温度计的发明

在日常生活中，温度计给人们带来了诸多方便和益处：测量体温、气温等，然而有关温度计的发明及发展却少有人知。

热胀冷缩 冷暖可知

在日常生活中，人们发现世界上很多物质都具有热胀冷缩的特性。公元前3世纪就有人做实验来演示空气的热胀冷缩，然而人们都没有想到利用它来测量温度。

1581年，还在意大利的比萨大学学习医学的伽利略萌发出发明温度计的想法。从此，伽利略一头钻进了“热胀冷缩”世界中去了。然而，发明创造并非一蹴而就之事，他必须具有灵敏的脑袋和灵巧的双手，必须经过认真仔细的思索和坚持不懈的努力，才能最后取得成功，温度计的发明同样如此。

一晃10多年过去了，1593年伽利略经过反复实验和不懈努力，终于发明了第一支空气温度计。这种仪器结构非常简单，但以前从未有人想到过：它是一根玻璃管，一端开口，另一端有一小泡，然后将它注满水，并将开口的一端立于水盆内的水面之下，这样，小泡内出现了一个含有空气的空间。如果用手握紧小泡，就会使泡内空气受热膨胀，越热膨胀得越厉害，小泡中的空间也越大；相反，小泡内空气就变冷而收缩。如果在玻璃管边上装一个标尺，用来测定水的高度变化，也就可以确定空气温度的变化了。就在伽利略发明第一支空气温度计之时，他的一位朋友帕多瓦大学的医学教授桑克托留斯则在用一种特殊的验温器来指示人体温度的变化，这种独特的验温器可以说是世界上最早的体温计了。

桑克托留斯发明的这种体温计像一条蛇形，球状的上端可放在病人的口中，管子下端放在一个盛水的容器内；蛇形管的刻度用玻璃珠标示，玻璃珠之间的距离则是任意的。虽然这是一个粗糙的仪器，但桑克托留斯却利用它发现了人体在健康和患病时的体温变化。

不同寻常 更进一步

然而，伽利略的温度计很不精确，既不能测低温，又不能测高温：温度太低玻璃管内的水会结冰，温度太高水又会汽化。而且，由于大气压强变化的影响即使温度不变，玻璃管内的水的高度也会有所差异。

首先对伽利略的温度计加以改进的是一位名叫雷伊的法国化学家。1632年元旦，雷伊给他朋友写了一封信，信中提出了一种液体温度计，他建议把枷利略的温度计反过来装，在泡里充水，管子里充空气，用水的膨胀来指示温度。

但是，雷伊的液体温度计由于没有把玻璃管的上端封闭，水的蒸发就会带来较大的误差。

后来，在意大利托斯卡纳大公爵斐迪南二世的指导下，佛罗伦萨的院士们提出了将管子密封的设想，他们将玻璃泡装入酒精，然后熔化玻璃尖把它密封，并把刻度附在玻璃管上。这就是第一个与大气压强无关的温度计。

1659年，巴黎的文学家布里奥制造出了第—支用水银作为测温物质的温度计。这样，温度计可测的温度范围就更大了。

攻克“温标”诸氏争鸣

自从伽利略制成第一支空气温度计开始，人们就碰到一个难题，那就是“温标”——如何确立温度计的共同的标准。

首先意识到这一问题的是英国著名物理学家玻义耳，玻义耳一边思索着解决的方法，一边实验着。经过一番钻研，玻义耳建议用茴香油放在酒精温度计的周围，让油凝固，记下当茴香油开始凝固时的酒精高度，然后再计算酒精的膨胀。

玻义耳有个助手，名叫胡克，由于一个偶然的灵感，他制成了一支清晰易辨的温度计，它里面灌着红色的酒精。胡克制造的温度计变化非常大，夏天可以膨胀到顶端，冬天可以降低到底部。在杆上刻度时，胡克先把它放在正在凝固的蒸馏水中，把它停留的位置当作零，再根据液体的膨胀程度分度。

法国科学家阿蒙顿，他于1702年改进了伽利略温度计。他的温度计是由一个恒定体积的玻璃泡和一个U形管较短的一臂连接而成，U形管较长的一臂内的水银柱高度表示所测得的温度。阿蒙顿的温度计测出的温度与大气压强无关，因此，不同地方的温度计读数可做比较，但是由于他选择水的沸点作为一个固定点，这又与大气压强有关，结果还是不能取得较高的准确度。

同时期的牛顿发现了固体冷却定律和他对溶解与沸腾温度稳定性的观察，对温度计的发展至关重要。

到了18世纪，由于物理学、医学和气象学等各个方面日益发展的需要，对温度测量的要求越来越高。真所谓“时势造英雄”，在这样的形势下，有3位科学家脱颖而出，他们便是华伦海特、列奥默和摄尔萨斯。

阿姆斯特丹一个有名的科学仪器制造家华伦海特，最初是用酒精来制作温度计的，直到1714年，28岁的华伦海特才制造了现在仍以他的名字命名的那种水银温度计，在他的温度计上，他选了3个固定点：第一点取冰、纯水和氯化铵混合物的温度定为0度；第二点取无盐的冰水混合物的温度定为32度，称之为凝结的起点；第三点取温度计插入人体口中或置于腋下的温度定为96度，这便是“华氏温标”。

有趣的是，水的沸点虽然不是华氏温标的一个固定点，但是这一点恰恰与之重合。以后，为了使固定更精确，人们便把以冰水混合物的温度定为32度，把在标准大气压下水的沸腾温度定为212度。

列奥默是一位法国贵族博物学家，他在不知晓华伦海特工作的情况下，沿着不同的路线，探索着温度计的改良工作。

1730年，列奥默引入了一种温标，他把水的冰点和沸点之间划分为80度，这是因为列奥默注意到，酒精和五分之一水的混合液在从水的冰点加热到沸点时，其体积从1000份膨胀到1080份。但是，由于他忽视空气压强对液体沸点的影响，他的温度计的测量结果并不理想。列奥默发明的这种温标人们称之为“列氏温标”。

1742年，瑞典天文学家摄尔萨斯在一篇向瑞典科学院宣读的论文中，建议人们采用一种新的温标，即“百分温标”，又称“摄氏温标”。他选择了两个固定点，一个是沸水的温度记作0度，另一个是结冰的温度记作100度，中间分为100个分度。因此，摄尔萨斯当时的情况和我们今天恰恰相反：沸腾的水不是100度，而是0度！这个“摄氏温标”使用起来比以前所有的温度都更令人满意，渐渐地成了科学研究中应用最广的温标。1743年，有人对“摄氏温标”的方向不太满意，于是，将它倒了过来，取水的沸点为100度，冰点为0度，这种温标便一直延用至今。

高低可测 精确无误

英国科学家卡文迪许是18世纪受人尊敬的一名科学家。18世纪50年代前后，卡文迪许发明了早期类型的最低温度计和最高温度计，它们是两个互相独立的仪器。

18世纪末，西克斯改进制成了组合式最高最低温度计。西克斯通常在晚上去察看他的温度计，从左边的指标看看昨天夜里的冷，从右边的指标看看今天白天的热。他将这些记录下来，然后把一块小磁铁作用于管子被指标贴住的部分，使指标向下移动到水银表面。这样，无需加热、冷却、分离或扰动水银，也无需移动仪表，便可以使这仪表一动也不动就调整好了，他便开始准备做另一次记录。

这种温度计的发明对人类生活大有用处。

到了19世纪末20世纪初，科学技术的发展要求更精确的温度计，同时，科学技术的发展也为更精确温度计的诞生创造了条件。在这一时期，相继诞生了电阻温度计、辐射热计、光测高温计以及氢温度计、温差电偶温度计等。

今天的温度计已成了一个大家族，由以上各种愈益精确、科学的温度计，便可见一斑，尤其是进入电子时代以后，小巧灵便的液晶显示温度计更是受人青睐。 EVQZTkhDybxTFvq+//PgE4HJwtN6CMrRmESAxBbWUMFMErvaRH6ezzwa85Mgfb/E