Сейчас всем известны спиртовые термометры. Как они возникли, какие виды этих измерительных приборов существуют в данное время и как они применяются?
Прообраз современного термометра
Считается, что отцом термометра был Галилео Галилей. В конце XVI века он создал некоторое подобие современного прибора под названием термоскоп. Он состоял из колбочки и стеклянной трубочки и был предназначен для определения факта изменения температуры воды. Шкалы у этого прибора не было. Поэтому узнать, на сколько она изменилась, не было возможности.
Затем прибор усовершенствовали, добавляя шкалу из бусинок, удаляли воздух, перевернули шариком-колбочкой вверх. Наконец воду заменили на винный спирт. Это сделал флорентиец Торричели. Нововведение позволило проводить измерения в морозную погоду. Ведь вода при замерзании не только не двигалась вдоль шкалы. Сам стеклянный сосуд лопался и приходил в негодность. Кроме этого, спиртовой термометр не зависел от давления атмосферы. Несколько из старинных флорентийских термометров сохранились до наших дней и находятся в музее Галилея.
Деления наносились на трубку разогретой эмалью, десятки белым цветом, остальные черным. Диапазон обычно был от -10 до +40. Трубку наполняли спиртом и запечатывали сургучом. Спиртовые термометры одного мастера показывали одинаковые значения при равных условиях. Но деления каждого мастера были разными. При попытках разделить шкалу на 100 и больше частей получать одинаковые значения не удавалось.
Наполнять термометр ртутью придумал Г. Фаренгейт. Он зафиксировал на шкале точки замерзания солевого раствора, 32 градуса по Фаренгейту, 96 градусов – температура тела, 212 замерзание воды. Этим термометром пользовались до середины XX века, а в США продолжают применять и сейчас.
Усовершенствование термометра
В начале XVIII века Гильйом Амонтон изменил систему измерения. Француз, придумавший спиртовой термометр, следил за изменением упругости воздуха, не обращая внимания на давление. В таком случае нулем шкалы была температура, которая сейчас называется абсолютным нулем. Еще одной постоянной точкой в термометре была температура кипения воды. Но француз, придумавший спиртовой термометр, не учитывал влияния давления атмосферы на температуру кипения воды.
На вид это был сифонный барометр с открытым коленом, направленным вверх. Снизу находился раствор поташа, а сверху нефть. Резервуар был запаян.
Шкалы измерения температур
Этот прибор не очень похож на современные спиртовые термометры для измерения температуры. В это время многие ученые работали над созданием своих или усовершенствованием уже имеющихся моделей.
Усовершенствовал прибор еще один француз. Спиртовой термометр Реомюра имел шкалу от 0 до 80 градусов. Лед у него таял при 0 градусов, а вода кипела при 80. Он понял, что ртуть и спирт расширяются по-разному, потому шкалы для термометров должны быть неодинаковыми. Но его термометры были большими и неудобными для использования.
С середины XVIII века до XX было сделано несколько важных открытий. Швед Андерс Цельсий точно определил точку кипения воды нулем, а ее замерзания – точкой 100. Оказалось, что от атмосферного давления зависит только температура кипения льда, а на замерзание оно не влияет. Поэтому деления были расположены именно так.
Точных данных о том, кто именно перевернул шкалу «с ног на голову», нет. Одни говорят, что это сделал сам Цельсий. Другие исследователи приписывают изменение направления шкалы Карлу Линнею или Мортену Штремеру.
Английский ученый Кельвин (Вильям Томсон) создал абсолютную шкалу температур от абсолютного нуля, по шкале Цельсия это -273,15 градуса.
В XVIII веке спиртовые термометры были широко распространены в Европе. Их стали продавать наряду с другими товарами. В то время температурных шкал было известно уже 19. Так, М. Ломоносов предложил свою, с 150, а Ламберт – шкалу с 375 делениями, каждое из которых равно было тысячной части расширения воздуха.
XVIII век отмечен значительными открытиями в области создания и усовершенствования измерительных приборов, в том числе спиртовых термометров.
В конце XX века начали возникать новые направления и приборы, основанные на других принципах действия.
Виды термометров
- Жидкостные.
- Механические действуют по тому же принципу, но вместо жидкости используются биметаллические ленты или спирали.
- Электронные используют изменение сопротивления металла под воздействием температуры. В качестве проводника применяют платиновую проволоку или напыление на керамику. Измеряют от -200°С до 850°С.
- Оптические основаны на изменении уровня спектра или других параметров. К ним относятся инфракрасные измерители температуры тела, работающие без контакта с человеком.
- Манометрические, термометры расширения, пирометрические, термоэлектрические.
Технические термометры
К ним относятся приборы, основанные на всех видах измерений. Отличаются они повышенной приспособленностью к условиям использования. Это сельскохозяйственные, вибростойкие и низкоградусные для спецкамер, для нефтепродуктов и лабораторные. Их используют для установки в трубопроводы, различные резервуары, в химической и пищевой промышленности, в частности, в переработке свеклы в сахар.
Используют их и в частных домах для контроля температуры в различных емкостях.
Они могут быть вертикальными и угловыми. Название зависит от вида его нижней части: прямая она или угловая.
Принцип действия спиртовых технических термометров основан на том, что рабочий раствор расширяется или сжимается под воздействием температуры.
Перед покупкой этого измерительного прибора нужно ознакомиться с его характеристиками.
Термометр спиртовой технический может измерять температуру от -70°С до 600°С.
Термометр спиртовой до 100 градусов не подходит для консервирования. Так, варенье считается готовым, когда его температура достигает 106°С. Поможет измерить ее термометр спиртовой для консервирования ТК-1 илиТК-110 в металлическом футляре.
Наполнение термометров
Жидкостные термометры раньше были наполнены ртутью и спиртом. Но пары ртути очень опасны для организма. Они образуются, если разбить градусник. Поэтому сейчас ртутные термометры практически не используются.
Уличные термометры
Сейчас большие уличные спиртовые термометры становятся популярными. Их длина может достигать 80 см и больше. Они могут украшать стену офиса, магазина или банка. Оправа из дерева ценных пород, пластика или металла выглядит богато и оригинально. Шкала из керамического гранита прочная и надежная.
Такой термометр спиртовой уличный измеряет температуру от -53°С до 51°С.
Термометр «Виноградные листья» германской компании TFA Dostmann GmbH выполнен из кованного железа. Может быть использован как наружный или внутренний. Длина 385 см.
Из немецких компаний можно назвать Moller-Therm GmbH. Они изготовляют интерьерные термометры высокого качества. Гарантия на них – 2 года.
Чаще используются домашние уличные термометры небольшого размера. Они крепятся к окну липучкой или к деревянным частям окон и дверей с помощью шурупов. Пользуются популярностью уличные двухсторонние спиртовые термометры на липучке со шкалой, которую видно через стекло окна. Ведь для того, чтобы узнать температуру на улице, не нужно выходить из квартиры. Один из производителей - Penosil (Россия).
Есть модели с пластмассовым корпусом.
Измерение температуры воды
Спиртовым термометром можно измерить температуру воды в ванне для купания ребенка. Для этого он должен быть запапаян в пластиковый футляр.
Многих интересует, можно ли спиртовым термометром измерить температуру воды, которая закипает? Нет, потому что спирт кипит при более низкой температуре, чем вода. Но все же есть специально отградуированные и запаянные термометры, с помощью которых можно это сделать. Поэтому используют термометр спиртовой до 100 градусов Цельсия. А для температур ниже нуля он подходит лучше, чем ртутный. Ведь ртуть замерзает при 39 градусов мороза. В то время как спирт может измерить температуру до 70 градусов мороза.
