在他的第五篇論文中,他說:“在解釋關(guān)于一些液體的沸點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中,曾講過那時(shí)發(fā)現(xiàn)水的沸點(diǎn)是212度;后來通過種種觀察和實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)對(duì)于同一種水和在相同的大氣重量下是固定的,但在不同的大氣重量下它可能很不相同 。”由此可見,在1724年的212度的數(shù)字是沒有預(yù)先安排的;沸水純粹是碰巧使水銀柱升高到那一點(diǎn) 。如果我們對(duì)華倫海特1724年的論文的解釋是正確的,那正是同樣偶然的原因才促使他把32度記為水的冰點(diǎn),并把180度固定為水的冰點(diǎn)和沸點(diǎn)之間的度數(shù) 。我們可以預(yù)料,在華倫海特后來的實(shí)踐中,他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果使他放棄了在他的第一篇論文中敘述到的兩個(gè)固定點(diǎn),并選擇了水的冰點(diǎn)和沸點(diǎn)的溫度作為更加方便的固定點(diǎn) 。但是,我們沒有直接的和可靠的信息來證明或者是他或者是他的阿姆斯特丹的合作者實(shí)際上走了這一步 。在他贈(zèng)送給C·沃爾夫的兩個(gè)溫度計(jì)的1714年的《博聞錄》中的說明書表明,從結(jié)冰的鹽水混合物到血液溫度之間首先劃分為24份,然后把這24份的每一份再更細(xì)地分為4份,全部就是96等份 。
我們知道,水銀的凝固點(diǎn)是-38.86 ℃(101325Pa 大氣壓),與32無關(guān) 。華氏將水的冰點(diǎn)作為32℉具有偶然性 。
汞(Hydrargyrum)是化學(xué)元素,元素符號(hào)Hg,元素周期表第80位,在化學(xué)元素周期表中位于第6周期、第IIB族,俗稱水銀(mercury),是常溫常壓下唯一以液態(tài)存在的金屬(從嚴(yán)格的意義上說,鎵(符號(hào)Ga,31號(hào)元素)和銫(符號(hào)Cs,55號(hào)元素)在室溫下(29.76℃和28.44℃)也呈液態(tài)) 。汞是銀白色閃亮的重質(zhì)液體,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不溶于酸也不溶于堿 。汞常溫下即可蒸發(fā),汞蒸氣和汞的化合物多有劇毒(慢性) 。汞使用的歷史很悠久,用途很廣泛 。在中世紀(jì)煉金術(shù)中與硫磺、鹽共稱煉金術(shù)神圣三元素 。2 為什么有1.8這個(gè)參數(shù)?
后來,瑞典人攝爾修斯又想出了一個(gè)辦法 。他把水結(jié)冰的溫度作為0度 。把水沸騰的溫度作為100度 。把0度與100度之間平分成100個(gè)格子 。再用同樣大小的格子,刻出0度以下和100度以上的度數(shù) 。
華氏是是在水的冰點(diǎn)和沸點(diǎn)之間底了180個(gè)刻度,所以有
=
= 1.8
攝爾修斯創(chuàng)造的刻度辦法,比華倫海特的簡便得多,所以更受到人們的歡迎 。用這個(gè)刻度辦法制成的溫度計(jì),叫做攝氏溫度計(jì),量出來的溫度就是攝氏多少度,用“℃”來表示 。
100等分的優(yōu)勢(shì):百分比表示方便 。
180等分的優(yōu)勢(shì):180是12的倍數(shù),12進(jìn)制可以很容易地四等分、三等分和二等分 。
3 溫度衡量史話
3.1 溫度計(jì)的老祖宗
最早發(fā)明溫度計(jì)的,是意大利的大科學(xué)家伽利略(1564~1642) 。伽利略生活在16世紀(jì)中葉 。他是第一個(gè)用望遠(yuǎn)鏡觀察天體的人,那架望遠(yuǎn)鏡還是他自己制造的 。他首先發(fā)現(xiàn)月球的表面是凹凸不平的,發(fā)現(xiàn)環(huán)繞太陽運(yùn)行的木星尚有四個(gè)衛(wèi)星在繞著它轉(zhuǎn)圈子,發(fā)現(xiàn)太陽的光球?qū)由嫌泻谏陌唿c(diǎn),稱它為黑子 。伽利略對(duì)于神秘的自然現(xiàn)象,從來不肯輕易放過 。他發(fā)現(xiàn)了許多有名的物理定律,創(chuàng)造了不少科學(xué)儀器,溫度計(jì)只是其中的一種 。1593年,伽利略在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)空氣受了熱要膨脹,遇到冷要收縮 。他就利用空氣熱脹冷縮的性質(zhì),制造了一個(gè)空氣溫度計(jì) 。這具溫度計(jì)的老祖宗——空氣溫度計(jì)是怎么做的呢?
用一個(gè)像雞蛋一樣大小的空心玻璃球,連著一根細(xì)細(xì)的開口的玻璃管 。先用手把玻璃球焐熱,玻璃球里的空氣就膨脹了,一部分從玻璃管溜了出來 。這時(shí)候,把玻璃管倒插入一只裝有水的瓶子里 。當(dāng)手離開玻璃球以后,玻璃球里的空氣就冷卻了,瓶里的水就上升到細(xì)玻璃管里來了 。
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