Die Entstehungsgeschichte des Thermometers: Wie wurde das erste Thermometer erfunden? Präsentation zum Thema „Geschichte des Thermometers“ Entstehungsgeschichte der Thermometer-Präsentation

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Es gibt viele Temperaturskalen. Ein Gerät zur Temperaturmessung wurde vor langer Zeit entwickelt und hieß Thermometer.

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Von den ersten Tagen unseres Lebens an entwickelt sich eine intuitive Vorstellung von der Temperatur. Die Herausforderungen, vor denen die Wissenschaft steht, erfordern jedoch immer präzisere Interpretationen dessen, was wir mit unseren Sinnen wahrnehmen. Ein wichtiger Schritt in der Entwicklung der Lehre von thermischen Phänomenen war daher die Identifizierung des Unterschieds zwischen den Konzepten „Wärme“ und „Temperatur“. Die erste Person, die die Idee der Notwendigkeit, sie zu unterscheiden, klar formulierte, war Black. Die Geschichte der Entwicklung und Verwendung von Instrumenten zur Temperaturmessung – Thermometer – ist interessant und aufschlussreich. „Als eines der allgemeinsten Gesetze der Wärme müssen wir annehmen, dass „alle Körper“, die frei miteinander kommunizieren und keinen ungleichen äußeren Einflüssen ausgesetzt sind, die gleiche Temperatur erreichen, wie das Thermometer anzeigt.“ Joseph Black Heute sind Flüssigkeits- und Gasthermometer, Halbleiter- und optische Thermometer bekannt. Und die Vielfalt der nun in der Wissenschaft eingeführten Temperaturen ist groß: Sie unterscheiden zwischen Elektronen- und Ionentemperaturen, Helligkeit und Farbe, Rauschen und Antenne usw.

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Chronologie der Entstehung des Thermometers 1597 erfand Galileo Galilei das erste Gerät zur Beobachtung von Temperaturänderungen (Thermoskop). 1657 wurde Galileos Thermoskop von florentinischen Wissenschaftlern verbessert. Im 18. Jahrhundert wurden feste Thermometerstellen eingerichtet. Im Jahr 1714 stellte der niederländische Wissenschaftler D. Fahrenheit ein Quecksilberthermometer her. Im Jahr 1730 schlug der französische Physiker R. Reaumur ein Alkoholthermometer vor. Im Jahr 1848 bewies der englische Physiker William Thomson (Lord Kelvin) die Möglichkeit, eine absolute Temperaturskala zu erstellen. William Thomson

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Dabei handelt es sich um eine thermodynamische Größe, die den Grad der Erwärmung eines Körpers bestimmt. Körper mit einer höheren Temperatur sind heißer. Nach dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ist eine spontane Wärmeübertragung nur von Körpern mit höherer Temperatur auf Körper mit niedrigerer Temperatur möglich. Im Zustand des thermischen Gleichgewichts ist die Temperatur in allen Teilen eines beliebig komplexen Systems ausgeglichen. Ein Maß für eine Änderung der Körpertemperatur kann eine Änderung einer davon abhängigen Eigenschaft sein, beispielsweise Volumen, elektrischer Widerstand usw. Am häufigsten wird eine Volumenänderung zur Messung der Temperatur verwendet. Darauf basiert das Gerät der Thermometer. Das erste Thermometer wurde um 1600 von Galileo erfunden. Als thermometrische Substanz wurde Wasser verwendet, also ein Körper, der sich bei Erwärmung ausdehnt. Zur Bestimmung der Körpertemperatur wird das Thermometer mit dem Körper in Kontakt gebracht; Sobald das thermische Gleichgewicht erreicht ist, zeigt das Thermometer die Körpertemperatur an. Um die Temperatur zu ändern, können Sie einen Bimetallstreifen verwenden. Eine solche Platte besteht aus zwei Metallen, beispielsweise einem Eisenstreifen und einem daran angenieteten Zinkstreifen. Eisen und Zink dehnen sich unterschiedlich aus. So verlängert sich 1 m Eisendraht bei Erwärmung um 100 Grad um 1 mm und 1 m Zinkdraht um 3 mm. Wenn Sie also einen Bimetallstreifen erhitzen, beginnt er sich in Richtung des Eisens zu biegen. Temperatur

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Verschiedene Körper dehnen sich beim Erhitzen unterschiedlich aus, daher hängt die Thermometerskala von der thermometrischen Substanz ab. Aus praktischen Gründen werden Thermometer nach Schmelz- oder Siedepunkten oder einem anderen Punkt klassifiziert, sofern der Prozess bei einer konstanten Temperatur stattfindet. Am weitesten verbreitet ist die Celsius-Skala (oder die Celsius-Skala, benannt nach dem schwedischen Physiker, der sie vorgeschlagen hat). Auf dieser Skala schmilzt Eis bei 0 Grad und Wasser kocht bei 100 Grad, und der Abstand zwischen ihnen wird in hundert Teile unterteilt, von denen jeder als Grad betrachtet wird. In England und den USA wird manchmal die Fahrenheit-Skala verwendet, bei der der Schmelzpunkt von Eis 32 Grad und der Siedepunkt von Wasser 212 Grad beträgt; in Frankreich unter Verwendung der Reaumur-Skala: 0 Grad bzw. 80. Nun einige praktische Ratschläge. Nehmen Sie etwa 5 mm dicke, 15-20 cm lange und 1 cm breite Eisen- und Zinkstreifen und verbinden Sie diese alle 1,5-2 cm mit Nieten. Spannen Sie ein Ende des Bimetallstreifens in einen Schraubstock und erhitzen Sie es über dem Gas. Die Platte wird sich verbiegen.

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Wissenschaftler begannen schon vor sehr langer Zeit darüber nachzudenken, was Wärme ist. Schon die antiken griechischen Philosophen beschäftigten sich mit dieser Frage. Aber sie waren nicht in der Lage, etwas anderes als die allgemeinsten Annahmen auszudrücken. Auch im Mittelalter wurden fast keine intelligenten Ideen geäußert. Die Lehre von thermischen Phänomenen begann sich erst Mitte des 18. Jahrhunderts zu entwickeln. Den Anstoß für die Entwicklung dieser Lehre gab die Erfindung des Thermometers. Viele Wissenschaftler arbeiteten an der Erfindung des Thermometers. Der erste von ihnen war Galileo Galilei. Ende des 16. Jahrhunderts. Galileo begann sich für thermische Phänomene zu interessieren. Um die Wärme eines Körpers zu messen, nutzte Galileo die Eigenschaft der Luft, sich bei Erwärmung auszudehnen. Er nahm ein dünnes Glasrohr, dessen eines Ende in einer Kugel endete, und senkte das andere offene Ende in ein Gefäß mit Wasser. Gleichzeitig erreichte er eine solche Position, dass das Wasser das Rohr teilweise füllte. Wenn sich nun die Luft in der Kugel erwärmte oder abkühlte, sank oder stieg der Wasserspiegel in der Röhre, und anhand des Wasserspiegels konnte man die „Erwärmung“ des Körpers beurteilen. Galileis Gerät war sehr unvollkommen. Erstens war es nicht graduiert, es gab keine Unterteilungen auf der Röhre. Zweitens hing der Wasserstand in der Röhre nicht nur von der Lufttemperatur in der Glaskugel ab, sondern auch vom Atmosphärendruck. Erfindung des Thermometers

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Verbesserung des Thermometers Nach Galileo waren viele Wissenschaftler an der Erfindung von Instrumenten beteiligt, mit denen sich der thermische Zustand von Körpern bestimmen ließe. Nach und nach wurde das Gerätedesign verbessert. Mitte des 17. Jahrhunderts. Die Florence Academy of Experience schlug das in der Abbildung gezeigte Gerät vor. Das Gerät war eine Glasröhre, die unten in einer Kugel endete. Das obere Ende des Rohres wurde verschlossen. Die Kugel und ein Teil des Röhrchens wurden mit Alkohol gefüllt und entlang des Röhrchens wurden Kügelchen angebracht, die eine Skala zum Ablesen der Temperatur bildeten. Die Messwerte dieses Geräts hingen nicht mehr vom Wert des Atmosphärendrucks ab. Es gab andere Thermometer. Einer der ersten Konstrukteure war insbesondere der italienische Arzt Santorio, der sein Gerät zur Temperaturmessung bei Patienten einsetzte. Dies war wahrscheinlich der erste praktische Einsatz eines Thermometers. Trotz der Erfolge bei der Entwicklung von Thermometern waren diese Instrumente immer noch sehr unvollkommen: Eine gemeinsame Temperaturskala war noch nicht festgelegt; für verschiedene Thermometer wurde es willkürlich eingestellt; Verschiedene Thermometer zeigten unter den gleichen Bedingungen unterschiedliche Temperaturen an.

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Fahrenheit-Thermometer In seiner letzten Skala waren die wichtigsten Temperaturpunkte wie folgt: die Temperatur der Mischung aus Wasser, Eis und Speisesalz – null Grad, die Temperatur der Mischung aus Eis und Wasser – 32 Grad. Die Temperatur des menschlichen Körpers betrug auf der Fahrenheit-Skala 96 Grad. Fahrenheit betrachtete diese Temperatur als den dritten Hauptpunkt. Auf seiner Skala stellte sich heraus, dass der Siedepunkt von Wasser 180 Grad betrug. Thermometer von Fahrenheit erlangten Berühmtheit und kamen zum Einsatz. Die Fahrenheit-Skala wurde in einigen Ländern bis in unsere Zeit verwendet. Erstmals begann ein Glasbläsermeister aus Holland Fahrenheit zu Beginn des 18. Jahrhunderts mit der Herstellung praktischer Thermometer. Zu diesem Zeitpunkt wussten Wissenschaftler bereits, dass einige physikalische Prozesse immer bei der gleichen Erwärmungsstufe ablaufen. Das Fahrenheit-Thermometer sah genauso aus wie ein modernes einfaches Thermometer. Fahrenheit verwendete zunächst Alkohol als expandierenden Körper und dann, 1714, Quecksilber. Er benutzte verschiedene Skalen...

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Réaumur und Celsius Nach Fahrenheit wurden viele andere Thermometerskalen und -designs vorgeschlagen. Von all diesen Schuppen sind bis heute zwei erhalten geblieben. Die erste Skala: 0 Grad – die Temperatur einer Mischung aus Wasser und Eis und 80 Grad – der Siedepunkt von Wasser wurde 1730 vom französischen Wissenschaftler Réaumur vorgeschlagen und trägt seinen Namen. Die zweite Skala ist nicht ganz korrekt nach dem schwedischen Astronomen Celsius benannt. Celsius schlug 1742 eine Celsius-Temperaturskala vor, bei der der Siedepunkt von Wasser mit 0 Grad und der Schmelzpunkt von Eis mit 100 Grad angenommen wurde. Etwas später wurde die moderne Celsius-Skala, auch Celsius-Skala genannt, vorgeschlagen. Wie Sie wissen, kam es zum Einsatz und wird derzeit verwendet. Celsius wusste bereits, dass der Siedepunkt von Wasser und der Schmelzpunkt von Eis vom Luftdruck abhängen. Nach der Erfindung eines Geräts zur thermischen Messung konnten Physiker mit der Untersuchung thermischer Phänomene beginnen.

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Es ist merkwürdig, dass... ...tatsächlich der schwedische Astronom und Physiker Celsius eine Skala vorschlug, in der der Siedepunkt von Wasser mit der Zahl 0 und der Schmelzpunkt von Eis mit der Zahl 100 angegeben wurde. Etwas später Die Celsius-Skala erhielt von seinem Landsmann Stroemer ein modernes Aussehen. ...Fahrenheit kam auf die Idee, selbst ein Thermometer herzustellen, als er von der Entdeckung des französischen Physikers Amonton las, „dass Wasser bei einer bestimmten Hitze kocht“. ...bis zum Ende des 18. Jahrhunderts erreichte die Zahl der Temperaturskalen zwei Dutzend. ...einst verwendete man in physikalischen Laboratorien das sogenannte Wägethermometer. Es bestand aus einer hohlen, mit Quecksilber gefüllten Platinkugel, in der sich ein Kapillarloch befand. Die Temperaturänderung wurde anhand der Menge an Quecksilber beurteilt, die aus dem Loch floss. ...bei einem Rückgang der Erdtemperatur um nur ein Grad würde Energie freigesetzt, die etwa eine Milliarde Mal größer wäre als die jährliche Produktion aller Kraftwerke der Welt.

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Temperatur ist eine physikalische Größe, die die durchschnittliche kinetische Energie von Teilchen eines makroskopischen Systems im thermodynamischen Gleichgewicht charakterisiert. Im Gleichgewichtszustand hat die Temperatur für alle makroskopischen Teile des Systems den gleichen Wert.

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Nehmen wir drei tiefe Tassen, eine davon enthält sehr kaltes Wasser, die andere heißes Wasser und die dritte enthält Wasser aus einer Karaffe, die schon lange im Raum steht. Halten wir eine Hand eine Weile in heißes Wasser und die andere in kaltes Wasser. Anschließend tauchen Sie beide Hände in einen Teller mit Wasser aus der Karaffe. Fühlen wir, dass das gleiche Wasser für die eine Hand wärmer ist als für die andere. Diese Erfahrung zeigt, dass das Wärmeempfinden trügerisch sein kann und die Körpertemperatur nicht zuverlässig mit den Sinnen bestimmt werden kann. Hier kommt uns ein besonderes Gerät zu Hilfe – ein Thermometer. Wenn sich die Temperatur eines Körpers ändert, ändern sich einige seiner Eigenschaften, beispielsweise sein Volumen. Daran arbeitet das Thermometer. Machen wir ein Experiment

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Ende des 19. Jahrhunderts wurde festgestellt, dass die Temperatur den thermischen Gleichgewichtszustand eines makroskopischen Systems und die Intensität der thermischen Bewegung seiner Teilchen charakterisiert. Gleichzeitig wurde nachgewiesen, dass: Wenn Körper mit unterschiedlichen Temperaturen in Kontakt kommen, wird immer Energie von einem Körper mit höherer Temperatur auf einen Körper mit niedrigerer Temperatur übertragen; Alle Körper, die miteinander im thermischen Gleichgewicht stehen, haben die gleiche Temperatur.

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Galileos Thermoskop Die Geschichte der Thermodynamik begann, als Galileo Galilei im Jahr 1592 das erste Instrument zur Beobachtung von Temperaturänderungen entwickelte und es Thermoskop nannte. Später verbesserten Florentiner Wissenschaftler das Thermoskop von Galileo, indem sie eine Perlenschuppe hinzufügten und die Luft aus dem Ballon abpumpten.

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Thermoskop Thermoskop war eine kleine Glaskugel mit einer angelöteten Glasröhre. Die Kugel wurde erhitzt und das Ende des Röhrchens in Wasser getaucht. Als die Kugel abkühlte, nahm der Druck darin ab und das Wasser in der Röhre stieg unter dem Einfluss des Atmosphärendrucks auf eine bestimmte Höhe. Als es wärmer wurde, sank der Wasserstand in den Rohren. Der Nachteil des Geräts bestand darin, dass es nur zur Beurteilung des relativen Erwärmungs- oder Abkühlungsgrades des Körpers verwendet werden konnte, da es noch über keine Skala verfügte.

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Thermoskop-Experiment Besonders hervorzuheben ist Galileis Experiment mit dem Thermoskop, das ebenfalls auf die Paduaner-Zeit um 1597 zurückgeht. Das Experiment ist nicht deshalb wichtig, weil es spätere Diskussionen über die Priorität der Erfindung des Thermometers auslöste, sondern weil neue antiaristotelische Denkweise, die sowohl in der Konzeption als auch in der Umsetzung der Erfahrung entstand. Die Erfahrung ist wie folgt. Erwärmen Sie mit den Händen eine eigroße Flasche; Der Kolben hat einen langen und dünnen Hals, wie ein Weizenhalm, der in eine Schüssel mit Wasser gesenkt wird. Wenn Sie Ihre Hände von der Flasche nehmen, beginnt das Wasser aus der Schüssel in den Hals zu steigen, während das Gefäß abkühlt. Benedetto Castelli, ein ehemaliger Schüler Galileis, schrieb 1638: „Diesen Effekt nutzte der oben erwähnte Signor Galilei, um ein Instrument zur Bestimmung des Hitze- und Kältegrades zu bauen.“ Vor Galilei wäre ihnen die Möglichkeit, den Grad von Wärme und Kälte zu messen, nicht in den Sinn gekommen, denn nach ihrer Lehre seien Kälte und Wärme unterschiedliche, in der Materie vermischte Eigenschaften. Galilei lehrte und schrieb später (1623) direkt in „Saggiatore“ („Prüfer“), dass Kälte keine positive Eigenschaft sei, sondern lediglich die Abwesenheit von Wärme; Kälte wohne nicht in der Materie, sondern im sensiblen Körper.

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Das erste Flüssigkeitsthermometer Im 17. Jahrhundert wurde das Luftthermoskop vom Florentiner Wissenschaftler Torricelli in ein Alkoholthermoskop umgewandelt. Das Gerät wurde auf den Kopf gestellt, das Gefäß mit Wasser entfernt und Alkohol in das Röhrchen gegossen. Der Betrieb des Geräts basierte auf der Ausdehnung von Alkohol beim Erhitzen – nun waren die Messwerte nicht mehr vom Atmosphärendruck abhängig. Dies war eines der ersten Flüssigkeitsthermometer. Zu diesem Zeitpunkt stimmten die Messwerte der Instrumente noch nicht überein, da bei der Kalibrierung der Waagen kein bestimmtes System berücksichtigt wurde.

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Florentiner Thermometer Das Design des Thermoskops wurde von Torricelli und Mitgliedern der Akademie der Experimente so verbessert und erwies sich für verschiedene Anwendungen als so praktisch, dass im 17. Jahrhundert die „Florentiner Thermometer“ berühmt wurden. Sie wurden von Boyle in England eingeführt und dank des Astronomen Bouillot (1605...1694), der ein solches Thermometer von einem polnischen Diplomaten geschenkt bekam, nach Frankreich verbreitet.

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Amontons Thermometer Im Jahr 1702 verbesserte Guillaume Amonton (1663...1703) das Luftthermometer von Galileo und konstruierte ein Thermometer, das im Wesentlichen mit dem modernen Gasthermometer identisch war. Amontons Thermometer war eine U-förmige Glasröhre, deren kürzerer Schenkel in einem Luftreservoir endete; In den langen Bogen wurde Quecksilber in der Menge eingefüllt, die erforderlich war, um ein konstantes Luftvolumen im Tank aufrechtzuerhalten. Die Temperatur wurde durch die Höhe der Quecksilbersäule bestimmt. Interessant ist, dass Amonton mit diesem Instrument, das auf große Missbilligung stieß, zum Konzept des absoluten Nullpunkts kam, der seinen Angaben zufolge –239,5 °C entsprach. Lambert wiederholte Amontons Experimente mit größerer Genauigkeit und kam auch zu dem Konzept des absoluten Nullpunkts, den er wie folgt ausdrückt: „Ein Wärmegrad gleich Null kann tatsächlich absolute Kälte genannt werden.“ Das bedeutet, dass bei absoluter Kälte das Luftvolumen gleich oder nahezu gleich Null ist. Man kann sagen, dass die Luft bei absoluter Kälte so dicht wird, dass ihre Partikel absoluten Kontakt miteinander haben, sodass die Luft undurchdringlich wird.“

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Extrempunkte der Skala Im Jahr 1694 schlug Carlo Renaldini vor, die Schmelztemperatur von Eis und den Siedepunkt von Wasser als die beiden Extrempunkte anzunehmen.

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Fahrenheit-Thermometer Eine entscheidende Verbesserung im Design des Thermometers gelang dem Deutschen Gabriel Daniel Fahrenheit (1686...1736), der sich die Idee von Olaf Roemer zunutze machte. Fahrenheit stellte Quecksilber- und Alkoholthermometer in der heute noch verwendeten Form her. Der Erfolg seiner Thermometer sollte in der von ihm eingeführten neuen Methode zur Reinigung von Quecksilber gesucht werden; Außerdem ließ er vor dem Verschließen die Flüssigkeit im Röhrchen kochen.

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Fahrenheit-Skala Im Jahr 1714 stellte D. G. Fahrenheit ein Quecksilberthermometer her. Auf der Skala bezeichnete er drei Fixpunkte: den unteren, 32 °F – den Gefrierpunkt der Salzlösung, 96 ° – die menschliche Körpertemperatur, den oberen 212 °F – den Siedepunkt von Wasser. Das Fahrenheit-Thermometer wurde im englischsprachigen Raum bis in die 70er Jahre des 20. Jahrhunderts verwendet und wird auch heute noch in den USA verwendet.

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Reaumur-Skala Im Jahr 1730 schlug er die Verwendung von Alkohol in Thermometern vor und führte eine Skala ein, die nicht willkürlich wie die Fahrenheit-Skala aufgebaut war, sondern sich an der thermischen Ausdehnung von Alkohol orientierte. Er experimentierte mit einem Alkoholthermometer und kam zu dem Schluss, dass eine Skala entsprechend der thermischen Ausdehnung von Alkohol konstruiert werden könne. Nachdem er festgestellt hatte, dass sich der von ihm verwendete Alkohol, gemischt mit Wasser im Verhältnis 5:1, im Verhältnis 1000:1080 ausdehnt, wenn die Temperatur vom Gefrierpunkt zum Siedepunkt des Wassers wechselt, schlug der Wissenschaftler die Verwendung einer Skala von 0 vor auf 80 Grad. Man nehme die Schmelztemperatur von Eis als 0° und die Siedetemperatur von Wasser bei normalem Atmosphärendruck als 80° an. René Antoine Ferchaux de Réaumur (1683...1757) lehnte die Verwendung von Quecksilber in Thermometern aufgrund des niedrigen Ausdehnungskoeffizienten von Quecksilber ab.

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Celsius-Skala Im Jahr 1742 schlug der schwedische Wissenschaftler Andres Celsius eine Skala für ein Quecksilberthermometer vor, bei der das Intervall zwischen Extrempunkten in 100 Grad unterteilt wurde. Dabei wurde zunächst der Siedepunkt von Wasser mit 0 ° und die Schmelztemperatur von Eis mit 100 ° angegeben. In dieser Form erwies sich der Maßstab jedoch als nicht sehr praktisch, und später beschlossen der Astronom M. Stremer und der Botaniker K. Linnaeus, die Extrempunkte zu vertauschen.

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Lomonosov-Skala M. V. Lomonosov schlug ein Flüssigkeitsthermometer mit einer Skala mit 150 Teilungen vom Schmelzpunkt von Eis bis zum Siedepunkt von Wasser vor.

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Kelvin-Skala Zu Beginn des 19. Jahrhunderts schlug der englische Wissenschaftler Lord Kelvin eine absolute thermodynamische Skala vor. Gleichzeitig begründete Kelvin das Konzept des absoluten Nullpunkts, der die Temperatur bezeichnet, bei der die thermische Bewegung von Molekülen aufhört. In Celsius sind es -273,15 °C.

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Gab es im 18. Jahrhundert einen regelrechten „Boom“ an Entdeckungen auf dem Gebiet der Temperaturmesssysteme, so begann im letzten Jahrhundert eine neue Ära der Entdeckungen auf dem Gebiet der Methoden zur Temperaturmessung. Heutzutage gibt es viele Geräte, die in der Industrie, im Alltag und in der wissenschaftlichen Forschung eingesetzt werden – Ausdehnungsthermometer und manometrische Thermometer, thermoelektrische und Widerstandsthermometer sowie pyrometrische Thermometer, mit denen Sie die Temperatur berührungslos messen können.

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Galileos Thermometer Ein Souvenirspielzeug; es hat einen sehr indirekten Bezug zu Galileo Galilei selbst. Der korrekte Name für dieses unterhaltsame und schöne kleine Ding ist: „Galileo-Thermometer“. Dieses Thermometer ist offenbar zu Ehren von Galileo Galilei benannt, der 1592 als erster das Thermoskop erfand – dem Vorläufer aller Thermometer. Galileis Thermometer ist ein mit Wasser gefüllter Glaszylinder, in dem kugelförmige Glasgefäße schwimmen, die mit einer farbigen Flüssigkeit (Wasser + Alkohol + Farbe) gefüllt sind. An jedem dieser kugelförmigen Schwimmer ist an der Unterseite ein goldenes oder silbernes Etikett angebracht, auf dem der Temperaturwert eingeprägt ist. Je nach Größe des Thermometers variiert die Anzahl der darin befindlichen Schwimmer zwischen 4 und 11. Der vom Thermometer gemessene Temperaturbereich liegt etwa bei Raumtemperatur: 16-28 Grad. Die Temperatur wird durch den unteren Schwimmkörper bestimmt. Die Schwimmkörper sind auf unterschiedliche Weise mit Flüssigkeit gefüllt, so dass ihre durchschnittliche Dichte unterschiedlich ist: Die kleinste Dichte ist oben, die höchste unten, aber bei allen liegt sie nahe an der Dichte von Wasser und unterscheidet sich von es nur geringfügig. Wenn die Lufttemperatur im Raum sinkt, sinkt entsprechend auch die Temperatur des Wassers im Gefäß, das Wasser zieht sich zusammen und seine Dichte nimmt zu. Wir wissen, dass darin Körper schwimmen, deren Dichte geringer ist als die Dichte der umgebenden Flüssigkeit. So ist es hier: Der Schwimmkörper, dessen Dichte nun der Dichte des umgebenden Wassers entspricht, beginnt zu schwimmen und zeigt einen Temperaturabfall an. Je mehr Blasen, desto niedriger die Temperatur, je weniger Blasen, desto höher (die Blasen sanken, weil sich das Wasser im Gefäß durch die Erwärmung ausdehnte und weniger dicht wurde – alles ist einfach und verständlich!) Dieses Thermometer ist es natürlich nicht sehr genau, aber eine Temperaturschätzung mit einem Fehler von 0,4 - 4 Grad ist möglich (abhängig von der Konstruktion des Thermometers, d. h. von der Anzahl der darin befindlichen Schwimmer). Aber am wichtigsten ist, dass er sehr gutaussehend ist!

„Wir müssen das als eines der allgemeinsten Gesetze der Wärme akzeptieren
„Alle Körper“ kommunizieren frei miteinander und sind nicht unterworfen
ungleiche äußere Einflüsse erreichen die gleiche Temperatur,
was das Thermometer anzeigt.
Joseph Schwarz
Intuitives Verständnis der Temperatur
entwickelt sich von den ersten Tagen unseres Lebens an. Jedoch
Die Herausforderungen, vor denen die Wissenschaft steht, erfordern immer mehr
genaue Interpretationen dessen, was wir durch die Sinne wahrnehmen.
Somit ein wichtiger Schritt in der Entwicklung der Thermiklehre
Phänomene bestand darin, Unterschiede zwischen Konzepten zu identifizieren
„Wärme“ und „Temperatur“. Der erste, der klar ist
formulierte die Idee der Notwendigkeit, sie zu unterscheiden,
war Schwarz. Interessante und informative Schöpfungsgeschichte
und der Einsatz von Temperaturmessgeräten –
Thermometer.
Heute werden Flüssigkeits- und Gasthermometer, Halbleiter- und
optisch. Und die Vielfalt der Temperaturen, die jetzt in die Wissenschaft eingeführt werden, ist großartig:
zwischen Elektronen- und Ionentemperaturen, Helligkeit und Farbe unterscheiden,
Lärm und Antenne usw.

Chronologie der Entstehung des Thermometers

Im Jahr 1597 erfand Galileo Galilei den ersten
Beobachtungsgerät wechseln
Temperatur (Thermoskop)
Im Jahr 1657 wurde Galileis Thermoskop gebaut
verbessert von Florentine
Wissenschaftler.
Die konstanten Punkte des Thermometers waren
im 18. Jahrhundert installiert.
Im Jahr 1714 wurde der niederländische Wissenschaftler D. Fahrenheit
machte ein Quecksilberthermometer.
Im Jahr 1730 gründete der französische Physiker R. Reaumur
schlug ein Alkoholthermometer vor.
Im Jahr 1848 gründete der englische Physiker William Thomson
(Lord Kelvin) hat die Möglichkeit bewiesen
Erstellen einer absoluten Temperaturskala.
William Thomson

Temperatur
Dabei handelt es sich um eine thermodynamische Größe, die den Grad der Erwärmung eines Körpers bestimmt. Körper,
diejenigen mit einer höheren Temperatur sind heißer. Entsprechend
Nach dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ist eine spontane Wärmeübertragung möglich
nur von Körpern mit höherer zu Körpern mit niedrigerer Temperatur. Fähig
thermisches Gleichgewicht, die Temperatur wird in allen Teilen willkürlich angeglichen
Komplexes System.
Ein Maß für Veränderungen der Körpertemperatur kann eine Veränderung in jedem sein
davon abhängige Eigenschaften, zum Beispiel Volumen, elektrischer Widerstand usw.
Die gebräuchlichste Methode zur Temperaturmessung ist die Volumenänderung. Dazu
Thermometergerät wurde gegründet. Das erste Thermometer wurde von Galileo erfunden
um 1600. Als thermometrischer Stoff, also Körper,
Beim Erhitzen dehnte es sich aus und verbrauchte Wasser. Zur Bestimmung
Körpertemperaturthermometer wird mit dem Körper in Kontakt gebracht; Von
Wenn das thermische Gleichgewicht erreicht ist, zeigt das Thermometer die Körpertemperatur an.
Um die Temperatur zu ändern, können Sie ein Bimetall verwenden
Platte. Eine solche Platte besteht aus zwei Metallen, beispielsweise einem Streifen
Eisen und ein daran angenieteter Zinkstreifen. Eisen und Zink dehnen sich aus
nicht das gleiche. Also 1 m Eisendraht, wenn er auf 100 Grad erhitzt wird
verlängert sich um 1 mm und 1 m Zinkdraht um 3 mm. Deshalb, wenn Sie heizen
Bimetallstreifen beginnt es sich in Richtung des Eisens zu biegen.

Verschiedene Körper dehnen sich bei Erwärmung unterschiedlich aus
Die Thermometerskala hängt von der thermometrischen Substanz ab. Für
Aus praktischen Gründen werden Thermometer nach Schmelzpunkten klassifiziert
oder kochen oder irgendein anderes, solange der Prozess
erfolgte bei konstanter Temperatur. Größte
Die Celsius-Skala (oder Celsius-Skala,
benannt nach dem schwedischen Physiker, der es vorgeschlagen hat). In diesem Maßstab
Eis schmilzt bei 0 Grad und Wasser kocht bei 100 Grad und
Der Abstand zwischen ihnen ist in jeweils einhundert Teile unterteilt
gilt als Abschluss. In England und den USA wird die Skala manchmal verwendet
Fahrenheit, wobei der Schmelzpunkt von Eis 32 beträgt
Grad, und der Siedepunkt von Wasser beträgt 212 Grad; in Frankreich - Skala
Réaumur: 0 Grad bzw. 80 Grad.
Nun einige praktische Ratschläge.
Nehmen Sie Eisen- und Zinkstreifen mit einer Dicke von etwa 5 mm und einer Länge
15-20 cm und 1 cm breit. Alle 1,5-2 cm verbinden
mit Nieten. Klemmen Sie ein Ende des Bimetalls fest
Platte anrichten und über Gas erhitzen. Die Platte wird sich verbiegen.

Erfindung des Thermometers

Wissenschaftler begannen schon vor sehr langer Zeit darüber nachzudenken, was Wärme ist.
Schon die antiken griechischen Philosophen beschäftigten sich mit dieser Frage. Aber
Sie konnten nichts anderes als die allgemeinsten Annahmen äußern.
Auch im Mittelalter gab es fast keine Vernunft
Ideen. Die Lehre von den thermischen Phänomenen beginnt sich erst zu entwickeln
Mitte des 18. Jahrhunderts Der Anstoß für die Entwicklung dieser Lehre war
Erfindung des Thermometers.
Viele Wissenschaftler arbeiteten an der Erfindung des Thermometers. Der Erste von
sie war Galileo Galilei. Ende des 16. Jahrhunderts. Galileo wurde interessiert
thermische Phänomene. Zur Messung der Erwärmung eines Körpers Galileo
beschlossen, die Eigenschaft der Luft auszunutzen, sich auszudehnen
Heizung. Er nahm ein dünnes Glasröhrchen, dessen eines Ende
endete in einer Kugel und senkte das andere offene Ende in einen Behälter mit
Wasser. Gleichzeitig erreichte er eine solche Position, dass das Wasser
füllte die Röhre teilweise. Jetzt, da sich die Luft im Ballon erwärmte
oder abgekühlt, der Wasserstand im Rohr fiel oder stieg, und
Anhand des Wasserstandes konnte man die „Wärme“ des Körpers beurteilen.
Galileis Gerät war sehr unvollkommen. Erstens war er es nicht
graduiert, es gab keine Unterteilungen auf der Röhre. Zweitens,
Der Wasserstand im Rohr hing nicht nur von der Lufttemperatur ab
Glaskugel, sondern auch aus atmosphärischem Druck.

Verbesserung des Thermometers

Nach Galileo waren viele Wissenschaftler an der Erfindung von Instrumenten beteiligt
mit deren Hilfe es möglich wäre, den thermischen Zustand von Körpern zu bestimmen.
Nach und nach wurde das Gerätedesign verbessert. Mitte des 17. Jahrhunderts.
Die Florence Academy of Experience schlug das in gezeigte Gerät vor
Zeichnung. Das Gerät hatte ein Glasrohrende
unten mit einer Kugel. Das obere Ende des Rohres wurde verschlossen. Kugel- und Rohrteil
Mit Alkohol gefüllt und entlang des Röhrchens wurden Perlen angebracht, die eine Schuppe bildeten
zum Ablesen der Temperatur. Die Messwerte dieses Geräts waren nicht mehr abhängig
Luftdruckwerte.
Es gab andere Thermometer. Insbesondere einer der ersten Designer
Es gab einen italienischen Arzt, Santorio, der sein Gerät verwendete
Messung der Temperatur bei Patienten. Dies war wahrscheinlich der erste praktische Einsatz eines Thermometers.
Trotz der Fortschritte bei der Konstruktion von Thermometern waren diese Instrumente immer noch vorhanden
sind immer noch sehr unvollkommen: Die allgemeine Temperatur wurde nicht ermittelt
Waage; für verschiedene Thermometer wurde es willkürlich eingestellt; anders
Thermometer zeigten unter gleichen Bedingungen unterschiedliche Werte
Temperatur.

Fahrenheit-Thermometer

Erstmals praxistaugliche Thermometer
begann mit der Herstellung durch einen Glasbläsermeister aus Holland
Fahrenheit zu Beginn des 18. Jahrhunderts. Zu diesem Zeitpunkt hatten Wissenschaftler es bereits getan
wusste, dass einige physikalische Prozesse ablaufen
immer mit dem gleichen Erwärmungsgrad.
Das Fahrenheit-Thermometer sah genauso aus wie das moderne
einfaches Thermometer. Als expandierender Körper
Fahrenheit konsumierte zunächst Alkohol und dann, 1714, Quecksilber.
Er benutzte verschiedene Skalen...
In seiner letzten Skala waren die wichtigsten Temperaturpunkte wie folgt:
1. Die Temperatur der Mischung aus Wasser, Eis und Speisesalz beträgt null Grad
2. Die Temperatur der Mischung aus Eis und Wasser beträgt 32 Grad. Menschliche Temperatur
Es stellte sich heraus, dass die Körpertemperatur auf der Fahrenheit-Skala 96 Grad betrug.
Fahrenheit betrachtete diese Temperatur als den dritten Hauptpunkt. Temperatur
Auf seiner Skala stellte sich heraus, dass der Siedepunkt von Wasser 180 Grad betrug.
Thermometer von Fahrenheit erlangten Berühmtheit und erlangten Einzug
verwenden. In einigen Ländern wurde bis dahin die Fahrenheit-Skala verwendet
bis jetzt

Réaumur und Celsius

Seit Fahrenheit wurden viele andere Skalen vorgeschlagen
und Thermometerdesigns. Von all diesen Maßstäben bis zu unserem
Es ist schon 2 Stunden. Erste Skala: 0 Grad – Temperatur
eine Mischung aus Wasser und Eis und 80 Grad – der Siedepunkt von Wasser
wurde 1730 vom französischen Wissenschaftler Réaumur vorgeschlagen
und trägt seinen Namen. Die zweite Skala ist nicht ganz richtig getragen
Name des schwedischen Astronomen Celsius. Celsius im Jahr 1742
schlug eine Celsius-Temperaturskala vor, bei der 0
Grad der Siedepunkt von Wasser wurde genommen und 100
Grad – Schmelztemperatur von Eis. Modern
Die Celsius-Skala, auch Celsius-Skala genannt, war
etwas später vorgeschlagen. Wie Sie wissen, ist sie eingetreten
verwendet und wird derzeit verwendet.
Celsius wusste bereits, dass der Siedepunkt von Wasser und
Die Schmelztemperatur von Eis hängt vom Luftdruck ab.
Nach der Erfindung des Geräts zur thermischen Messung der Physik
konnten mit der Untersuchung thermischer Phänomene beginnen.

Es ist interessant, dass...

...tatsächlich hat der schwedische Astronom und Physiker Celsius eine Skala vorgeschlagen
in dem der Siedepunkt von Wasser mit der Zahl 0 und dem Punkt bezeichnet wurde
schmelzendes Eis - Zahl 100. Etwas später wurde die Celsius-Skala angegeben
Der moderne Look ist sein Landsmann Stromer.
... Fahrenheit kam beim Lesen auf die Idee, selbst ein Thermometer herzustellen
über die Entdeckung des französischen Physikers Amonton, „dass Wasser kocht
fester Wärmegrad.“
...bis zum Ende des 18. Jahrhunderts erreichte die Zahl der Temperaturskalen zwei Dutzend.
...zu einer Zeit verwendeten sie in Physiklabors das sogenannte
Wägethermometer. Es bestand aus einer hohlen Platinkugel,
mit Quecksilber gefüllt, in dem sich ein Kapillarloch befand. Um
Temperaturänderungen wurden anhand der Menge des ausströmenden Quecksilbers beurteilt
Löcher.
…wenn die Temperatur auf der Erde nur um ein Grad sinkt
Es würde Energie freigesetzt, etwa eine Milliarde Mal mehr
jährlich von allen Kraftwerken der Welt erzeugt.

Abschluss

Das erste Thermometer entstand im Jahr
Galilei aus dem 16. Jahrhundert
Am weitesten verbreitet
Temperaturskalen erhalten
Fahrenheit und Celsius

Verwendete Quellen:
BI. Spassky „Physik in ihrer Entwicklung“, M. „Prosveshcheniye“, 1979
„Physik für die Jugend“, zusammengestellt von M.N. Alekseeva, M. „Aufklärung“, 1980
A.A. Leonovich „Physikalisches Kaleidoskop“, M. „Bureau Quantum“, 1994
„Enzyklopädisches Wörterbuch eines jungen Physikers“, M. „Pädagogik“, 1984

Beschreibung der Präsentation anhand einzelner Folien:

1 Folie

Folienbeschreibung:

2 Folie

Folienbeschreibung:

Forschungsziele 1. Finden Sie heraus, wann und wer erstmals auf die Idee kam, den Grad der Erwärmung von Körpern zu messen. 3. Überwachen Sie, wie schnell die Wissenschaft ein Gerät erhielt, das zur genauen Temperaturmessung geeignet ist.

3 Folie

Folienbeschreibung:

Hypothese Ein Gerät zur Temperaturmessung wurde vor langer Zeit entwickelt und hieß Thermometer. Es gibt viele Temperaturskalen.

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Von den ersten Tagen unseres Lebens an entwickelt sich eine intuitive Vorstellung von der Temperatur. Die Herausforderungen, vor denen die Wissenschaft steht, erfordern jedoch immer präzisere Interpretationen dessen, was wir mit unseren Sinnen wahrnehmen. Ein wichtiger Schritt in der Entwicklung der Lehre von thermischen Phänomenen war daher die Identifizierung des Unterschieds zwischen den Konzepten „Wärme“ und „Temperatur“. Die erste Person, die die Idee der Notwendigkeit, sie zu unterscheiden, klar formulierte, war Black. Die Geschichte der Entwicklung und Verwendung von Instrumenten zur Temperaturmessung – Thermometer – ist interessant und aufschlussreich. Heute sind Flüssigkeits- und Gasthermometer, Halbleiter- und optische Thermometer bekannt. Und die Vielfalt der nun in der Wissenschaft eingeführten Temperaturen ist groß: Sie unterscheiden zwischen Elektronen- und Ionentemperaturen, Helligkeit und Farbe, Rauschen und Antenne usw. „Als eines der allgemeinsten Gesetze der Wärme müssen wir annehmen, dass „alle Körper“, die frei miteinander kommunizieren und keinen ungleichen äußeren Einflüssen ausgesetzt sind, die gleiche Temperatur erreichen, wie das Thermometer anzeigt.“ Joseph Schwarz

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Erfindung des Thermometers Schon vor langer Zeit begannen Wissenschaftler darüber nachzudenken, was Wärme ist. Schon die antiken griechischen Philosophen beschäftigten sich mit dieser Frage. Aber sie waren nicht in der Lage, etwas anderes als die allgemeinsten Annahmen auszudrücken. Auch im Mittelalter wurden fast keine intelligenten Ideen geäußert. Die Lehre von thermischen Phänomenen begann sich erst Mitte des 18. Jahrhunderts zu entwickeln. Den Anstoß für die Entwicklung dieser Lehre gab die Erfindung des Thermometers. Viele Wissenschaftler arbeiteten an der Erfindung des Thermometers. Der erste von ihnen war Galileo Galilei. Ende des 16. Jahrhunderts. Galileo begann sich für thermische Phänomene zu interessieren. Um die Wärme eines Körpers zu messen, nutzte Galileo die Eigenschaft der Luft, sich bei Erwärmung auszudehnen. Er nahm ein dünnes Glasrohr, dessen eines Ende in einer Kugel endete, und senkte das andere offene Ende in ein Gefäß mit Wasser. Gleichzeitig erreichte er eine solche Position, dass das Wasser das Rohr teilweise füllte. Wenn sich nun die Luft in der Kugel erwärmte oder abkühlte, sank oder stieg der Wasserspiegel in der Röhre, und anhand des Wasserspiegels konnte man die „Erwärmung“ des Körpers beurteilen. Galileis Gerät war sehr unvollkommen. Erstens war es nicht graduiert, es gab keine Unterteilungen auf der Röhre. Zweitens hing der Wasserstand in der Röhre nicht nur von der Lufttemperatur in der Glaskugel ab, sondern auch vom Atmosphärendruck.

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Fahrenheit-Thermometer Erstmals begann ein Glasbläsermeister aus Holland Fahrenheit zu Beginn des 18. Jahrhunderts mit der Herstellung praxistauglicher Thermometer. Zu diesem Zeitpunkt wussten Wissenschaftler bereits, dass einige physikalische Prozesse immer bei der gleichen Erwärmungsstufe ablaufen. Das Fahrenheit-Thermometer sah genauso aus wie ein modernes einfaches Thermometer. Fahrenheit verwendete zunächst Alkohol als expandierenden Körper und dann, 1714, Quecksilber. Er verwendete verschiedene Skalen. In seiner letzten Skala waren die wichtigsten Temperaturpunkte die folgenden: 1. Temperatur der Mischung aus Wasser, Eis und Speisesalz – null Grad 2. Temperatur der Mischung aus Eis und Wasser – 32 Grad. Die Temperatur des menschlichen Körpers betrug auf der Fahrenheit-Skala 96 Grad. Fahrenheit betrachtete diese Temperatur als den dritten Hauptpunkt. Auf seiner Skala stellte sich heraus, dass der Siedepunkt von Wasser 180 Grad betrug. Thermometer von Fahrenheit erlangten Berühmtheit und kamen zum Einsatz. Die Fahrenheit-Skala wurde in einigen Ländern bis in unsere Zeit verwendet.

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Literatur B.I. Spassky „Physik in ihrer Entwicklung“, M. „Aufklärung“, 1979 „Physik für die Jugend“, zusammengestellt von M.N. Alekseeva, M. „Aufklärung“, 1980 A.A. Leonovich „Physikalisches Kaleidoskop“, M. „Bureau Quantum“, 1994 „Enzyklopädisches Wörterbuch eines jungen Physikers“, M. „Pädagogik“, 1984