Температура тіла - це поняття, яке примітивна (донаукова) людина захопила своїми почуттями.
Якщо доторкнутися до двох однакових каменів, одного в тіні, а іншого, нагрітого сонцем (або вогнем багаття), ми виявимо, що вони різні. У них є щось інше, що виявляє наш дотик, температура.
Температура не залежить від того, рухається камінь, чи він нерухомий, і не змінюється, якщо він фрагментується.
Перші оцінки температури, які даються на дотик, є простими і мало нюансовими. Про речовину можна сказати лише те, що вона гаряча, тепла (гаряча, як тіло людини), тепла (при кімнатній температурі), холодна і дуже холодна.
Завдяки конструкції приладів можна було встановити шкали для більш точної оцінки температури.
Перший термометр (слово, що походить від грецьких термінів і метрону, міра тепла) приписується Галілею, який сконструював його в 1592 році зі скляною колбою розміром з кулак і відкрив в атмосферу через тонку трубку.
Щоб оцінити температуру навколишнього середовища, він нагрівав колбу вручну і поміщав частину трубки (догори дном) в ємність з кольоровою водою. Навколишнє повітря, холодніше за руку, охолоджувало повітря, укладене в колбі, і кольорова вода піднімалася крізь трубку.
Відстань між рівнем рідини в пробірці та в контейнері була пов'язана з різницею між температурою людського тіла та температури повітря.
Якби приміщення охолоджувалось, повітря стискалося б, а рівень води в трубці підвищувався. Якщо повітря в трубці нагрівалося, воно розширювалось і штовхало воду вниз.
Коливання атмосферного тиску, яке підтримує вода, може змусити рівень рідини змінюватися без зміни температури. Завдяки цьому фактору вимірювання температури, отримані методом Галілея, мають помилки. У 1644 році Торрічеллі вивчав тиск і побудував перший барометр для його вимірювання.
У 1641 році герцог Тоскани будує термометр із спиртовою колбою із герметичним капіляром, подібний до того, яким ми користуємося сьогодні. Для побудови цих пристроїв просування технологій у скляних роботах було основним.
У середині ХVІІ століття Роберт Бойл відкрив перші два закони, які обробляють поняття температури:
- у газах, укладених при постійній температурі навколишнього середовища, добуток тиску, на який вони зазнають, та обсягу, який вони набувають, залишається постійним
- температура кипіння зменшується з тиском
Пізніше було виявлено, незважаючи на оманливі докази наших почуттів, що всі тіла, що перебувають в однакових умовах тепла або холоду, досягають однакової температури (закон теплової рівноваги). Відкриття цього закону вперше вводить чітку різницю між теплом і температурою. Все ще сьогодні і для багатьох людей ці терміни не дуже зрозумілі. Інформатор тут про відмінності
Термометри отримали перші практичні застосування в метеорології, у сільському господарстві (вивчення інкубації яєць), у медицині (лихоманка) тощо, але шкали були довільними: "було жарко, як двічі найгарячішого дня літа" або такий холодний, як "найхолодніший день взимку".
До появи ртутних термометрів були побудовані спиртові термометри, такі як Амонтонс і Реамур.
У 1717 році Фаренгейт, німецько-голландський (народився в Танці та емігрував до Амстердаму), виробник технічних приладів, побудував та представив ртутний термометр (який використовується і сьогодні) і прийняв за фіксовані точки:
- заморожування насиченого розчину кухонної солі у воді, що є найнижчою температурою, яку можна отримати в лабораторії, змішуючи лід або сніг та сіль.
- а температура людського тіла - посилання, занадто пов’язане зі станом людини- .
Він розділив відстань, яку пройшла ртуть у капілярі між цими двома станами, на 96 рівних частин.
Ньютон запропонував 12 рівних частин між замерзанням води та температурою людського тіла. Число 96 походить із 12-градусної шкали, яка використовувалася в Італії в 17 столітті (12 * 8 = 96).
Хоча температура найкращого співвідношення льоду та солі становить близько -20 ° C за Фаренгейтом, нарешті, він відрегулював шкалу так, щоб температура замерзання води (0 ° C за шкалою Цельсія) становила 32 ° F, а температура кипіння вода 212ºF.
Шкала Фаренгейта, яка досі використовується в англосаксонських країнах, не мала негативних значень (температури нижче нуля градусів на той час досягти не могла) і була досить точною через майже рівномірне розширення ртуті в цьому діапазоні температур.
У вікторіанській Англії Гільєрмо Брауна лихоманка, яка спричинила 100 градусів температури, звільнила дитину від відвідування занять того дня.
За допомогою цього прецизійного термометра Фаренгейт зміг виміряти варіацію температури кипіння води з тиском навколишнього повітря і перевірив, що всі рідини мають характерну температуру кипіння.
У 1740 р. Шведський учений з Уппсали Цельсій запропонував точки плавлення і кипіння води на рівні моря (Р = 1 атм) як фіксовані точки та розділити шкалу на 100 частин (градусів).
Оскільки у Швеції було цікавіше вимірювати ступінь холоду, ніж тепла, він призначив 100 точці плавлення льоду і 0 точці водяної пари при кипінні. Пізніше ботанік і дослідник Лінней змінив порядок і призначив 0 точці замерзання води.
Ця шкала, яку називали стоградусною, на відміну від більшості інших градацій, які відповідно до астрономічної традиції мали 60 градусів, тривала до недавнього часу (1967) і проектувалася в десятковій метричній системі (після Французької революції).
Шкала Кельвіна відноситься до найнижчої температури космосу.
Для визначення абсолютної шкали або Кельвіна необхідно пам’ятати, що таке потрійна точка. Так звана потрійна точка - це точка, дуже близька до 0 ºC, в якій вода, лід і значення води знаходяться в рівновазі.
У 1967 р. Температура потрійної точки води була прийнята єдиною фіксованою точкою для визначення абсолютної шкали температур, а градусна шкала Цельсія була збережена. Нульовий рівень становить -273,15 K від потрійної точки і визначається як абсолютний нуль або 0 K. За цією шкалою немає негативних температур. Ця шкала замінює шкалу Цельсія або Цельсія.
При температурі абсолютного нуля не відбувається руху, і тепло не може відводитися. Це найнижча температура, і всі атомні та молекулярні рухи зупиняються. Усі об’єкти мають температуру вище абсолютного нуля і тому можуть виділяти теплову енергію або тепло.
Паралельно з вивченням понять температури і тепла почали розроблятися технічні додатки, отримані в результаті маніпулювання тепловою енергією. Натисніть тут
В кінці с. У 17 столітті пара почала використовуватися для переміщення трюмних насосів у вугільних шахтах Англії. Першими машинами були насос Savery (1698) та насос Newcomen (1711). Машина Савері складалася з балона, з'єднаного трубою з джерелом води, що перекачується, балон наповнювався парою, вхідний кран закривався, а потім охолоджувався. Коли пара конденсувалася, утворювався вакуум, який дозволяв воді підніматися.
У машині Newcomen пара при атмосферному тиску (без підігріву) з котла (мідна пивоварня алембічна) вводилася в циліндр і піднімала поршень.
Плунжер був з'єднаний з коромислом. Коромисло, вільне від ваги мотузок і противаг, приводило в дію трюмний насос в шахті в одному напрямку, потім приплив пари був закритий і впорскувалася холодна вода, що спричинило великий вакуум у циліндрі. Поршень рухався і тягнув коромисло в інший бік, піднімаючи поршень насоса. Цикл повторювався нескінченно. Див. Збільшену схему
Це перетворення теплової енергії в механічну, що дало 4 кВт з ефективністю 1%, було основою Промислової революції і породило нову науку: термодинаміка, яка вивчає перетворення тепла (термо) в роботу (динамічну ).
Протягом 18 століття були закладені основи використання парових двигунів для переміщення промислових машин, морського (кораблі) та наземного (локомотиви) транспорту. У 1769 році Ватт розробив розділення між розширювачем і конденсатором і з цього моменту розпочав виробництво на промисловому рівні.
У 1765 р. Шотландський професор хімії Джозеф Блек (Ватт був його помічником) провів велику кількість калориметричних тестів, чітко розмежовуючи тепло (кількість енергії) і температуру (рівень тепла). Ввів поняття питомої теплоти і прихованої теплоти зміни стану.
Одним з експериментів Блека було поставити гарячу залізну брилу у ванну з льодом і водою і спостерігати, щоб температура не змінювалася. На жаль, його експерименти проводились під постійним тиском при роботі з рідинами, і при постійному обсязі, коли вони були газами, і робота, якою система обмінювалася із зовнішнім середовищем, завжди була незначною, що породжувало помилкове переконання, що в процесах зберігається тепло. терміки: відома і помилкова теорія калорій .
У 1798 р. Б. Томпсон (граф Рамфорд) спростував теорію калорійності Блека, сказавши, що тепло може постійно генеруватися тертям, всупереч твердженням цієї теорії. Сьогодні ця теорія калорійності часто демонструється (що припускали такі великі вчені, як Лавуазьє, Фур'є, Лаплас, Пуассон і які прийшли використовувати Карно для відкриття "Другого принципу термодинаміки") як більш горезвісний приклад, ніж інколи теорія Неправильна початковий може призвести до правильних результатів, які в кінцевому підсумку потребують перегляду. Ось як НАВУКИ просуваються! !
Лише в 1842 р., Після переконливих експериментів Майєра і Джоуля, теорія калорій була відкинута, і було встановлено, що тепло є формою енергії.
Майер і Джоуль встановлюють відповідність між механічною енергією та теплом, яке утворюється в результаті руху лопатей у воді, коли вони приводяться в дію вагами, що зменшують їх потенційну енергію.
Його еквівалентність: 1 калорія = 4,18 Джоуля
Щоб дізнатись більше про тему, натисніть тут, щоб перейти на сторінку Ісідоро Мартінеса та натиснути на "Історія науки" (іспанською).