და იცოდით რომ...

შეამოწმა თუ არა შვედმა მეცნიერმა ა.ცელსიუსმა ტემპერატურის სკალა? ”მე ვიმეორებდი ექსპერიმენტებს ორი წლის განმავლობაში, სხვადასხვა ამინდში და ყოველთვის ვპოულობდი ზუსტად ერთსა და იმავე წერტილს თერმომეტრზე. თერმომეტრი მოვათავსე არა მხოლოდ დნობის ყინულში, არამედ თოვლშიც, როცა დნობა დაიწყო. მე ასევე ვათავსებდი გამდნარი თოვლის ქვაბს თერმომეტრთან ერთად გამათბობელ ღუმელში და ყოველთვის ვხვდებოდი, რომ თერმომეტრი ერთსა და იმავე წერტილს აჩვენებდა, თუ მხოლოდ თოვლი მჭიდროდ იყო თერმომეტრის ბურთის გარშემო. ასე აღწერა ა.ცელსიუსმა მე-18 საუკუნეში ჩატარებული ექსპერიმენტების შედეგები.

არის ძალიან დნებადი მეტალის ნივთიერება - ვუდის შენადნობი? თუ მისგან ჩაის კოვზს დაასხით, მაშინ ერთი ჭიქა ცხელ ჩაიში გადნება და ჭიქის ძირამდე ჩამოიწურება!

ევერესტის მწვერვალზე, დედამიწის ყველაზე მაღალ წერტილში, არის თუ არა ატმოსფერული წნევა ნორმაზე სამჯერ ნაკლები? ამ წნევით, წყალი დუღს მხოლოდ 70 ° C ტემპერატურაზე? ასეთი ტემპერატურის „მდუღარე წყალში“ ჩაის სწორად მოხარშვაც კი შეუძლებელია.

ცხელი ქვაბის გაზქურიდან გამოღებისას საჭიროა თუ არა მხოლოდ მშრალი ნაჭრის ან ხელჯოხის გამოყენება? თუ ისინი სველია, თქვენ რისკავთ დაწვას, რადგან წყალი ატარებს სითბოს 25-ჯერ უფრო სწრაფად, ვიდრე ჰაერი ქსოვილის თმებს შორის.

ნახშირს ან შეშას რომ ჰქონდეს ისეთივე კარგი თბოგამტარობა, როგორც ლითონებს, მაშინ უბრალოდ შეუძლებელი იქნებოდა მათი ცეცხლის წაკიდება? მათზე მიწოდებული სითბო (მაგალითად, ასანთიდან) ძალიან სწრაფად გადაინაცვლებდა მასალის სისქეში და არ გაათბებდა ანთებულ ნაწილს აალების ტემპერატურამდე.

დედამიწისკენ მიმავალ გზაზე მზის სხივები კოსმოსის ვაკუუმში უზარმაზარ მანძილზე - 150 მილიონი კილომეტრით გადის? და ამის მიუხედავად, დედამიწის ზედაპირის ყოველ კვადრატულ მეტრზე ეცემა ენერგიის ნაკადი ≈ 1 კვტ სიმძლავრის. ეს ენერგია ქვაბზე რომ „დავარდნილიყო“, მაშინ სულ რაღაც 10 წუთში ადუღდებოდა!

თუ ადამიანს შეეძლო თერმული გამოსხივების დანახვა, მაშინ, ბნელ ოთახში შესვლის შემდეგ, ის დაინახავდა ბევრ საინტერესო რამეს: კაშკაშა მილები და რადიატორები, რომლებიც გარშემორტყმულია თბილი ჰაერის მსუბუქი გრაგნილი ნაკადებით? იგივე ნაკადები იქნებოდა მუსიკალური ცენტრის, ტელევიზორის ზემოთ.

მე-19 საუკუნეში ითვლებოდა თუ არა გაყინული საკვები უიმედოდ გაფუჭებულად? და მხოლოდ სურსათის მიწოდების სირთულეებმა, რაც დიდი ქალაქების განვითარების შემაფერხებელი გახდა, გვაიძულებდა ცრურწმენების დაძლევას. AT გვიანი XIX- მე-20 საუკუნის დასაწყისში ბევრ ქვეყანაში გამოიცა კანონები, რომლებიც ადგენდნენ სპეციალური კონსტრუქციების - მაცივრების მშენებლობას.

სითბოს ტუმბოები, რომლებიც საშუალებას გაძლევთ დაარეგულიროთ ჰაერის ტემპერატურა და ტენიანობა - კონდიციონერები - დაიწყეს გამოყენება უკვე გასული საუკუნის დასაწყისში? 1920-იანი წლებიდან ისინი დამონტაჟდა ხალხმრავალ შენობებსა და შენობებში: თეატრებში, სასტუმროებში, რესტორნებში.

თერმომეტრი

თერმომეტრი (ბერძენი თერμη - სითბო; μετρέω - ვზომავ) - ჰაერის, ნიადაგის, წყლის და ა.შ. ტემპერატურის საზომი მოწყობილობა. არსებობს რამდენიმე სახის თერმომეტრები:თხევადი; მექანიკური; ელექტრონული; ოპტიკური; გაზი; ინფრაწითელი.

გალილეო ითვლება თერმომეტრის გამომგონებლად: მის საკუთარ ნაწერებში ამ მოწყობილობის აღწერა არ არის, მაგრამ მისმა სტუდენტებმა, ნელიმ და ვივიანმა, მოწმობდნენ, რომ უკვე 1597 წელს მან გააკეთა რაღაც თერმობაროსკოპის (თერმოსკოპი) მსგავსი. გალილეო ამ დროს სწავლობდა ჰერონ ალექსანდრიელის მუშაობას, რომელმაც უკვე აღწერა მსგავსი მოწყობილობა, მაგრამ არა სითბოს ხარისხის გასაზომად, არამედ წყლის გასათბობად. თერმოსკოპი იყო პატარა შუშის ბურთი, რომელზეც მინის მილი იყო მიმაგრებული. ბურთი ოდნავ გაცხელდა და მილის ბოლო ჩაუშვეს ჭურჭელში წყლით. გარკვეული პერიოდის შემდეგ, ბურთში ჰაერი გაცივდა, მისი წნევა შემცირდა და წყალი, ატმოსფერული წნევის მოქმედებით, მილში ავიდა გარკვეულ სიმაღლეზე. შემდგომში, დათბობასთან ერთად, ბურთში ჰაერის წნევა გაიზარდა და მილში წყლის დონე დაიკლო, გაციებისას მასში წყალი მატულობდა. თერმოსკოპის დახმარებით შესაძლებელი გახდა მხოლოდ სხეულის გაცხელების ხარისხის ცვლილების შესახებ მსჯელობა: მას არ უჩვენებია ტემპერატურის რიცხვითი მნიშვნელობები, ვინაიდან მას არ გააჩნდა მასშტაბი. გარდა ამისა, მილში წყლის დონე დამოკიდებული იყო არა მხოლოდ ტემპერატურაზე, არამედ ატმოსფერულ წნევაზეც. 1657 წელს გალილეოს თერმოსკოპი გააუმჯობესეს ფლორენციელმა მეცნიერებმა. მათ ინსტრუმენტს მძივების სასწორი მოარგეს და ჰაერი ავზიდან (ბურთიდან) და მილიდან ამოიღეს. ამან შესაძლებელი გახადა არა მხოლოდ ხარისხობრივად, არამედ რაოდენობრივადაც სხეულების ტემპერატურის შედარება. შემდეგ თერმოსკოპი შეცვალეს: თავდაყირა დაატრიალეს, მილში წყლის ნაცვლად კონიაკი ჩაასხეს და ჭურჭელი ამოიღეს. ამ მოწყობილობის მოქმედება ეფუძნებოდა სხეულების გაფართოებას; ზაფხულის ყველაზე ცხელი და ზამთრის ყველაზე ცივი დღეების ტემპერატურა მიღებულ იქნა "მუდმივ" წერტილად. ყველა ეს თერმომეტრი იყო ჰაერი და შედგებოდა ჭურჭლისგან, რომელსაც შეიცავს ჰაერი, რომელიც გამოყოფილი იყო ატმოსფეროდან წყლის სვეტით, ისინი ცვლიდნენ მაჩვენებლებს როგორც ტემპერატურის ცვლილებებისგან, ასევე ატმოსფერული წნევის ცვლილებისგან.

თხევადი თერმომეტრები პირველად აღწერილია 1667 წელს "Saggi di naturale esperienze fatte nell'Accademia del Cimento", სადაც მათ მოიხსენიებენ, როგორც გამოცდილი ხელოსნების მიერ დიდი ხნის დამზადებულ ობიექტებს, სახელწოდებით "Confia", რომლებიც ათბობენ მინას ლამპარის ცეცხლზე და. მისგან საოცარი და ძალიან დელიკატური პროდუქტების დამზადება. თავიდან ეს თერმომეტრები წყლით ივსებოდა, მაგრამ გაყინვისას აფეთქდა; ამისთვის მათ დაიწყეს ღვინის სპირტის გამოყენება 1654 წელს ტოსკანის დიდი ჰერცოგის ფერდინანდ II-ის იდეის მიხედვით. ფლორენციული თერმომეტრები რამდენიმე ეგზემპლარად შემორჩა ჩვენს დრომდე გალილეის მუზეუმში, ფლორენციაში; მათი მომზადება დეტალურად არის აღწერილი.

პირველ რიგში, ოსტატს უნდა გაეკეთებინა განყოფილებები მილზე, მისი შედარებითი ზომებისა და ბურთის ზომის გათვალისწინებით: დანაყოფები დატანილი იყო გამდნარი მინანქრით ნათურაზე გახურებულ მილზე, ყოველი მეათე აღინიშნება თეთრი წერტილით, ხოლო სხვები შავით. . ისინი ჩვეულებრივ აკეთებდნენ 50 განყოფილებას ისე, რომ თოვლის დნობისას სპირტი არ დაეცემა 10-ზე დაბლა, ხოლო მზეზე 40-ზე მაღლა არ ადგებოდა. კარგი ხელოსნები ასეთ თერმომეტრებს ამზადებდნენ ისე წარმატებით, რომ ყველა აჩვენა ტემპერატურის იგივე მნიშვნელობა. იგივე პირობები, მაგრამ ამის მიღწევა შეუძლებელია, თუ მილი იყოფა 100 ან 300 ნაწილად მეტი სიზუსტის მისაღებად. თერმომეტრები ივსებოდა ნათურის გაცხელებით და მილის ბოლო სპირტში ჩაშვებით; შევსება სრულდებოდა შუშის ძაბრის გამოყენებით წვრილად გამოყვანილი ბოლოთი, რომელიც თავისუფლად შედიოდა საკმაოდ განიერ მილში. სითხის ოდენობის კორექტირების შემდეგ მილის ხვრელი დალუქული იყო დალუქული ცვილით, რომელსაც „ჰერმეტული“ ეძახდნენ. აქედან ირკვევა, რომ ეს თერმომეტრები დიდი იყო და შეეძლო ჰაერის ტემპერატურის დადგენა, მაგრამ მაინც მოუხერხებელი იყო სხვა, უფრო მრავალფეროვანი ექსპერიმენტებისთვის და სხვადასხვა თერმომეტრების ხარისხი არ იყო ერთმანეთთან შედარება.

გალილეოს თერმომეტრი

1703 წელს ამონტონმა (Guillaume Amontons) პარიზში გააუმჯობესა ჰაერის თერმომეტრი, გაზომა არა გაფართოება, არამედ ჰაერის ელასტიურობის მატება, რომელიც შემცირდა იმავე მოცულობამდე სხვადასხვა ტემპერატურაზე, ღია მუხლში ვერცხლისწყლის ჩასხმით; გათვალისწინებული იყო ბარომეტრიული წნევა და მისი ცვლილებები. ასეთი მასშტაბის ნული უნდა ყოფილიყო „სიცივის ის მნიშვნელოვანი ხარისხი“, რომლის დროსაც ჰაერი კარგავს მთელ თავის ელასტიურობას (ანუ თანამედროვე აბსოლუტური ნული), ხოლო მეორე მუდმივი წერტილი იყო წყლის დუღილის წერტილი. ატმოსფერული წნევის გავლენა დუღილის წერტილზე ამონტონისთვის ჯერ არ იყო ცნობილი და მის თერმომეტრში არსებული ჰაერი არ იყო გათავისუფლებული წყლის აირებისგან; ამიტომ მისი მონაცემებიდან აბსოლუტური ნული მიიღება −239,5° ცელსიუსზე. ამონტონის კიდევ ერთი ჰაერის თერმომეტრი, რომელიც ძალიან არასრულყოფილად იყო დამზადებული, დამოუკიდებელი იყო ატმოსფერული წნევის ცვლილებებისგან: ეს იყო სიფონური ბარომეტრი, რომლის ღია მუხლი ზემოთ იყო გაშლილი, ქვემოდან სავსე კალიუმის ძლიერი ხსნარით, ზემოდან ზეთით და მთავრდებოდა ჰაერის დალუქული რეზერვუარი.

თერმომეტრის თანამედროვე ფორმა მისცა ფარენჰეიტმა და აღწერა მისი მომზადების მეთოდი 1723 წელს. თავდაპირველად მან ასევე აავსო მილები ალკოჰოლით და მხოლოდ ბოლოს გადავიდა ვერცხლისწყალზე. მან დაადგინა თავისი მასშტაბის ნული თოვლის ნარევის ტემპერატურაზე ამიაკით ან სუფრის მარილით, "წყლის გაყინვის დასაწყისის" ტემპერატურაზე მან აჩვენა 32 ° და ჯანმრთელი ადამიანის სხეულის ტემპერატურა პირის ღრუში ან მკლავის ქვეშ იყო 96 °-ის ექვივალენტი. შემდგომში მან აღმოაჩინა, რომ წყალი დუღს 212°-ზე და ეს ტემპერატურა ყოველთვის იგივე იყო ბარომეტრის იმავე მდგომარეობაში.ფარენჰაიტის თერმომეტრების შემორჩენილი ასლები გამოირჩევა ზედმიწევნითი შრომით.

მერკური თერმომეტრი ფარენჰეიტის მასშტაბით

შვედმა ასტრონომმა, გეოლოგმა და მეტეოროლოგმა ანდერს ცელსიუსმა საბოლოოდ დაადგინა ორივე მუდმივი წერტილი, ყინულის დნობა და მდუღარე წყალი, 1742 წელს. მაგრამ თავდაპირველად მან დაადგინა 0° დუღილის წერტილში, ხოლო 100° გაყინვის წერტილში. თავის ნაშრომში „დაკვირვება თერმომეტრზე ორ მუდმივ გრადუსზე“, ცელსიუსმა ისაუბრა თავის ექსპერიმენტებზე, რომლებიც აჩვენებდნენ, რომ ყინულის დნობის წერტილი (100 °) არ არის დამოკიდებული წნევაზე. მან ასევე საოცარი სიზუსტით დაადგინა, თუ როგორ იცვლებოდა წყლის დუღილის წერტილი ატმოსფერული წნევის მიხედვით. მან შესთავაზა 0 ნიშნის (წყლის დუღილის წერტილი) დაკალიბრება, იმის ცოდნა, თუ რა დონეზეა ზღვასთან შედარებით თერმომეტრი.

მოგვიანებით, ცელსიუსის გარდაცვალების შემდეგ, მისმა თანამედროვეებმა და თანამემამულეებმა, ბოტანიკოსმა კარლ ლინეუსმა და ასტრონომმა მორტენ სტრომერმა, გამოიყენეს ეს მასშტაბი თავდაყირა (0 ° -სთვის მათ დაიწყეს ყინულის დნობის წერტილის აღება, ხოლო 100 ° -ზე - დუღილის წერტილი. წყლის). ამ ფორმით სასწორი ძალიან მოსახერხებელი აღმოჩნდა, ფართოდ გავრცელდა და დღემდე გამოიყენება.

თხევადი თერმომეტრები ეფუძნება სითხის მოცულობის შეცვლის პრინციპს, რომელიც შეედინება თერმომეტრში (ჩვეულებრივ ალკოჰოლში ან ვერცხლისწყალში) გარემოს ტემპერატურის ცვლილებისას. ვერცხლისწყლის გამოყენების აკრძალვასთან დაკავშირებით მისი ჯანმრთელობის საფრთხის გამო ბევრ სფეროშისაქმიანობა ეძებს საყოფაცხოვრებო თერმომეტრების ალტერნატიულ შევსებას. მაგალითად, გალინსტანის შენადნობი შეიძლება გახდეს ასეთი შემცვლელი. სხვა ტიპის თერმომეტრებიც სულ უფრო ხშირად გამოიყენება.

ვერცხლისწყლის სამედიცინო თერმომეტრი

ამ ტიპის მექანიკური თერმომეტრები მუშაობს იმავე პრინციპით, როგორც თხევადი თერმომეტრები, მაგრამ სენსორად ჩვეულებრივ გამოიყენება ლითონის სპირალური ან ბიმეტალური ლენტი.

ფანჯრის მექანიკური თერმომეტრი

ასევე არის ელექტრონული თერმომეტრები. ელექტრონული თერმომეტრების მუშაობის პრინციპი ეფუძნება გამტარის წინააღმდეგობის ცვლილებას გარემოს ტემპერატურის ცვლილებისას. უფრო ფართო დიაპაზონის ელექტრონული თერმომეტრები დაფუძნებულია თერმოწყვილებზე (ლითონებს შორის კონტაქტი სხვადასხვა ელექტრონეგატიურობაქმნის კონტაქტის პოტენციალის განსხვავებას ტემპერატურის მიხედვით). ყველაზე ზუსტი და სტაბილური დროთა განმავლობაში არის წინააღმდეგობის თერმომეტრები, რომლებიც დაფუძნებულია პლატინის მავთულზე ან პლატინის დაფქვა კერამიკაზე. ყველაზე გავრცელებულია PT100 (წინააღმდეგობა 0 °C - 100Ω) PT1000 (წინააღმდეგობა 0 °C - 1000Ω) (IEC751). ტემპერატურაზე დამოკიდებულება თითქმის წრფივია და ემორჩილება კვადრატულ კანონს დადებით ტემპერატურაზე და მე-4 ხარისხის განტოლებას უარყოფითზე (შესაბამისი მუდმივები ძალიან მცირეა და პირველ მიახლოებაში ეს დამოკიდებულება შეიძლება ჩაითვალოს წრფივად). ტემპერატურის დიაპაზონი -200 - +850 °C.

სამედიცინო ელექტრონული თერმომეტრი

ოპტიკური თერმომეტრები საშუალებას გაძლევთ ჩაწეროთ ტემპერატურა სინათლის დონის, სპექტრის და სხვა პარამეტრების ცვლილების გამო ტემპერატურის ცვლილებისას. მაგალითად, ინფრაწითელი სხეულის ტემპერატურის მრიცხველები. ინფრაწითელი თერმომეტრი საშუალებას გაძლევთ გაზომოთ ტემპერატურა ადამიანთან პირდაპირი კონტაქტის გარეშე. ზოგიერთ ქვეყანაში დიდი ხანია არსებობს ტენდენცია, რომ უარი თქვან ვერცხლისწყლის თერმომეტრებზე ინფრაწითელი საშუალებების სასარგებლოდ, არა მხოლოდ სამედიცინო დაწესებულებებში, არამედ საყოფაცხოვრებო დონეზე.

ინფრაწითელი თერმომეტრი

თუ მე-18 საუკუნეში მექანიკა ხდება ბუნებისმეტყველების მომწიფებული, სრულად განსაზღვრული სფერო, მაშინ სითბოს მეცნიერება არსებითად მხოლოდ პირველ ნაბიჯებს დგამს. რა თქმა უნდა, თერმული ფენომენების შესწავლის ახალი მიდგომა გაჩნდა ჯერ კიდევ მე-17 საუკუნეში. გალილეოს თერმოსკოპი და ფლორენციელი აკადემიკოსების, გერიკეს, ნიუტონის თერმომეტრებმა, რომლებიც მას მიჰყვებოდნენ, მოამზადეს საფუძველი, რომელზედაც თერმომეტრია გაიზარდა უკვე ახალი საუკუნის პირველ მეოთხედში. ფარენჰეიტის, დელილის, ლომონოსოვის, რეუმურის და ცელსიუსის თერმომეტრები, რომლებიც ერთმანეთისგან განსხვავდებოდნენ დიზაინის მახასიათებლებით, ამავდროულად განსაზღვრავდნენ თერმომეტრის ტიპს ორი მუდმივი წერტილით, რაც დღესაც მიღებულია.

ჯერ კიდევ 1703 წელს პარიზელმა აკადემიკოსმა ამონტონმა (1663-1705) დააპროექტა გაზის თერმომეტრი, რომელშიც ტემპერატურა განისაზღვრა მანომეტრული მილის გამოყენებით, რომელიც დაკავშირებულია მუდმივი მოცულობის გაზის რეზერვუართან. თეორიულად საინტერესო მოწყობილობა, თანამედროვე წყალბადის თერმომეტრების პროტოტიპი, მოუხერხებელი იყო პრაქტიკული მიზნებისთვის. დანციგის (გდანსკის) შუშის მწარმოებელი ფარენჰაიტი (1686-1736) 1709 წლიდან აწარმოებდა ალკოჰოლის თერმომეტრებს ფიქსირებული წერტილებით. 1714 წლიდან მან დაიწყო ვერცხლისწყლის თერმომეტრების წარმოება. ფარენჰაიტმა მიიღო წყლის გაყინვის წერტილი 32°, ხოლო წყლის დუღილის წერტილი 212°. ფარენჰაიტმა წყლის, ყინულის და ამიაკის ან ჩვეულებრივი მარილის ნარევის გაყინვის წერტილი ნული იყო. მან დაასახელა წყლის დუღილის წერტილი მხოლოდ 1724 წელს ბეჭდურ პუბლიკაციაში. იყენებდა თუ არა მას ადრე, უცნობია.

ფრანგმა ზოოლოგმა და მეტალურგმა რეომურმა (1683-1757) შემოგვთავაზა თერმომეტრი მუდმივი ნულოვანი წერტილით, რომელიც მან წყლის გაყინვის წერტილად მიიღო. თერმომეტრულ სხეულად ალკოჰოლის 80%-იანი ხსნარის და საბოლოო ვერსიით ვერცხლისწყლის გამოყენებით, მან წყლის დუღილის წერტილი მეორე მუდმივ წერტილად აიღო და დაასახელა როგორც რიცხვი 80. რეომურმა აღწერა თავისი თერმომეტრი ჟურნალში გამოქვეყნებულ სტატიებში. პარიზის მეცნიერებათა აკადემიის 1730 წელს, 1731 გ.

Réaumur თერმომეტრი გამოსცადა შვედმა ასტრონომმა ცელსიუსმა (1701-1744), რომელმაც აღწერა მისი ექსპერიმენტები 1742 წელს. ზუსტად იგივე წერტილი თერმომეტრზე. თერმომეტრი არამარტო დნობის ყინულში ჩავდე, არამედ უკიდურეს სიცივეშიც შემოვიტანე თოვლი ჩემს ოთახში ცეცხლზე, სანამ დნობა არ დაიწყო. გამათბობელ ღუმელში თერმომეტრთან ერთად გამდნარი თოვლის ქვაბიც მოვათავსე და ყოველთვის ვხვდებოდი, რომ თერმომეტრი ერთსა და იმავე წერტილს აჩვენებდა, თუ თოვლი მჭიდროდ იყო თერმომეტრის ბურთის გარშემო. ყინულის დნობის წერტილის მუდმივობის გულდასმით შემოწმების შემდეგ, ცელსიუსმა შეისწავლა წყლის დუღილის წერტილი და აღმოაჩინა, რომ ეს დამოკიდებულია წნევაზე. კვლევის შედეგად გამოჩნდა ახალი თერმომეტრი, რომელიც ახლა ცნობილია როგორც ცელსიუსის თერმომეტრი. ცელსიუსმა ყინულის დნობის წერტილი აიღო 100, წყლის დუღილის წერტილი 25 დიუმიანი წნევით და ვერცხლისწყლის 3 ხაზი, როგორც 0. ცნობილმა შვედმა ბოტანიკოსმა კარლ ლინეუსმა (1707-1788) გამოიყენა თერმომეტრი გადაკეთებული მუდმივი წერტილის მნიშვნელობებით. O გულისხმობდა ყინულის დნობის წერტილს, 100 წყლის დუღილს. ამრიგად, თანამედროვე ცელსიუსის მასშტაბი არსებითად არის ლინეის მასშტაბი.

სანქტ-პეტერბურგის მეცნიერებათა აკადემიაში აკადემიკოსმა დელისმა შემოგვთავაზა სკალა, რომელშიც ყინულის დნობის წერტილი მიიღეს 150-ად, ხოლო წყლის დუღილის წერტილი - 0. აკადემიკოსი პ.ს. პალასი 1768-1774 წლების ექსპედიციებში. ურალსა და ციმბირში მან გამოიყენა დელის თერმომეტრი. ლომონოსოვმა თავის კვლევაში გამოიყენა მის მიერ შემუშავებული თერმომეტრი, რომელიც შებრუნებული იყო დელივერის მასშტაბით.

თერმომეტრებს იყენებდნენ ძირითადად მეტეოროლოგიური და გეოფიზიკური მიზნებისთვის. ლომონოსოვი, რომელმაც აღმოაჩინა ატმოსფეროში ვერტიკალური დინების არსებობა, ატმოსფერული ფენების სიმკვრივის ტემპერატურაზე დამოკიდებულების შესწავლით, მოჰყავს მონაცემები, საიდანაც შესაძლებელია ჰაერის მოცულობითი გაფართოების კოეფიციენტის დადგენა, რაც, ამ მონაცემების მიხედვით, არის დაახლოებით ]/367. ლომონოსოვი მხურვალედ იცავდა პეტერბურგის აკადემიკოს ბრაუნის პრიორიტეტს ვერცხლისწყლის გაყინვის წერტილის აღმოჩენაში, რომელმაც 1759 წლის 14 დეკემბერს პირველად გაყინა ვერცხლისწყალი გამაგრილებელი ნარევების დახმარებით. ეს იყო იმ დრომდე მიღწეული ყველაზე დაბალი ტემპერატურა.

ყველაზე მაღალი ტემპერატურა (რაოდენობრივი შეფასების გარეშე) 1772 წელს მიიღო პარიზის მეცნიერებათა აკადემიის კომისიამ ცნობილი ქიმიკოსის ლავუაზიეს ხელმძღვანელობით. მაღალი ტემპერატურა მიიღება სპეციალურად დამზადებული ლინზის გამოყენებით. ლინზა აწყობილი იყო ორი ჩაზნექილი-ამოზნექილი ოსპისგან, რომელთა შორის სივრცე სავსე იყო სპირტით. 120 სმ დიამეტრის ლინზაში ჩაასხეს დაახლოებით 130 ლიტრი სპირტი, რომლის სისქე ცენტრში 16 სმ-ს აღწევდა, მზის სხივების ფოკუსირებით შესაძლებელი გახდა თუთიის, ოქროს დნობა და ალმასის დაწვა. როგორც ბრაუნ-ლომონოსოვის ექსპერიმენტებში, სადაც "მაცივარი" იყო ზამთრის ჰაერი, ასევე ლავუაზიეს ექსპერიმენტებში, ბუნებრივი "ღუმელი" - მზე - ემსახურებოდა მაღალი ტემპერატურის წყაროს.

თერმომეტრიის განვითარება იყო სხეულების თერმული გაფართოების პირველი სამეცნიერო და პრაქტიკული გამოყენება. ბუნებრივია, თვით თერმული გაფართოების ფენომენის შესწავლა დაიწყო არა მხოლოდ ხარისხობრივად, არამედ რაოდენობრივად.მყარი ნივთიერებების თერმული გაფართოების პირველი ზუსტი გაზომვები გაკეთდა ლავუაზიეს და ლაპლასის მიერ 1782 წელს.მათი მეთოდი. დიდი დროაღწერილი იყო ფიზიკის კურსებში, დაწყებული ბიოტის კურსით, 1819 წ. და დამთავრებული ფიზიკის კურსით O. D. Khvolson, 1923 წ.

საცდელი სხეულის ზოლი ჯერ დნობის ყინულში მოათავსეს, შემდეგ კი მდუღარე წყალში. მონაცემები მოპოვებული იქნა სხვადასხვა კლასის მინის, ფოლადისა და რკინის, ასევე ოქროს, სპილენძის, სპილენძის, ვერცხლის, კალის, ტყვიის სხვადასხვა კლასის შესახებ, მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ ლითონის დამზადების მეთოდის მიხედვით, შედეგები განსხვავებულია. გაუმაგრებელი ფოლადის ზოლი იზრდება თავდაპირველი სიგრძის 0,001079-ით 100 °-ით გაცხელებისას, ხოლო გამაგრებული ფოლადის - 0,001239-ით. 0,001220 მიღებულ იქნა 0,001220 და 0,001235 მრგვალი დახაზული რკინისთვის. ეს მონაცემები იძლევა წარმოდგენას მეთოდის სიზუსტეზე.

ასე რომ, უკვე მე-18 საუკუნის პირველ ნახევარში შეიქმნა თერმომეტრები და დაიწყო რაოდენობრივი თერმული გაზომვები, რომლებიც მაღალი სიზუსტით იქნა მიყვანილი ლაპლასისა და ლავუაზიეს თერმოფიზიკურ ექსპერიმენტებში. თუმცა, თერმული ფიზიკის ძირითადი რაოდენობრივი ცნებები მაშინვე არ კრისტალიზებულა. იმდროინდელი ფიზიკოსების ნაშრომებში მნიშვნელოვანი დაბნეულობა იყო ისეთ ცნებებში, როგორიცაა "სითბოს რაოდენობა", "სითბოს ხარისხი", "სითბოს ხარისხი". ტემპერატურისა და სითბოს ოდენობის ცნებების გარჩევის აუცილებლობაზე მიუთითა 1755 წელს I.G. Lambert (1728-1777) მიერ. თუმცა, მის მითითებებს არ აფასებდნენ მისი თანამედროვეები და სწორი ცნებების განვითარება ნელი იყო.

კალორიმეტრიის პირველ მიდგომებს შეიცავს პეტერბურგელი აკადემიკოსების გ.ვ.კრაფტისა და გ.ვ.რიხმანის (1711-1753) ნაშრომები. კრაფტის სტატია "სხვადასხვა ექსპერიმენტები სიცხესა და სიცივეზე", წარმოდგენილი აკადემიის კონფერენციაზე 1744 წელს და გამოქვეყნებული 1751 წელს, ეხება სხვადასხვა ტემპერატურაზე მიღებული სითხის ორი ნაწილის ნარევის ტემპერატურის განსაზღვრის პრობლემას. ამ პრობლემას სახელმძღვანელოებში ხშირად მოიხსენიებდნენ, როგორც „რიჩმანის პრობლემას“, თუმცა რიჩმანმა გადაჭრა უფრო ზოგადი და რთული პრობლემა, ვიდრე კრაფტი. კრაფტმა პრობლემის გადაჭრის არასწორი ემპირიული ფორმულა მისცა.

პრობლემის გადაჭრის სრულიად განსხვავებულ მიდგომას ვპოულობთ რიჩმანში. 1750 წელს გამოქვეყნებულ სტატიაში „ასახვა სითბოს რაოდენობაზე, რომელიც უნდა მივიღოთ სითხეების შერევისას, რომლებსაც აქვთ სითბოს გარკვეული ხარისხი“, რიჩმანი აყენებს რამდენიმე (და არა ორი, როგორც კრაფტში) ნარევის ტემპერატურის განსაზღვრის პრობლემას. სითხეებს და ხსნის სითბოს ბალანსის პრინციპით. „დავუშვათ, - ამბობს რიჩმანი, - რომ სითხის მასა არის ა; ამ მასაში განაწილებული სითბო უდრის m; სხვა მასა, რომელშიც იგივე სითბო m უნდა იყოს განაწილებული, როგორც a მასაში, იყოს ტოლი a + b. შემდეგ მიღებული სითბო

უდრის am/(a+b). აქ რიჩმანი ნიშნავს ტემპერატურას „სითბოში“, მაგრამ პრინციპი, რომელიც მან ჩამოაყალიბა, რომ „იგივე სითბო უკუპროპორციულია იმ მასების მიმართ, რომლებზეც ის ნაწილდება“, არის წმინდა კალორიმეტრიული. „ამგვარად,“ წერს შემდგომ რიჩმანი, „ა მასის სითბო, m-ის ტოლი და b მასის სითბო, n-ის ტოლი, თანაბრად ნაწილდება a + b მასაზე და სითბო ამ მასაში, ე.ი. a და b-ის ნარევი უნდა იყოს ტოლი m + n სითბოს ჯამის a + b მასაში განაწილებული, ან ტოლი (ma + nb) / (a ​​+ b) . სწორედ ეს ფორმულა გამოჩნდა სახელმძღვანელოებში, როგორც "რიჩმანის ფორმულა". „უფრო ზოგადი ფორმულის მისაღებად, - განაგრძობს რიჩმანი, - რომლითაც შესაძლებელი იქნებოდა სითბოს ხარისხის დადგენა იმავე სითხის 3, 4, 5 და ა.შ. მასების შერევისას, რომლებსაც აქვთ სხვადასხვა სიცხის ხარისხი, მე დავურეკე. ეს მასები a, b, c, d, e და ა.შ., და შესაბამისი სიცხეებია m, p, o, p, q და ა.შ. ყველა მასა. შედეგად, „სიცხე ყველა თბილი მასის შერევის შემდეგ უდრის:

(am + bp + co + dp + eq) და ა.შ. / (a ​​+ b + c + d + e) ​​და ა.შ.,

ანუ თხევადი მასების ჯამი, რომლებზეც შერევისას ცალკეული მასების სითბო თანაბრად ნაწილდება, ეხება თითოეული მასის ყველა პროდუქტის ჯამს და მის სითბოს ისევე, როგორც ნარევის სითბოს ერთიანობას.

რიჩმანს ჯერ არ გააჩნდა სითბოს ოდენობის კონცეფცია, მაგრამ მან დაწერა და ლოგიკურად დაასაბუთა სრულიად სწორი კალორიმეტრიული ფორმულა.მან ადვილად აღმოაჩინა, რომ მისი ფორმულა უკეთ ემთხვევა გამოცდილებას, ვიდრე კრაფგის ფორმულა. მან სწორად დაადგინა, რომ მისი "სითბოები" არის "არა რეალური სითბო, არამედ ნარევის ჭარბი სითბო ნულ გრადუს ფარენჰეიტთან შედარებით". მას ნათლად ესმოდა, რომ: 1. „ნარევის სითბო ნაწილდება არა მხოლოდ მის მასაზე, არამედ ჭურჭლის კედლებზე და თავად თერმომეტრზეც“. 2. „თერმომეტრის შინაგანი სითბო და ჭურჭლის სითბო ნაწილდება როგორც ნარევზე, ​​ისე ჭურჭლის კედლებზე, რომელშიც არის ნარევი, და თერმომეტრის გასწვრივ“. 3. „ნარევის სითბოს ნაწილი, იმ დროის განმავლობაში, სანამ ექსპერიმენტი ტარდება, გადადის მიმდებარე ჰაერში...“

რიჩმანმა ზუსტად ჩამოაყალიბა შეცდომების წყაროები კალორიმეტრულ ექსპერიმენტებში, მიუთითა კრაფტის ფორმულასა და ექსპერიმენტს შორის შეუსაბამობის მიზეზებზე, ანუ მან ჩაუყარა კალორიმეტრიის საფუძვლები, თუმცა თავად ჯერ კიდევ არ იყო მისული სითბოს ოდენობის კონცეფციამდე. რიჩმანის მოღვაწეობა გააგრძელეს შვედმა აკადემიკოსმა იოჰან ვილკემ (1732-1796) და შოტლანდიელმა ქიმიკოსმა ჯოზეფ ბლეკმა (1728-1799). ორივე მეცნიერმა, რიჩმანის ფორმულაზე დაყრდნობით, საჭიროდ ჩათვალა მეცნიერებაში ახალი ცნებების დანერგვა. ვილკემ, 1772 წელს წყლისა და თოვლის ნარევის სითბოს გამოკვლევით, აღმოაჩინა, რომ სითბოს ნაწილი ქრება. აქედან მივიდა დნობის თოვლის ლატენტური სითბოს კონცეფციაზე და ახალი კონცეფციის დანერგვის აუცილებლობამდე, რომელიც მოგვიანებით მიიღო. დასახელება "სითბო სიმძლავრე".

ბლეკიც იმავე დასკვნამდე მივიდა თავისი შედეგების გამოქვეყნების გარეშე. მისი კვლევები გამოქვეყნდა მხოლოდ 1803 წელს, შემდეგ კი ცნობილი გახდა, რომ ბლეკი იყო პირველი, ვინც მკაფიოდ განასხვავა სითბოს და ტემპერატურის ცნებები, პირველმა შემოიღო ტერმინი "სითბოუნარიანობა". ჯერ კიდევ 1754-1755 წლებში ბლეკმა აღმოაჩინა არა მხოლოდ ყინულის დნობის წერტილის მუდმივობა, არამედ ისიც, რომ თერმომეტრი რჩება იმავე ტემპერატურაზე, მიუხედავად სითბოს შემოდინებისა, სანამ მთელი ყინული არ დნება. აქედან შავი მივიდა შერწყმის ლატენტური სითბოს კონცეფციამდე. მოგვიანებით მან ჩამოაყალიბა აორთქლების ლატენტური სითბოს კონცეფცია. ამრიგად, მე-18 საუკუნის 70-იან წლებში ჩამოყალიბდა ძირითადი კალორიმეტრიული ცნებები. მხოლოდ თითქმის ასი წლის შემდეგ (1852 წელს) შემოიღეს სითბოს ერთეული რაოდენობა, რომელმაც მოგვიანებით მიიღო სახელი "კალორია". კლაუსიუსი ასევე საუბრობს უბრალოდ სითბოს ერთეულზე და არ იყენებს ტერმინს „კალორიას“.)

1777 წელს ლავუაზიემ და ლაპლასმა, ყინულის კალორიმეტრის შედგენით, განსაზღვრეს სხვადასხვა სხეულების სპეციფიკური სითბოს შესაძლებლობები. ზუსტი ექსპერიმენტის მეთოდით დაიწყო არისტოტელეს პირველადი ხარისხი-სითბოს შესწავლა.

არსებობდა აგრეთვე სითბოს მეცნიერული თეორიები. ერთ-ერთი, ყველაზე გავრცელებული კონცეფცია (რომელსაც შავიც იცავდა) არის სპეციალური თერმული სითხის თეორია - კალორიული. მეორე, რომლის მხურვალე მხარდამჭერი ლომონოსოვი იყო, სითბოს „უგრძნობი ნაწილაკების“ ერთგვარ მოძრაობად თვლიდა. კალორიის ცნება ძალიან კარგად შეეფერებოდა კალორიმეტრული ფაქტების აღწერას: რიჩმანის ფორმულა და შემდგომი ფორმულები, რომლებიც ითვალისწინებენ ლატენტურ სიცხეებს, შესანიშნავად იყო ახსნილი. შედეგად, კალორიის თეორია დომინირებდა მე-19 საუკუნის შუა წლებამდე, როდესაც. ენერგიის შენარჩუნების კანონის აღმოჩენამ აიძულა ფიზიკოსები დაბრუნებულიყვნენ ლომონოსოვის მიერ წარმატებით შემუშავებულ კონცეფციას ამ კანონის აღმოჩენამდე ასი წლით ადრე.

იდეა, რომ სითბო არის მოძრაობის ფორმა, ძალიან გავრცელებული იყო მე-17 საუკუნეში. ვ. ბეკონი The New Organon-ში, რომელიც იყენებს თავის მეთოდს სითბოს ბუნების შესასწავლად, მიდის დასკვნამდე, რომ „სითბო არის გავრცელების მოძრაობა, რომელიც შეფერხებულია და ხდება მცირე ნაწილებში“. დეკარტი უფრო კონკრეტულად და ნათლად საუბრობს სითბოზე, როგორც მცირე ნაწილაკების მოძრაობაზე. ცეცხლის ბუნების გათვალისწინებით, ის მიდის დასკვნამდე, რომ „ცეცხლის სხეული... შედგება უმცირესი ნაწილაკებისგან, რომლებიც ძალიან სწრაფად და ძალადობრივად მოძრაობენ ერთმანეთისგან განცალკევებით“. გარდა ამისა, ის აღნიშნავს, რომ „მხოლოდ ამ მოძრაობას, მისი წარმოქმნილი სხვადასხვა მოქმედებიდან გამომდინარე, ეწოდება სითბო ან სინათლე“. რაც შეეხება დანარჩენ სხეულებს, ის აცხადებს, რომ „მცირე ნაწილაკები, რომლებიც არ წყვეტენ მოძრაობას, არის არა მხოლოდ ცეცხლში, არამედ ყველა სხვა სხეულშიც, თუმცა ამ უკანასკნელში მათი მოქმედება არც თუ ისე ძლიერია, მაგრამ მათი მცირე ზომის ისინი თავად ვერ ხედავენ ჩვენი გრძნობებით."

ატომიზმი დომინირებდა მე-17 საუკუნის მეცნიერებისა და მოაზროვნეების ფიზიკურ შეხედულებებში. ჰუკი, ჰაიგენსი, ნიუტონი წარმოადგენდნენ სამყაროს ყველა სხეულს, როგორც უმცირესი ნაწილაკებისგან შემდგარ, „უგრძნობი“, როგორც ლომონოსოვმა მოკლედ უწოდა მათ მოგვიანებით. სითბოს კონცეფცია, როგორც ამ ნაწილაკების მოძრაობის ფორმა, მეცნიერებს საკმაოდ გონივრული ჩანდა. მაგრამ სითბოს შესახებ ეს იდეები ხარისხობრივი ხასიათისა იყო და წარმოიშვა ძალიან მწირი ფაქტობრივი საფუძველზე. XVIII საუკუნეში. თერმული ფენომენების ცოდნა გახდა უფრო ზუსტი და განსაზღვრული; ქიმიამ ასევე დიდი წინსვლა მიაღწია, რომელშიც ფლოგისტონის თეორია, ჟანგბადის აღმოჩენამდე, დაეხმარა წვის და დაჟანგვის პროცესების გაგებას. ამ ყველაფერმა ხელი შეუწყო სითბოს, როგორც განსაკუთრებულ ნივთიერების შესახებ ახალი თვალსაზრისის ათვისებას და კალორიმეტრიის პირველმა წარმატებებმა გააძლიერა კალორიის მომხრეების პოზიცია. ამ სიტუაციაში სითბოს კინეტიკური თეორიის შესამუშავებლად დიდი მეცნიერული გამბედაობა იყო საჭირო.

სითბოს კინეტიკური თეორია ბუნებრივად იყო შერწყმული მატერიის კინეტიკურ თეორიასთან და უპირველეს ყოვლისა ჰაერისა და ორთქლის. გაზები (სიტყვა „გაზი“ შემოიღო ვან ჰელმონტმა; 1577-1644) არსებითად ჯერ კიდევ არ იყო აღმოჩენილი და ლავუაზიემაც კი ორთქლს წყლისა და ცეცხლის ერთობლიობად თვლიდა. თავად ლომონოსოვმა, რომელიც აკვირდება ძლიერ არაყში (აზოტის მჟავას) რკინის დაშლას, განიხილა

ჰაერის მიერ გამოთავისუფლებული აზოტის ბუშტები. ამრიგად, ჰაერი და ორთქლი ლომონოსოვის დროს თითქმის ერთადერთი აირები იყო - "ელასტიური სითხეები", მაშინდელი ტერმინოლოგიით.

დ. ბერნული თავის "ჰიდროდინამიკაში" წარმოიდგინა ჰაერი, რომელიც შედგება ნაწილაკებისგან, რომლებიც მოძრაობდნენ "ძალიან სწრაფად სხვადასხვა მიმართულებით" და თვლიდა, რომ ეს ნაწილაკები ქმნიან "ელასტიურ სითხეს". ბერნულმა დაასაბუთა ბოილ-მარიოტის კანონი თავისი „ელასტიური სითხის“ მოდელით. მან დაამყარა კავშირი ნაწილაკების სიჩქარესა და ჰაერის გათბობას შორის და ამით ახსნა ჰაერის ელასტიურობის ზრდა გაცხელებისას. ეს იყო პირველი მცდელობა ფიზიკის ისტორიაში აირების ქცევის ინტერპრეტაციისთვის მოლეკულების მოძრაობით, მცდელობა უდავოდ ბრწყინვალე და ბერნული ფიზიკის ისტორიაში შევიდა, როგორც გაზების კინეტიკური თეორიის ერთ-ერთი ფუძემდებელი.

ჰიდროდინამიკის გამოქვეყნებიდან ექვსი წლის შემდეგ, ლომონოსოვმა აკადემიურ ასამბლეას წარუდგინა თავისი ნაშრომი „რეფლექსია სიცხისა და სიცივის მიზეზებზე“. იგი გამოიცა მხოლოდ ექვსი წლის შემდეგ, 1750 წელს, სხვა, უფრო გვიანდელ ნაშრომთან ერთად, გამოცდილება ჰაერის ელასტიურობის თეორიაში. ამრიგად, ლომონოსოვის აირების ელასტიურობის თეორია განუყოფლად არის დაკავშირებული მის სითბოს თეორიასთან და ეყრდნობა ამ უკანასკნელს.

დ.ბერნული ასევე დიდ ყურადღებას უთმობდა სითბოს საკითხებს, კერძოდ ჰაერის სიმკვრივის ტემპერატურაზე დამოკიდებულების საკითხს. ამონტონის ექსპერიმენტებზე მითითებით შეზღუდვის გარეშე, ის თავად ცდილობდა ექსპერიმენტულად დაედგინა ჰაერის ელასტიურობის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე. "მე აღმოვაჩინე, - წერს ბერნული, - რომ ჰაერის ელასტიურობა, რომელიც აქ პეტერბურგში ძალიან ცივი იყო 1731 წლის 25 დეკემბერს, ხელოვნება. არტ., იგულისხმება იგივე ჰაერის ელასტიურობა, რომელსაც სითბო აქვს საერთო მდუღარე წყალთან, როგორც 523-დან 1000-მდე. ბერნულის ეს მნიშვნელობა აშკარად არასწორია, რადგან ვარაუდობს, რომ ცივი ჰაერის ტემპერატურა შეესაბამება -78°C-ს.

ლომონოსოვის ზემოთ ნახსენები ანალოგიური გამოთვლები გაცილებით ზუსტია. მეორეს მხრივ, ბერნულის საბოლოო შედეგი ძალზე საყურადღებოა, რომ „ელასტიურობები არის თანაფარდობა, რომელიც შედგება ნაწილაკების სიჩქარის კვადრატისა და სიმკვრივის პირველი ძალისგან“, რაც სრულად შეესაბამება კინეტიკური თეორიის ძირითად განტოლებას. გაზების თანამედროვე პრეზენტაციაში.

ბერნული საერთოდ არ შეხებია სითბოს ბუნების საკითხს, რომელიც ცენტრალურია ლომონოსოვის თეორიაში. ლომონოსოვი ვარაუდობს, რომ სითბო არის უგრძნობი ნაწილაკების მოძრაობის ფორმა. ის განიხილავს ამ მოძრაობების შესაძლო ბუნებას: მთარგმნელობით, ბრუნვისა და რხევით - და აცხადებს, რომ „სითბო შედგება შეკრული მატერიის შიდა ბრუნვის მოძრაობაში“.

ამოსავალ წერტილად მოლეკულების ბრუნვის მოძრაობის ჰიპოთეზას სითბოს გამომწვევ მიზეზად იღებენ, ლომონოსოვი აქედან გამოაქვს მთელი რიგი შედეგები: 1) მოლეკულებს (კორპუსკულებს) აქვთ სფერული ფორმა; 2) „... შეკრული მატერიის ნაწილაკების უფრო სწრაფი ბრუნვისას სითბო უნდა გაიზარდოს, ხოლო ნელი ბრუნვისას – შემცირდეს; 3) ცხელი სხეულების ნაწილაკები უფრო სწრაფად ბრუნავენ, ცივი - ნელა; 4) ცხელი სხეულები ცივთან შეხებისას უნდა გაცივდეს, რადგან ანელებს ნაწილაკების კალორიულ მოძრაობას; პირიქით, ცივი სხეულები უნდა გაცხელდეს კონტაქტის დროს მოძრაობის აჩქარების გამო. ამგვარად, ბუნებაში დაფიქსირებული ცხელი სხეულიდან ცივ სხეულზე სითბოს გადასვლა ლომონოსოვის ჰიპოთეზის დადასტურებაა.

ის ფაქტი, რომ ლომონოსოვმა გამოყო სითბოს გადაცემა, როგორც ერთ-ერთი მთავარი შედეგი, ძალიან მნიშვნელოვანია და ზოგიერთი ავტორი ამას მიიჩნევს ლომონოსოვის თერმოდინამიკის მეორე კანონის აღმომჩენთა შორის. თუმცა, ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ზემოაღნიშნული წინადადება შეიძლება ჩაითვალოს მეორე კანონის პირველად ფორმულირებად, მაგრამ მთლიანი ნაშრომი უდავოდ არის თერმოდინამიკის პირველი მონახაზი. ამრიგად, ლომონოსოვი მასში ხსნის სითბოს წარმოქმნას ხახუნის დროს, რომელიც ემსახურებოდა ჯოულის კლასიკურ ექსპერიმენტებში პირველი კანონის ექსპერიმენტულ საფუძველს. ლომონოსოვი ასევე, საუბრობს ცხელი სხეულიდან ცივზე სითბოს გადაცემის საკითხზე, მიუთითებს შემდეგ წინადადებაზე: „სხეული A, რომელიც მოქმედებს B სხეულზე, არ შეუძლია მისცეს ამ უკანასკნელს მოძრაობის უფრო დიდი სიჩქარე, ვიდრე თავად აქვს. .” ეს დებულება არის „საყოველთაო კონსერვაციის კანონის“ კონკრეტული შემთხვევა. ამ წინადადებიდან გამომდინარე, ის ამტკიცებს, რომ ცივი სხეული B, ჩაეფლო თბილ A-ში, „აშკარად ვერ შთანთქავს სითბოს უფრო დიდ ხარისხს, ვიდრე L-ს აქვს“.

ლომონოსოვი თერმული გაფართოების საკითხს გადადებს "სხვა დრომდე", ჰაერის ელასტიურობის განხილვამდე. ამრიგად, მისი თერმოდინამიკური მუშაობა პირდაპირ კავშირშია მის შემდგომ მუშაობასთან აირების ელასტიურობაზე. თუმცა, თერმული გაფართოების განხილვის „სხვა დრომდე“ გადადების განზრახვაზე, ლომონოსოვი აქვე მიუთითებს, რომ ვინაიდან არ არსებობს ნაწილაკების სიჩქარის ზედა ზღვარი (ფარდობითობის თეორია ჯერ არ არსებობს!), არსებობს ასევე არ არის ტემპერატურის ზედა ზღვარი. მაგრამ „აუცილებლად უნდა არსებობდეს სიცივის უდიდესი და ბოლო ხარისხი, რომელიც უნდა შედგებოდეს ნაწილაკების ბრუნვის მოძრაობის სრულ შეწყვეტაში“. ლომონოსოვი, მაშასადამე, ამტკიცებს „სიცივის ბოლო ხარისხის“ - აბსოლუტური ნულის არსებობას.

დასასრულს, ლომონოსოვი აკრიტიკებს კალორიულობის თეორიას, რომელსაც იგი მიიჩნევს წინაპრების იდეის რეციდივად ელემენტარული ცეცხლის შესახებ. ლომონოსოვი აანალიზებს სხვადასხვა ფენომენებს, როგორც ფიზიკურ, ისე ქიმიურ, რომლებიც დაკავშირებულია სითბოს გამოყოფასთან და შთანთქმასთან, ლომონოსოვი ასკვნის, რომ „სხეულების სიცხე არ შეიძლება მივაწეროთ წვრილი, სპეციალურად შემუშავებული ნივთიერების კონდენსაციას, მაგრამ სითბო შედგება შინაგანი ბრუნვის მოძრაობაში. გახურებული სხეულების შეკრული მატერია“. „შეკრული“ მატერიით ლომონოსოვი ესმის სხეულების ნაწილაკების მატერიას, განასხვავებს მას „მიდინებული“ მატერიისაგან, რომელსაც შეუძლია „მდინარევით“ მიედინება სხეულის ფორებში.

ამავდროულად, ლომონოსოვი თავის თერმოდინამიკურ სისტემაში აერთიანებს მსოფლიო ეთერს, რომელიც ბევრად უსწრებს არა მხოლოდ თავის დროს, არამედ მე-19 საუკუნესაც. ”ამგვარად,” განაგრძობს ლომონოსოვი, ”ჩვენ არა მხოლოდ ვამბობთ, რომ ასეთი მოძრაობა და სითბო ასევე დამახასიათებელია ეთერის იმ საუკეთესო მატერიისთვის, რომელიც ავსებს ყველა სივრცეს, რომელიც არ შეიცავს მგრძნობიარე სხეულებს, არამედ ვადასტურებთ, რომ ეთერის მატერიას შეუძლია. აცნობეთ მზისგან მიღებულ კალორიულ მოძრაობას ჩვენი დედამიწისა და მსოფლიოს დანარჩენი სხეულებისგან და გაათბეთ ისინი, არის საშუალება, რომლითაც ერთმანეთისგან დაშორებული სხეულები გადასცემენ სითბოს რაიმე ხელშესახები შუამავლობის გარეშე.

ასე რომ, ბოლცმანამდე, გოლიცინამდე და ვენამდე დიდი ხნით ადრე, ლომონოსოვმა თერმოდინამიკაში შეიტანა თერმული გამოსხივება. ლომონოსოვის თერმოდინამიკა მე-18 საუკუნის სამეცნიერო აზროვნების შესანიშნავი მიღწევაა, თავის დროზე ბევრად წინ.

იბადება კითხვა: რატომ თქვა ლომონოსოვმა უარი ნაწილაკების გადამყვანი მოძრაობის თერმულ მოძრაობად მიჩნევაზე და ბრუნვის მოძრაობაზე შეჩერდა? ამ ვარაუდმა მნიშვნელოვნად შეასუსტა მისი ნაშრომი და დ.ბერნულის თეორია ბევრად უფრო მიუახლოვდა კლაუსიუსისა და მაქსველის შემდგომ კვლევებს, ვიდრე ლომონოსოვის თეორიას. ლომონოსოვს ამ ანგარიშით ძალიან ღრმა მოსაზრებები ჰქონდა. მას უნდა აეხსნა ისეთი ურთიერთგამომრიცხავი რამ, როგორიცაა შეკრულობა და ელასტიურობა, სხეულის ნაწილაკების თანმიმდევრულობა და სხეულების გაფართოების უნარი. ლომონოსოვი იყო შორეული ძალების მგზნებარე მოწინააღმდეგე და არ შეეძლო მათ მიმართა სხეულების მოლეკულური სტრუქტურის განხილვისას. მას ასევე არ სურდა აირების ელასტიურობის ახსნა ნაწილაკების დრეკად ზემოქმედებამდე დაეყვანა, ანუ ელასტიურობის ახსნა ელასტიურობით. ის ეძებდა მექანიზმს, რომელიც ახსნიდა როგორც ელასტიურობას, ასევე თერმულ გაფართოებას ყველაზე ბუნებრივი გზით. თავის ნაშრომში "გამოცდილება ჰაერის ელასტიურობის თეორიაში", ის უარყოფს თვით ნაწილაკების ელასტიურობის ჰიპოთეზას, რომლებიც, ლომონოსოვის თანახმად, "აკლდებიან ყოველგვარი ფიზიკური შემადგენლობისა და ორგანიზებული სტრუქტურისგან ..." და არიან ატომები. მაშასადამე, ელასტიურობის თვისებას ავლენენ არა ცალკეული ნაწილაკები, რომლებსაც არ აქვთ რაიმე ფიზიკური სირთულე და ორგანიზებული სტრუქტურა, არამედ წარმოიქმნება მათი კომბინაციით. ასე რომ, გაზის (ჰაერის) ელასტიურობა, ლომონოსოვის აზრით, არის "ატომების კოლექტივის თვისება". თავად ატომები, ლომონოსოვის თქმით, „უნდა იყოს მყარი და ჰქონდეს გაფართოება“, ის მიიჩნევს მათ ფორმას „ძალიან ახლოს“ სფერულთან. ხახუნის შედეგად წარმოქმნილი სითბოს ფენომენი მას აიძულებს მიიღოს ჰიპოთეზა, რომ „ჰაერის ატომები უხეშია“. ის ფაქტი, რომ ჰაერის ელასტიურობა სიმკვრივის პროპორციულია, ლომონოსოვს უბიძგებს დასკვნამდე მიიყვანს „რომ ის მოდის მისი ატომების რაიმე სახის პირდაპირი ურთიერთქმედებიდან“. მაგრამ ატომები, ლომონოსოვის თანახმად, არ შეუძლიათ მოქმედებენ მანძილზე, მაგრამ მოქმედებენ მხოლოდ კონტაქტის დროს. ჰაერის შეკუმშვა ადასტურებს მასში ცარიელი ხარვეზების არსებობას, რაც შეუძლებელს ხდის ატომების ურთიერთქმედებას. აქედან ლომონოსოვი მოდის დინამიურ სურათამდე, როდესაც ატომების ურთიერთქმედება დროში იცვლება მათ შორის ცარიელი სივრცის წარმოქმნით, ხოლო ატომების სივრცითი განცალკევება იცვლება კონტაქტით. ”ასე რომ, აშკარაა, რომ ჰაერის ცალკეული ატომები, შემთხვევითი მონაცვლეობით, ეჯახებიან უახლოეს ატომებს დროის უგრძნობი ინტერვალებით, და როდესაც ზოგიერთი კონტაქტშია, სხვები უბრუნდებიან ერთმანეთს და ეჯახებიან ყველაზე ახლოს მყოფებს, თანმიმდევრობით. კვლავ მობრუნება; ამგვარად, ერთმანეთისგან გამუდმებით მოგერიებულები ხშირი ორმხრივი შოკით, მიდრეკილნი არიან მიმოფანტონ ყველა მიმართულებით. ლომონოსოვი ხედავს ელასტიურობას ამ გაფანტვაში ყველა მიმართულებით. "ელასტიურობის ძალა მდგომარეობს ჰაერის ყველა მიმართულებით გავრცელების სურვილში."

თუმცა, აუცილებელია იმის ახსნა, თუ რატომ ახდენენ ატომები ერთმანეთს ურთიერთქმედების დროს. ამის მიზეზი, ლომონოსოვის აზრით, თერმული მოძრაობაა: „ჰაერის ატომების ურთიერთქმედება განპირობებულია მხოლოდ სითბოთი“. და რადგანაც სითბო შედგება ნაწილაკების ბრუნვით მოძრაობაში, მათი მოგერიების ასახსნელად საკმარისია განვიხილოთ რა ხდება, როდესაც ორი მბრუნავი სფერული უხეში ნაწილაკი შედის კონტაქტში. ლომონოსოვი გვიჩვენებს, რომ ისინი ერთმანეთს უბიძგებენ და ამის ილუსტრირებას ბავშვობიდან კარგად ნაცნობი მაგალითით აბრუნებენ ზემოდან („თავიდან ქუსლებზე“), რომელსაც ბიჭები ყინულზე უშვებენ. როდესაც ასეთი დაწნული ტოტები ერთმანეთს ეხებიან, ისინი ერთმანეთს დიდ მანძილზე ეხებიან. ამრიგად, ატომების ელასტიური შეჯახება, ლომონოსოვის აზრით, გამოწვეულია მათი ბრუნვის მომენტების ურთიერთქმედებით. ამიტომ მას სჭირდებოდა ნაწილაკების თერმული ბრუნვის მოძრაობის ჰიპოთეზა! ამრიგად, ლომონოსოვმა სრულად დაასაბუთა ელასტიური აირის მოდელი, რომელიც შედგება შემთხვევით მოძრავი და შეჯახებული ნაწილაკებისგან.

ამ მოდელმა ლომონოსოვს საშუალება მისცა არა მხოლოდ აეხსნა ბოილ-მარიოტის კანონი, არამედ გამოესახა მისგან გადახრები მაღალი შეკუმშვის დროს. კანონისა და მისგან გადახრების ახსნას ლომონოსოვი გვაძლევს ნაშრომში „ჰაერის ელასტიურობის შესახებ ასახვის დამატება“, რომელიც გამოქვეყნებულია პეტერბურგის მეცნიერებათა აკადემიის „ახალი კომენტარების“ იმავე ტომში, რომელშიც წინა ორი. გამოქვეყნდა ნაწარმოებებიც. ლომონოსოვის შემოქმედებაში ასევე არის არასწორი განცხადებები, რაც სრულად აიხსნება იმდროინდელი ცოდნის დონით. მაგრამ ისინი არ განსაზღვრავენ მეცნიერის მუშაობის მნიშვნელობას. შეუძლებელია არ აღფრთოვანებულიყავი ლომონოსოვის მეცნიერული აზროვნების გამბედაობითა და სიღრმით, რომელმაც სიცხის მეცნიერების ჩვილობის პერიოდში შექმნა ძლიერი თეორიული კონცეფცია, რომელიც ბევრად უსწრებდა თავის ეპოქას. თანამედროვეები არ მიჰყვებოდნენ ლომონოსოვის გზას, სითბოს თეორიაში, როგორც ითქვა, კალორიულობა მეფობდა, მე-18 საუკუნის ფიზიკური აზროვნება მოითხოვდა სხვადასხვა ნივთიერებებს: თერმული, მსუბუქი, ელექტრო, მაგნიტური. ეს ჩვეულებრივ განიხილება, როგორც მე-18 საუკუნის ნატურალისტთა აზროვნების მეტაფიზიკური ბუნება, ზოგიერთი მისი რეაქციული ბუნება. მაგრამ რატომ გახდა ასე? როგორც ჩანს, ამის მიზეზი ზუსტი საბუნებისმეტყველო მეცნიერების პროგრესშია. XVIII საუკუნეში. ისწავლა სითბოს, სინათლის, ელექტროენერგიის, მაგნეტიზმის გაზომვა. იპოვეს ზომები ყველა ამ აგენტისთვის, ისევე როგორც ისინი დიდი ხნის წინ აღმოაჩინეს ჩვეულებრივი მასებისთვის და მოცულობებისთვის. ამ ფაქტმა უწონაო აგენტები დააახლოვა ჩვეულებრივ მასებთან და სითხეებთან, აიძულა ისინი მიგვეჩნია ჩვეულებრივი სითხეების ანალოგად. "უწონის" ცნება იყო აუცილებელი ეტაპი ფიზიკის განვითარებაში, ის საშუალებას აძლევდა ღრმად ჩასულიყო თერმული, ელექტრული და მაგნიტური ფენომენების სამყაროში. მან ხელი შეუწყო ზუსტი ექსპერიმენტის შემუშავებას, მრავალი ფაქტის დაგროვებას და მათ პირველად ინტერპრეტაციას.

გრძელი თერმომეტრები

დღეს გავრცელებული ტემპერატურის საზომი ინსტრუმენტები უკრავს მნიშვნელოვანი როლიმეცნიერებაში, ტექნოლოგიაში, ადამიანების ყოველდღიურ ცხოვრებაში, დიდი ისტორია აქვთ და დაკავშირებულია მრავალი ბრწყინვალე მეცნიერის სახელთან სხვადასხვა ქვეყნიდან, მათ შორის რუსი და რუსეთში მოღვაწენი.

თუნდაც ჩვეულებრივი თხევადი თერმომეტრის შექმნის ისტორიის დეტალურ აღწერას შეუძლია მთელი წიგნი დასჭირდეს, მათ შორის მოთხრობები სხვადასხვა დარგის სპეციალისტების - ფიზიკოსებისა და ქიმიკოსების, ფილოსოფოსებისა და ასტრონომების, მათემატიკოსებისა და მექანიკოსების, ზოოლოგების და ბოტანიკოსების, კლიმატოლოგების და მინის მწარმოებლების შესახებ.

ქვემოთ მოყვანილი შენიშვნები არ ასრულებენ ამ ძალიან გასართობი ისტორიის პრეზენტაციას, მაგრამ შეიძლება სასარგებლო იყოს ცოდნის და ტექნოლოგიის სფეროს გასაცნობად, რომლის სახელია თერმომეტრია.

ტემპერატურა

ტემპერატურა ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მაჩვენებელია, რომელიც გამოიყენება საბუნებისმეტყველო მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სხვადასხვა დარგში. ფიზიკასა და ქიმიაში ის გამოიყენება როგორც იზოლირებული სისტემის წონასწორობის მდგომარეობის ერთ-ერთი მთავარი მახასიათებელი, მეტეოროლოგიაში - როგორც კლიმატისა და ამინდის მთავარი მახასიათებელი, ბიოლოგიასა და მედიცინაში - როგორც ყველაზე მნიშვნელოვანი რაოდენობა, რომელიც განსაზღვრავს სასიცოცხლო ფუნქციებს.

ძველი ბერძენი ფილოსოფოსი არისტოტელეც კი (ძვ. წ. 384–322) თვლიდა სითბოსა და სიცივის ცნებებს ფუნდამენტურად. ისეთ თვისებებთან ერთად, როგორიცაა სიმშრალე და ტენიანობა, ეს ცნებები ახასიათებდა "პირველადი მატერიის" ოთხ ელემენტს - დედამიწას, წყალს, ჰაერს და ცეცხლს. მიუხედავად იმისა, რომ იმ დღეებში და რამდენიმე საუკუნის შემდეგ ისინი უკვე საუბრობდნენ სიცხის ან სიცივის ხარისხზე („უფრო თბილი“, „ცხელი“, „უფრო ცივი“), არ არსებობდა რაოდენობრივი ზომები.

დაახლოებით 2500 წლის წინ ძველი ბერძენი ექიმი ჰიპოკრატე (დაახლ. ძვ. წ. 460 - დაახლოებით 370 წ.) მიხვდა, რომ ადამიანის სხეულის ამაღლებული ტემპერატურა ავადმყოფობის ნიშანია. იყო პრობლემა ნორმალური ტემპერატურის განსაზღვრისას.

სტანდარტული ტემპერატურის ცნების დანერგვის ერთ-ერთი პირველი მცდელობა იყო ძველი რომაელი ექიმი გალენი (129 - დაახლ. 200 წ.), რომელიც ვარაუდობდა, რომ მდუღარე წყლისა და ყინულის თანაბარი მოცულობის ნარევის ტემპერატურა ჩაითვალოს „ნეიტრალურად“. , ხოლო ცალკეული კომპონენტების (მდუღარე წყალი და ყინულის დნობა) ტემპერატურა ჩაითვლება შესაბამისად ოთხი გრადუსი თბილი და ოთხი გრადუსი ცივი. ტერმინის შემოღება, ალბათ, გალენის დამსახურებაა ხასიათი(გათანაბრება), საიდანაც მომდინარეობს სიტყვა „ტემპერატურა“. თუმცა, ტემპერატურის გაზომვა მოგვიანებით დაიწყო.

თერმოსკოპი და პირველი ჰაერის თერმომეტრები

ტემპერატურის გაზომვის ისტორია მხოლოდ ოთხ საუკუნეზე ცოტა მეტია. დაფუძნებულია ჰაერის გაცხელებისას გაფართოების უნარზე, რომელიც აღწერილი იყო ძველი ბიზანტიელი ბერძნების მიერ ჯერ კიდევ ჩვენს წელთაღრიცხვამდე II საუკუნეში. ჩვენს წელთაღრიცხვამდე რამდენიმე გამომგონებელმა შექმნა თერმოსკოპი - უმარტივესი მოწყობილობა წყლით სავსე მინის მილით. უნდა ითქვას, რომ ბერძნები (პირველი ევროპელები) მინას ჯერ კიდევ მე-5 საუკუნეში, მე-13 საუკუნეში გაეცნენ. პირველი მინის ვენეციური სარკეები გამოჩნდა მე -17 საუკუნეში. ევროპაში მინის დამუშავება საკმაოდ განვითარდა და 1612 წელს გამოჩნდა პირველი სახელმძღვანელო "დე არტე ვიტრარია"(„მინის დამზადების ხელოვნების შესახებ“) ფლორენციელი ანტონიო ნერის (გარდაიცვალა 1614 წ.).

მინის დამზადება განსაკუთრებით განვითარდა იტალიაში. აქედან გამომდინარე, გასაკვირი არ არის, რომ იქ პირველი მინის ინსტრუმენტები გამოჩნდა. თერმოსკოპის პირველი აღწერა შეტანილია ნეაპოლიტანელი ნატურალისტის წიგნში, რომელიც დაკავებული იყო კერამიკის, მინის, ხელოვნური ძვირფასი ქვებითა და დისტილაციით, ჯოვანი ბატისტა დე ლა პორტა (1535-1615) მაგია ნატურალისი("ბუნებრივი მაგია"). გამოცემა გამოიცა 1558 წელს.

1590-იან წლებში იტალიელმა ფიზიკოსმა, მექანიკოსმა, მათემატიკოსმა და ასტრონომმა გალილეო გალილეიმ (1564-1642), მისი სტუდენტების ნელისა და ვივიანის თქმით, ვენეციაში ააგო თავისი მინის თერმობაროსკოპი წყლისა და ალკოჰოლის ნარევის გამოყენებით; გაზომვები შეიძლება გაკეთდეს ამ ხელსაწყოთი. ზოგიერთი წყარო ამბობს, რომ გალილეო ღვინოს ფერად სითხედ იყენებდა. სამუშაო სითხე იყო ჰაერი, ხოლო ტემპერატურის ცვლილებები განისაზღვრებოდა მოწყობილობაში ჰაერის მოცულობით. მოწყობილობა არაზუსტი იყო, მისი მაჩვენებლები დამოკიდებული იყო როგორც ტემპერატურაზე, ასევე წნევაზე, მაგრამ ჰაერის წნევის შეცვლით სითხის სვეტის „ჩავარდნის“ საშუალებას იძლეოდა. ამ მოწყობილობის აღწერა 1638 წელს გალილეოს მოწაფემ ბენადეტო კასტელიმ გააკეთა.

სანტორიოსა და გალილეოს შორის მჭიდრო კომუნიკაცია შეუძლებელს ხდის თითოეული მათგანის წვლილის განსაზღვრას მათ მრავალ ტექნიკურ ინოვაციებში. სანტორიო ცნობილია თავისი მონოგრაფიით "დესტატიკური მედიცინა"("ბალანსის მედიცინის შესახებ"), რომელიც შეიცავს მისი ექსპერიმენტული კვლევის შედეგებს და გაუძლო ხუთ გამოცემას. 1612 წელს სანტორიო თავის ნაშრომში "კომენტარია არტემ მედიცინალემ გალენში"("შენიშვნები გალენის სამედიცინო ხელოვნების შესახებ") პირველად აღწერილია ჰაერის თერმომეტრი. მან ასევე გამოიყენა თერმომეტრი ადამიანის სხეულის ტემპერატურის გასაზომად („პაციენტები კოლბას აჭერენ ხელებით, სუნთქავენ მასზე და იღებენ პირში“), გამოიყენა ქანქარა პულსის სიხშირის გასაზომად. მისი მეთოდი შედგებოდა ქანქარის ათი რხევის დროს თერმომეტრის დაცემის სიჩქარის დაფიქსირებაში, ის დამოკიდებული იყო გარე პირობებზე და იყო არაზუსტი.

გალილეოს თერმოსკოპის მსგავსი ინსტრუმენტები დაამზადეს ჰოლანდიელმა ფიზიკოსმა, ალქიმიკოსმა, მექანიკოსმა, გრავირმა და კარტოგრაფმა კორნელის იაკობსონ დრებელმა (1572–1633) და ინგლისელმა მისტიკოსმა და სამედიცინო ფილოსოფოსმა რობერტ ფლუდმა (1574–1637), რომლებიც კარგად იცნობდნენ ამ ნაშრომებს. ფლორენციელი მეცნიერები. ეს იყო დრებელის მოწყობილობა, რომელსაც პირველად (1636 წელს) ეწოდა "თერმომეტრი". ის U-ის ფორმის მილს ჰგავდა ორი რეზერვუარით. მისი თერმომეტრის სითხეზე მუშაობისას დრებელმა აღმოაჩინა გზა ნათელი კარმინის ფერების შესაქმნელად. ფლუდმა თავის მხრივ აღწერა ჰაერის თერმომეტრი.

პირველი თხევადი თერმომეტრები

შემდეგი პატარა, მაგრამ მნიშვნელოვანი ნაბიჯი თერმოსკოპის თანამედროვე თხევად თერმომეტრად გარდაქმნისკენ იყო თხევადი და ერთ ბოლოზე დალუქული მინის მილის გამოყენება, როგორც სამუშაო საშუალება. სითხეების თერმული გაფართოების კოეფიციენტები ნაკლებია, ვიდრე აირები, მაგრამ სითხის მოცულობა არ იცვლება გარე წნევის ცვლილებით. ეს ნაბიჯი გადაიდგა დაახლოებით 1654 წელს ტოსკანის დიდი ჰერცოგის ფერდინანდ II დე მედიჩის (1610-1670) სახელოსნოებში.

ამასობაში ევროპის სხვადასხვა ქვეყანაში დაიწყო სისტემატური მეტეოროლოგიური გაზომვები. ყოველი მეცნიერი იმ დროს იყენებდა საკუთარ ტემპერატურულ სკალას და ჩვენამდე მოღწეული გაზომვის შედეგები არც ერთმანეთთან შედარებაა და არც თანამედროვე ხარისხებთან დაკავშირება. ტემპერატურული ხარისხის კონცეფცია და ტემპერატურის მასშტაბის საცნობარო წერტილები, როგორც ჩანს, რამდენიმე ქვეყანაში მე-17 საუკუნეში გამოჩნდა. ოსტატებმა გამოიყენეს 50 განყოფილება თვალით ისე, რომ თოვლის დნობის ტემპერატურაზე სპირტის სვეტი არ დაეცეს მე-10 განყოფილებას ქვემოთ, ხოლო მზეზე იგი არ ამაღლებულიყო მე-40 განყოფილებაზე.

თერმომეტრების დაკალიბრებისა და სტანდარტიზაციის ერთ-ერთი პირველი მცდელობა განხორციელდა 1663 წლის ოქტომბერში ლონდონში. სამეფო საზოგადოების წევრები შეთანხმდნენ, რომ სტანდარტად გამოეყენებინათ ფიზიკოსის, მექანიკოსის, არქიტექტორისა და გამომგონებლის რობერტ ჰუკის (1635–1703) მიერ დამზადებული ერთ-ერთი ალკოჰოლური თერმომეტრი და შეადარეთ სხვა თერმომეტრების ჩვენება. ჰუკმა ალკოჰოლში წითელი პიგმენტი შეიტანა, სასწორი 500 ნაწილად იყო დაყოფილი. მან ასევე გამოიგონა მინიმალური თერმომეტრი (გვიჩვენებს ყველაზე დაბალ ტემპერატურას).

ჰოლანდიელმა თეორიულმა ფიზიკოსმა, მათემატიკოსმა, ასტრონომმა და გამომგონებელმა კრისტიან ჰიუგენსმა (1629–1695) 1665 წელს რ. ჰუკთან ერთად შესთავაზა ყინულის დნობისა და მდუღარე წყლის ტემპერატურის გამოყენება ტემპერატურის მასშტაბის შესაქმნელად. პირველი გასაგები მეტეოროლოგიური ჩანაწერები დაფიქსირდა ჰუკ-ჰაიგენსის მასშტაბით.

ნამდვილი თხევადი თერმომეტრის პირველი აღწერა 1667 წელს გამოჩნდა Accademia del Cimento-ის პუბლიკაციაში * "ნარკვევები ექსპერიმენტების აკადემიის ბუნებრივ სამეცნიერო საქმიანობაზე". აკადემიაში ჩატარდა და აღწერა პირველი ექსპერიმენტები კალორიმეტრიის დარგში. ნაჩვენებია, რომ ვაკუუმში წყალი ატმოსფერულ წნევაზე უფრო დაბალ ტემპერატურაზე დუღს და გაყინვისას ფართოვდება. „ფლორენციული თერმომეტრები“ ფართოდ გამოიყენებოდა ინგლისში (შეიყვანა რ. ბოილმა) და საფრანგეთში (გავრცელდა ასტრონომ ი. ბულოს წყალობით). ცნობილი რუსული მონოგრაფიის "თერმოდინამიკის ცნებები და საფუძვლები" (1970) ავტორი ი.რ. კრიჩევსკი თვლის, რომ სწორედ აკადემიის მუშაობამ ჩაუყარა საფუძველი თხევადი თერმომეტრების გამოყენებას.

აკადემიის ერთ-ერთი წევრი, მათემატიკოსი და ფიზიკოსი კარლო რენალდინი (1615–1698) თავის ესეში. ნატურალური ფილოსოფია("ბუნებრივი ფილოსოფია"), გამოქვეყნებული 1694 წელს, შემოთავაზებული იყო ყინულის დნობისა და მდუღარე წყლის ტემპერატურის აღება, როგორც საცნობარო პუნქტები.

დაიბადა გერმანიის ქალაქ მაგდებურგში, მექანიკოსი, ელექტრო ინჟინერი, ასტრონომი, ჰაერის ტუმბოს გამომგონებელი ოტო ფონ გერიკე (1602–1686), რომელიც ცნობილი გახდა მაგდებურგის ნახევარსფეროების გამოცდილებით, ასევე ეხებოდა თერმომეტრებს. 1672 წელს მან რამდენიმე მეტრის სიმაღლის წყალ-ალკოჰოლური მოწყობილობა ააშენა სასწორით, რომელსაც რვა განყოფილება ჰქონდა: "ძალიან ცივიდან" "ძალიან ცხელამდე". უნდა ვაღიაროთ, რომ სტრუქტურის ზომებმა არ გააუმჯობესა თერმომეტრია.

გერიკეს გიგანტომანიამ სამი საუკუნის შემდეგ მიმდევრები ჰპოვა შეერთებულ შტატებში. მსოფლიოში ყველაზე დიდი თერმომეტრი, 40,8 მ (134 ფუტი) სიმაღლით, აშენდა 1991 წელს კალიფორნიის სიკვდილის ველში 1913 წელს მიღწეული რეკორდული მაღალი ტემპერატურის აღსანიშნავად: +56,7 °C (134 °F). სამმხრივი თერმომეტრი მდებარეობს პატარა ქალაქ ბეიკერში ნევადას მახლობლად.

პირველი ზუსტი თერმომეტრები, რომლებიც ფართოდ გამოიყენეს, შექმნა გერმანელმა ფიზიკოსმა დანიელ გაბრიელ ფარენჰაიტმა (1686–1736). გამომგონებელი დაიბადა დღევანდელი პოლონეთის ტერიტორიაზე, გდანსკში (მაშინ დანციგი), ადრე ობოლი იყო, ვაჭრობის სწავლა დაიწყო ამსტერდამში, მაგრამ სწავლა არ დაამთავრა და ფიზიკით გატაცებული, დაიწყო ლაბორატორიებისა და სახელოსნოების მონახულება. გერმანია, ჰოლანდია და ინგლისი. 1717 წლიდან ცხოვრობდა ჰოლანდიაში, სადაც ჰქონდა მინის აფეთქების სახელოსნო და ეწეოდა ზუსტი მეტეოროლოგიური ხელსაწყოების - ბარომეტრების, სიმაღლეების, ჰიგირომეტრების და თერმომეტრების დამზადებას. 1709 წელს მან გააკეთა სპირტის თერმომეტრი, ხოლო 1714 წელს ვერცხლისწყლის თერმომეტრი.

ვერცხლისწყალი აღმოჩნდა ძალიან მოსახერხებელი სამუშაო სითხე, რადგან მას ჰქონდა მოცულობის უფრო წრფივი დამოკიდებულება ტემპერატურაზე, ვიდრე ალკოჰოლი, თბებოდა ბევრად უფრო სწრაფად, ვიდრე ალკოჰოლი და შეიძლება გამოყენებულ იქნას ბევრად მაღალ ტემპერატურაზე. ფარენჰაიტმა შეიმუშავა ვერცხლისწყლის გაწმენდის ახალი მეთოდი და ვერცხლისწყლის ბურთის ნაცვლად ცილინდრი გამოიყენა. გარდა ამისა, თერმომეტრების სიზუსტის გასაუმჯობესებლად, ფარენჰაიტმა, რომელიც ფლობდა შუშის აფეთქების უნარს, დაიწყო მინის გამოყენება თერმული გაფართოების ყველაზე დაბალი კოეფიციენტით. მხოლოდ დაბალი ტემპერატურის ზონაში ვერცხლისწყალი (გაყინვის წერტილი -38,86 °C) ჩამორჩებოდა ალკოჰოლს (გაყინვის წერტილი -114,15 °C).

1718 წლიდან ფარენჰაიტი ამსტერდამში ლექციებს კითხულობდა ქიმიაზე, 1724 წელს გახდა სამეფო საზოგადოების წევრი, თუმცა არ მიუღია დიპლომი და გამოაქვეყნა კვლევითი სტატიების მხოლოდ ერთი კრებული.

თავისი თერმომეტრებისთვის ფარენჰაიტმა პირველად გამოიყენა დანიელი ფიზიკოსის ოლაფ რომერის (1644–1710) მიერ მიღებული შეცვლილი სკალა და შემოთავაზებული ინგლისელი მათემატიკოსის, მექანიკოსის, ასტრონომისა და ფიზიკოსის ისააკ ნიუტონის (1643–1727) მიერ 1701 წელს.

ნიუტონის თავდაპირველი მცდელობები ტემპერატურის მასშტაბის შემუშავების გულუბრყვილო აღმოჩნდა და თითქმის მაშინვე მიტოვებული იქნა. შემოთავაზებული იყო ჰაერის ტემპერატურის აღება ზამთარში და კაშკაშა ნახშირის ტემპერატურა, როგორც საცნობარო წერტილები. შემდეგ ნიუტონმა გამოიყენა თოვლის დნობის წერტილი და ჯანმრთელი ადამიანის სხეულის ტემპერატურა, სელის ზეთი, როგორც სამუშაო საშუალება და დაარღვია სასწორი (წელიწადში 12 თვის მოდელის მიხედვით და დღეში 12 საათი შუადღემდე) 12 გრადუსით ( სხვა წყაროების მიხედვით, 32 გრადუსით). ამ შემთხვევაში დაკალიბრება ხდებოდა მდუღარე და ახლად გალღობილი წყლის გარკვეული რაოდენობის შერევით. მაგრამ ეს მეთოდიც მიუღებელი იყო.

ნიუტონი არ იყო პირველი, ვინც ზეთი გამოიყენა: ჯერ კიდევ 1688 წელს ფრანგმა ფიზიკოსმა დალენსმა გამოიყენა ძროხის კარაქის დნობის წერტილი, როგორც საორიენტაციო წერტილი ალკოჰოლური თერმომეტრების დაკალიბრებისთვის. ეს ტექნიკა რომ ყოფილიყო დაცული, რუსეთსა და საფრანგეთს ექნებოდათ განსხვავებული ტემპერატურული მასშტაბები: როგორც რუსეთში გავრცელებული ნაღები, ასევე ცნობილი ვოლოგდას კარაქი შემადგენლობით განსხვავდება ევროპული ჯიშებისგან.

დაკვირვებულმა რომერმა შენიშნა, რომ მისი ქანქარიანი საათები ზაფხულში უფრო ნელა მუშაობენ, ვიდრე ზამთარში, ხოლო მისი ასტრონომიული ინსტრუმენტების სასწორების განყოფილებები ზაფხულში უფრო დიდია, ვიდრე ზამთარში. დროისა და ასტრონომიული პარამეტრების გაზომვის სიზუსტის გასაუმჯობესებლად საჭირო იყო ამ გაზომვების ჩატარება იმავე ტემპერატურაზე და, შესაბამისად, ზუსტი თერმომეტრის არსებობა. რომერმა, ნიუტონის მსგავსად, გამოიყენა ორი საცნობარო წერტილი: ადამიანის სხეულის ნორმალური ტემპერატურა და ყინულის დნობის ტემპერატურა (გამაგრებული წითელი ღვინო ან 40%-იანი სპირტიანი ხსნარი, რომელიც შეფერილი იყო ზაფრანაში 18 დიუმიან მილში, როგორც სამუშაო სითხე). ფარენჰაიტმა მათ დაამატა მესამე წერტილი, რომელიც შეესაბამებოდა ყველაზე დაბალ ტემპერატურას, რომელიც მაშინ მიღწეულ იქნა წყალ-ყინული-ამიაკის ნარევში.

თავისი ვერცხლისწყლის თერმომეტრით გაზომვის საგრძნობლად მაღალ სიზუსტეს რომ მიაღწია, ფარენჰაიტმა დაყო რომერის თითოეული გრადუსი ოთხად და აიღო სამი წერტილი, როგორც მისი ტემპერატურის სკალა: წყლის მარილის ნარევის ტემპერატურა ყინულთან (0 ° F), სხეულის ტემპერატურა. ჯანმრთელი ადამიანის (96 °F) და ყინულის დნობის ტემპერატურა (32 °F), ეს უკანასკნელი ითვლება კონტროლად.

აი, როგორ წერდა იგი ამის შესახებ ჟურნალში გამოქვეყნებულ სტატიაში ფილოსოფიური გარიგება(1724,
ტ.33, გვ. 78): „... თერმომეტრის ამონიუმის მარილის ან ზღვის მარილის, წყლისა და ყინულის ნარევში ჩასვით, სკალაზე ვპოულობთ ნულს. მეორე წერტილი მიიღება, თუ იგივე ნარევი მარილის გარეშე გამოიყენება. მოდით, ეს წერტილი 30-ად დავნიშნოთ. მესამე პუნქტი, რომელიც 96-ია, მიიღება იმ შემთხვევაში, თუ თერმომეტრი პირის ღრუში შეიტანეთ და ჯანმრთელი ადამიანის სითბოს მიიღებთ.

არსებობს ლეგენდა, რომ ფარენჰაიტმა აიღო ტემპერატურა, რომლითაც ჰაერი გაცივდა 1708/09 წლის ზამთარში მის მშობლიურ ქალაქ დანციგში, როგორც ყველაზე დაბალი წერტილი ფარენჰაიტის შკალაზე. ასევე შეგიძლიათ იპოვოთ განცხადებები, რომ მას სჯეროდა, რომ ადამიანი კვდება სიცივისგან 0 °F-ზე და სითბური ინსულტისგან.
100°F. დაბოლოს, ითქვა, რომ ის იყო მასონური ლოჟის წევრი მისი ინიციაციის 32 გრადუსით და ამიტომ მიიღო ყინულის დნობის წერტილი ამ რიცხვის ტოლი.

გარკვეული ცდისა და შეცდომის შემდეგ ფარენჰაიტმა გამოუშვა ძალიან კომფორტული ტემპერატურის მასშტაბი. წყლის დუღილის წერტილი მიღებულ შკალაზე აღმოჩნდა 212 °F, ხოლო წყლის თხევადი მდგომარეობის მთელი ტემპერატურის დიაპაზონი იყო 180 °F. ამ სკალის დასაბუთება იყო უარყოფითი ხარისხების არარსებობა.

შემდგომში, ზუსტი გაზომვების სერიის შემდეგ, ფარენჰაიტმა აღმოაჩინა, რომ დუღილის წერტილი იცვლება ატმოსფერული წნევის მიხედვით. ამან მას საშუალება მისცა შეექმნა ჰიფსოთერმომეტრი - მოწყობილობა წყლის დუღილის წერტილით ატმოსფერული წნევის გასაზომად. მას ასევე ეკუთვნის სითხეების სუპერგაგრილების ფენომენის აღმოჩენაში პრიმატი.

ფარენჰაიტის ნაშრომმა აღნიშნა თერმომეტრიის დასაწყისი, შემდეგ კი თერმოქიმია და თერმოდინამიკა. ფარენჰაიტის სკალა ოფიციალურად იქნა მიღებული ბევრ ქვეყანაში (ინგლისში 1777 წლიდან), მხოლოდ ადამიანის სხეულის ნორმალური ტემპერატურა შესწორდა 98,6 o F-მდე. ახლა ეს სკალა გამოიყენება მხოლოდ აშშ-სა და იამაიკაში, სხვა ქვეყნებში 1960 წ. 1970 და 1970 წლები გადავიდა ცელსიუსის მასშტაბზე.

თერმომეტრი ფართო სამედიცინო პრაქტიკაში შემოიტანეს მედიცინის, ბოტანიკის და ქიმიის ჰოლანდიელმა პროფესორმა, სამეცნიერო კლინიკის დამფუძნებელმა ჰერმან ბოერჰაავმა (1668–1738), მისმა სტუდენტმა ჟერარდ ვან სვიტენმა (1700–1772), ავსტრიელმა ექიმმა ანტონ დე. ჰაენი (1704–1776) და მათგან განურჩევლად ინგლისელი ჯორჯ მარტინი.

ვენის მედიცინის სკოლის დამფუძნებელმა ჰაენმა აღმოაჩინა, რომ ჯანმრთელი ადამიანის ტემპერატურა დღის განმავლობაში ორჯერ მატულობს და ეცემა. როგორც ევოლუციის თეორიის მხარდამჭერი, მან ეს ახსნა იმით, რომ ადამიანის წინაპრები - ქვეწარმავლები, რომლებიც ზღვის პირას ცხოვრობდნენ - ცვლიდნენ ტემპერატურას ადიდებულებისა და დინების შესაბამისად. თუმცა, მისი ნამუშევარი დიდი ხნის განმავლობაში დავიწყებას მიეცა.

მარტინი თავის ერთ-ერთ წიგნში წერდა, რომ მისი თანამედროვეები ამტკიცებდნენ, იცვლება თუ არა ყინულის დნობის ტემპერატურა სიმაღლესთან ერთად და სიმართლის დასადგენად მათ ინგლისიდან იტალიაში თერმომეტრი გადაიტანეს.

არანაკლებ გასაკვირია, რომ მეცნიერები, რომლებიც ცნობილი გახდნენ ცოდნის სხვადასხვა დარგში, მოგვიანებით დაინტერესდნენ ადამიანის სხეულის ტემპერატურის გაზომვით: A. Lavoisier და P. Laplace, J. Dalton and G. Davy, D. Joule და P. Dulong. , W. Thomson და A. Becquerel, J. Foucault და G. Helmholtz.

მას შემდეგ „ბევრმა ვერცხლისწყალმა გაჟონა“. ვერცხლისწყლის თერმომეტრების ფართო გამოყენების თითქმის სამასწლიანი ეპოქა, როგორც ჩანს, მალე სრულდება თხევადი ლითონის ტოქსიკურობის გამო: ევროპის ქვეყნებში, სადაც ადამიანების უსაფრთხოება სულ უფრო და უფრო მნიშვნელოვანი ხდება, მიიღეს კანონები შეზღუდვისა და აკრძალვის შესახებ. ასეთი თერმომეტრების წარმოება.

* დაარსებული ფლორენციაში 1657 წელს გალილეოს სტუდენტების მიერ ფერდინანდ II მედიჩისა და მისი ძმის ლეოპოლდოს ეგიდით, Accademia del Cimento დიდხანს არ გაგრძელებულა, მაგრამ გახდა სამეფო საზოგადოების, პარიზის მეცნიერებათა აკადემიის და სხვა ევროპული აკადემიების პროტოტიპი. ის პროპაგანდისთვის იყო ჩაფიქრებული მეცნიერული ცოდნადა მათი განვითარებისათვის კოლექტიური საქმიანობის გაფართოება.

დაბეჭდილია გაგრძელებით

ტემპერატურის სასწორები. არსებობს რამდენიმე გრადუირებული ტემპერატურის სასწორი და წყლის გაყინვისა და დუღილის წერტილები, როგორც წესი, აღიქმება საცნობარო წერტილებად. ახლა მსოფლიოში ყველაზე გავრცელებული ცელსიუსის მასშტაბია. 1742 წელს შვედმა ასტრონომმა ანდერს ცელსიუსმა შემოგვთავაზა 100 გრადუსიანი თერმომეტრის სკალა, რომელშიც 0 გრადუსი არის წყლის დუღილის წერტილი ნორმალური ატმოსფერული წნევის დროს, ხოლო 100 გრადუსი არის ყინულის დნობის ტემპერატურა. სკალის დაყოფა არის ამ სხვაობის 1/100. როდესაც მათ დაიწყეს თერმომეტრების გამოყენება, უფრო მოსახერხებელი აღმოჩნდა 0 და 100 გრადუსის შეცვლა. შესაძლოა, ამაში მონაწილეობა მიიღო კარლ ლინეუსმა (ის ასწავლიდა მედიცინასა და ბუნებისმეტყველებას იმავე უფსალას უნივერსიტეტში, სადაც ცელსიუსი არის ასტრონომია), რომელმაც ჯერ კიდევ 1838 წელს შესთავაზა ყინულის დნობის წერტილი 0 ტემპერატურაზე აეღო, მაგრამ არ უფიქრია მეორეზე. საცნობარო წერტილი. დღემდე, ცელსიუსის მასშტაბი გარკვეულწილად შეიცვალა: 0 ° C კვლავ აღებულია როგორც ყინულის დნობის ტემპერატურა ნორმალურ წნევაზე, რაც ნამდვილად არ არის დამოკიდებული წნევაზე. მაგრამ წყლის დუღილის წერტილი ატმოსფერულ წნევაზე ახლა უდრის 99 975 ° C, რაც გავლენას არ ახდენს თითქმის ყველა თერმომეტრის გაზომვის სიზუსტეზე, გარდა განსაკუთრებული სიზუსტისა. ასევე ცნობილია კელვინ როიმურის და სხვათა ფარენჰაიტის ტემპერატურის სკალები.ფარენჰაიტის ტემპერატურის სკალა (1714 წლიდან მიღებული მეორე ვერსიით) აქვს სამი ფიქსირებული წერტილი: 0 ° შეესაბამებოდა ყინულის წყლისა და ამიაკის ნარევის ტემპერატურას 96 ° - სხეული. ჯანმრთელი ადამიანის ტემპერატურა (მკლავის ქვეშ ან პირის ღრუში). როგორც საკონტროლო ტემპერატურა სხვადასხვა თერმომეტრების შედარებისთვის, მიღებული იქნა ყინულის დნობის წერტილისთვის 32 ° მნიშვნელობა. ფარენჰაიტის სკალა ფართოდ გამოიყენება ინგლისურენოვან ქვეყნებში, მაგრამ ის ნაკლებად გამოიყენება სამეცნიერო ლიტერატურაში. ცელსიუსის ტემპერატურის (°С) ფარენჰეიტის ტემპერატურაზე (°F) გადასაყვანად, არსებობს ფორმულა °F = (9/5)°C + 32 და საპირისპირო გარდაქმნისთვის - ფორმულა °C = (5/9) (°F -32). ორივე სასწორი - ფარენჰეიტიც და ცელსიუსიც - ძალიან მოუხერხებელია ექსპერიმენტების ჩატარების პირობებში, როდესაც ტემპერატურა ეცემა წყლის გაყინვის წერტილს ქვემოთ და გამოიხატება როგორც უარყოფითი რიცხვი. ასეთი შემთხვევებისთვის დაინერგა აბსოლუტური ტემპერატურული სკალები, რომლებიც ეფუძნება ექსტრაპოლაციას ეგრეთ წოდებულ აბსოლუტურ ნულამდე - წერტილი, სადაც მოლეკულური მოძრაობა უნდა შეჩერდეს. ერთ მათგანს რანკინის სკალა ჰქვია, მეორეს კი აბსოლუტური თერმოდინამიკური მასშტაბი; ტემპერატურა იზომება რანკინის (°Ra) და კელვინების (K) გრადუსებში. ორივე სასწორი იწყება აბსოლუტური ნულიდან და წყლის გაყინვის წერტილი არის 491 7° R და 273 16 K. გრადუსებისა და კელვინების რაოდენობა ცელსიუსის შკალაზე წყლის გაყინვისა და დუღილის წერტილებსა და აბსოლუტურ თერმოდინამიკურ შკალას შორის იგივეა და უდრის 100-ს; ფარენჰეიტისა და რანკინის სკალებისთვის ის ასევე იგივეა, მაგრამ უდრის 180-ს. ცელსიუსის გრადუსი გარდაიქმნება კელვინებში K \u003d ° C + 273 16 ფორმულის გამოყენებით და ფარენჰაიტის გრადუსი გარდაიქმნება რანკინის გრადუსებში ფორმულის გამოყენებით ° R \u003d ° F + 459 7. ევროპაში დიდი ხანია გავრცელებულია Réaumur-ის მასშტაბი, რომელიც შემოიღო 1730 წელს René Antoine de Réaumur-ის მიერ. იგი აგებულია არა თვითნებურად, როგორც ფარენჰაიტის შკალით, არამედ ალკოჰოლის თერმული გაფართოების შესაბამისად (1000:1080 თანაფარდობით). 1 გრადუსი Réaumur უდრის 1/80 ტემპერატურული ინტერვალის ყინულის დნობის წერტილებს (0°R) და წყლის დუღილის წერტილებს (80°R), ანუ 1°R = 1,25°C 1°C = 0,8° რ. მაგრამ ახლა გამორთულია.