温度计的原理(液体压力式温度计原理)

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古代的测温方法是什么?温度计是怎么发明的?它的测温原理是什么?

中国战国初期,哲学家列子(本名李玉口)写的古书《列子汤问》中,有“两个孩子辩论太阳”的故事,也有“近者热,远者冷”的描写。这是温度最简单的经验描述。当然,还有一些更先进的温度测量方法,例如烧制陶瓷时使用的“照片”。景德镇陶瓷大学郑教授经研究认为,出现于魏晋南北朝时期的,是窑工用来判断窑火温度的一种泥胚。

宋元时期,“赵子技术”更加成熟——通过观察“赵子”的烧结程度,可以检测出产品在最高烧成温度下的窑内保温时间。然而,这种技术依赖于窑工的经验,不能定量和准确地检测。因此,温度计是现代西方科学革命性发明的产物。1592年的一天,意大利物理学家和数学家伽利略伽利雷在威尼斯的帕多瓦大学做讲座,他做了一个边说话边加热水的实验。"当水箱中的水温上升时,为什么水面会上升?"伽利略问学生们。

"因为水温升高体积增大,水面上升;水温下降,体积减小,水面下降。”学生回答。听到学生们的回答,伽利略意外地想到了他以前遇到的一个问题。原来有医生找过伽利略,求他说:“老师,人生病的时候,体温一般都会升高。你能想出一种方法来准确测量他们的体温,并帮助诊断他们的疾病吗?”考虑到这个问题,伽利略在1593年发明了气泡玻璃管温度计,受学生答案的启发,利用热胀冷缩的原理。

这个温度计的顶部是一个玻璃灯泡,与之相连的玻璃管里有有色液体,倒放在盛有水的杯子里测量温度。其工作原理是,当被测温度的物质(这里是空气)与玻璃泡接触时,玻璃管上方的空气会因热胀冷缩而发生体积变化,使有色液柱相应下降或上升;玻璃管上标有一些标准的“热量”——当前温度。

这是世界上第一个标有刻度的温度计——气体温度计。显然,气体温度计并不完美——大气压的变化也会使液柱上升和下降。当然,利用气体热胀冷缩的特性来测量温度的想法早在伽利略之前就已经存在了。例如,古希腊科学家菲隆和亚历山大西伦根据空气膨胀原理制造了温度计。

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