儀器簡介
根據所用測溫物質的不同和測溫範圍的不同,有煤油溫度計、酒精溫度計、水銀溫度計、氣體溫度計、電阻溫度計、溫差電偶溫度計、輻射溫度計和光測溫度計、雙金屬溫度計等
工作原理
根據使用目的的不同,已設計製造出多種溫度計。其設計的依據有:利用固體、液體、氣體受溫度的影響而熱脹冷縮的現象;在定容條件下,氣體(或蒸氣)的壓強因不同溫度而變化;熱電效應的作用;電阻隨溫度的變化而變化;熱輻射的影響等。
一般說來,一切物質的任一物理屬性,只要它隨溫度的改變而發生單調的、顯著的變化,都可用來標誌溫度而製成溫度計。
發明及改進
最早的溫度計是在1593年由義大利科學家伽利略(1564~1642)發明的。他的第一隻溫度計是一根一端敞口的玻璃管,另一端帶有核桃大的玻璃泡。使用時先給玻璃泡加熱,然後把玻璃管插入水中。隨著溫度的變化,玻璃管中的水面就會上下移動,根據移動的多少就可以判定溫度的變化和溫度的高低。溫度計有熱脹冷縮的作用所以這種溫度計,受外界大氣壓強等環境因素的影響較大,所以測量誤差較大。
後來伽利略的學生和其他科學家,在這個基礎上反覆改進,如把玻璃管倒過來,把液體放在管內,把玻璃管封閉等。比較突出的是法國人布利奧在1659年製造的溫度計,他把玻璃泡的體積縮小,並把測溫物質改為水銀,這樣的溫度計已具備了現在溫度計的雛形。以後荷蘭人華倫海特在1709年利用酒精,在1714年又利用水銀作為測量物質,製造了更精確的溫度計。他觀察了水的沸騰溫度、水和冰混合時的溫度、鹽水和冰混合時的溫度;經過反覆實驗與核准,最後把一定濃度的鹽水凝固時的溫度定為0℉,把純水凝固時的溫度定為32℉,把標準大氣壓下水沸騰的溫度定為212℉,用℉代表華氏溫度,這就是華氏溫度計。
在華氏溫度計出現的同時,法國人列繆爾(1683~1757)也設計製造了一種溫度計。他認為水銀的膨脹係數太小,不宜做測溫物質。他專心研究用酒精作為測溫物質的優點。他反覆實踐發現,含有1/5水的酒精,在水的結冰溫度和沸騰溫度之間,其體積的膨脹是從1000個體積單位增大到1080個體積單位。因此他把冰點和沸點之間分成80份,定為自己溫度計的溫度分度,這就是列氏溫度計。?
華氏溫度計製成後又經過30多年,瑞典人攝爾修斯於1742年改進了華倫海特溫度計的刻度,他把水的沸點定為100度,把水的冰點定為0度。後來他的同事施勒默爾把兩個溫度點的數值又倒過來,就成了現在的百分溫度,即攝氏溫度,用℃表示。華氏溫度與攝氏溫度的關係為℉=9/5℃+32,或℃=5/9(℉-32)。
現在英、美國家多用華氏溫度,德國多用列氏溫度,而世界科技界和工農業生產中,以及我國、法國等大多數國家則多用攝氏溫度。