Termometrarnas historia är en fängslande resa som sträcker sig över århundraden och omfattar bidrag från briljanta hjärnor och vetenskapliga pionjärer. Från de banbrytande upptäckterna av Galileo Galilei i slutet av 1500-talet till de moderna termometrar vi förlitar oss på idag, är utvecklingen av temperaturmätning en fascinerande fusion...
Galileo Galilei, en italiensk fysiker, matematiker och astronom, spelade en avgörande roll i utvecklingen av termometrar. Hans revolutionerande arbete inom flytkraft och samspelet mellan densitet och temperatur lade grunden till termometern som bär hans namn.
Även om Galileo inte tillverkade termometern, banade hans banbrytande insikter och experiment väg för skickliga hantverkare på 1600-talet att väcka liv i denna anmärkningsvärda temperaturmätare. I det här blogginlägget kommer vi att utforska den rika utvecklingen av termometrar, fördjupa oss i berättelserna och framstegen som har format detta viktiga verktyg.
Infografik
Vi har destillerat informationen nedan till en lättförståelig infografik för våra prenumeranter. Av prestandaskäl visas en bild av lägre kvalitet på den här sidan. För att spara bilden i full storlek på din dator, klicka på knappen "ladda ner" under infografiken.
Vem uppfann termometern?
Termometerns ursprung kan hänföras till olika individer genom historien som väsentligt bidragit till utvecklingen av lufttemperaturmätning, bl.a. Häger av Alexandria, Galileo Galilei och Anders Celsius, för att nämna några.
Den tidigaste dokumenterade forskningen om termometri kan spåras tillbaka till den antika grekiska vetenskapsmannen, Heron of Alexandria, på 1:a århundradet e.Kr. Herons konceptuella enhet förlitade sig på expansion och sammandragning av luft för att indikera temperaturförändringar, men Heron skapade aldrig en fungerande prototyp.
Den italienska uppfinnaren Galileo Galilei är dock ofta krediterad för att ha skapat det första arbetet termoskop på 1500-talet. Galileos termoskop utnyttjade expansionen och sammandragningen av en vätska, vanligtvis alkohol eller vatten, för att mäta temperaturvariationer i luften.
På 1700-talet introducerade den svenske astronomen Anders Celsius Celsiusskalan, som idag används som en del av det metriska systemet. Hans innovation gav ett standardiserat system för att mäta temperaturer, vilket ledde till att termometern användes i stor utsträckning som ett avgörande vetenskapligt instrument. Daniel Fahrenheit skapat en liknande skala, som används i USA.
Vem är Santorio Santorio?
Santorio Santorio var en italiensk läkare och vetenskapsman som gjorde betydande bidrag till termometriområdet. Santorio är mest känd för sitt banbrytande arbete på 1600-talet med utveckling och förbättring av termoskopet, efter Galileos första arbete.
Vilka material användes i tidiga termometrar?
Tidiga termometrar var enkla men effektiva anordningar. De bestod av ett glasrör fyllt med en vätska, vanligtvis kvicksilver eller alkohol. Termometrar tillverkades med glas för röret och kvicksilver eller alkohol. Dessa material valdes för hur de reagerar på förändringar i temperaturen i behållaren som innehåller vätskan.
Glaset användes för röret på grund av dess förmåga att motstå stora temperaturförändringar utan att gå sönder, och för enkel observation av vätskan inuti. Kvicksilver eller alkohol användes på grund av dess höga termisk expansionskoefficient, på vanlig engelska orsakar temperaturförändringar betydande expansion och sammandragning av vätskan. Denna egenskap möjliggjorde exakt mätning av temperaturvariationer.
Dessa vätskor överför effektivt värme från det omgivande glaset, expanderar eller drar ihop sig och mäts med hjälp av en skala. Olika material användes beroende på önskat temperaturområde och noggrannhet.
Det är viktigt att notera att valet av material i tidiga termometrar baserades på den kunskap och de resurser som fanns tillgängliga. Idag har mer avancerade material och tekniker lett till utvecklingen av digitala termometrar och andra exakta temperaturmätningsinstrument.
Vad användes i termometrar före kvicksilver?
Före kvicksilver användes alkohol mer specifikt brandy) i termometrar. Alkoholtermometrar uppfanns på 1700-talet och användes flitigt fram till introduktionen av kvicksilvertermometrar.
Till skillnad från kvicksilver, som är en metall, är alkohol en vätska. Medan sprit var ett tidigt alternativ, ersattes det med etanol- eller etylalkoholtermometrar eftersom det är mer reaktivt på temperaturförändringar. Alkoholtermometrar fungerar enligt principen att när temperaturen stiger expanderar alkoholen upp i termometerns smala rör.
Men alkoholtermometrar har sina begränsningar. De är inte lämpliga för att mäta extremt höga temperaturer eftersom alkohol har lägre kokpunkt än kvicksilver. Dessutom är alkohol mer benägna att avdunsta, vilket kan påverka termometerns noggrannhet över tiden.
Med framsteg inom teknik och upptäckten av kvicksilverets egenskaper ersatte kvicksilvertermometrar så småningom alkoholtermometrar på grund av deras bredare temperaturområde och större stabilitet.
Men på grund av miljöhänsyn har kvicksilvertermometrar fasats ut i många applikationer och ersatts med digitala termometrar eller andra säkrare alternativ.
Vad används nu i termometrar istället för kvicksilver?
I moderna termometrar har kvicksilver till stor del ersatts av andra ämnen, som alkohol eller digitala sensorer. Detta från kvicksilver beror på oro för dess toxicitet och miljöpåverkan. Alkoholbaserade termometrar används ofta i hushållsapplikationer, medan digitala termometrar använder elektroniska sensorer för att mäta temperatur. Dessa framsteg har gjort termometrar säkrare, mer exakta och enklare att använda.
Vilka skalor används för att mäta temperatur?
Flera skalor används för att mäta temperatur, de vanligaste är Celsius (°C) och Fahrenheit (°F). Celsiusskalan är baserad på vattnets frys- och kokpunkt, där 0°C representerar fryspunkten och 100°C representerar kokpunkten vid havsnivån.
Fahrenheit-skalan, å andra sidan, används ofta i USA och är baserad på frys- och kokpunkterna för vatten också, där 32°F representerar fryspunkten och 212°F representerar kokpunkten vid havsnivån.
En annan är Kelvin (K) skalan, som är baserad på absolut noll, punkten där all molekylär rörelse upphör. Kelvinskalan används ofta i vetenskapliga och tekniska tillämpningar.
Vad är historien om den elektroniska termometern?
Historien om den elektroniska termometern går flera decennier tillbaka i tiden. I början av 1960-talet började forskare och ingenjörer undersöka sätt att mäta temperatur med hjälp av elektroniska komponenter istället för traditionella kvicksilver- eller alkoholtermometrar.
Under denna tid möjliggjorde framsteg inom halvledarteknologi utvecklingen av små och exakta temperatursensorer. Dessa sensorer, kända som termistorer, är beroende av förändringar i elektriskt motstånd för att mäta temperatur. De var den tidigaste formen av elektroniska termometrar och användes i stor utsträckning i vetenskaplig forskning och industriella tillämpningar.
På 1980-talet medförde uppfinningen av den integrerade kretsen betydande förbättringar av elektroniska termometrar. Dessa nya enheter, ofta kallade digitala termometrar, använde digitala displayer för att ge exakta temperaturavläsningar. De var mer bekväma och användarvänliga jämfört med sina analoga motsvarigheter.
När tekniken fortsatte att utvecklas blev elektroniska termometrar mer avancerade och mångsidiga. På senare år har vi sett uppkomsten av infraröda termometrar, som använder infraröd strålning för att mäta temperatur utan att komma i kontakt med ett föremål eller person. Dessa enheter används vanligtvis för medicinska ändamål, såsom mätning av kroppstemperatur.
Hur fungerar en Galileo-termometer?
Galileo Galilei var pionjär med principen om flytkraft, som säger att ett föremåls flytkraft korrelerar med dess densitet i förhållande till den omgivande vätskan. Enkelt uttryckt handlar flytkraft om hur ett föremål flyter eller sjunker i en vätska. Denna kraftfulla insikt födde grunden för Galileo-termometern.
Kärnan i dessa termometrar ligger en enkel idé, som en fysikdans i flytande form. Med elegant tillverkade glaskulor, var och en fylld med en annan färgad vätska till en exakt densitet, stiger eller faller de när omgivningstemperaturen ändras.
Medan vi ringer dem Galileo termometrar idag har dessa enheter ett namn: ett termoskop.
Galileo-termometerns charm ligger inte bara inom dess funktionella genialitet, utan också i dess förtjusande visuella tilltal. De där glaskulorna som flyter inuti? De är noggrant fyllda med färgade vätskor, var och en kalibrerad för att reagera distinkt vid olika temperaturer.
Glasbubblorna i en Galileo-termometer är mer än bara en touch av estetisk charm; de är kärnan i dess temperaturavläsningsmagi. Hur enkla de än ser ut är dessa klot noggrant utformade för att tjäna ett vetenskapligt syfte.
Varje bubbla är fylld med en färgad vätska och fäst på en specifik metalletikett som indikerar en temperatur. När den omgivande temperaturen runt termometern ändras, justeras densiteten av vätskan i dessa bubblor därefter.
Hur gör densitetsförändringar att bubblorna rör sig? Det är knutet till principerna för flytkraft, enligt definitionen av Archimedes. När en bubblas densitet är mindre än den omgivande vätskans, driver flytkraften den uppåt. Omvänt, om en bubblas densitet blir större, överväger gravitationen flytkraften och den sjunker. Det är denna känsliga jämvikt som Galileo-termometern utnyttjar.
När du läser en Galileo-termometer ser du dessa fysikbegrepp i aktion. Varje flytande eller sjunkande bubbla representerar ett specifikt temperaturområde, och den lägsta flytande kulan visar den aktuella omgivande temperaturen.
Från Galileo till den moderna termometern
Genom åren har den ödmjuka Galileo-termometern banat väg för utvecklingen av moderna termometrar som vi förlitar oss på idag. Medan Galileo termometrar var ett genombrott på sin tid, har framsteg inom teknik och vetenskaplig förståelse lett till skapandet av mer exakta och effektiva temperaturmätare.
Ett betydande framsteg inom termometerteknologin var uppfinningen av kvicksilver-i-glastermometern i början av 1700-talet. Denna innovation ersatte användningen av vatten och luft i Galileo termometrar med kvicksilver, vilket gav mer exakta temperaturavläsningar. Kvicksilvertermometern blev snabbt standarden för att mäta temperatur och förblev allmänt använd i århundraden.
Men oron för kvicksilvrets toxicitet ledde till utvecklingen av alternativa termometerdesigner. I slutet av 1900-talet uppstod digitala termometrar som ett populärt val. Dessa termometrar använder elektroniska sensorer för att mäta temperatur och visa avläsningarna digitalt. De ger snabba och exakta resultat, vilket gör dem bekväma för både personlig och professionell användning.
En annan betydande utveckling inom moderna termometrar är den infraröda termometern. Istället för direkt kontakt med föremålet som mäts använder dessa termometrar infraröd strålning för att bestämma temperaturen. De används ofta i medicinska miljöer, vilket möjliggör icke-invasiva temperaturmätningar.
De senaste åren har även smarta termometrar blivit populära. Dessa termometrar kan ansluta till smartphones eller andra enheter via Bluetooth eller Wi-Fi, vilket gör att användare kan spåra och övervaka temperaturavläsningar över tid. De kommer ofta med ytterligare funktioner som febervarningar och dataanalys, vilket gör dem till värdefulla verktyg för både vårdpersonal och individer.
Från termoskopet till termometern
Sammanfattningsvis är termometrarnas historia en fascinerande resa som sträcker sig över århundraden och involverar bidrag från många vetenskapliga pionjärer. Från det antika termoskopet till Galileos banbrytande upptäckter, och från uppfinningen av kvicksilver-i-glas-termometern till de moderna digitala och infraröda termometrarna, har temperaturmätningen utvecklats avsevärt.
Användningen av material som glas och vätskor som kvicksilver eller alkohol i tidiga termometrar lade grunden för vår förståelse av temperaturvariationer. Oron för toxicitet och miljöpåverkan har dock lett till utvecklingen av säkrare alternativ, som alkoholbaserade termometrar och digitala sensorer.
Celsius- och Fahrenheit-skalorna är de mest använda skalorna för att mäta temperatur, med Kelvin-skalan som används i vetenskapliga och tekniska tillämpningar. Dessa vågar tillhandahåller standardiserade system för temperaturmätning, vilket möjliggör exakta och konsekventa avläsningar.
Uppfinningen av elektroniska termometrar revolutionerade temperaturmätning och erbjöd större noggrannhet, bekvämlighet och mångsidighet. Från termistorer till digitala termometrar och infraröda termometrar, elektroniska enheter har blivit viktiga verktyg inom olika områden.
Galileo-termometern, med sin eleganta design och användning av flytprinciper, tjänar som en påminnelse om det harmoniska äktenskapet mellan vetenskap och konst. Den representerar den rika historien och utvecklingen av temperaturmätning, och fångar fantasin hos både väderentusiaster och den genomsnittliga läsaren.
När vi ser på framtiden fortsätter teknikens framsteg att forma termometrarnas värld. Smarta termometrar med anslutningsfunktioner och avancerade dataanalysfunktioner blir allt mer populära, vilket ger värdefulla insikter och bekvämlighet.
Oavsett om det är den ikoniska Galileo-termometern eller den senaste digitala eller infraröda termometern, spelar dessa enheter en avgörande roll i vårt dagliga liv, från att övervaka vår hälsa till att förstå vädret. Termometrarnas historia är ett bevis på mänsklig nyfikenhet, innovation och den ständiga jakten på kunskap.
