温度计的发展过程

温度计的发展过程

温度计是测温仪器的总称。 根据所用测温物质的不同和测温范围的不同，有煤油温度计、酒精温度计、水银 温度计、气体温度计、电阻温度计、温差电偶温度计、辐射温度计和光测温度计等。 最早的温度计是在1593年由意大利科学家伽利略(1564～1642)发明的。他的第 一只温度计是一根一端敞口的玻璃管，另一端带有核桃大的玻璃泡。使用时先给玻 璃泡加热，然后把玻璃管插入水中。随着温度的变化，玻璃管中的水面就会上下移， 根据移动的多少就可以判定温度的变化和温度的高低。这种温度计，受外界大气压 强等环境因素的影响较大，所以测量误差大。 伽利略发明的第一个温度计 后来伽利略的学生和其他科学家，在这个基础上反复改进，如把玻璃管倒过来， 把液体放在管内，把玻璃管封闭等。比较突出的是法国人布利奥在1659年制造的温 度计，他把玻璃泡的体积缩小，并把测温物质改为水银，这样的温度计已具备了现 在温度计的雏形。以后荷兰人华伦海特在1709年利用酒精，在1714年又利用水银作 为测量物质，制造了更精确的温度计。他观察了水的沸腾温度、水和冰混合时的温 度、盐水和冰混合时的温度；经过反复实验与核准，最后把一定浓度的盐水凝固时 的温度定为0℉，把纯水凝固时的温度定为32℉，把标准大气压下水沸腾的温度定 为212℉，用℉代表华氏温度，这就是华氏温度计。 在华氏温度计出现的同时，法国人列缪尔(1683～1757)也设计制造了一种温度 计。他认为水银的膨胀系数太小，不宜做测温物质。他专心研究用酒精作为测温物 质的优点。他反复实践发现，含有1/5水的酒精，在水的结冰温度和沸腾温度之间， 其体积的膨胀是从1000个体积单位增大到1080个体积单位。因此他把冰点和沸点之 间分成80份，定为自己温度计的温度分度，这就是列氏温度计。? 华氏温度计制成后又经过30多年，瑞典人摄尔修斯于1742年改进了华伦海特温 度计的刻度，他把水的沸点定为零度，把水的冰点定为100度。后来他的同事施勒默 尔把两个温度点的数值又倒过来，就成了现在的百分温度，即摄氏温度，用℃表示。 华氏温度与摄氏温度的关系为 ℉＝9/5℃+32，或℃＝5／9(℉-32)。 现在英、美国家多用华氏温度，德国多用列氏温度，而世界科技界和工农业生 产中，以及我国、法国等大多数国家则多用摄氏温度。 随着科学技术的发展和现代工业技术的需要，测温技术也不断地改进和提高。 由于测温范围越来越广，根据不同的要求，又制造出不同需要的测温仪器。 下面介绍几种: 1)气体温度计多用氢气或氦气作测温物质，因为氢气和氦气的液化温度很低， 接近于绝对零度，故它的测温范围很广。这种温度计精确度很高，多用于精密测量。 2)电阻温度计分为金属电阻温度计和半导体电阻温度计，都是根据电阻值随温 度的变化这一特性制成的。金属温度计主要有用铂、金、铜、镍等纯金属的及铑 铁、磷青铜合金的；半导体温度计主要用碳、锗等。电阻温度计使用方便可靠， 已广泛应用。它的测量范围为-260℃至600℃左右。? 3) 温差电偶温度计是一种工业上广泛应用的测温仪器。利用温差电现象制成。 两种不同的金属丝焊接在一起形成工作端，另两端与测量仪表连接，形成电路。 把工作端放在被测温度处，工作端与自由端温度不同时，就会出现电动势，因 而有电流通过回路。通过电学量的测量，利用已知处的温度，就可以测定另一 处的温度。这种温度计多用铜——康铜、铁——康铜、镍铭——康铜、金钴— —铜、铂——铑等组成。它适用于温差较大的两种物质之间，多用于高温和低 浊测量。有的温差电偶能测量高达3000℃的高温，有的能测接近绝对零度的低温。? 4) 高温温度计是指专门用来测量500℃以上的温度的温度计，有光测温度计、 比色温度计和辐射温度计。高温温度计的原理和构造都比较复杂，这里不再讨 论。其测量范围为500℃至3000℃以上，不适用于测量低温。