मामीटर का इस्तेमाल किया जो कि डिलीवरियन के विपरीत था।

थर्मामीटर मुख्य रूप से मौसम विज्ञान और भूभौतिकीय उद्देश्यों के लिए उपयोग किए जाते थे। लोमोनोसोव, जिन्होंने तापमान पर वायुमंडलीय परतों के घनत्व की निर्भरता का अध्ययन करके, वातावरण में ऊर्ध्वाधर धाराओं के अस्तित्व की खोज की, उन आंकड़ों का हवाला देते हैं जिनसे हवा के वॉल्यूमेट्रिक विस्तार के गुणांक को निर्धारित करना संभव है, जो इन आंकड़ों के अनुसार, लगभग ]/367 है। लोमोनोसोव ने पारा के हिमांक की खोज में सेंट पीटर्सबर्ग शिक्षाविद ब्राउन की प्राथमिकता का जोरदार बचाव किया, जिन्होंने 14 दिसंबर, 1759 को पहली बार पारा को ठंडा करने वाले मिश्रण की मदद से जमा दिया। यह उस समय तक का सबसे कम तापमान था।

उच्चतम तापमान (मात्रात्मक अनुमानों के बिना) 1772 में पेरिस एकेडमी ऑफ साइंसेज के एक आयोग द्वारा प्रसिद्ध रसायनज्ञ लावोइसियर के मार्गदर्शन में प्राप्त किया गया था। विशेष रूप से बनाए गए लेंस का उपयोग करके उच्च तापमान प्राप्त किया गया था। लेंस को दो अवतल-उत्तल दाल से इकट्ठा किया गया था, जिसके बीच की जगह शराब से भरी हुई थी। 120 सेंटीमीटर व्यास वाले लेंस में लगभग 130 लीटर अल्कोहल डाला गया, इसकी मोटाई केंद्र में 16 सेमी तक पहुंच गई। सूरज की किरणों को केंद्रित करके, जस्ता, सोना पिघलाना और हीरे को जलाना संभव था। जैसा कि ब्राउन-लोमोनोसोव के प्रयोगों में, जहां "रेफ्रिजरेटर" सर्दियों की हवा थी, इसलिए लैवोसियर के प्रयोगों में, एक प्राकृतिक "स्टोव" - सूर्य - ने उच्च तापमान के स्रोत के रूप में कार्य किया।

थर्मोमेट्री का विकास निकायों के थर्मल विस्तार का पहला वैज्ञानिक और व्यावहारिक उपयोग था। स्वाभाविक रूप से, थर्मल विस्तार की घटना का न केवल गुणात्मक रूप से, बल्कि मात्रात्मक रूप से भी अध्ययन किया जाने लगा। ठोस पदार्थों के थर्मल विस्तार का पहला सटीक माप 1782 में लैवोसियर और लाप्लास द्वारा किया गया था। उनकी विधि लंबे समय तकभौतिकी पाठ्यक्रमों में वर्णित किया गया था, जो कि बायोट, 1819 के पाठ्यक्रम से शुरू होता है, और ओ.डी. ख्वॉल्सन, 1923 द्वारा भौतिकी के पाठ्यक्रम के साथ समाप्त होता है।

परीक्षण शरीर की एक पट्टी को पहले बर्फ पिघलने और फिर उबलते पानी में रखा गया था। विभिन्न ग्रेड, स्टील और लोहे के ग्लास के साथ-साथ सोने, तांबे, पीतल, चांदी, टिन, सीसा के विभिन्न ग्रेड के लिए डेटा प्राप्त किया गया था। वैज्ञानिकों ने पाया है कि धातु तैयार करने की विधि के आधार पर परिणाम अलग-अलग होते हैं। गैर-कठोर स्टील की एक पट्टी अपनी मूल लंबाई के 0.001079 से बढ़ जाती है जब इसे 100 ° तक गर्म किया जाता है, और कठोर स्टील की - 0.001239 से। गढ़ा लोहे के लिए 0.001220 और गोल लोहे के लिए 0.001235 का मान प्राप्त किया गया था। ये डेटा विधि की सटीकता का एक विचार देते हैं।

इसलिए, पहले से ही 18 वीं शताब्दी के पूर्वार्द्ध में, थर्मामीटर बनाए गए थे और मात्रात्मक थर्मल माप शुरू हुए, लाप्लास और लावोइसियर के थर्मोफिजिकल प्रयोगों में उच्च स्तर की सटीकता के लिए लाए गए। हालांकि, थर्मल भौतिकी की बुनियादी मात्रात्मक अवधारणाएं तुरंत क्रिस्टलीकृत नहीं हुईं। उस समय के भौतिकविदों के कार्यों में, "गर्मी की मात्रा", "गर्मी की डिग्री", "गर्मी की डिग्री" जैसी अवधारणाओं में काफी भ्रम था। तापमान की अवधारणाओं और गर्मी की मात्रा के बीच अंतर करने की आवश्यकता 1755 में आईजी लैम्बर्ट (1728-1777) द्वारा इंगित की गई थी। हालांकि, उनके निर्देशों की उनके समकालीनों ने सराहना नहीं की, और सही अवधारणाओं का विकास धीमा था।

कैलोरीमेट्री के पहले दृष्टिकोण सेंट पीटर्सबर्ग शिक्षाविदों जीवी क्राफ्ट और जीवी रिखमन (1711-1753) के कार्यों में निहित हैं। क्राफ्ट का लेख "गर्मी और ठंड के साथ विभिन्न प्रयोग", 1744 में अकादमी के सम्मेलन में प्रस्तुत किया गया और 1751 में प्रकाशित हुआ, विभिन्न तापमानों पर लिए गए तरल के दो भागों के मिश्रण के तापमान को निर्धारित करने की समस्या से संबंधित है। इस समस्या को अक्सर पाठ्यपुस्तकों में "रिचमैन समस्या" के रूप में संदर्भित किया जाता था, हालांकि रिचमैन ने क्राफ्ट की तुलना में अधिक सामान्य और अधिक जटिल समस्या को हल किया। क्राफ्ट ने समस्या को हल करने के लिए एक गलत अनुभवजन्य सूत्र दिया।

हम रिचमैन में समस्या को हल करने के लिए एक पूरी तरह से अलग दृष्टिकोण पाते हैं। 1750 में प्रकाशित लेख में "ऊष्मा की मात्रा पर विचार जो कुछ डिग्री की गर्मी वाले तरल पदार्थ को मिलाते समय प्राप्त किया जाना चाहिए", रिचमैन ने कई (और दो नहीं, जैसे कि क्राफ्ट में) के मिश्रण के तापमान को निर्धारित करने की समस्या प्रस्तुत की है। तरल पदार्थ और गर्मी संतुलन के सिद्धांत के आधार पर इसे हल करता है। "मान लीजिए," रिचमैन कहते हैं, "कि द्रव का द्रव्यमान एक है; इस द्रव्यमान में वितरित ऊष्मा m के बराबर है; एक और द्रव्यमान जिसमें समान ऊष्मा m को द्रव्यमान a के रूप में वितरित किया जाना चाहिए, इसे a + b के बराबर होने दें। फिर परिणामी गर्मी

AM/(a+b) के बराबर है। यहां रिचमैन का अर्थ है "गर्मी" से तापमान, लेकिन उन्होंने यह सिद्धांत तैयार किया कि "वही गर्मी उस द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती होती है जिस पर इसे वितरित किया जाता है" विशुद्ध रूप से कैलोरीमेट्रिक है। "इस प्रकार," रिचमैन आगे लिखते हैं, "द्रव्यमान की ऊष्मा, m के बराबर, और द्रव्यमान b की ऊष्मा, n के बराबर, द्रव्यमान a + b पर समान रूप से वितरित की जाती है, और इस द्रव्यमान में ऊष्मा, अर्थात, में a और b का मिश्रण, द्रव्यमान a + b में वितरित हीट m + n के योग के बराबर होना चाहिए, या (ma + nb) / (a ​​+ b) के बराबर होना चाहिए। यह वह सूत्र था जो पाठ्यपुस्तकों में "रिचमैन फॉर्मूला" के रूप में दिखाई दिया। "एक अधिक सामान्य सूत्र प्राप्त करने के लिए," रिचमैन जारी है, "जिसके द्वारा 3, 4, 5, आदि को मिलाते समय गर्मी की डिग्री निर्धारित करना संभव होगा। एक ही तरल के द्रव्यमान में गर्मी की अलग-अलग डिग्री होती है, मैंने कहा ये द्रव्यमान a, b, c, d, e, आदि, और संबंधित ऊष्माएँ m, p, o, p, q, आदि हैं। ठीक उसी तरह, मैंने मान लिया था कि उनमें से प्रत्येक को समग्रता में वितरित किया जाता है सभी जन. परिणामस्वरूप, "सभी गर्म द्रव्यमानों को मिलाने के बाद की गर्मी बराबर होती है:

(am + bp + co + dp + eq), आदि / (a ​​+ b + c + d + e), आदि।

यानी, तरल द्रव्यमान का योग, जिस पर, मिश्रित होने पर, अलग-अलग द्रव्यमान की गर्मी समान रूप से वितरित की जाती है, प्रत्येक द्रव्यमान के सभी उत्पादों के योग और उसकी गर्मी से उसी तरह संबंधित होती है जैसे मिश्रण की गर्मी के लिए एकता।

रिचमैन ने अभी तक गर्मी की मात्रा की अवधारणा में महारत हासिल नहीं की थी, लेकिन उन्होंने पूरी तरह से सही कैलोरीमेट्रिक फॉर्मूला लिखा और तार्किक रूप से इसकी पुष्टि की। उन्होंने आसानी से पाया कि उनका फॉर्मूला क्रैफ के फॉर्मूले की तुलना में अनुभव से बेहतर है। उन्होंने सही ढंग से स्थापित किया कि उनकी "हीट" "वास्तविक गर्मी नहीं है, बल्कि शून्य डिग्री फ़ारेनहाइट की तुलना में मिश्रण की अतिरिक्त गर्मी है।" वह स्पष्ट रूप से समझ गया कि: 1. "मिश्रण की गर्मी न केवल अपने द्रव्यमान पर, बल्कि बर्तन की दीवारों और थर्मामीटर पर भी वितरित की जाती है।" 2. "थर्मामीटर की आंतरिक गर्मी और बर्तन की गर्मी दोनों मिश्रण पर और बर्तन की दीवारों के साथ वितरित की जाती है जिसमें मिश्रण स्थित है, और थर्मामीटर के साथ।" 3. "मिश्रण की गर्मी का हिस्सा, उस समय की अवधि के दौरान प्रयोग किया जा रहा है, आसपास की हवा में गुजरता है ..."

रिचमैन ने कैलोरीमेट्रिक प्रयोगों में त्रुटियों के स्रोतों को सटीक रूप से तैयार किया, क्राफ्ट के सूत्र और प्रयोग के बीच विसंगति के कारणों की ओर इशारा किया, यानी उन्होंने कैलोरीमेट्री की नींव रखी, हालांकि वे अभी तक गर्मी की मात्रा की अवधारणा पर नहीं आए थे। रिचमैन का काम स्वीडिश शिक्षाविद जोहान विल्के (1732-1796) और स्कॉटिश रसायनज्ञ जोसेफ ब्लैक (1728-1799) द्वारा जारी रखा गया था। दोनों वैज्ञानिकों ने, रिचमैन के सूत्र पर भरोसा करते हुए, विज्ञान में नई अवधारणाओं को पेश करना आवश्यक पाया। विल्के ने 1772 में पानी और बर्फ के मिश्रण की गर्मी की जांच करते हुए पाया कि गर्मी का हिस्सा गायब हो जाता है। यहां से उन्हें पिघलने वाली बर्फ की गुप्त गर्मी और एक नई अवधारणा पेश करने की आवश्यकता की अवधारणा आई, जिसे बाद में प्राप्त हुआ नाम "गर्मी क्षमता"।

ब्लैक भी अपने परिणाम प्रकाशित किए बिना उसी निष्कर्ष पर पहुंचे। उनका अध्ययन केवल 1803 में प्रकाशित हुआ था, और फिर यह ज्ञात हो गया कि ब्लैक ने सबसे पहले गर्मी और तापमान की मात्रा की अवधारणाओं के बीच स्पष्ट रूप से अंतर किया, "हीट कैपेसिटी" शब्द को पेश करने वाले पहले व्यक्ति थे। 1754-1755 में वापस, ब्लैक ने न केवल बर्फ के पिघलने बिंदु की स्थिरता की खोज की, बल्कि यह भी कि थर्मामीटर एक ही तापमान पर रहता है, गर्मी की आमद के बावजूद, जब तक कि सभी बर्फ पिघल न जाए। यहीं से ब्लैक में संलयन की गुप्त ऊष्मा की अवधारणा आई। बाद में उन्होंने वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा की अवधारणा को स्थापित किया। इस प्रकार, 18वीं शताब्दी के 70 के दशक तक, बुनियादी कैलोरीमीट्रिक अवधारणाएं स्थापित की गईं। लगभग सौ वर्षों (1852 में) के बाद ही ऊष्मा की इकाई-मात्रा की शुरुआत हुई, जिसे बाद में "कैलोरी" नाम मिला। क्लॉसियस भी केवल ऊष्मा की इकाई की बात करता है और "कैलोरी" शब्द का उपयोग नहीं करता है।)

1777 में, लैवोज़ियर और लाप्लास ने एक बर्फ कैलोरीमीटर का निर्माण किया, जिसने विभिन्न निकायों की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता निर्धारित की। सटीक प्रयोग की विधि द्वारा अरिस्टोटेलियन प्राथमिक गुणवत्ता-गर्मी का अध्ययन किया जाने लगा।

गर्मी के वैज्ञानिक सिद्धांत भी थे। एक, सबसे आम अवधारणा (जिसका ब्लैक ने भी पालन किया) एक विशेष थर्मल तरल पदार्थ - कैलोरी का सिद्धांत है। दूसरा, जिसका लोमोनोसोव एक प्रबल समर्थक था, गर्मी को "असंवेदनशील कणों" की गति के रूप में मानता था। कैलोरीमीट्रिक तथ्यों के वर्णन के लिए कैलोरी की अवधारणा बहुत अच्छी तरह से अनुकूल थी: रिचमैन फॉर्मूला और बाद के सूत्र जो अव्यक्त गर्मी को ध्यान में रखते हैं, उन्हें पूरी तरह से समझाया जा सकता है। नतीजतन, कैलोरी का सिद्धांत 19 वीं शताब्दी के मध्य तक हावी रहा, जब ऊर्जा संरक्षण के कानून की खोज ने भौतिकविदों को इस कानून की खोज से सौ साल पहले लोमोनोसोव द्वारा सफलतापूर्वक विकसित अवधारणा पर लौटने के लिए मजबूर किया।

यह विचार कि ऊष्मा गति का एक रूप है, 17वीं शताब्दी में बहुत आम थी। एफ। द न्यू ऑर्गन में बेकन, गर्मी की प्रकृति के अध्ययन के लिए अपनी पद्धति को लागू करते हुए, इस निष्कर्ष पर पहुंचता है कि "गर्मी प्रसार की एक गति है, जो छोटे भागों में बाधित और घटित होती है।" डेसकार्टेस छोटे कणों की गति के बारे में गर्मी के बारे में अधिक ठोस और स्पष्ट रूप से बोलता है। आग की प्रकृति को ध्यान में रखते हुए, वह इस निष्कर्ष पर पहुंचता है कि "लौ का शरीर ... सबसे छोटे कणों से बना है, बहुत जल्दी और हिंसक रूप से एक दूसरे से अलग हो रहा है।" इसके अलावा, वह बताते हैं कि "केवल यह आंदोलन, जो विभिन्न क्रियाओं के आधार पर उत्पन्न होता है, उसे या तो गर्मी या प्रकाश कहा जाता है।" बाकी पिंडों की ओर मुड़ते हुए, वे कहते हैं कि "छोटे कण जो अपनी गति को नहीं रोकते हैं, न केवल आग में, बल्कि अन्य सभी निकायों में भी मौजूद होते हैं, हालांकि बाद में उनकी क्रिया इतनी मजबूत नहीं होती है, लेकिन इसके कारण उनके छोटे आकार वे स्वयं हमारी किसी भी इंद्रिय द्वारा नहीं देखे जा सकते हैं।"

17वीं शताब्दी के वैज्ञानिकों और विचारकों के भौतिक विचारों पर परमाणुवाद हावी था। हुक, ह्यूजेंस, न्यूटन ने ब्रह्मांड के सभी पिंडों का प्रतिनिधित्व सबसे छोटे कणों से मिलकर किया, "असंवेदनशील", जैसा कि लोमोनोसोव ने बाद में उन्हें संक्षेप में कहा। इन कणों की गति के रूप में ऊष्मा की अवधारणा वैज्ञानिकों को काफी उचित लगी। लेकिन गर्मी के बारे में ये विचार गुणात्मक प्रकृति के थे और बहुत कम तथ्यात्मक आधार पर पैदा हुए थे। XVIII सदी में। ऊष्मीय परिघटनाओं का ज्ञान अधिक सटीक और निश्चित हो गया; रसायन विज्ञान ने भी काफी प्रगति की, जिसमें ऑक्सीजन की खोज से पहले फ्लॉजिस्टन के सिद्धांत ने दहन और ऑक्सीकरण की प्रक्रियाओं को समझने में मदद की। यह सब एक विशेष पदार्थ के रूप में गर्मी पर एक नए दृष्टिकोण को आत्मसात करने में योगदान देता है, और कैलोरीमेट्री की पहली सफलता ने कैलोरी के समर्थकों की स्थिति को मजबूत किया। इस स्थिति में ऊष्मा के गतिज सिद्धांत को विकसित करने के लिए महान वैज्ञानिक साहस की आवश्यकता थी।

गर्मी के गतिज सिद्धांत को स्वाभाविक रूप से पदार्थ के गतिज सिद्धांत के साथ जोड़ा गया था, और सबसे ऊपर हवा और वाष्प। गैसों (शब्द "गैस" वैन हेलमोंट द्वारा पेश किया गया था; 1577-1644) संक्षेप में अभी तक खोजा नहीं गया था, और यहां तक ​​कि लैवोज़ियर ने भाप को पानी और आग के संयोजन के रूप में माना। लोमोनोसोव खुद, मजबूत वोदका (नाइट्रिक एसिड) में लोहे के विघटन को देखते हुए, माना जाता है

हवा द्वारा छोड़े गए नाइट्रोजन के बुलबुले। इस प्रकार, तत्कालीन शब्दावली के अनुसार, लोमोनोसोव - "लोचदार तरल पदार्थ" के समय हवा और भाप लगभग एकमात्र गैस थीं।

डी. बर्नौली ने अपने "हाइड्रोडायनामिक्स" में कल्पना की कि हवा "विभिन्न दिशाओं में बेहद तेजी से" चलती कणों से युक्त है, और उनका मानना ​​​​था कि ये कण एक "लोचदार द्रव" बनाते हैं। बर्नौली ने "लोचदार द्रव" के अपने मॉडल के साथ बॉयल-मैरियोट कानून की पुष्टि की। उन्होंने कणों की गति और हवा के गर्म होने के बीच एक संबंध स्थापित किया, और इस तरह गर्म होने पर हवा की लोच में वृद्धि की व्याख्या की। यह भौतिकी के इतिहास में अणुओं की गति द्वारा गैसों के व्यवहार की व्याख्या करने का पहला प्रयास था, निस्संदेह शानदार प्रयास था, और बर्नौली भौतिकी के इतिहास में गैसों के गतिज सिद्धांत के संस्थापकों में से एक के रूप में नीचे चला गया।

हाइड्रोडायनामिक्स के प्रकाशन के छह साल बाद, लोमोनोसोव ने अकादमिक सभा में गर्मी और ठंड के कारण पर अपना काम रिफ्लेक्शंस प्रस्तुत किया। यह केवल छह साल बाद, 1750 में, एक और बाद के काम, एन एक्सपीरियंस इन द थ्योरी ऑफ एयर इलास्टिसिटी के साथ प्रकाशित हुआ था। इस प्रकार, लोमोनोसोव का गैसों की लोच का सिद्धांत उनके गर्मी के सिद्धांत के साथ अटूट रूप से जुड़ा हुआ है और उत्तरार्द्ध पर निर्भर करता है।

डी. बर्नौली ने गर्मी के मुद्दों पर भी बहुत ध्यान दिया, विशेष रूप से तापमान पर वायु घनत्व की निर्भरता के सवाल पर। अमोंटन के प्रयोगों का उल्लेख करने के लिए खुद को सीमित किए बिना, उन्होंने स्वयं तापमान पर वायु लोच की निर्भरता को प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित करने का प्रयास किया। "मैंने पाया," बर्नौली लिखते हैं, "कि हवा की लोच, जो यहां सेंट पीटर्सबर्ग में 25 दिसंबर, 1731 को बहुत ठंडी थी, कला। कला।, उसी हवा की लोच को संदर्भित करता है, जिसमें उबलते पानी के साथ 523 से 1000 तक गर्मी होती है। बर्नौली का यह मान स्पष्ट रूप से गलत है, क्योंकि यह मानता है कि ठंडी हवा का तापमान -78 डिग्री सेल्सियस से मेल खाता है।

ऊपर वर्णित लोमोनोसोव की समान गणनाएं अधिक सटीक हैं। दूसरी ओर, बर्नौली का अंतिम परिणाम बहुत ही उल्लेखनीय है, कि "लचीलापन कण वेग के वर्ग और घनत्व की पहली शक्ति से बना अनुपात में है", जो पूरी तरह से गतिज सिद्धांत के मूल समीकरण से मेल खाता है आधुनिक प्रस्तुति में गैसों की।

बर्नौली ने गर्मी की प्रकृति के सवाल पर बिल्कुल भी स्पर्श नहीं किया, जो लोमोनोसोव के सिद्धांत का केंद्र है। लोमोनोसोव की परिकल्पना है कि ऊष्मा असंवेदनशील कणों की गति का एक रूप है। वह इन आंदोलनों की संभावित प्रकृति पर विचार करता है: ट्रांसलेशनल, रोटेशनल और ऑसिलेटरी - और कहता है कि "गर्मी में बाध्य पदार्थ की आंतरिक घूर्णी गति होती है।"

गर्मी के कारण के रूप में अणुओं की घूर्णी गति की परिकल्पना को एक प्रारंभिक बिंदु के रूप में लेते हुए, लोमोनोसोव इससे कई परिणाम निकालते हैं: 1) अणुओं (कोशिकाओं) का एक गोलाकार आकार होता है; 2) "... बाध्य पदार्थ के कणों के तेजी से घूर्णन के साथ, गर्मी बढ़नी चाहिए, और धीमी घूर्णन के साथ, इसे कम करना चाहिए; 3) गर्म पिंडों के कण तेजी से घूमते हैं, ठंडे वाले - धीमे; 4) गर्म पिंडों को ठंडे के संपर्क में आने पर ठंडा किया जाना चाहिए, क्योंकि यह कणों की कैलोरी गति को धीमा कर देता है; इसके विपरीत, संपर्क पर गति के त्वरण के कारण ठंडे पिंडों को गर्म होना चाहिए। इस प्रकार, प्रकृति में देखे गए गर्म शरीर से ठंडे शरीर में गर्मी का संक्रमण लोमोनोसोव की परिकल्पना की पुष्टि है।

तथ्य यह है कि लोमोनोसोव ने मुख्य परिणामों में से एक के रूप में गर्मी हस्तांतरण को चुना, बहुत महत्वपूर्ण है, और कुछ लेखक इसे थर्मोडायनामिक्स के दूसरे कानून के खोजकर्ताओं के बीच लोमोनोसोव को रैंक करने के कारण के रूप में देखते हैं। हालाँकि, यह संभावना नहीं है कि उपरोक्त प्रस्ताव को दूसरे कानून का प्राथमिक सूत्रीकरण माना जा सकता है, लेकिन समग्र रूप से संपूर्ण कार्य निस्संदेह थर्मोडायनामिक्स की पहली रूपरेखा है। इस प्रकार, लोमोनोसोव ने घर्षण के दौरान गर्मी के गठन की व्याख्या की, जो जूल के शास्त्रीय प्रयोगों में पहले कानून के प्रयोगात्मक आधार के रूप में कार्य करता था। लोमोनोसोव आगे, एक गर्म शरीर से एक ठंडे शरीर में गर्मी के हस्तांतरण के सवाल का जिक्र करते हुए, निम्नलिखित प्रस्ताव को संदर्भित करता है: "बॉडी ए, बॉडी बी पर अभिनय करता है, बाद वाले को गति की गति की तुलना में अधिक गति नहीं दे सकता है जो उसके पास है। ।" यह प्रावधान "सार्वभौमिक संरक्षण कानून" का एक विशिष्ट मामला है। इस प्रस्ताव से आगे बढ़ते हुए, वह साबित करता है कि एक गर्म तरल ए में डूबा हुआ एक ठंडा शरीर बी, "स्पष्ट रूप से एल की तुलना में अधिक गर्मी को अवशोषित नहीं कर सकता है।"

लोमोनोसोव ने हवा की लोच पर विचार करने तक थर्मल विस्तार के सवाल को "एक और समय तक" स्थगित कर दिया। इस प्रकार उनका थर्मोडायनामिक कार्य गैसों की लोच पर उनके बाद के कार्य से सीधे संबंधित है। हालांकि, थर्मल विस्तार के विचार को "एक और समय तक" स्थगित करने के इरादे की बात करते हुए, लोमोनोसोव यहां यह भी बताते हैं कि चूंकि कणों की गति पर कोई ऊपरी सीमा नहीं है (सापेक्षता का सिद्धांत अभी तक मौजूद नहीं है!), वहाँ है तापमान पर भी कोई ऊपरी सीमा नहीं। लेकिन "आवश्यकता से ठंड की सबसे बड़ी और आखिरी डिग्री होनी चाहिए, जिसमें कणों की घूर्णन गति की पूर्ण समाप्ति होनी चाहिए।" इसलिए, लोमोनोसोव "ठंड की अंतिम डिग्री" के अस्तित्व पर जोर देता है - पूर्ण शून्य।

अंत में, लोमोनोसोव कैलोरी के सिद्धांत की आलोचना करता है, जिसे वह तात्विक अग्नि के बारे में पूर्वजों के विचार से छुटकारा मानता है। गर्मी की रिहाई और अवशोषण से जुड़ी भौतिक और रासायनिक दोनों तरह की विभिन्न घटनाओं का विश्लेषण करते हुए, लोमोनोसोव ने निष्कर्ष निकाला कि "पिंडों की गर्मी को कुछ पतले, विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए पदार्थ के संघनन के लिए जिम्मेदार नहीं ठहराया जा सकता है, लेकिन उस गर्मी में आंतरिक घूर्णी गति होती है गर्म पिंडों का बाध्य पदार्थ।" "बाध्य" पदार्थ से, लोमोनोसोव शरीर के कणों के मामले को समझता है, इसे "बहने वाले" पदार्थ से अलग करता है, जो शरीर के छिद्रों के माध्यम से "नदी की तरह" बह सकता है।

उसी समय, लोमोनोसोव ने अपने थर्मोडायनामिक सिस्टम में विश्व ईथर को शामिल किया, न केवल अपने समय से बहुत आगे, बल्कि 19 वीं शताब्दी भी। "इस प्रकार," लोमोनोसोव जारी है, "हम न केवल यह कहते हैं कि इस तरह की गति और गर्मी ईथर के उस बेहतरीन पदार्थ की भी विशेषता है, जो उन सभी स्थानों को भरती है जिनमें संवेदनशील शरीर नहीं होते हैं, लेकिन हम यह भी पुष्टि करते हैं कि ईथर का मामला हो सकता है सूर्य से प्राप्त ऊष्मीय गति को हमारी पृथ्वी और दुनिया के बाकी पिंडों से संप्रेषित करें और उन्हें गर्म करें, यह वह माध्यम है जिसके द्वारा एक दूसरे से दूर के पिंड बिना किसी ठोस चीज की मध्यस्थता के गर्मी का संचार करते हैं।

इसलिए, बोल्ट्ज़मैन, गोलित्सिन और वीन से बहुत पहले, लोमोनोसोव ने थर्मोडायनामिक्स में थर्मल विकिरण को शामिल किया था। लोमोनोसोव का थर्मोडायनामिक्स अपने समय से बहुत आगे, 18 वीं शताब्दी के वैज्ञानिक विचार की एक उल्लेखनीय उपलब्धि है।

सवाल उठता है: लोमोनोसोव ने कणों की अनुवाद गति को थर्मल गति के रूप में मानने से इनकार क्यों किया, और घूर्णन गति पर रुक गया? इस धारणा ने उनके काम को बहुत कमजोर कर दिया, और डी। बर्नौली का सिद्धांत लोमोनोसोव के सिद्धांत की तुलना में क्लॉसियस और मैक्सवेल के बाद के अध्ययनों के बहुत करीब आ गया। इस स्कोर पर लोमोनोसोव के बहुत गहरे विचार थे। उन्हें सामंजस्य और लोच, शरीर के कणों की सुसंगतता और निकायों के विस्तार की क्षमता जैसी विरोधाभासी चीजों की व्याख्या करनी थी। लोमोनोसोव लंबी दूरी की ताकतों का प्रबल विरोधी था और निकायों की आणविक संरचना पर विचार करते समय उनका सहारा नहीं ले सकता था। वह कणों के लोचदार प्रभावों के लिए गैसों की लोच की व्याख्या को कम नहीं करना चाहता था, अर्थात लोच द्वारा लोच की व्याख्या करना। वह एक ऐसे तंत्र की तलाश में था जो लोच और थर्मल विस्तार दोनों को सबसे प्राकृतिक तरीके से समझा सके। अपने काम "वायु लोच के सिद्धांत में अनुभव" में, उन्होंने स्वयं कणों की लोच की परिकल्पना को खारिज कर दिया, जो लोमोनोसोव के अनुसार, "किसी भी भौतिक संरचना और संगठित संरचना से रहित हैं ..." और परमाणु हैं। इसलिए, लोच की संपत्ति एकल कणों द्वारा प्रदर्शित नहीं होती है जिसमें कोई भौतिक जटिलता और संगठित संरचना नहीं होती है, बल्कि उनके संयोजन से उत्पन्न होती है। तो, लोमोनोसोव के अनुसार, गैस (वायु) की लोच, "परमाणुओं के समूह की संपत्ति" है। लोमोनोसोव के अनुसार, परमाणु स्वयं "ठोस और विस्तार वाले होने चाहिए", वह उनके आकार को गोलाकार के "बहुत करीब" मानते हैं। घर्षण से उत्पन्न ऊष्मा की घटना ने उन्हें इस परिकल्पना को स्वीकार कर लिया कि "वायु परमाणु खुरदरे होते हैं"। तथ्य यह है कि हवा की लोच घनत्व के समानुपाती है, लोमोनोसोव को यह निष्कर्ष निकालने के लिए प्रेरित करता है कि "यह अपने परमाणुओं के किसी प्रकार की प्रत्यक्ष बातचीत से आता है।" लेकिन लोमोनोसोव के अनुसार, परमाणु दूरी पर कार्य नहीं कर सकते, लेकिन केवल संपर्क पर ही कार्य करते हैं। वायु की संपीड्यता उसमें रिक्त अंतरालों की उपस्थिति को सिद्ध करती है, जिससे परमाणुओं का परस्पर क्रिया करना असंभव हो जाता है। यहां से, लोमोनोसोव एक गतिशील तस्वीर पर आता है, जब परमाणुओं की बातचीत को उनके बीच एक खाली जगह के गठन से बदल दिया जाता है, और परमाणुओं के स्थानिक अलगाव को संपर्क द्वारा बदल दिया जाता है। "तो यह स्पष्ट है कि हवा के अलग-अलग परमाणु, यादृच्छिक रूप से, समय के असंवेदनशील अंतराल पर निकटतम लोगों से टकराते हैं, और जब कुछ संपर्क में होते हैं, तो अन्य एक दूसरे से पलटाव करते हैं और अपने निकटतम लोगों से टकराते हैं, क्रम में फिर से पलटने के लिए; इस प्रकार, लगातार आपसी झटकों से लगातार एक-दूसरे से खदेड़ते हुए, वे सभी दिशाओं में बिखर जाते हैं। लोमोनोसोव सभी दिशाओं में इस प्रकीर्णन में लोच देखता है। "लचीलापन के बल में हवा की सभी दिशाओं में फैलने की इच्छा होती है।"

हालांकि, यह स्पष्ट करना आवश्यक है कि परस्पर क्रिया के दौरान परमाणु एक दूसरे से क्यों उछलते हैं। लोमोनोसोव के अनुसार इसका कारण तापीय गति है: "वायु परमाणुओं की परस्पर क्रिया केवल ऊष्मा के कारण होती है।" और चूँकि ऊष्मा कणों की घूर्णी गति में होती है, इसलिए उनके प्रतिकर्षण की व्याख्या करने के लिए यह विचार करना पर्याप्त है कि जब दो घूर्णन गोलाकार खुरदरे कण संपर्क में आते हैं तो क्या होता है। लोमोनोसोव दिखाता है कि वे एक-दूसरे से दूर हो जाएंगे, और इसे एक उदाहरण के साथ चित्रित करेंगे, जो बचपन से उसे अच्छी तरह से जाना जाता है, शीर्षों के पलटाव ("सिर के ऊपर एड़ी") कि लड़कों ने बर्फ पर जाने दिया। जब ऐसे कताई शीर्ष स्पर्श करते हैं, तो वे एक दूसरे से काफी दूर तक उछलते हैं। इस प्रकार, लोमोनोसोव के अनुसार, परमाणुओं के लोचदार टकराव, उनके घूर्णी क्षणों की परस्पर क्रिया के कारण होते हैं। इसलिए उन्हें कणों की तापीय घूर्णी गति की परिकल्पना की आवश्यकता थी! इस प्रकार, लोमोनोसोव ने एक लोचदार गैस के मॉडल को पूरी तरह से प्रमाणित किया जिसमें बेतरतीब ढंग से चलने और टकराने वाले कण होते हैं।

इस मॉडल ने लोमोनोसोव को न केवल बॉयल-मैरियोट कानून की व्याख्या करने की अनुमति दी, बल्कि उच्च संपीड़न पर इससे विचलन की भविष्यवाणी करने की भी अनुमति दी। सेंट पीटर्सबर्ग एकेडमी ऑफ साइंसेज के "न्यू कमेंट्रीज़" के उसी खंड में प्रकाशित "एडिशन टू रिफ्लेक्शंस ऑन द इलास्टिसिटी ऑफ एयर" काम में लोमोनोसोव द्वारा कानून और उससे विचलन की व्याख्या दी गई है, जिसमें दो पिछले रचनाएँ भी प्रकाशित हुईं। लोमोनोसोव के कार्यों में गलत कथन भी हैं, जो उस समय के ज्ञान के स्तर से पूरी तरह से स्पष्ट हैं। लेकिन वे वैज्ञानिक के काम के महत्व को निर्धारित नहीं करते हैं। लोमोनोसोव के वैज्ञानिक विचार के साहस और गहराई की प्रशंसा करना असंभव नहीं है, जिन्होंने गर्मी के विज्ञान के बचपन में एक शक्तिशाली सैद्धांतिक अवधारणा बनाई जो अपने युग से बहुत आगे थी। समकालीनों ने लोमोनोसोव के मार्ग का अनुसरण नहीं किया, गर्मी के सिद्धांत में, जैसा कि कहा गया था, कैलोरी ने शासन किया, 18 वीं शताब्दी की भौतिक सोच के लिए विभिन्न पदार्थों की आवश्यकता थी: थर्मल, प्रकाश, विद्युत, चुंबकीय। इसे आमतौर पर 18वीं शताब्दी के प्रकृतिवादियों की सोच की आध्यात्मिक प्रकृति के रूप में देखा जाता है, इसकी कुछ प्रतिक्रियावादी प्रकृति। लेकिन ऐसा क्यों हो गया? ऐसा लगता है कि इसका कारण सटीक प्राकृतिक विज्ञान की प्रगति में निहित है। XVIII सदी में। गर्मी, प्रकाश, बिजली, चुंबकत्व को मापना सीखा। इन सभी एजेंटों के लिए उपाय खोजे गए हैं, जैसे वे बहुत समय पहले आम जनता और मात्रा के लिए पाए गए थे। इस तथ्य ने भारहीन एजेंटों को आम जनता और तरल पदार्थों के करीब ला दिया, हमें उन्हें साधारण तरल पदार्थों के अनुरूप मानने के लिए मजबूर किया। "भारहीन" की अवधारणा भौतिकी के विकास में एक आवश्यक चरण थी, इसने थर्मल, इलेक्ट्रिकल और चुंबकीय घटनाओं की दुनिया में गहरी अंतर्दृष्टि की अनुमति दी। इसने एक सटीक प्रयोग के विकास, कई तथ्यों के संचय और उनकी प्राथमिक व्याख्या में योगदान दिया।

लंबा रास्ता थर्मामीटर

तापमान मापने के उपकरण आज आम हैं महत्वपूर्ण भूमिकाविज्ञान, प्रौद्योगिकी में, लोगों के रोजमर्रा के जीवन में, एक लंबा इतिहास रहा है और विभिन्न देशों के कई शानदार वैज्ञानिकों के नाम से जुड़े हैं, जिनमें रूसी और रूस में काम करने वाले भी शामिल हैं।

यहां तक ​​​​कि एक साधारण तरल थर्मामीटर के निर्माण के इतिहास का एक विस्तृत विवरण एक पूरी किताब ले सकता है, जिसमें विभिन्न क्षेत्रों के विशेषज्ञों के बारे में कहानियां शामिल हैं - भौतिकविदों और रसायनज्ञों, दार्शनिकों और खगोलविदों, गणितज्ञों और यांत्रिकी, प्राणी विज्ञानी और वनस्पतिशास्त्री, जलवायु विज्ञानी और ग्लासब्लोअर।

नीचे दिए गए नोट्स इस बहुत ही मनोरंजक कहानी की प्रस्तुति को पूरा करने का दिखावा नहीं करते हैं, लेकिन ज्ञान के क्षेत्र और प्रौद्योगिकी के क्षेत्र को जानने के लिए उपयोगी हो सकते हैं, जिसका नाम थर्मोमेट्री है।

तापमान

तापमान सबसे महत्वपूर्ण संकेतकों में से एक है जिसका उपयोग प्राकृतिक विज्ञान और प्रौद्योगिकी की विभिन्न शाखाओं में किया जाता है। भौतिकी और रसायन विज्ञान में, इसका उपयोग एक पृथक प्रणाली के संतुलन की स्थिति की मुख्य विशेषताओं में से एक के रूप में किया जाता है, मौसम विज्ञान में - जलवायु और मौसम की मुख्य विशेषता के रूप में, जीव विज्ञान और चिकित्सा में - सबसे महत्वपूर्ण मात्रा के रूप में जो महत्वपूर्ण कार्यों को निर्धारित करती है।

यहां तक ​​कि प्राचीन यूनानी दार्शनिक अरस्तू (384-322 ईसा पूर्व) ने भी गर्मी और ठंड की अवधारणाओं को मौलिक माना। सूखापन और आर्द्रता जैसे गुणों के साथ, इन अवधारणाओं ने "प्राथमिक पदार्थ" के चार तत्वों की विशेषता बताई - पृथ्वी, जल, वायु और अग्नि। हालाँकि उन दिनों और कई शताब्दियों के बाद वे पहले से ही गर्मी या ठंड ("गर्म", "गर्म", "ठंडा") की डिग्री के बारे में बात कर रहे थे, कोई मात्रात्मक उपाय नहीं थे।

लगभग 2500 साल पहले, प्राचीन यूनानी चिकित्सक हिप्पोक्रेट्स (सी। 460 - सी। 370 ईसा पूर्व) ने महसूस किया कि मानव शरीर का ऊंचा तापमान बीमारी का संकेत है। सामान्य तापमान निर्धारित करने में एक समस्या थी।

एक मानक तापमान की अवधारणा को पेश करने के पहले प्रयासों में से एक प्राचीन रोमन चिकित्सक गैलेन (129 - सी। 200) द्वारा किया गया था, जिन्होंने सुझाव दिया था कि उबलते पानी और बर्फ के बराबर मात्रा के मिश्रण का तापमान "तटस्थ" माना जाता है। , और अलग-अलग घटकों (उबलते पानी और पिघलने वाली बर्फ) के तापमान को क्रमशः चार डिग्री, गर्म और चार डिग्री ठंडा माना जाता है। यह शायद गैलेन के लिए है कि हम इस शब्द की शुरूआत का श्रेय देते हैं मनोवृत्ति(बराबर करना), जिससे "तापमान" शब्द व्युत्पन्न हुआ है। हालांकि, तापमान काफी बाद में मापा जाने लगा।

थर्मोस्कोप और पहला वायु थर्मामीटर

तापमान माप का इतिहास केवल चार शताब्दियों से थोड़ा अधिक है। गर्म होने पर हवा के विस्तार की क्षमता के आधार पर, जिसे प्राचीन बीजान्टिन यूनानियों द्वारा दूसरी शताब्दी ईसा पूर्व के रूप में वर्णित किया गया था। ईसा पूर्व, कई आविष्कारकों ने थर्मोस्कोप बनाया - पानी से भरी ग्लास ट्यूब वाला सबसे सरल उपकरण। यह कहा जाना चाहिए कि ग्रीक (पहले यूरोपीय) कांच से परिचित हो गए थे, जैसा कि 5 वीं शताब्दी में, 13 वीं शताब्दी में हुआ था। 17वीं शताब्दी तक पहला कांच विनीशियन दर्पण दिखाई दिया। यूरोप में कांच का काम काफी विकसित हो गया, और 1612 में पहला मैनुअल सामने आया "दे आर्टे विट्रारिया"("ग्लासमेकिंग की कला पर") फ्लोरेंटाइन एंटोनियो नेरी द्वारा (1614 में मृत्यु हो गई)।

ग्लासमेकिंग विशेष रूप से इटली में विकसित किया गया था। इसलिए, यह आश्चर्य की बात नहीं है कि पहले कांच के उपकरण वहां दिखाई दिए। थर्मोस्कोप का पहला विवरण नियति प्रकृतिवादी की पुस्तक में शामिल किया गया था, जो सिरेमिक, कांच, कृत्रिम कीमती पत्थरों और आसवन में लगे हुए थे, जियोवानी बतिस्ता डे ला पोर्टा (1535-1615) मैगिया नेचुरलिस("प्राकृतिक जादू")। संस्करण 1558 में प्रकाशित हुआ था।

1590 के दशक में इतालवी भौतिक विज्ञानी, मैकेनिक, गणितज्ञ और खगोलशास्त्री गैलीलियो गैलीली (1564-1642) ने अपने छात्रों नेल्ली और विवियन के अनुसार, पानी और शराब के मिश्रण का उपयोग करके वेनिस में अपना ग्लास थर्मोबारोस्कोप बनाया; इस उपकरण से मापन किया जा सकता है। कुछ सूत्रों का कहना है कि गैलीलियो ने शराब को रंगीन तरल के रूप में इस्तेमाल किया। काम करने वाला द्रव हवा था, और तापमान परिवर्तन डिवाइस में हवा की मात्रा से निर्धारित होता था। उपकरण गलत था, इसकी रीडिंग तापमान और दबाव दोनों पर निर्भर करती थी, लेकिन इसने हवा के दबाव को बदलकर तरल के स्तंभ को "गिरा" जाने दिया। इस उपकरण का वर्णन 1638 में गैलीलियो के छात्र बेनाडेटो कास्टेली द्वारा किया गया था।

सैंटोरियो और गैलीलियो के बीच घनिष्ठ संचार उनके कई तकनीकी नवाचारों में प्रत्येक के योगदान को निर्धारित करना असंभव बनाता है। सेंटोरियो अपने मोनोग्राफ के लिए जाना जाता है "डी स्टेटिका मेडिसिन"("बैलेंस की दवा पर"), जिसमें उनके प्रयोगात्मक शोध के परिणाम शामिल हैं और पांच संस्करणों का सामना कर चुके हैं। 1612 में सैंटोरियो अपने काम में "कमेंटरिया इन आर्टेम मेडिसिनलम गैलेनी"("गैलन की चिकित्सा कला पर नोट्स") ने सबसे पहले वायु थर्मामीटर का वर्णन किया। उन्होंने मानव शरीर के तापमान को मापने के लिए एक थर्मामीटर का भी इस्तेमाल किया ("मरीज अपने हाथों से फ्लास्क को जकड़ते हैं, उस पर ढक्कन के नीचे सांस लेते हैं, इसे अपने मुंह में लेते हैं"), नाड़ी की दर को मापने के लिए एक पेंडुलम का इस्तेमाल किया। उनकी पद्धति में पेंडुलम के दस झूलों के दौरान थर्मामीटर रीडिंग के गिरने की दर को ठीक करना शामिल था, यह बाहरी परिस्थितियों पर निर्भर था और गलत था।

गैलीलियो के थर्मोस्कोप के समान उपकरण डच भौतिक विज्ञानी, कीमियागर, मैकेनिक, उत्कीर्णक और कार्टोग्राफर कॉर्नेलिस जैकबसन ड्रेबेल (1572-1633) और अंग्रेजी रहस्यवादी और चिकित्सा दार्शनिक रॉबर्ट फ्लड (1574-1637) द्वारा बनाए गए थे, जो कथित तौर पर काम से परिचित थे। फ्लोरेंटाइन वैज्ञानिक। यह ड्रेबेल का उपकरण था जिसे पहले (1636 में) "थर्मामीटर" कहा जाता था। यह दो जलाशयों वाली यू-आकार की ट्यूब जैसा दिखता था। अपने थर्मामीटर के लिए तरल पर काम करते हुए, ड्रेबेल ने चमकीले कारमाइन रंग बनाने का एक तरीका खोजा। Fludd, बदले में, वायु थर्मामीटर का वर्णन करता है।

पहला तरल थर्मामीटर

थर्मोस्कोप को आधुनिक तरल थर्मामीटर में बदलने की दिशा में अगला छोटा लेकिन महत्वपूर्ण कदम एक तरल और एक कांच की ट्यूब का उपयोग करना था, जो एक छोर पर काम करने वाले माध्यम के रूप में बंद हो। द्रवों के ऊष्मीय प्रसार गुणांक गैसों की तुलना में कम होते हैं, लेकिन बाहरी दबाव में परिवर्तन के साथ तरल का आयतन नहीं बदलता है। यह कदम 1654 के आसपास टस्कनी के ग्रैंड ड्यूक, फर्डिनेंड II डी 'मेडिसि (1610-1670) की कार्यशालाओं में उठाया गया था।

इस बीच, विभिन्न यूरोपीय देशों में व्यवस्थित मौसम संबंधी मापन शुरू हुआ। उस समय प्रत्येक वैज्ञानिक ने अपने स्वयं के तापमान पैमाने का उपयोग किया, और जो माप परिणाम हमारे पास आए हैं, उनकी तुलना न तो एक दूसरे से की जा सकती है और न ही आधुनिक डिग्री से की जा सकती है। तापमान की डिग्री और तापमान पैमाने के संदर्भ बिंदुओं की अवधारणा स्पष्ट रूप से 17 वीं शताब्दी की शुरुआत में कई देशों में दिखाई दी। मास्टर्स ने आंखों से 50 डिवीजनों को लागू किया ताकि पिघलने वाली बर्फ के तापमान पर अल्कोहल कॉलम 10 वें डिवीजन से नीचे न गिरे, और धूप में यह 40 वें डिवीजन से ऊपर न उठे।

थर्मामीटर को कैलिब्रेट और मानकीकृत करने का पहला प्रयास अक्टूबर 1663 में लंदन में किया गया था। रॉयल सोसाइटी के सदस्य भौतिक विज्ञानी, मैकेनिक, वास्तुकार और आविष्कारक रॉबर्ट हुक (1635-1703) द्वारा बनाए गए अल्कोहल थर्मामीटरों में से एक को मानक के रूप में उपयोग करने और इसके साथ अन्य थर्मामीटर की रीडिंग की तुलना करने के लिए सहमत हुए। हुक ने शराब में एक लाल रंगद्रव्य पेश किया, पैमाने को 500 भागों में विभाजित किया गया था। उन्होंने मिनिमा थर्मामीटर (सबसे कम तापमान दिखाने वाला) का भी आविष्कार किया।

1665 में डच सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी, गणितज्ञ, खगोलशास्त्री और आविष्कारक क्रिश्चियन ह्यूजेंस (1629-1695) ने आर. हुक के साथ मिलकर एक तापमान पैमाने बनाने के लिए बर्फ पिघलने और उबलते पानी के तापमान का उपयोग करने का सुझाव दिया। पहला सुगम मौसम संबंधी रिकॉर्ड हुक-ह्यूजेंस स्केल का उपयोग करके दर्ज किया गया था।

एक वास्तविक तरल थर्मामीटर का पहला विवरण 1667 में एकेडेमिया डेल सिमेंटो * "अकादमी की प्राकृतिक वैज्ञानिक गतिविधियों पर निबंध" के प्रकाशन में दिखाई दिया। कैलोरीमिति के क्षेत्र में पहला प्रयोग अकादमी में किया गया और उसका वर्णन किया गया। यह दिखाया गया है कि निर्वात में पानी वायुमंडलीय दबाव की तुलना में कम तापमान पर उबलता है, और जब यह जम जाता है तो यह फैलता है। "फ्लोरेंस थर्मामीटर" का व्यापक रूप से इंग्लैंड (आर। बॉयल द्वारा पेश किया गया) और फ्रांस में (खगोलविद आई। बुलो के लिए धन्यवाद वितरित) में व्यापक रूप से उपयोग किया गया था। प्रसिद्ध रूसी मोनोग्राफ "कॉन्सेप्ट्स एंड फंडामेंटल्स ऑफ थर्मोडायनामिक्स" (1970) के लेखक आईआर क्रिचेव्स्की का मानना ​​​​है कि यह अकादमी का काम था जिसने तरल थर्मामीटर के उपयोग की नींव रखी।

अकादमी के सदस्यों में से एक, गणितज्ञ और भौतिक विज्ञानी कार्लो रेनाल्डिनी (1615-1698) ने अपने निबंध में फिलोसोफिया नेचुरलिस("प्राकृतिक दर्शन"), 1694 में प्रकाशित हुआ, जिसमें पिघलने वाली बर्फ और उबलते पानी के तापमान को संदर्भ बिंदु के रूप में लेने का प्रस्ताव था।

जर्मन शहर मैगडेबर्ग में जन्मे, एक मैकेनिकल इंजीनियर, इलेक्ट्रिकल इंजीनियर, खगोलशास्त्री, एयर पंप के आविष्कारक ओटो वॉन गुएरिके (1602-1686), जो मैगडेबर्ग गोलार्धों के साथ अपने अनुभव के लिए प्रसिद्ध हुए, ने थर्मामीटर से भी निपटा। 1672 में, उन्होंने कई मीटर ऊंचे एक जल-अल्कोहल उपकरण का निर्माण किया, जिसमें आठ विभाग थे: "बहुत ठंड" से "बहुत गर्म" तक। संरचना के आयाम, यह स्वीकार किया जाना चाहिए, थर्मोमेट्री को आगे नहीं बढ़ाया।

गुएरिके के गिगेंटोमैनिया को तीन सदियों बाद संयुक्त राज्य अमेरिका में अनुयायी मिले। दुनिया का सबसे बड़ा थर्मामीटर, 40.8 मीटर (134 फीट) लंबा, 1991 में कैलिफोर्निया की डेथ वैली में 1913: +56.7 डिग्री सेल्सियस (134 डिग्री फारेनहाइट) में रिकॉर्ड उच्च तापमान तक पहुंचने के लिए बनाया गया था। एक तीन-तरफा थर्मामीटर नेवादा के पास बेकर के छोटे से शहर में स्थित है।

व्यापक उपयोग में आने वाले पहले सटीक थर्मामीटर जर्मन भौतिक विज्ञानी डैनियल गेब्रियल फारेनहाइट (1686-1736) द्वारा बनाए गए थे। आविष्कारक का जन्म वर्तमान पोलैंड के क्षेत्र में हुआ था, डांस्क (तब डेंजिग) में, जल्दी अनाथ हो गया, एम्स्टर्डम में व्यापार का अध्ययन करना शुरू कर दिया, लेकिन अपनी पढ़ाई पूरी नहीं की और भौतिकी से दूर होकर, प्रयोगशालाओं और कार्यशालाओं का दौरा करना शुरू कर दिया। जर्मनी, हॉलैंड और इंग्लैंड। 1717 से वह हॉलैंड में रहता था, जहाँ उसकी कांच उड़ाने की कार्यशाला थी और वह सटीक मौसम संबंधी उपकरणों - बैरोमीटर, अल्टीमीटर, हाइग्रोमीटर और थर्मामीटर के निर्माण में लगा हुआ था। 1709 में उन्होंने अल्कोहल थर्मामीटर और 1714 में पारा थर्मामीटर बनाया।

पारा एक बहुत ही सुविधाजनक काम करने वाला तरल पदार्थ निकला, क्योंकि इसमें अल्कोहल की तुलना में तापमान पर मात्रा की अधिक रैखिक निर्भरता थी, शराब की तुलना में बहुत तेजी से गर्म होता था, और बहुत अधिक तापमान पर इसका उपयोग किया जा सकता था। फारेनहाइट ने पारे को शुद्ध करने के लिए एक नई विधि विकसित की और पारे के लिए एक गेंद के बजाय एक सिलेंडर का इस्तेमाल किया। इसके अलावा, थर्मामीटर की सटीकता में सुधार करने के लिए, फारेनहाइट, जिसके पास कांच उड़ाने का कौशल था, ने थर्मल विस्तार के सबसे कम गुणांक वाले कांच का उपयोग करना शुरू कर दिया। केवल कम तापमान वाले क्षेत्र में पारा (हिमांक -38.86 डिग्री सेल्सियस) शराब (हिमांक बिंदु -114.15 डिग्री सेल्सियस) से कम था।

1718 से, फ़ारेनहाइट ने रसायन विज्ञान पर एम्स्टर्डम में व्याख्यान दिया, 1724 में वे रॉयल सोसाइटी के सदस्य बन गए, हालाँकि उन्हें कोई डिग्री नहीं मिली और उन्होंने शोध लेखों का केवल एक संग्रह प्रकाशित किया।

अपने थर्मामीटर के लिए, फारेनहाइट ने पहली बार डेनिश भौतिक विज्ञानी ओलाफ रोमर (1644-1710) द्वारा अपनाए गए एक संशोधित पैमाने का इस्तेमाल किया और 1701 में अंग्रेजी गणितज्ञ, मैकेनिक, खगोलशास्त्री और भौतिक विज्ञानी आइजैक न्यूटन (1643-1727) द्वारा प्रस्तावित किया।

तापमान के पैमाने को विकसित करने के न्यूटन के अपने शुरुआती प्रयास भोला साबित हुए और लगभग तुरंत ही छोड़ दिए गए। सर्दियों में हवा के तापमान और चमकते कोयले के तापमान को संदर्भ बिंदु के रूप में लेने का प्रस्ताव था। तब न्यूटन ने बर्फ के गलनांक और एक स्वस्थ व्यक्ति के शरीर के तापमान, अलसी के तेल को एक कामकाजी माध्यम के रूप में इस्तेमाल किया, और पैमाने को तोड़ दिया (वर्ष में 12 महीने और दोपहर तक 12 घंटे एक दिन के मॉडल के आधार पर) 12 डिग्री ( अन्य स्रोतों के अनुसार, 32 डिग्री से)। इस मामले में, कुछ मात्रा में उबलते और ताजे पिघले पानी को मिलाकर अंशांकन किया गया था। लेकिन यह तरीका भी अस्वीकार्य था।

न्यूटन तेल का उपयोग करने वाले पहले व्यक्ति नहीं थे: 1688 में वापस, फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी डेलेंस ने अल्कोहल थर्मामीटर को कैलिब्रेट करने के लिए एक संदर्भ बिंदु के रूप में गाय के मक्खन के पिघलने बिंदु का उपयोग किया था। यदि इस तकनीक को संरक्षित किया गया होता, तो रूस और फ्रांस में अलग-अलग तापमान पैमाने होते: रूस में आम घी और प्रसिद्ध वोलोग्दा मक्खन दोनों यूरोपीय किस्मों से संरचना में भिन्न होते हैं।

प्रेक्षक रोमर ने देखा कि उसकी पेंडुलम घड़ियाँ सर्दियों की तुलना में गर्मियों में धीमी चलती हैं, और उसके खगोलीय उपकरणों के तराजू के विभाजन सर्दियों की तुलना में गर्मियों में अधिक होते हैं। समय और खगोलीय मापदंडों की माप की सटीकता में सुधार करने के लिए, इन मापों को समान तापमान पर करना आवश्यक था और इसलिए, एक सटीक थर्मामीटर होना चाहिए। रोमर, न्यूटन की तरह, दो संदर्भ बिंदुओं का उपयोग करते थे: मानव शरीर का सामान्य तापमान और बर्फ का पिघलने का तापमान (फोर्टिफाइड रेड वाइन या एक 18-इंच ट्यूब में केसर के साथ रंगा हुआ 40% अल्कोहल घोल काम करने वाले तरल पदार्थ के रूप में परोसा जाता है)। फारेनहाइट ने उनके लिए एक तीसरा बिंदु जोड़ा, जो पानी-बर्फ-अमोनिया के मिश्रण में उस समय तक पहुंचे न्यूनतम तापमान के अनुरूप था।

अपने पारा थर्मामीटर के साथ काफी उच्च माप सटीकता हासिल करने के बाद, फ़ारेनहाइट ने रोमर की प्रत्येक डिग्री को चार में विभाजित किया और अपने तापमान पैमाने के लिए संदर्भ बिंदुओं के रूप में तीन अंक लिए: बर्फ के साथ पानी के नमक मिश्रण का तापमान (0 ° F), शरीर का तापमान एक स्वस्थ व्यक्ति (96 ° F) और बर्फ के पिघलने के तापमान (32 ° F) का, बाद वाले को नियंत्रण माना जाता है।

यहां बताया गया है कि उन्होंने पत्रिका में प्रकाशित एक लेख में इसके बारे में कैसे लिखा दार्शनिक लेन-देन"(1724,
खंड 33, पृ. 78): "... थर्मामीटर को अमोनियम नमक या समुद्री नमक, पानी और बर्फ के मिश्रण में डालने पर, हम शून्य को इंगित करने वाले पैमाने पर एक बिंदु पाते हैं। दूसरा बिंदु प्राप्त होता है यदि नमक के बिना एक ही मिश्रण का उपयोग किया जाता है। आइए इस बिंदु को 30 के रूप में नामित करें। 96 के रूप में नामित तीसरा बिंदु प्राप्त होता है यदि थर्मामीटर को मुंह में लिया जाता है, एक स्वस्थ व्यक्ति की गर्मी प्राप्त करता है।

एक किंवदंती है कि फ़ारेनहाइट ने अपने गृहनगर डेंजिग में 1708/09 की सर्दियों में हवा को ठंडा करने वाले तापमान को फ़ारेनहाइट पैमाने पर सबसे कम बिंदु के रूप में लिया। कोई ऐसे कथन भी प्राप्त कर सकता है कि उनका मानना ​​था कि एक व्यक्ति की मृत्यु 0°F पर ठंड से और गर्मी के झटके से होती है
100 डिग्री फारेनहाइट। अंत में, यह कहा गया कि वह 32 डिग्री दीक्षा के साथ फ्रीमेसन लॉज का सदस्य था, और इसलिए इस संख्या के बराबर बर्फ के पिघलने बिंदु को अपनाया।

कुछ परीक्षण और त्रुटि के बाद, फारेनहाइट एक बहुत ही आरामदायक तापमान पैमाने के साथ आया। स्वीकृत पैमाने पर पानी का क्वथनांक 212 डिग्री फ़ारेनहाइट निकला, और पानी की तरल अवस्था की पूरी तापमान सीमा 180 डिग्री फ़ारेनहाइट थी। इस पैमाने के लिए तर्क नकारात्मक डिग्री की अनुपस्थिति थी।

इसके बाद, सटीक माप की एक श्रृंखला के बाद, फ़ारेनहाइट ने पाया कि क्वथनांक वायुमंडलीय दबाव के साथ बदलता रहता है। इसने उन्हें एक हाइपोथर्मोमीटर बनाने की अनुमति दी - पानी के क्वथनांक द्वारा वायुमंडलीय दबाव को मापने के लिए एक उपकरण। वह तरल पदार्थों के सुपरकूलिंग की घटना की खोज में भी प्रमुखता से संबंधित है।

फारेनहाइट के काम ने थर्मोमेट्री की शुरुआत की, और फिर थर्मोकैमिस्ट्री और थर्मोडायनामिक्स की शुरुआत की। फारेनहाइट पैमाने को कई देशों में आधिकारिक के रूप में अपनाया गया है (इंग्लैंड में 1777 से), केवल मानव शरीर का सामान्य तापमान 98.6 o F तक सही किया गया था। अब इस पैमाने का उपयोग केवल यूएसए और जमैका, अन्य देशों में 1960 में किया जाता है- 1970 और 1970 के दशक सेल्सियस पैमाने पर स्विच किया गया।

थर्मामीटर को चिकित्सा, वनस्पति विज्ञान और रसायन विज्ञान के डच प्रोफेसर, एक वैज्ञानिक क्लिनिक के संस्थापक, हरमन बोएरहावे (1668-1738), उनके छात्र जेरार्ड वैन स्विटन (1700-1772), ऑस्ट्रियाई चिकित्सक एंटोन डी द्वारा व्यापक चिकित्सा पद्धति में पेश किया गया था। हेन (1704-1776) और, अंग्रेज जॉर्ज मार्टिन द्वारा उनकी परवाह किए बिना।

वियना स्कूल ऑफ मेडिसिन के संस्थापक हेन ने पाया कि एक स्वस्थ व्यक्ति का तापमान दिन में दो बार बढ़ता और गिरता है। विकासवाद के सिद्धांत के समर्थक होने के नाते, उन्होंने इसे इस तथ्य से समझाया कि मनुष्य के पूर्वज - सरीसृप जो समुद्र के किनारे रहते थे - ने अपना तापमान उतार और प्रवाह के अनुसार बदल दिया। हालांकि, उनके काम को लंबे समय तक भुला दिया गया।

मार्टिन ने अपनी एक पुस्तक में लिखा है कि उनके समकालीनों ने तर्क दिया कि क्या बर्फ के पिघलने का तापमान ऊंचाई के साथ बदलता है, और सच्चाई को स्थापित करने के लिए, उन्होंने इंग्लैंड से इटली तक एक थर्मामीटर पहुंचाया।

यह कोई कम आश्चर्य की बात नहीं है कि ज्ञान के विभिन्न क्षेत्रों में प्रसिद्ध होने वाले वैज्ञानिक बाद में मानव शरीर के तापमान को मापने में रुचि रखने लगे: ए। लैवोसियर और पी। लाप्लास, जे। डाल्टन और जी। डेवी, डी। जूल और पी। डुलोंग , डब्ल्यू। थॉमसन और ए। बेकरेल, जे। फौकॉल्ट और जी। हेल्महोल्ट्ज़।

तब से "बहुत सारा पारा लीक हो गया है"। तरल धातु की विषाक्तता के कारण पारा थर्मामीटर के व्यापक उपयोग का लगभग तीन सौ साल का युग जल्द ही समाप्त हो रहा है: यूरोपीय देशों में, जहां लोगों की सुरक्षा अधिक से अधिक महत्वपूर्ण होती जा रही है, प्रतिबंधित और प्रतिबंधित करने के लिए कानून पारित किए गए हैं। ऐसे थर्मामीटर का उत्पादन।

* 1657 में गैलीलियो के छात्रों द्वारा फर्डिनेंड II मेडिसी और उनके भाई लियोपोल्डो के तत्वावधान में फ्लोरेंस में स्थापित, एकेडेमिया डेल सिमेंटो लंबे समय तक नहीं चला, लेकिन रॉयल सोसाइटी, पेरिस एकेडमी ऑफ साइंसेज और अन्य यूरोपीय अकादमियों का प्रोटोटाइप बन गया। वह प्रचार के लिए कल्पना की गई थी वैज्ञानिक ज्ञानऔर उनके विकास के लिए सामूहिक गतिविधियों का विस्तार करना।

एक निरंतरता के साथ मुद्रित

तापमान तराजू। कई स्नातक तापमान पैमाने हैं और पानी के हिमांक और क्वथनांक को आमतौर पर संदर्भ बिंदुओं के रूप में लिया जाता है। अब दुनिया में सबसे आम है सेल्सियस पैमाना। 1742 में, स्वीडिश खगोलशास्त्री एंडर्स सेल्सियस ने 100-डिग्री थर्मामीटर पैमाने का प्रस्ताव रखा जिसमें 0 डिग्री सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर पानी का क्वथनांक है, और 100 डिग्री बर्फ का पिघलने वाला तापमान है। पैमाने का विभाजन इस अंतर का 1/100 है। जब उन्होंने थर्मामीटर का उपयोग करना शुरू किया, तो 0 और 100 डिग्री को स्वैप करना अधिक सुविधाजनक हो गया। शायद कार्ल लिनिअस ने इसमें भाग लिया (उसने उसी उप्साला विश्वविद्यालय में चिकित्सा और प्राकृतिक विज्ञान पढ़ाया, जहाँ सेल्सियस खगोल विज्ञान है), जिन्होंने 1838 में वापस बर्फ के गलनांक को 0 तापमान के रूप में लेने का प्रस्ताव रखा, लेकिन दूसरे के बारे में नहीं सोचा। संदर्भ बिन्दु। आज तक, सेल्सियस पैमाने में कुछ बदलाव आया है: 0 डिग्री सेल्सियस को अभी भी सामान्य दबाव में बर्फ के पिघलने के तापमान के रूप में लिया जाता है, जो वास्तव में दबाव पर निर्भर नहीं करता है। लेकिन वायुमंडलीय दबाव पर पानी का क्वथनांक अब 99 975 डिग्री सेल्सियस के बराबर है, जो विशेष सटीक वाले को छोड़कर लगभग सभी थर्मामीटरों की माप सटीकता को प्रभावित नहीं करता है। केल्विन रेउमुर और अन्य के फ़ारेनहाइट तापमान पैमाने भी ज्ञात हैं। फ़ारेनहाइट तापमान पैमाने (1714 के बाद से अपनाए गए दूसरे संस्करण में) के तीन निश्चित बिंदु हैं: 0 ° बर्फ के पानी और अमोनिया 96 ° के मिश्रण के तापमान के अनुरूप है - शरीर एक स्वस्थ व्यक्ति का तापमान (हाथ के नीचे या मुंह में)। विभिन्न तापमापियों की तुलना के लिए नियंत्रण तापमान के रूप में बर्फ के गलनांक के लिए 32° का मान लिया गया। फारेनहाइट पैमाने का व्यापक रूप से अंग्रेजी बोलने वाले देशों में उपयोग किया जाता है, लेकिन वैज्ञानिक साहित्य में इसका शायद ही उपयोग किया जाता है। सेल्सियस तापमान (°C) को फ़ारेनहाइट तापमान (°F) में बदलने के लिए, एक सूत्र है °F = (9/5)°C + 32 और रिवर्स रूपांतरण के लिए - सूत्र °C = (5/9) (°F) -32)। दोनों पैमानों - फ़ारेनहाइट और सेल्सियस दोनों - उन परिस्थितियों में प्रयोग करते समय बहुत असुविधाजनक होते हैं जहाँ तापमान पानी के हिमांक से नीचे चला जाता है और इसे ऋणात्मक संख्या के रूप में व्यक्त किया जाता है। ऐसे मामलों के लिए, निरपेक्ष तापमान पैमानों को पेश किया गया था, जो तथाकथित निरपेक्ष शून्य के एक्सट्रपलेशन पर आधारित हैं - वह बिंदु जिस पर आणविक गति रुकनी चाहिए। उनमें से एक को रैंकिन स्केल कहा जाता है और दूसरे को निरपेक्ष थर्मोडायनामिक स्केल कहा जाता है; तापमान रैंकिन (डिग्री रा) और केल्विन (के) डिग्री में मापा जाता है। दोनों पैमाने परम शून्य से शुरू होते हैं और पानी का हिमांक 491 7° R और 273 16 K होता है। सेल्सियस पैमाने पर पानी के हिमांक और क्वथनांक और निरपेक्ष थर्मोडायनामिक पैमाने के बीच डिग्री और केल्विन की संख्या समान और 100 के बराबर होती है; फ़ारेनहाइट और रैंकिन तराजू के लिए, यह भी समान है लेकिन 180 के बराबर है। सेल्सियस डिग्री को केल्विन में केल्विन में परिवर्तित किया जाता है, सूत्र K \u003d ° C + 273 16 का उपयोग करके और डिग्री फ़ारेनहाइट को सूत्र ° R \u003d ° का उपयोग करके रैंकिन डिग्री में परिवर्तित किया जाता है। एफ + 459 7. यूरोप में रेने एंटोनी डी रेउमुर द्वारा 1730 में पेश किया गया आम रेउमुर पैमाना लंबे समय से है। यह फ़ारेनहाइट पैमाने की तरह मनमाने ढंग से नहीं बनाया गया है, बल्कि अल्कोहल के थर्मल विस्तार (1000:1080 के अनुपात में) के अनुसार बनाया गया है। 1 डिग्री Réaumur बर्फ के गलनांक (0°R) और पानी के क्वथनांक (80°R) के बीच तापमान अंतराल के 1/80 के बराबर है, अर्थात 1°R = 1.25°C 1°C = 0.8° आर। लेकिन अब उपयोग से बाहर है।