江西山友地板:什么是伽利略温度计

来源:百度文库 编辑:杭州交通信息网 时间:2024/05/04 05:25:23

人类早就对大自然中的温度不同有所感受了:夏季的酷热,冬季的寒冷;火的烫手,冰的刺骨……不过,那时人们对温度高低的辨别并没有一个标准。

随着社会的进步与发展,人们越来越需要一把测量温度的“尺子”。我国人民在这方面也积累了许多有益的经验。据计载,战国时期,我国人民就知道将水存放在瓶内,通过观察水是否结冰来推测气温下降的程度;汉代初期,有了以冰测温的办法,即通过观察冰的状态,了解气温。不过,发明温度计的,是意大利科学家伽利略。

伽利略于1564年2月15日出生在意大利的比萨城。他从小就表现出强烈的求知欲望。大自然中的一草一木,天空中的星星、太阳,都能引起他极大的好奇。他在17岁那年,按照父亲的意愿,考上了比萨大学医科专业。

伽利略在学习医学的过程中,认识到人的生病与体温变化有很大的关系,也就是说,通过了解人的体温有助于确定其身体状态。可在当时,医生只能用手触摸病人,凭感觉来推测人体的大致温度。这种方法显然容易产生误差,并不精确。

伽利略想:能不能发明一种可以精确地测出病人体温的仪器呢?

于是,伽利略开始构思这种新仪器的使用原理。他想了许多办法,可一个个都被他自己否认了。

一天,他在沉思之中,看到一位小孩正在玩一种玩具。这种玩具据说是古希腊人发明的。它的结构很简单:在U形的玻璃管里装一半水,将弯管的一端用铅球密封,另一端用玻璃球密封,使管中的空气跑不出来。玩的时候,在铅球下加热,U形管中的水就会向回退缩;移开铅球下的火源,铅球冷却,水就会升到原来的位置。

伽利略看着看着,产生了一个新的想法:“为什么不根据热胀冷缩的现象来制作呢?”

于是,伽利略便对热胀冷缩现象进行进一步的研究,并在此基础上设计了许多方案。然而,科学发明不可能一赋而就,他的方案又一次次的失败了。

寒来暑往,10余年的时间过去了。1593年,伽利略发明了第一支空气温度计。这种气体温度计是用一根细长的玻璃管制成的。它的一端制成空心圆球形;另一端开口,事先在管内装进一些带颜色的水,并将这一端倒插入盛有水的容器中。在玻璃管上等距离地标上刻度。这样,当外界温度升高时,玻璃球内气体膨胀,使玻璃管中水位降低;反之,温度较低时,玻璃球内气体收缩,玻璃管中的水位就上升。

空气温度计的发明,导致了体温计的问世。

伽利略的一位朋友、帕多瓦大学医学教授桑克托留斯,一直在关注着伽利略研制温度计的进展。当他看到世界上第一支空气温度计后,按照自己的设想和诊病需要,对气体温度计进行了改进,在1600年制成了世界上第一文体温计。

第一支空气温度计虽能测定温度,但人们发现它的测定结果并不精确,因为气体温度计下端是与大气相通的,玻璃管中的水位高度不仅受到空心球中空气温度的影响,而且还受到大气压强的影响。也就是说,即使温度不变,玻璃管内的水的高度也会有所差异。

此时,伽利略手头的其他研究工作十分繁忙,他没有精力对空气温度计进行改进。他的学生斐迪南在老师的指导下,决定用液体代替空气温度计中的空气。

1654年,斐迪南经过对各种液体的试验之后,研制出了世界上第一支酒精温度计。它是往玻璃球里注适量酒精,再加热玻璃球,用酒精蒸气赶跑玻璃管中的空气,然后迅速把玻璃管口封死。这样,它就可以避免大气压强的影响。

可是,经过一段时间的使用,人们发现,酒精温度计也存在不足之处,即当用它测开水的温度时,温度计内一片模糊。原来,水的沸点是100℃,酒精的沸点是78℃,因此将酒精温度计置于开水之中时,酒精早已变成气体了。显然,只有用高沸点的液体代替酒精,才能解决这一问题。1659年,法国天文学家布里奥,利用水银沸点较高的特性,制成水银温度计。这种温度计可测得357℃的高温,也可测得-39℃的低温。

随着科学技术的发展,人们对测温仪器的要求越来越高。到了19世纪末20世纪初,许多科学家运用各种物理原理,发明了多种形式的新型温度计,如电阻式温度计、辐射式高温计、光测高温计、氢温度计等。

\"伽利略温度计\"是一种美观,新颖,实用的玻璃装饰温度计,它适合于家庭,办公室,会议室,店面等地方使用,它不仅有显示温度的功能,亦有装饰室内空间的效果。本产品是由圆筒形玻璃容器,附标示温度的金属片的彩球和惰性液体所组成,没有任何环境污染,十分环保。彩球中的液体为彩色无毒液体,其金属片的材料为镀金合金,颜色亮丽,非常醒目。其原理是:利用液体的浮力,张力对温度的敏感性,不同温度下的液体比重的差异而设计。中空的玻璃筒内装有对温度敏感的液体,而彩球内为不敏感液体,当温度对玻璃筒敏感液体产生热力作用的时候,彩球因本身不受热力作用而升降,其中上浮最下面的小球下端的金属片上面的读值就是当前周围环境的温度。