Термометры – одно из незаменимых изобретений, которое помогает нам измерять температуру. Современные термометры наполняют ртутью, но это не всегда было так. До 1600 года ученые использовали другие вещества для заполнения термометров.
Одним из таких веществ была вода. Вода является хорошим термометрическим веществом, потому что она меняет свои свойства в зависимости от температуры. Ученые в подобных термометрах использовали достаточно широкий диапазон областей замеров, в которых они могли применяться.
Другим веществом, использовавшимся до 1600 года, был спирт. Спирт также обладает свойствами изменяться по мере изменения температуры и широко использовался при измерении температурного диапазона. Однако, спирт не был идеальным веществом для термометров, так как его показатели могли изменяться в зависимости от атмосферного давления.
Таким образом, до появления ртути как заполнителя термометров в 17 веке, вода и спирт являлись основными веществами, используемыми для измерения температуры. Они стали основой для развития современных методов измерения температуры и представляют интересные этапы в истории научных исследований.
История заполнений термометров до 1600 года
В современных термометрах на шкале Цельсия используется ртуть, однако до 1600 года ученые испытывали трудности в поиске подходящего заполнения для своих термометров. В течение многих веков исследователи пробовали различные вещества для использования в термометрах.
Уже в древних цивилизациях использовались различные жидкости как заполнение термометра. Например, в Древнем Египте было обнаружено, что вода ведет себя особенным образом при изменении температуры. Они использовали специальные сосуды с маской на конце, наполненные водой, чтобы определить изменение температуры воздуха.
В Древнем Риме ученые использовали в качестве заполнения своих термометров различные спиртные напитки, такие как вино или пиво. Исследователи обнаружили, что эти жидкости расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении, что позволяло определить изменение температуры.
В Китае термометры были заполнены ртутиподобным веществом — ртутью и другими металлами. Этот материал имеет широкий диапазон плавления и хорошо справляется с измерениями температуры. Однако ртуть является ядовитой и опасной для здоровья, поэтому в более поздние времена были предприняты шаги по поиску более безопасных альтернатив.
До 1600 года продолжались исследования в области заполнений термометров, искались новые материалы и вещества. В итоге, только в 1593 году итальянский физик Галилео Галилей изобрел термометр, который использовал в качестве заполнения воздух и воду. Это позволило повысить точность измерений и сделало термометры более безопасными для использования.
В истории заполнений термометров до 1600 года можно наблюдать эволюцию и развитие научных исследований, что в итоге привело к изобретению современного термометра с ртутью.
Возникновение и развитие термометров
Первые термометры в истории не были такими точными, как современные. Их создание связано с античными исследованиями в области газов и жидкостей. Однако, при помощи этих примитивных приборов уже можно было примерно оценивать температуру.
Древние греки использовали термометры на основе воды и воздуха, которые показывали изменение объема жидкости в соответствии с температурой. В Древнем Риме были созданы первые термометры на основе жидкости, наполненные вином или маслом.
Следующий важный этап в истории термометров наступил в 16 веке. В это время врач Галилео Галилей изобрел первый термоскоп — прибор, который позволял измерять относительное изменение температуры. Он состоял из жидкости в небольшом стеклянном сосуде, нагреваемого свечкой.
Однако, истинное возникновение термометров как современных приборов, связано с именем итальянского физика и математика Гальео Галилея. В 1592 году он предложил использовать ртуть вместо воды и вина, так как ртуть не замерзает и расширяется мало при нагревании. Это позволило сделать термометры более точными и удобными в использовании.
В столетиях, следующих за открытием ртутных термометров, были сделаны многие научные открытия и технические усовершенствования. Появились биметаллические термометры, электронные термометры и другие модификации. Современные термометры обладают высокой точностью и используются в различных сферах жизни — от медицинской диагностики до промышленного контроля.
Первые методы заполнения
До 1600-го года ртуть не использовалась для заполнения термометров, так как процесс ее извлечения был достаточно сложным и дорогостоящим. Вместо ртути были применены другие вещества, которые могли замерять температуру.
Одним из первых методов заполнения термометров было использование воды. Вода была замерзнута в особо очищенных и тонких стеклянных резервуарах, а затем измерялось время, которое требовалось воде для того, чтобы разморозиться под воздействием тела, к которому прикладывался термометр.
Также были использованы спирт и винный розоух. Спиртовые термометры заполнялись спиртами различной крепости, которые могли сильно перегреваться и разрушаться, что ограничивало их применение. Винный розоух (масляная эссенция из ландышей) использовался, но был чрезмерно дорогим.
| Вещество | Преимущества | Недостатки |
|---|---|---|
| Вода | — Доступность — Низкая стоимость | — Высокая инертность — Малый диапазон измерения — Долгое время реакции |
| Спирт | — Широкий диапазон измерения | — Ограниченная крепость — Склонность к перегреванию и разрушению |
| Винный розоух | — Широкий диапазон измерения | — Высокая стоимость |
Новые варианты заполнения
До 1600 года ртуть была самым распространенным материалом для заполнения термометров. Однако с течением времени и разработкой новых технологий появились и другие варианты заполнения.
В начале 17 века, вместо ртути, в термометры стали добавлять спиртовые жидкости. Наиболее часто использовались спирт эталонный, спирт винный и спиртовой раствор нитрата аммония. Эти жидкости имели некоторые преимущества перед ртутью, такие как более высокий уровень безопасности и более низкую вязкость. Однако, у них была меньшая температурная чувствительность и большая зависимость от атмосферного давления.
В конце 17 века была разработана аналоговая термометрическая жидкость на основе спирта и эфира, которая имела большую температурную чувствительность и меньшую зависимость от атмосферного давления. Однако этот вариант заполнения был очень опасен из-за высокой летучести жидкостей.
В 18 веке появились термометры с заполнением растворами солей. Эти растворы были более стабильными и безопасными, но их температурная чувствительность была меньше, чем у спиртовых жидкостей.
| Вариант заполнения | Преимущества | Недостатки |
|---|---|---|
| Ртуть | Высокая температурная чувствительность, невысокая вязкость | Токсичность, опасность разлива |
| Спиртовые жидкости | Безопасность, низкая вязкость | Низкая температурная чувствительность, зависимость от атмосферного давления |
| Термометрическая жидкость на основе спирта и эфира | Высокая температурная чувствительность | Опасность из-за высокой летучести |
| Растворы солей | Стабильность, безопасность | Низкая температурная чувствительность |
Со временем, с развитием науки и технологий, были разработаны и другие варианты заполнения термометров, включая ртуть и цветные спирты. Однако, перед использованием любой новой жидкости необходимо проводить тщательные испытания и анализы, чтобы убедиться в их надежности и безопасности.
Использование спирта
До 1600 года, когда впервые появились термометры, заполненные ртутью, использовались другие вещества, в том числе спирт. Спиртом наполняли термометры для измерения температуры вплоть до того времени, пока ртуть не стала предпочтительным вариантом.
Спирт был выбран в качестве заполнителя термометров из-за его низкой температуры замерзания и вспышки, что позволяло использовать термометры при низких и высоких температурах без опасности повреждения. Кроме того, спирт был доступен и дешев в получении.
Термометры с использованием спирта имели простую конструкцию. Стеклянная трубка закрывалась снизу и наполнялась спиртом. Затем трубка закрывалась верхним концом и погружалась в жидкость для измерения температуры.
| Преимущества использования спирта: | Недостатки использования спирта: |
|---|---|
| Дешевизна | Высокая температура кипения |
| Низкая температура замерзания | Низкая точность измерений |
| Безопасность использования | Ограниченный диапазон измерений |
Хотя спирт был широко использован в термометрах до 1600 года, развитие новых технологий и улучшение точности измерений привело к появлению термометров, заполненных ртутью, которые стали стандартом для измерения температуры.
Развитие использования масляных смесей
В период от 1600 года до начала 19 века, термометры большинство времени использовали масляные смеси вместо ртути. Эти смеси были созданы для замены ртути, которая имела некоторые недостатки в использовании, такие как высокая токсичность и непостоянство.
Масляные смеси, используемые в термометрах, были обычно состояли из специально подобранных масел, как например, оливкового масла, персикового масла или даже глицерина. Эти масла обладали такими свойствами, как низкая токсичность и стабильность при изменениях температуры.
Одним из наиболее известных масляных смесей, использованных в термометрах, была смесь из оливкового масла, алой и желтка яйца. Эта смесь обладала высокой стабильностью при изменении температуры, что делало ее идеальной для использования в термометрах.
Все масляные смеси были специально подобраны и протестированы на стабильность и точность измерения температуры. Они позволяли создавать более надежные и точные термометры, что способствовало развитию науки и прогрессу в измерении температуры.
| Примеры использования масельных смесей в термометрах: |
|---|
| Оливковое масло + алоя + желток яйца |
| Персиковое масло + алоя + белок яйца |
| Глицерин + алоя + желток яйца |
Использование алкоголя в заполнении
До XVII века термометры не были заполнены ртутью, так как ее открытие произошло только в 1650 году. Вместо ртути для измерения температуры использовались различные вещества, в том числе алкоголь.
Алкогольные термометры были широко распространены в веках, предшествующих открытию ртути, особенно в Европе. Алкоголь, обычно спирт или винный спирт, был использован как замена ртути из-за своей химической стабильности и широкого доступа.
Определенная смесь спирта, воды и дополнительных добавок использовалась для создания заполнителя термометра. Например, винный спирт с добавлением воды и различных солей позволял создать заполнитель с определенными характеристиками. Такие термометры обычно имели шкалу с делениями, которые показывали изменение объема алкоголя в зависимости от температуры.
Использование алкоголя в заполнении термометров имело свои преимущества и недостатки. С одной стороны, алкоголь был доступным и дешевым ресурсом, что делало его привлекательным для использования. С другой стороны, алкоголь имел более высокую температуру кипения и нижнюю границу измерения по сравнению с ртутью, что могло ограничивать точность измерений.
Однако с открытием ртути в 1650 году термометры с алкогольным заполнителем стали постепенно выходить из употребления. Ртуть обладала более широким диапазоном измерения температуры и лучшей стабильностью, что сделало ее предпочтительным вариантом для использования в термометрах.
Таким образом, использование алкоголя в заполнении термометров было распространено до открытия ртути в XVII веке. Алкогольные термометры имели свои преимущества и недостатки, но с развитием науки и технологий ртуть стала преобладающим веществом для заполнения термометров.
Альтернативные вещества
До 1600 года, когда ртуть стала распространенным наполнителем термометров, было использовано несколько альтернативных веществ. Одним из таких веществ был спирт. Спирт был широко доступен и обладал свойствами, позволяющими его использовать для измерения температуры.
Боязнь взрыва спирта под действием температуры привело к поиску других альтернатив. Одной из альтернатив была вода, но ее использование вызывало некоторые проблемы. Вода имеет высокую теплопроводность, поэтому было сложно достичь точных измерений температуры. Кроме того, вода может замерзнуть при низких температурах, что делает ее непригодной для использования в термометрах.
Другим альтернативным веществом был воздух. Воздух не замерзал и был более безопасен в использовании, чем спирт. Однако измерения с использованием воздуха также были неточными из-за его высокой теплопроводности.
К счастью, открытие ртути в качестве наполнителя термометров в конце 16 века значительно улучшило точность и надежность измерений температуры. Ртуть имеет низкую теплопроводность, не замерзает при низких температурах и может быть легко читаемой и измеряемой. Это сделало ее идеальным выбором для использования в термометрах.
| Вещество | Преимущества | Недостатки |
|---|---|---|
| Спирт | Широко доступен, легко измеряемый | Взрывоопасность |
| Вода | Не замерзает при низких температурах | Высокая теплопроводность, сложность измерений |
| Воздух | Безопасен в использовании | Высокая теплопроводность, неточность измерений |
Окончание использования ртути
Ртуть имеет высокую испаряемость при комнатной температуре и может проникать через кожу или вдыхаться в легкие, что представляет угрозу для здоровья. Поэтому в конце XVII века научные исследования начались с целью найти более безопасные альтернативы для использования в термометрах.
Одной из альтернатив, предложенных в тот период, была спиртовая жидкость. Спиртовые термометры предлагали значительно меньший риск для здоровья, так как спирт меньше испаряется и менее ядовит. Таким образом, спирт стал широко использоваться для заполнения термометров вместо ртути.
Кроме того, были предложены и другие альтернативные вещества, такие как этиленгликоль и галогениды, однако они оказались менее удобными в использовании или имели некоторые другие недостатки. Поэтому спиртовая жидкость продолжала быть основным заполнителем термометров до XIX века.
Важно отметить, что современные термометры, особенно в медицинской сфере, часто содержат цветной спирт, чтобы обеспечить более яркую и четкую видимую шкалу, что значительно улучшает читаемость температуры.
В целом, окончание использования ртути в термометрах было важным шагом в направлении безопасности и предупреждения заболеваний, связанных с отравлением ртутью. Спиртовые термометры и другие безопасные альтернативы позволяют точно измерять температуру без угрозы для здоровья.