घर · उपकरण · थर्मामीटर का इतिहास: पहले थर्मामीटर का आविष्कार कैसे हुआ? "थर्मामीटर का इतिहास" विषय पर प्रस्तुति थर्मामीटर प्रस्तुति के निर्माण का इतिहास

थर्मामीटर का इतिहास: पहले थर्मामीटर का आविष्कार कैसे हुआ? "थर्मामीटर का इतिहास" विषय पर प्रस्तुति थर्मामीटर प्रस्तुति के निर्माण का इतिहास

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कई तापमान पैमाने हैं तापमान मापने के लिए एक उपकरण बहुत समय पहले बनाया गया था और इसे थर्मामीटर कहा जाता था।

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तापमान का सहज ज्ञान हमारे जीवन के पहले दिनों से विकसित होता है। हालाँकि, विज्ञान के सामने आने वाले कार्यों में हम इंद्रियों के माध्यम से जो अनुभव करते हैं उसकी अधिक से अधिक सटीक व्याख्या की आवश्यकता होती है। इस प्रकार, थर्मल घटना के सिद्धांत के विकास में एक महत्वपूर्ण चरण "गर्मी" और "तापमान" की अवधारणाओं के बीच अंतर की पहचान थी। उनके बीच अंतर करने की आवश्यकता के विचार को स्पष्ट रूप से व्यक्त करने वाले पहले व्यक्ति ब्लैक थे। तापमान मापने के लिए उपकरणों - थर्मामीटर - के निर्माण और उपयोग का इतिहास दिलचस्प और जानकारीपूर्ण है। “हमें गर्मी के सबसे सामान्य नियमों में से एक के रूप में स्वीकार करना चाहिए कि” सभी पिंड”, एक दूसरे के साथ स्वतंत्र रूप से संचार करते हुए और असमान बाहरी प्रभावों के अधीन नहीं, एक ही तापमान प्राप्त करते हैं, जो एक थर्मामीटर द्वारा इंगित किया जाता है। जोसेफ ब्लैक आज, तरल और गैस थर्मामीटर, अर्धचालक और ऑप्टिकल थर्मामीटर ज्ञात हैं। और अब विज्ञान में पेश किए गए तापमान की विविधता बहुत बढ़िया है: वे इलेक्ट्रॉन और आयन तापमान, चमक और रंग, शोर और एंटीना, आदि के बीच अंतर करते हैं।

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थर्मामीटर के निर्माण का कालक्रम 1597 में, गैलीलियो गैलीली ने तापमान परिवर्तन देखने के लिए पहले उपकरण (थर्मोस्कोप) का आविष्कार किया। 1657 में, फ्लोरेंटाइन वैज्ञानिकों द्वारा गैलीलियो के थर्मोस्कोप में सुधार किया गया। 18वीं शताब्दी में स्थायी थर्मामीटर पॉइंट स्थापित किए गए थे। 1714 में डच वैज्ञानिक डी. फारेनहाइट ने पारा थर्मामीटर बनाया। 1730 में, फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी आर. रेउमुर ने अल्कोहल थर्मामीटर का प्रस्ताव रखा। 1848 में, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी विलियम थॉमसन (लॉर्ड केल्विन) ने एक पूर्ण तापमान पैमाना बनाने की संभावना साबित की। विलियम थॉमसन

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यह एक थर्मोडायनामिक मात्रा है जो शरीर के ताप की डिग्री निर्धारित करती है। जिन पिंडों का तापमान अधिक होता है वे अधिक गर्म होते हैं। ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम के अनुसार, ऊष्मा का स्वतःस्फूर्त स्थानांतरण केवल अधिक तापमान वाले पिंडों से कम तापमान वाले पिंडों में ही संभव है। तापीय संतुलन की स्थिति में, एक मनमाने ढंग से जटिल प्रणाली के सभी हिस्सों में तापमान बराबर हो जाता है। शरीर के तापमान में परिवर्तन का माप उस पर निर्भर कुछ गुणों में परिवर्तन हो सकता है, उदाहरण के लिए, आयतन, विद्युत प्रतिरोध, आदि। अक्सर, आयतन में परिवर्तन का उपयोग तापमान को मापने के लिए किया जाता है। थर्मामीटर का उपकरण इसी पर आधारित है। पहले थर्मामीटर का आविष्कार गैलीलियो ने 1600 के आसपास किया था। थर्मोमेट्रिक पदार्थ के रूप में, यानी गर्म होने पर फैलने वाले पिंड के रूप में, इसमें पानी का उपयोग किया जाता था। शरीर का तापमान निर्धारित करने के लिए, थर्मामीटर को शरीर के संपर्क में लाया जाता है; जब तापीय संतुलन पहुँच जाता है, तो थर्मामीटर शरीर का तापमान दिखाता है। तापमान बदलने के लिए आप बाईमेटेलिक प्लेट का उपयोग कर सकते हैं। ऐसी प्लेट में दो धातुएँ होती हैं, उदाहरण के लिए, लोहे की एक पट्टी और उस पर जस्ता की एक पट्टी। आयरन और जिंक का विस्तार अलग-अलग होता है। तो, 1 मीटर लोहे का तार, जब 100 डिग्री तक गरम किया जाता है, 1 मिमी लंबा हो जाता है, और 1 मीटर जस्ता तार - 3 मिमी लंबा हो जाता है। इसलिए, यदि किसी द्विधातु प्लेट को गर्म किया जाए तो वह लोहे की ओर झुकना शुरू कर देगी। तापमान

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गर्म होने पर अलग-अलग पिंड अलग-अलग तरह से फैलते हैं, इसलिए थर्मामीटर का पैमाना थर्मोमेट्रिक पदार्थ पर निर्भर करता है। व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए, थर्मामीटर को पिघलने या क्वथनांक या किसी अन्य के संदर्भ में कैलिब्रेट किया जाता है, जब तक कि प्रक्रिया एक स्थिर तापमान पर होती है। सबसे आम है सेंटीग्रेड स्केल (या स्वीडिश भौतिक विज्ञानी के बाद सेल्सियस स्केल, जिसने इसे प्रस्तावित किया था)। इस पैमाने पर, बर्फ 0 डिग्री पर पिघलती है और पानी 100 डिग्री पर उबलता है, और उनके बीच की दूरी को एक सौ भागों में विभाजित किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक को एक डिग्री माना जाता है। इंग्लैंड और संयुक्त राज्य अमेरिका में, कभी-कभी फ़ारेनहाइट पैमाने का उपयोग किया जाता है, जिसमें बर्फ का पिघलने बिंदु 32 डिग्री होता है, और पानी का क्वथनांक 212 डिग्री होता है; फ़्रांस में, रेउमुर स्केल: क्रमशः 0 डिग्री और 80। अब कुछ व्यावहारिक सलाह के लिए. लगभग 5 मिमी मोटी, 15-20 सेमी लंबी और 1 सेमी चौड़ी लोहे और जस्ता की पट्टियां लें। उन्हें हर 1.5-2 सेमी पर रिवेट्स से जोड़ें। द्विधात्विक पट्टी के एक सिरे को एक शिकंजे में जकड़ें और इसे गैस पर गर्म करें। प्लेट झुक जायेगी.

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गर्मी क्या है इसके बारे में वैज्ञानिक बहुत लंबे समय तक सोचने लगे। यहां तक ​​कि प्राचीन यूनानी दार्शनिकों ने भी इस प्रश्न पर विचार किया था। लेकिन वे सबसे सामान्य धारणाओं के अलावा कुछ भी व्यक्त नहीं कर सके। मध्य युग में भी लगभग कोई उचित विचार व्यक्त नहीं किये गये थे। थर्मल घटना का सिद्धांत केवल 18वीं शताब्दी के मध्य में विकसित होना शुरू हुआ। इस सिद्धांत के विकास की शुरुआत के लिए प्रेरणा थर्मामीटर का आविष्कार था। थर्मामीटर के आविष्कार पर कई वैज्ञानिकों ने काम किया। इनमें से पहले गैलीलियो गैलीली थे। XVI सदी के अंत में. गैलीलियो को तापीय घटनाओं में रुचि हो गई। किसी पिंड की गर्मी को मापने के लिए, गैलीलियो ने गर्म होने पर विस्तार करने के लिए हवा की संपत्ति का उपयोग करने का निर्णय लिया। उसने एक पतली कांच की ट्यूब ली, जिसका एक सिरा एक गेंद के रूप में समाप्त होता था, और दूसरे खुले सिरे को पानी के एक बर्तन में डाल दिया। साथ ही उन्होंने ऐसी स्थिति हासिल की कि पानी नली में आंशिक रूप से भर गया। अब, जब गेंद में हवा गर्म या ठंडी होती थी, तो ट्यूब में पानी का स्तर गिर जाता था या बढ़ जाता था, और पानी के स्तर का उपयोग शरीर के "गर्म होने" का आकलन करने के लिए किया जा सकता था। गैलीलियो का उपकरण अत्यंत अपूर्ण था। सबसे पहले, इसे स्नातक नहीं किया गया था, ट्यूब पर कोई विभाजन लागू नहीं किया गया था। दूसरे, ट्यूब में पानी का स्तर न केवल कांच की गेंद में हवा के तापमान पर निर्भर करता है, बल्कि वायुमंडलीय दबाव पर भी निर्भर करता है। थर्मामीटर का आविष्कार

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थर्मामीटर में सुधार गैलीलियो के बाद, कई वैज्ञानिक ऐसे उपकरणों के आविष्कार में लगे हुए थे जिनके साथ निकायों की थर्मल स्थिति निर्धारित करना संभव होगा। धीरे-धीरे, उपकरण में सुधार किया गया। XVII सदी के मध्य में। फ्लोरेंटाइन एकेडमी ऑफ एक्सपीरियंस ने चित्र में दिखाए गए उपकरण का प्रस्ताव रखा। यह उपकरण एक कांच की ट्यूब थी जिसके अंत में नीचे एक गेंद थी। ट्यूब के ऊपरी सिरे को सील कर दिया गया था। गेंद और ट्यूब का हिस्सा शराब से भर दिया गया था, और मोतियों को ट्यूब के साथ रखा गया था, जिससे तापमान को पढ़ने के लिए एक पैमाना बनाया गया था। इस उपकरण की रीडिंग अब वायुमंडलीय दबाव के मूल्य पर निर्भर नहीं रही। अन्य थर्मामीटर भी थे। विशेष रूप से, पहले डिजाइनरों में से एक इतालवी डॉक्टर सैंटोरियो थे, जिन्होंने रोगियों के तापमान को मापने के लिए अपने उपकरण का उपयोग किया था। यह संभवतः थर्मामीटर का पहला व्यावहारिक प्रयोग था। थर्मामीटर के डिज़ाइन में प्रगति के बावजूद, ये उपकरण अभी भी बहुत अपूर्ण थे: एक सामान्य तापमान पैमाना स्थापित नहीं किया गया था; विभिन्न थर्मामीटरों के लिए, इसे मनमाने ढंग से सेट किया गया था; अलग-अलग थर्मामीटरों ने समान परिस्थितियों में अलग-अलग तापमान दिखाया।

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फ़ारेनहाइट थर्मामीटर अपने नवीनतम पैमाने में, मुख्य तापमान बिंदु इस प्रकार थे: पानी, बर्फ और टेबल नमक के मिश्रण का तापमान शून्य डिग्री है; बर्फ और पानी के मिश्रण का तापमान 32 डिग्री है। फ़ारेनहाइट पैमाने पर मानव शरीर का तापमान 96 डिग्री निकला। फ़ारेनहाइट ने इस तापमान को तीसरा मुख्य बिंदु माना। उसके पैमाने पर पानी का क्वथनांक 180 डिग्री था। फ़ारेनहाइट द्वारा बनाए गए थर्मामीटर ने प्रसिद्धि प्राप्त की और उपयोग में आने लगे। फ़ारेनहाइट पैमाने का उपयोग हमारे समय तक कुछ देशों में किया जाता था। पहली बार, व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए उपयुक्त थर्मामीटर 18वीं शताब्दी की शुरुआत में हॉलैंड फ़ारेनहाइट के एक मास्टर ग्लास ब्लोअर द्वारा बनाया जाने लगा। इस समय तक, वैज्ञानिकों को पहले से ही पता था कि कुछ भौतिक प्रक्रियाएँ हमेशा ताप की समान डिग्री पर होती हैं। फ़ारेनहाइट थर्मामीटर एक आधुनिक साधारण थर्मामीटर जैसा ही दिखता था। एक विस्तारित पिंड के रूप में, फ़ारेनहाइट ने पहले शराब का उपयोग किया, और फिर, 1714 में, पारा का। उन्होंने अलग-अलग पैमानों का इस्तेमाल किया.

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रेउमुर और सेल्सियस फारेनहाइट के बाद, कई अन्य पैमाने और थर्मामीटर डिजाइन प्रस्तावित किए गए हैं। इन सभी पैमानों में से दो हमारे समय में आ गए हैं। पहला पैमाना: 0 डिग्री - पानी और बर्फ के मिश्रण का तापमान और 80 डिग्री - पानी का क्वथनांक 1730 में फ्रांसीसी वैज्ञानिक रेउमुर द्वारा प्रस्तावित किया गया था और उसका नाम रखा गया है। दूसरे पैमाने पर गलती से स्वीडिश खगोलशास्त्री सेल्सियस का नाम अंकित है। 1742 में सेल्सियस ने एक सेंटीग्रेड तापमान पैमाना प्रस्तावित किया, जिसमें 0 डिग्री को पानी के क्वथनांक के रूप में और 100 डिग्री को बर्फ के पिघलने बिंदु के रूप में लिया गया। आधुनिक सेंटीग्रेड स्केल, जिसे सेल्सियस स्केल कहा जाता है, कुछ समय बाद प्रस्तावित किया गया था। जैसा कि आप जानते हैं, यह प्रयोग में आया और वर्तमान में भी प्रयोग किया जाता है। सेल्सियस को पहले से ही पता था कि पानी का क्वथनांक और बर्फ का गलनांक हवा के दबाव पर निर्भर करता है। थर्मल माप के लिए उपकरण के आविष्कार के बाद, भौतिक विज्ञानी थर्मल घटनाओं का अध्ययन शुरू करने में सक्षम हुए।

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यह उत्सुक है कि ... ... वास्तव में, स्वीडिश खगोलशास्त्री और भौतिक विज्ञानी सेल्सियस ने एक पैमाना प्रस्तावित किया था जिसमें पानी के क्वथनांक को संख्या 0 और बर्फ के पिघलने बिंदु को संख्या 100 द्वारा दर्शाया गया था। कुछ समय बाद सेल्सियस पैमाने को उनके हमवतन स्ट्रोमर ने आधुनिक रूप दिया था। ... फ़ारेनहाइट खुद थर्मामीटर बनाने के विचार से उत्साहित हो गए जब उन्होंने फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी अमोन्टन की खोज के बारे में पढ़ा, "कि पानी गर्मी की एक निश्चित डिग्री पर उबलता है।" ...18वीं शताब्दी के अंत तक, तापमान पैमानों की संख्या दो दर्जन तक पहुंच गई। ... एक समय में भौतिक प्रयोगशालाओं में तथाकथित वजन थर्मामीटर का उपयोग किया जाता था। इसमें पारे से भरी एक खोखली प्लैटिनम गेंद होती थी, जिसमें एक केशिका छिद्र होता था। तापमान में बदलाव का अंदाजा छेद से निकलने वाले पारे की मात्रा से लगाया गया। ...पृथ्वी के तापमान में केवल एक डिग्री की कमी के साथ, ऊर्जा जारी होगी जो दुनिया के सभी बिजली संयंत्रों द्वारा सालाना उत्पन्न होने वाली ऊर्जा से लगभग एक अरब गुना अधिक है।

यह एक थर्मोडायनामिक मात्रा है जो शरीर के ताप की डिग्री निर्धारित करती है। जिन पिंडों का तापमान अधिक होता है वे अधिक गर्म होते हैं। ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम के अनुसार, ऊष्मा का स्वतःस्फूर्त स्थानांतरण केवल अधिक तापमान वाले पिंडों से कम तापमान वाले पिंडों में ही संभव है। तापीय संतुलन की स्थिति में, एक मनमाने ढंग से जटिल प्रणाली के सभी हिस्सों में तापमान बराबर हो जाता है। शरीर के तापमान में परिवर्तन का माप उस पर निर्भर कुछ गुणों में परिवर्तन हो सकता है, उदाहरण के लिए, आयतन, विद्युत प्रतिरोध, आदि। अक्सर, आयतन में परिवर्तन का उपयोग तापमान को मापने के लिए किया जाता है। थर्मामीटर का उपकरण इसी पर आधारित है। पहले थर्मामीटर का आविष्कार गैलीलियो ने 1600 के आसपास किया था। थर्मोमेट्रिक पदार्थ के रूप में, यानी गर्म होने पर फैलने वाले पिंड के रूप में, इसमें पानी का उपयोग किया जाता था। शरीर का तापमान निर्धारित करने के लिए, थर्मामीटर को शरीर के संपर्क में लाया जाता है; जब तापीय संतुलन पहुँच जाता है, तो थर्मामीटर शरीर का तापमान दिखाता है। तापमान बदलने के लिए आप बाईमेटेलिक प्लेट का उपयोग कर सकते हैं। ऐसी प्लेट में दो धातुएँ होती हैं, उदाहरण के लिए, लोहे की एक पट्टी और उस पर जस्ता की एक पट्टी। आयरन और जिंक का विस्तार अलग-अलग होता है। तो, 1 मीटर लोहे का तार, जब 100 डिग्री तक गरम किया जाता है, 1 मिमी लंबा हो जाता है, और 1 मीटर जस्ता तार - 3 मिमी लंबा हो जाता है। इसलिए, यदि किसी द्विधातु प्लेट को गर्म किया जाए तो वह लोहे की ओर झुकना शुरू कर देगी।

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तापमान एक भौतिक मात्रा है जो थर्मोडायनामिक संतुलन की स्थिति में मैक्रोस्कोपिक प्रणाली के कणों की औसत गतिज ऊर्जा को दर्शाती है। संतुलन अवस्था में, सिस्टम के सभी स्थूल भागों के लिए तापमान का मान समान होता है।

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आइए हम तीन गहरे कप लें, जिनमें से एक में बहुत ठंडा पानी होगा, दूसरे में गर्म, और तीसरे में एक डिकैन्टर से पानी होगा जो लंबे समय से कमरे में खड़ा है। एक हाथ को कुछ देर गर्म पानी में और दूसरे हाथ को ठंडे पानी में रखें। उसके बाद, हम दोनों हाथों को डिकैन्टर से पानी की एक प्लेट में डालेंगे। हम महसूस करेंगे कि एक हाथ के लिए वही पानी दूसरे हाथ की तुलना में अधिक गर्म होगा। इस अनुभव से पता चलता है कि गर्मी की अनुभूति भ्रामक हो सकती है, और शरीर का तापमान इंद्रियों की मदद से विश्वसनीय रूप से निर्धारित नहीं किया जा सकता है। यहीं पर थर्मामीटर काम आता है। जब किसी पिंड का तापमान बदलता है, तो उसके कुछ गुण, जैसे आयतन, बदल जाते हैं। यह थर्मामीटर का आधार है। आइए एक प्रयोग करें

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19वीं सदी के अंत में, यह स्थापित किया गया था कि तापमान एक स्थूल प्रणाली के तापीय संतुलन की स्थिति और उसके कणों की तापीय गति की तीव्रता को दर्शाता है। साथ ही, यह साबित हुआ कि: जब अलग-अलग तापमान वाले शरीर संपर्क में आते हैं, तो ऊर्जा हमेशा उच्च तापमान वाले शरीर से कम तापमान वाले शरीर में स्थानांतरित होती है; एक दूसरे के साथ तापीय संतुलन में सभी पिंडों का तापमान समान होता है।

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गैलीलियो का थर्मोस्कोप थर्मोडायनामिक्स का इतिहास तब शुरू हुआ, जब 1592 में, गैलीलियो गैलीली ने तापमान परिवर्तन देखने के लिए पहला उपकरण बनाया, इसे थर्मोस्कोप कहा गया। बाद में, फ्लोरेंटाइन वैज्ञानिकों ने गैलीलियो के थर्मोस्कोप में मोतियों का एक स्केल जोड़कर और गेंद से हवा को पंप करके सुधार किया।

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थर्मोस्कोप थर्मोस्कोप सोल्डर ग्लास ट्यूब वाली एक छोटी कांच की गेंद थी। गेंद को गर्म किया गया और ट्यूब के सिरे को पानी में उतारा गया। जब गेंद को ठंडा किया गया, तो उसमें दबाव कम हो गया और वायुमंडलीय दबाव की कार्रवाई के तहत ट्यूब में पानी एक निश्चित ऊंचाई तक ऊपर की ओर बढ़ गया। गर्मी बढ़ने से पाइपों में पानी का स्तर नीचे चला गया। डिवाइस का नुकसान यह था कि यह केवल शरीर के गर्म होने या ठंडा होने की सापेक्ष डिग्री का आकलन कर सकता था, क्योंकि इसमें अभी तक कोई पैमाना नहीं था।

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थर्मोस्कोप अनुभव विशेष रूप से उल्लेखनीय गैलीलियो का थर्मोस्कोप अनुभव है, जो 1597 के आसपास पडुआ काल का है। प्रयोग के डिजाइन और कार्यान्वयन दोनों में। अनुभव इस प्रकार है. हाथ एक अंडे के आकार के फ्लास्क को गर्म करते हैं; फ्लास्क की गर्दन लंबी और पतली होती है, गेहूं के डंठल की तरह, जिसे पानी के कटोरे में डाला जाता है। यदि आप फ्लास्क से अपने हाथ हटाते हैं, तो बर्तन ठंडा होने पर कटोरे से पानी गर्दन में ऊपर आना शुरू हो जाएगा। गैलीलियो के पूर्व छात्र, बेनेडेटो कैस्टेली, 1638 में लिखते हैं: "इस प्रभाव का उपयोग उपरोक्त हस्ताक्षरकर्ता गैलीली द्वारा गर्मी और ठंड की डिग्री निर्धारित करने के लिए एक उपकरण बनाने के लिए किया गया था।" गर्मी और ठंड की डिग्री मापने की संभावना गैलीलियो के दिमाग में नहीं आई होगी, क्योंकि उनकी शिक्षा के अनुसार, ठंड और गर्मी पदार्थ में मिश्रित अलग-अलग गुण हैं। गैलीलियो ने सिखाया, और बाद में (1623 में) सीधे सैगियाटोर (एस्सेयर) में लिखा, कि ठंड एक सकारात्मक गुण नहीं है, बल्कि केवल गर्मी की अनुपस्थिति है, ठंड पदार्थ में नहीं, बल्कि एक संवेदनशील शरीर में रहती है।

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पहला तरल थर्मामीटर 17वीं शताब्दी में, फ्लोरेंटाइन वैज्ञानिक टोरिसेली द्वारा एक वायु थर्मोस्कोप को अल्कोहल थर्मामीटर में परिवर्तित किया गया था। उपकरण को उल्टा कर दिया गया, पानी वाले बर्तन को हटा दिया गया और शराब को ट्यूब में डाल दिया गया। डिवाइस का संचालन गर्म होने पर अल्कोहल के विस्तार पर आधारित था - अब रीडिंग वायुमंडलीय दबाव पर निर्भर नहीं थी। यह पहले तरल थर्मामीटरों में से एक था। उस समय, उपकरणों की रीडिंग अभी तक एक-दूसरे के अनुरूप नहीं थी, क्योंकि तराजू को कैलिब्रेट करते समय किसी विशिष्ट प्रणाली को ध्यान में नहीं रखा गया था।

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फ्लोरेंटाइन थर्मामीटर थर्मोस्कोप का डिज़ाइन टोरिसेली और प्रयोग अकादमी के सदस्यों द्वारा इतना सुधार किया गया और विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए इतना सुविधाजनक साबित हुआ कि 17 वीं शताब्दी में "फ्लोरेंटाइन थर्मामीटर" प्रसिद्ध हो गया। उन्हें बॉयल द्वारा इंग्लैंड में पेश किया गया था और खगोलशास्त्री बुलो (1605-1694) की बदौलत फ्रांस में फैल गया, जिन्हें पोलिश राजनयिक से उपहार के रूप में ऐसा थर्मामीटर मिला था।

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अमोन्टन का थर्मामीटर 1702 में, गिलाउम अमोन्टन (1663...1703) ने एक थर्मामीटर का निर्माण करके गैलीलियो के वायु थर्मामीटर में सुधार किया जो मूल रूप से आधुनिक गैस के साथ मेल खाता था। अमोन्टन का थर्मामीटर एक यू-आकार की कांच की ट्यूब थी, जिसका छोटा पैर हवा वाले भंडार में समाप्त होता था; टैंक में हवा की निरंतर मात्रा बनाए रखने के लिए आवश्यक मात्रा में पारा एक लंबी कोहनी में डाला गया था। तापमान का निर्धारण पारा स्तंभ की ऊंचाई से किया जाता था। दिलचस्प बात यह है कि इस उपकरण के साथ, जिसे बड़ी अस्वीकृति मिली थी, अमोन्टन निरपेक्ष शून्य की अवधारणा पर पहुंचे, जो उनके डेटा के अनुसार -239.5 डिग्री सेल्सियस के अनुरूप था। लैंबर्ट ने अमोन्टन के प्रयोगों को अधिक सटीकता के साथ दोहराया और निरपेक्ष शून्य की अवधारणा पर भी आए। , जिसे वह इस प्रकार व्यक्त करते हैं: “शून्य के बराबर गर्मी की डिग्री को वास्तव में पूर्ण ठंड कहा जा सकता है। इसका मतलब यह है कि अत्यधिक ठंड में हवा का आयतन शून्य के बराबर या लगभग बराबर होता है। यह कहा जा सकता है कि अत्यधिक ठंड में हवा इतनी घनी हो जाती है कि उसके कण एक-दूसरे के बिल्कुल संपर्क में रहते हैं, जिससे हवा अभेद्य हो जाती है।

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पैमाने के चरम बिंदु 1694 में, कार्लो रेनाल्डिनी ने प्रस्तावित किया कि दो चरम बिंदु बर्फ का पिघलने का तापमान और पानी का क्वथनांक होंगे।

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फ़ारेनहाइट थर्मामीटर थर्मामीटर के डिज़ाइन में निर्णायक सुधार जर्मन गेब्रियल डैनियल फ़ारेनहाइट (1686 ... 1736) द्वारा किया गया था, जिन्होंने ओलाफ रोमर के विचार का उपयोग किया था। फ़ारेनहाइट ने उस रूप में पारा और अल्कोहल थर्मामीटर बनाए जो आज उपयोग किए जाते हैं। उनके थर्मामीटर की सफलता पारे को शुद्ध करने की उनकी नई विधि में पाई जा सकती है; इसके अलावा, सील करने से पहले, उन्होंने ट्यूब में तरल को उबाला।

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फारेनहाइट पैमाना 1714 में डी. जी. फारेनहाइट ने पारा थर्मामीटर बनाया। पैमाने पर, उन्होंने तीन निश्चित बिंदु चिह्नित किए: निचला, 32°F, खारा का हिमांक बिंदु था, 96° मानव शरीर का तापमान था, और शीर्ष, 212°F, पानी का क्वथनांक था। फ़ारेनहाइट थर्मामीटर का उपयोग 20वीं सदी के 70 के दशक तक अंग्रेजी भाषी देशों में किया जाता था, और अभी भी संयुक्त राज्य अमेरिका में इसका उपयोग किया जाता है।

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रेउमुर स्केल 1730 में, उन्होंने थर्मामीटर में अल्कोहल के उपयोग का प्रस्ताव रखा और फ़ारेनहाइट स्केल की तरह मनमाने ढंग से नहीं, बल्कि अल्कोहल के थर्मल विस्तार के अनुसार निर्मित एक स्केल पेश किया। उन्होंने अल्कोहल थर्मामीटर के साथ प्रयोग किए और इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि स्केल को अल्कोहल के थर्मल विस्तार के अनुसार बनाया जा सकता है। यह स्थापित करने के बाद कि वह जिस अल्कोहल का उपयोग करता है, उसे 5:1 के अनुपात में पानी के साथ मिलाया जाता है, जब तापमान हिमांक से पानी के क्वथनांक तक बदलता है, तो 1000:1080 के अनुपात में फैलता है, वैज्ञानिक ने 0 से एक पैमाने का उपयोग करने का प्रस्ताव रखा। 80 डिग्री तक. बर्फ के पिघलने के तापमान को 0° और सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर पानी के क्वथनांक को 80° के रूप में लिया जाता है। रेने एंटोनी फेरचोट डी रेउमुर (1683-1757) ने पारे के कम विस्तार गुणांक के कारण थर्मामीटर में पारे के उपयोग को अस्वीकार कर दिया।

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सेल्सियस स्केल 1742 में, स्वीडिश वैज्ञानिक एंड्रेस सेल्सियस ने पारा थर्मामीटर के लिए एक स्केल प्रस्तावित किया, जिसमें चरम बिंदुओं के बीच के अंतराल को 100 डिग्री में विभाजित किया गया था। इस मामले में, पहले पानी का क्वथनांक 0° और बर्फ का पिघलने का तापमान 100° निर्धारित किया गया था। हालाँकि, इस रूप में, पैमाना बहुत सुविधाजनक नहीं निकला, और बाद में खगोलशास्त्री एम. स्ट्रेमर और वनस्पतिशास्त्री के. लिनिअस ने चरम बिंदुओं को बदलने का फैसला किया।

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लोमोनोसोव स्केल एमवी लोमोनोसोव ने बर्फ के पिघलने बिंदु से पानी के क्वथनांक तक 150 डिवीजनों के पैमाने के साथ एक तरल थर्मामीटर का प्रस्ताव रखा।

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केल्विन स्केल 19वीं शताब्दी की शुरुआत में, अंग्रेजी वैज्ञानिक लॉर्ड केल्विन ने एक पूर्ण थर्मोडायनामिक स्केल का प्रस्ताव रखा। उसी समय, केल्विन ने पूर्ण शून्य की अवधारणा की पुष्टि की, जो उस तापमान को दर्शाता है जिस पर अणुओं की तापीय गति रुक ​​जाती है। सेल्सियस में यह -273.15°C होता है।

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यदि 18वीं शताब्दी में तापमान माप प्रणालियों के क्षेत्र में खोजों का वास्तविक "उछाल" था, तो पिछली शताब्दी से तापमान माप विधियों के क्षेत्र में खोजों का एक नया समय शुरू हुआ है। आज, उद्योग में, घर पर, वैज्ञानिक अनुसंधान में कई उपकरण उपयोग किए जाते हैं - विस्तार थर्मामीटर और मैनोमेट्रिक थर्मामीटर, थर्मोइलेक्ट्रिक और प्रतिरोध थर्मामीटर, साथ ही पाइरोमेट्रिक थर्मामीटर जो आपको गैर-संपर्क तरीके से तापमान मापने की अनुमति देते हैं।

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गैलीलियो का थर्मामीटर एक स्मारिका खिलौना, इसका स्वयं गैलीलियो गैलीली से बहुत अप्रत्यक्ष संबंध है। इस मनोरंजक और खूबसूरत छोटी चीज़ का सही नाम "गैलीलियो थर्मामीटर" है। इस थर्मामीटर का नाम, जाहिरा तौर पर, गैलीलियो गैलीली के सम्मान में रखा गया है, जो 1592 में थर्मोस्कोप का आविष्कार करने वाले पहले व्यक्ति थे - सभी थर्मामीटर के पूर्वज। गैलीलियो का थर्मामीटर पानी से भरा एक कांच का सिलेंडर है, जिसमें रंगीन तरल (पानी + अल्कोहल + पेंट) से भरे कांच के गोलाकार बर्तन तैरते हैं। ऐसे प्रत्येक गोलाकार फ्लोट में एक सोने या चांदी का टैग होता है जिसके नीचे तापमान मान अंकित होता है। थर्मामीटर के आकार के आधार पर, अंदर तैरने वालों की संख्या 4 से 11 तक होती है। थर्मामीटर द्वारा मापी गई तापमान सीमा कमरे के तापमान के क्षेत्र में है: 16-28 डिग्री। तापमान फ्लोटिंग फ्लोट्स के निचले हिस्से से निर्धारित होता है। फ्लोट अलग-अलग तरीके से तरल से भरे होते हैं ताकि उनका औसत घनत्व अलग-अलग हो: सबसे छोटा घनत्व शीर्ष पर है, सबसे बड़ा नीचे है, लेकिन सभी के लिए यह पानी के घनत्व के करीब है, इससे थोड़ा अलग है। कमरे में हवा के तापमान में कमी के साथ, बर्तन में पानी का तापमान तदनुसार कम हो जाता है, पानी संपीड़ित होता है, और इसका घनत्व अधिक हो जाता है। हम जानते हैं कि जिन पिंडों का घनत्व उनके आस-पास के तरल पदार्थ के घनत्व से कम होता है वे इसमें ऊपर तैरते हैं। तो यह यहाँ है: फ्लोट, जिसका घनत्व अब आसपास के पानी के घनत्व के बराबर है, तापमान में कमी दिखाते हुए तैरना शुरू कर देगा। जितने अधिक बुलबुले तैरते हैं, तापमान उतना ही कम होता है, बुलबुले उतने ही कम तैरते हैं - उतना अधिक (बुलबुले डूब गए क्योंकि बर्तन में पानी फैल गया और गर्म होने से कम घना हो गया - सब कुछ आसान और समझने योग्य है!) यह थर्मामीटर, निश्चित रूप से है बहुत सटीक नहीं है, लेकिन 0.4 - 4 डिग्री की त्रुटि के साथ तापमान का मूल्यांकन करने की अनुमति देता है (इस थर्मामीटर के डिजाइन के आधार पर, यानी इसमें फ्लोट की संख्या पर)। लेकिन सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि वह बहुत सुन्दर है!

“हमें गर्मी के सबसे सामान्य नियमों में से एक के रूप में इसे स्वीकार करना चाहिए
"सभी निकाय" एक दूसरे के साथ स्वतंत्र रूप से संवाद करते हैं और इसके अधीन नहीं हैं
असमान बाहरी प्रभाव, समान तापमान प्राप्त करते हैं,
थर्मामीटर क्या दिखाता है.
जोसेफ ब्लैक
तापमान की सहज समझ
हमारे जीवन के पहले दिनों से विकसित होता है। तथापि
विज्ञान के सामने आने वाले कार्यों में अधिक से अधिक की आवश्यकता होती है
हम इंद्रियों से जो अनुभव करते हैं उसकी सटीक व्याख्या।
तो, थर्मल के सिद्धांत के विकास में एक महत्वपूर्ण चरण
घटना का उद्देश्य अवधारणाओं के बीच अंतर की पहचान करना था
"गर्मी" और "तापमान"। स्पष्ट रूप से पहला वाला
उनके बीच अंतर करने की आवश्यकता का विचार तैयार किया,
ब्लेक था. रोचक एवं ज्ञानवर्धक इतिहास
और तापमान मापने के लिए उपकरणों का उपयोग -
थर्मामीटर.
आज, तरल और गैस थर्मामीटर, अर्धचालक और
ऑप्टिकल. और अब विज्ञान में पेश की गई तापमान की विविधता बहुत बढ़िया है:
इलेक्ट्रॉन और आयन तापमान, चमक और रंग के बीच अंतर कर सकेंगे,
शोर और एंटीना, आदि

थर्मामीटर के निर्माण की समयरेखा

1597 में गैलीलियो गैलीली पहली बार आये
देखने वाला बदलो
तापमान (थर्मोस्कोप)
1657 में गैलीलियो का थर्मोस्कोप था
फ्लोरेंटाइन द्वारा सुधार किया गया
वैज्ञानिक।
थर्मामीटर के निश्चित बिंदु थे
18वीं शताब्दी में स्थापित।
1714 में डच वैज्ञानिक डी. फ़ारेनहाइट
पारा थर्मामीटर बनाया।
1730 में, फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी आर. रेउमुर
एक अल्कोहल थर्मामीटर की पेशकश की।
1848 में, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी विलियम थॉमसन
(लॉर्ड केल्विन) ने संभावना सिद्ध कर दी
एक पूर्ण तापमान पैमाना बनाना।
विलियम थॉमसन

तापमान
यह एक थर्मोडायनामिक मात्रा है जो शरीर के ताप की डिग्री निर्धारित करती है। शरीर,
अधिक तापमान होने पर वे अधिक गर्म होते हैं। के अनुसार
ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम के अनुसार, सहज ताप स्थानांतरण संभव है
केवल अधिक तापमान वाले पिंडों से लेकर कम तापमान वाले पिंडों तक। योग्य
थर्मल संतुलन, तापमान सभी भागों में मनमाने ढंग से बराबर हो जाता है
जटिल सिस्टम।
शरीर के तापमान में परिवर्तन का माप किसी में भी परिवर्तन के रूप में काम कर सकता है
गुण जो इस पर निर्भर करते हैं, जैसे आयतन, विद्युत प्रतिरोध, आदि।
तापमान का सबसे सामान्य माप आयतन में परिवर्तन है। इस पर
थर्मामीटर उपकरण की स्थापना की गई। प्रथम थर्मामीटर का आविष्कार गैलीलियो ने किया था
लगभग 1600. एक थर्मोमेट्रिक पदार्थ के रूप में, यानी एक शरीर,
गर्म होने पर विस्तार करते हुए इसमें पानी का उपयोग किया गया। निर्धारण हेतु
शरीर का तापमान थर्मामीटर शरीर के संपर्क में लाया जाता है; द्वारा
थर्मल संतुलन तक पहुंचने वाला थर्मामीटर शरीर का तापमान दिखाता है।
तापमान बदलने के लिए आप बाईमेटैलिक का उपयोग कर सकते हैं
थाली। ऐसी प्लेट में दो धातुएँ होती हैं, उदाहरण के लिए, की पट्टियाँ
लोहा और उस पर जस्ता की एक पट्टी लगी होती है। लौह एवं जस्ता का विस्तार होता है
असमान रूप से. अत: 100 डिग्री तक गर्म करने पर लोहे के तार का 1 मी
1 मिमी लंबा होता है, और 1 मीटर जस्ता तार 3 मिमी लंबा होता है। इसलिए, यदि गरम किया जाए
द्विधातु प्लेट, यह लोहे की ओर झुकना शुरू कर देगी।

गर्म होने पर अलग-अलग पिंड अलग-अलग तरह से फैलते हैं, इसलिए
थर्मामीटर का पैमाना थर्मोमेट्रिक पदार्थ पर निर्भर करता है। के लिए
व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए, थर्मामीटर को गलनांक के अनुसार अंशांकित किया जाता है
या उबालना या कुछ अन्य, यदि केवल प्रक्रिया ही हो
स्थिर तापमान पर हुआ। महानतम
वितरण में सेंटीग्रेड स्केल (या सेल्सियस स्केल) होता है,
इसका नाम स्वीडिश भौतिक विज्ञानी के नाम पर रखा गया जिसने इसे प्रस्तावित किया था)। इस पैमाने पर
बर्फ 0 डिग्री पर पिघलती है और पानी 100 डिग्री पर उबलता है, और
उनके बीच की दूरी को एक सौ भागों में विभाजित किया गया है, जिनमें से प्रत्येक को
एक डिग्री के रूप में गिना जाता है. इंग्लैंड और संयुक्त राज्य अमेरिका में, कभी-कभी एक पैमाने का उपयोग किया जाता है
फारेनहाइट, जिसमें बर्फ का गलनांक 32 होता है
डिग्री, और पानी का क्वथनांक 212 डिग्री है; फ़्रांस में - पैमाना
रेउमुर: क्रमशः 0 डिग्री और 80।
अब कुछ व्यावहारिक सलाह के लिए.
लगभग 5 मिमी मोटी लोहे और जस्ते की पट्टियाँ लें,
15-20 सेमी और 1 सेमी चौड़ा। उन्हें हर 1.5-2 सेमी पर कनेक्ट करें
रिवेट्स बायमेटल के एक सिरे को जकड़ें
-प्लेटें बनाकर गैस पर गर्म करें. प्लेट झुक जायेगी.

थर्मामीटर का आविष्कार

गर्मी क्या है इसके बारे में वैज्ञानिक बहुत लंबे समय तक सोचने लगे।
यहां तक ​​कि प्राचीन यूनानी दार्शनिकों ने भी इस प्रश्न पर विचार किया था। लेकिन
वे सबसे सामान्य धारणाओं के अलावा कुछ भी व्यक्त नहीं कर सके।
मध्य युग में, लगभग कोई उचित नहीं
विचार. तापीय घटना का सिद्धांत तभी विकसित होना शुरू होता है
18वीं सदी के मध्य इस सिद्धांत के विकास के लिए प्रेरणा थी
थर्मामीटर का आविष्कार.
थर्मामीटर के आविष्कार पर कई वैज्ञानिकों ने काम किया। के पहले
उनमें से एक थे गैलीलियो गैलीली। XVI सदी के अंत में. गैलीलियो को दिलचस्पी हो गई
तापीय घटनाएँ. गैलीलियो के शरीर के ताप को मापने के लिए
जब विस्तार करने के लिए वायु की संपत्ति का लाभ उठाने का निर्णय लिया गया
गरम करना। उसने एक पतली कांच की ट्यूब ली, जिसका एक सिरा था
एक गेंद में समाप्त हो गया, और दूसरे खुले सिरे को एक बर्तन में नीचे कर दिया
पानी। साथ ही उन्होंने ऐसा मुकाम हासिल किया कि पानी
ट्यूब आंशिक रूप से भरी हुई है। अब जब गुब्बारे में हवा गर्म हो गई है
या ठंडा होने पर, नली में पानी का स्तर गिर गया या बढ़ गया, और
पानी के स्तर से शरीर की "ताप" का अंदाजा लगाना संभव था।
गैलीलियो का उपकरण अत्यंत अपूर्ण था। सबसे पहले, वह नहीं था
स्नातक की उपाधि प्राप्त की, ट्यूब पर कोई विभाजन लागू नहीं किया गया। दूसरी बात,
ट्यूब में पानी का स्तर न केवल हवा के तापमान पर निर्भर करता है
कांच की गेंद, लेकिन वायुमंडलीय दबाव पर भी।

थर्मामीटर में सुधार

गैलीलियो के बाद अनेक वैज्ञानिक उपकरणों के आविष्कार में लगे रहे
जिसका उपयोग पिंडों की तापीय स्थिति निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।
धीरे-धीरे, उपकरण में सुधार किया गया। XVII सदी के मध्य में।
फ्लोरेंटाइन एकेडमी ऑफ एक्सपीरियंस ने दिखाए गए उपकरण का प्रस्ताव रखा
आकृति। उपकरण में एक ग्लास ट्यूब शामिल थी
नीचे गेंद. ट्यूब के ऊपरी सिरे को सील कर दिया गया था। गेंद और ट्यूब का टुकड़ा
शराब से भरा हुआ था, और मोतियों को ट्यूब के साथ रखा गया था, जिससे एक पैमाना बना
तापमान पढ़ने के लिए. इस उपकरण की रीडिंग अब निर्भर नहीं रही
वायुमंडलीय दबाव मान.
अन्य थर्मामीटर भी थे। विशेष रूप से, पहले डिजाइनरों में से एक
इटालियन डॉक्टर सैंटोरियो थे, जिन्होंने अपने उपकरण का उपयोग किया था
रोगियों में तापमान माप। यह संभवतः थर्मामीटर का पहला व्यावहारिक प्रयोग था।
थर्मामीटर के डिजाइन में प्रगति के बावजूद, ये उपकरण थे
अभी भी बहुत अपूर्ण हैं: कोई सामान्य तापमान नहीं
तराजू; विभिन्न थर्मामीटरों के लिए, इसे मनमाने ढंग से सेट किया गया था; अलग
थर्मामीटर समान परिस्थितियों में असमान दिखाते हैं
तापमान।

फ़ारेनहाइट थर्मामीटर

पहली बार व्यावहारिक थर्मामीटर
हॉलैंड से मास्टर ग्लास ब्लोअर बनाना शुरू किया
18वीं सदी की शुरुआत में फ़ारेनहाइट इस समय तक, वैज्ञानिक
जानता था कि कुछ शारीरिक प्रक्रियाएँ होती हैं
हमेशा गर्मी की एक ही डिग्री पर.
फ़ारेनहाइट थर्मामीटर आधुनिक जैसा ही दिखता था
साधारण थर्मामीटर. एक विस्तारित शरीर के रूप में
फारेनहाइट ने पहले शराब का उपयोग किया, और फिर 1714 में पारे का।
उन्होंने अलग-अलग पैमानों का इस्तेमाल किया.
उनके अंतिम पैमाने में, मुख्य तापमान बिंदु इस प्रकार थे:
1. पानी, बर्फ और टेबल नमक के मिश्रण का तापमान शून्य डिग्री है
2. बर्फ और पानी के मिश्रण का तापमान 32 डिग्री है. मानव तापमान
फ़ारेनहाइट पैमाने पर शरीर 96 डिग्री के बराबर निकला।
फ़ारेनहाइट ने इस तापमान को तीसरा मुख्य बिंदु माना। तापमान
पैमाने पर पानी का क्वथनांक 180 डिग्री निकला।
फ़ारेनहाइट द्वारा बनाए गए थर्मामीटर ने प्रसिद्धि प्राप्त की और इसमें प्रवेश किया
उपयोग। फ़ारेनहाइट पैमाने का उपयोग तब तक कुछ देशों में किया जाता था
हमारे समय से पहले

रेउमुर और सेल्सियस

फ़ारेनहाइट के बाद, कई अन्य पैमाने प्रस्तावित किए गए हैं।
और थर्मामीटर के डिज़ाइन। इन सभी पैमानों से लेकर हमारे तक
दो बार आ चुके हैं. पहला पैमाना: 0 डिग्री - तापमान
पानी और बर्फ का मिश्रण और 80 डिग्री - पानी का क्वथनांक
1730 में फ्रांसीसी वैज्ञानिक रेउमुर द्वारा प्रस्तावित किया गया था
और उसका नाम रखता है. दूसरा पैमाना सही ढंग से नहीं पहना जा रहा है
स्वीडिश खगोलशास्त्री सेल्सियस का नाम। 1742 में सेल्सियस
एक सेंटीग्रेड तापमान पैमाना प्रस्तावित किया गया, जिस पर 0
डिग्री को पानी के क्वथनांक के रूप में लिया गया, और 100
डिग्री बर्फ का गलनांक है। आधुनिक
सेंटीग्रेड स्केल, जिसे सेल्सियस स्केल कहा जाता था, था
थोड़ी देर बाद प्रस्तावित किया गया। जैसा कि आप जानते हैं, उसने प्रवेश किया
उपयोग और वर्तमान उपयोग।
सेल्सियस को पहले से ही पता था कि पानी का क्वथनांक और
बर्फ का गलनांक वायुदाब पर निर्भर करता है।
भौतिकी के थर्मल माप के लिए उपकरण के आविष्कार के बाद
थर्मल घटना का अध्ययन शुरू करने में सक्षम थे।

यह उत्सुकता की बात है कि…

...वास्तव में, स्वीडिश खगोलशास्त्री और भौतिक विज्ञानी सेल्सियस ने एक पैमाना प्रस्तावित किया था,
जिसमें पानी के क्वथनांक को 0 अंक और बिंदु से दर्शाया जाता था
बर्फ का पिघलना - संख्या 100। कुछ देर बाद, सेल्सियस पैमाने ने दिया
उनके हमवतन स्ट्रोमर का आधुनिक दृष्टिकोण।
...जब फारेनहाइट ने पढ़ा तो उसके मन में खुद थर्मामीटर बनाने का विचार आया
फ़्रांसीसी भौतिक विज्ञानी अमोन्टन की खोज के बारे में, "पानी उबलता है
ताप की निश्चित डिग्री.
...18वीं शताब्दी के अंत तक, तापमान पैमानों की संख्या दो दर्जन तक पहुंच गई।
... एक समय में भौतिक प्रयोगशालाओं में वे तथाकथित का उपयोग करते थे
वजन थर्मामीटर. इसमें एक खोखली प्लैटिनम गेंद शामिल थी,
पारे से भरा हुआ, जिसमें एक केशिका छिद्र था। के बारे में
तापमान परिवर्तन का आकलन प्रवाहित होने वाले पारे की मात्रा से किया जाता था
छेद.
...जब पृथ्वी का तापमान केवल एक डिग्री गिर जाता है
इससे लगभग एक अरब गुना अधिक ऊर्जा मुक्त होगी
विश्व के सभी विद्युत संयंत्रों द्वारा प्रतिवर्ष उत्पादित किया जाता है।

निष्कर्ष

पहला थर्मामीटर कहाँ बनाया गया था?
16वीं सदी के गैलीलियो
सर्वाधिक व्यापक
प्राप्त तापमान पैमाने
फ़ारेनहाइट और सेल्सियस

प्रयुक्त स्रोत:
बी.आई. स्पैस्की "इसके विकास में भौतिकी", एम. "ज्ञानोदय", 1979
"युवाओं के लिए भौतिकी", एम.एन. द्वारा संकलित। अलेक्सेवा, एम. "ज्ञानोदय", 1980
ए.ए. लियोनोविच "भौतिक बहुरूपदर्शक", एम. "ब्यूरो क्वांटम", 1994
"एक युवा भौतिक विज्ञानी का विश्वकोश शब्दकोश", एम. "शिक्षाशास्त्र", 1984

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अध्ययन के उद्देश्य 1. पता लगाएं: निकायों के ताप की डिग्री को मापने की संभावना का विचार सबसे पहले कब और कौन आया था। 3. ट्रैक करें कि विज्ञान को सटीक तापमान माप के लिए उपयुक्त उपकरण कितनी जल्दी प्राप्त हुआ।

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परिकल्पना तापमान मापने के लिए एक उपकरण बहुत समय पहले बनाया गया था और इसे थर्मामीटर कहा जाता था। कई तापमान पैमाने हैं।

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तापमान का सहज ज्ञान हमारे जीवन के पहले दिनों से विकसित होता है। हालाँकि, विज्ञान के सामने आने वाले कार्यों में हम इंद्रियों के माध्यम से जो अनुभव करते हैं उसकी अधिक से अधिक सटीक व्याख्या की आवश्यकता होती है। इस प्रकार, थर्मल घटना के सिद्धांत के विकास में एक महत्वपूर्ण चरण "गर्मी" और "तापमान" की अवधारणाओं के बीच अंतर की पहचान थी। उनके बीच अंतर करने की आवश्यकता के विचार को स्पष्ट रूप से व्यक्त करने वाले पहले व्यक्ति ब्लैक थे। तापमान मापने के लिए उपकरणों - थर्मामीटर - के निर्माण और उपयोग का इतिहास दिलचस्प और जानकारीपूर्ण है। आज, तरल और गैस थर्मामीटर, अर्धचालक और ऑप्टिकल थर्मामीटर ज्ञात हैं। और अब विज्ञान में पेश किए गए तापमान की विविधता बहुत बढ़िया है: वे इलेक्ट्रॉन और आयन तापमान, चमक और रंग, शोर और एंटीना, आदि के बीच अंतर करते हैं। “हमें गर्मी के सबसे सामान्य नियमों में से एक के रूप में स्वीकार करना चाहिए कि” सभी पिंड”, एक दूसरे के साथ स्वतंत्र रूप से संचार करते हुए और असमान बाहरी प्रभावों के अधीन नहीं, एक ही तापमान प्राप्त करते हैं, जो एक थर्मामीटर द्वारा इंगित किया जाता है। जोसेफ ब्लैक

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थर्मामीटर के निर्माण का कालक्रम 1597 में, गैलीलियो गैलीली ने तापमान परिवर्तन देखने के लिए पहले उपकरण (थर्मोस्कोप) का आविष्कार किया। 1657 में, फ्लोरेंटाइन वैज्ञानिकों द्वारा गैलीलियो के थर्मोस्कोप में सुधार किया गया। 18वीं शताब्दी में स्थायी थर्मामीटर पॉइंट स्थापित किए गए थे। 1714 में डच वैज्ञानिक डी. फारेनहाइट ने पारा थर्मामीटर बनाया। 1730 में, फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी आर. रेउमुर ने अल्कोहल थर्मामीटर का प्रस्ताव रखा। 1848 में, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी विलियम थॉमसन (लॉर्ड केल्विन) ने एक पूर्ण तापमान पैमाना बनाने की संभावना साबित की। विलियम थॉमसन

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यह एक थर्मोडायनामिक मात्रा है जो शरीर के ताप की डिग्री निर्धारित करती है। जिन पिंडों का तापमान अधिक होता है वे अधिक गर्म होते हैं। ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम के अनुसार, ऊष्मा का स्वतःस्फूर्त स्थानांतरण केवल अधिक तापमान वाले पिंडों से कम तापमान वाले पिंडों में ही संभव है। तापीय संतुलन की स्थिति में, एक मनमाने ढंग से जटिल प्रणाली के सभी हिस्सों में तापमान बराबर हो जाता है। शरीर के तापमान में परिवर्तन का माप उस पर निर्भर कुछ गुणों में परिवर्तन हो सकता है, उदाहरण के लिए, आयतन, विद्युत प्रतिरोध, आदि। अक्सर, आयतन में परिवर्तन का उपयोग तापमान को मापने के लिए किया जाता है। थर्मामीटर का उपकरण इसी पर आधारित है। पहले थर्मामीटर का आविष्कार गैलीलियो ने 1600 के आसपास किया था। थर्मोमेट्रिक पदार्थ के रूप में, यानी गर्म होने पर फैलने वाले पिंड के रूप में, इसमें पानी का उपयोग किया जाता था। शरीर का तापमान निर्धारित करने के लिए, थर्मामीटर को शरीर के संपर्क में लाया जाता है; जब तापीय संतुलन पहुँच जाता है, तो थर्मामीटर शरीर का तापमान दिखाता है। तापमान बदलने के लिए आप बाईमेटेलिक प्लेट का उपयोग कर सकते हैं। ऐसी प्लेट में दो धातुएँ होती हैं, उदाहरण के लिए, लोहे की एक पट्टी और उस पर जस्ता की एक पट्टी। आयरन और जिंक का विस्तार अलग-अलग होता है। तो, 1 मीटर लोहे का तार, जब 100 डिग्री तक गरम किया जाता है, 1 मिमी लंबा हो जाता है, और 1 मीटर जस्ता तार - 3 मिमी लंबा हो जाता है। इसलिए, यदि किसी द्विधातु प्लेट को गर्म किया जाए तो वह लोहे की ओर झुकना शुरू कर देगी।

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गर्म होने पर अलग-अलग पिंड अलग-अलग तरह से फैलते हैं, इसलिए थर्मामीटर का पैमाना थर्मोमेट्रिक पदार्थ पर निर्भर करता है। व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए, थर्मामीटर को पिघलने या क्वथनांक या किसी अन्य के संदर्भ में कैलिब्रेट किया जाता है, जब तक कि प्रक्रिया एक स्थिर तापमान पर होती है। सबसे आम है सेंटीग्रेड स्केल (या स्वीडिश भौतिक विज्ञानी के बाद सेल्सियस स्केल, जिसने इसे प्रस्तावित किया था)। इस पैमाने पर, बर्फ 0 डिग्री पर पिघलती है और पानी 100 डिग्री पर उबलता है, और उनके बीच की दूरी को एक सौ भागों में विभाजित किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक को एक डिग्री माना जाता है। इंग्लैंड और संयुक्त राज्य अमेरिका में, कभी-कभी फ़ारेनहाइट पैमाने का उपयोग किया जाता है, जिसमें बर्फ का पिघलने बिंदु 32 डिग्री होता है, और पानी का क्वथनांक 212 डिग्री होता है; फ़्रांस में, रेउमुर स्केल: क्रमशः 0 डिग्री और 80। अब कुछ व्यावहारिक सलाह के लिए. लगभग 5 मिमी मोटी, 15-20 सेमी लंबी और 1 सेमी चौड़ी लोहे और जस्ता की पट्टियां लें। उन्हें हर 1.5-2 सेमी पर रिवेट्स से जोड़ें। द्विधात्विक पट्टी के एक सिरे को एक शिकंजे में जकड़ें और इसे गैस पर गर्म करें। प्लेट झुक जायेगी.

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वैज्ञानिकों ने थर्मामीटर के आविष्कार के बारे में बहुत पहले ही सोचना शुरू कर दिया था कि गर्मी क्या है। यहां तक ​​कि प्राचीन यूनानी दार्शनिकों ने भी इस प्रश्न पर विचार किया था। लेकिन वे सबसे सामान्य धारणाओं के अलावा कुछ भी व्यक्त नहीं कर सके। मध्य युग में भी लगभग कोई उचित विचार व्यक्त नहीं किये गये थे। थर्मल घटना का सिद्धांत केवल 18वीं शताब्दी के मध्य में विकसित होना शुरू हुआ। इस सिद्धांत के विकास की शुरुआत के लिए प्रेरणा थर्मामीटर का आविष्कार था। थर्मामीटर के आविष्कार पर कई वैज्ञानिकों ने काम किया। इनमें से पहले गैलीलियो गैलीली थे। XVI सदी के अंत में. गैलीलियो को तापीय घटनाओं में रुचि हो गई। किसी पिंड की गर्मी को मापने के लिए, गैलीलियो ने गर्म होने पर विस्तार करने के लिए हवा की संपत्ति का उपयोग करने का निर्णय लिया। उसने एक पतली कांच की ट्यूब ली, जिसका एक सिरा एक गेंद के रूप में समाप्त होता था, और दूसरे खुले सिरे को पानी के एक बर्तन में डाल दिया। साथ ही उन्होंने ऐसी स्थिति हासिल की कि पानी नली में आंशिक रूप से भर गया। अब, जब गेंद में हवा गर्म या ठंडी होती थी, तो ट्यूब में पानी का स्तर गिर जाता था या बढ़ जाता था, और पानी के स्तर का उपयोग शरीर के "गर्म होने" का आकलन करने के लिए किया जा सकता था। गैलीलियो का उपकरण अत्यंत अपूर्ण था। सबसे पहले, इसे स्नातक नहीं किया गया था, ट्यूब पर कोई विभाजन लागू नहीं किया गया था। दूसरे, ट्यूब में पानी का स्तर न केवल कांच की गेंद में हवा के तापमान पर निर्भर करता है, बल्कि वायुमंडलीय दबाव पर भी निर्भर करता है।

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थर्मामीटर में सुधार गैलीलियो के बाद, कई वैज्ञानिक ऐसे उपकरणों के आविष्कार में लगे हुए थे जिनके साथ निकायों की थर्मल स्थिति निर्धारित करना संभव होगा। धीरे-धीरे, उपकरण में सुधार किया गया। XVII सदी के मध्य में। फ्लोरेंटाइन एकेडमी ऑफ एक्सपीरियंस ने चित्र में दिखाए गए उपकरण का प्रस्ताव रखा। यह उपकरण एक कांच की ट्यूब थी जिसके अंत में नीचे एक गेंद थी। ट्यूब के ऊपरी सिरे को सील कर दिया गया था। गेंद और ट्यूब का हिस्सा शराब से भर दिया गया था, और मोतियों को ट्यूब के साथ रखा गया था, जिससे तापमान को पढ़ने के लिए एक पैमाना बनाया गया था। इस उपकरण की रीडिंग अब वायुमंडलीय दबाव के मूल्य पर निर्भर नहीं रही। अन्य थर्मामीटर भी थे। विशेष रूप से, पहले डिजाइनरों में से एक इतालवी डॉक्टर सैंटोरियो थे, जिन्होंने रोगियों के तापमान को मापने के लिए अपने उपकरण का उपयोग किया था। यह संभवतः थर्मामीटर का पहला व्यावहारिक प्रयोग था। थर्मामीटर के डिज़ाइन में प्रगति के बावजूद, ये उपकरण अभी भी बहुत अपूर्ण थे: एक सामान्य तापमान पैमाना स्थापित नहीं किया गया था; विभिन्न थर्मामीटरों के लिए, इसे मनमाने ढंग से सेट किया गया था; अलग-अलग थर्मामीटरों ने समान परिस्थितियों में अलग-अलग तापमान दिखाया।

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फ़ारेनहाइट थर्मामीटर पहली बार, व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए उपयुक्त थर्मामीटर 18वीं शताब्दी की शुरुआत में हॉलैंड फ़ारेनहाइट के एक मास्टर ग्लास ब्लोअर द्वारा बनाया जाने लगा। इस समय तक, वैज्ञानिकों को पहले से ही पता था कि कुछ भौतिक प्रक्रियाएँ हमेशा ताप की समान डिग्री पर होती हैं। फ़ारेनहाइट थर्मामीटर एक आधुनिक साधारण थर्मामीटर जैसा ही दिखता था। एक विस्तारित पिंड के रूप में, फ़ारेनहाइट ने पहले शराब का उपयोग किया, और फिर, 1714 में, पारा का। उन्होंने अलग-अलग पैमानों का इस्तेमाल किया. उनके नवीनतम पैमाने में, मुख्य तापमान बिंदु इस प्रकार थे: 1. पानी, बर्फ और टेबल नमक के मिश्रण का तापमान - शून्य डिग्री 2. बर्फ और पानी के मिश्रण का तापमान - 32 डिग्री। फ़ारेनहाइट पैमाने पर मानव शरीर का तापमान 96 डिग्री निकला। फ़ारेनहाइट ने इस तापमान को तीसरा मुख्य बिंदु माना। उसके पैमाने पर पानी का क्वथनांक 180 डिग्री था। फ़ारेनहाइट द्वारा बनाए गए थर्मामीटर ने प्रसिद्धि प्राप्त की और उपयोग में आने लगे। फ़ारेनहाइट पैमाने का उपयोग हमारे समय तक कुछ देशों में किया जाता रहा है।

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रेउमुर और सेल्सियस फारेनहाइट के बाद, कई अन्य पैमाने और थर्मामीटर डिजाइन प्रस्तावित किए गए हैं। इन सभी पैमानों में से दो हमारे समय में आ गए हैं। पहला पैमाना: 0 डिग्री - पानी और बर्फ के मिश्रण का तापमान और 80 डिग्री - पानी का क्वथनांक 1730 में फ्रांसीसी वैज्ञानिक रेउमुर द्वारा प्रस्तावित किया गया था और उसका नाम रखा गया है। दूसरे पैमाने पर गलती से स्वीडिश खगोलशास्त्री सेल्सियस का नाम अंकित है। 1742 में सेल्सियस ने एक सेंटीग्रेड तापमान पैमाना प्रस्तावित किया, जिसमें 0 डिग्री को पानी के क्वथनांक के रूप में और 100 डिग्री को बर्फ के पिघलने बिंदु के रूप में लिया गया। आधुनिक सेंटीग्रेड स्केल, जिसे सेल्सियस स्केल कहा जाता है, कुछ समय बाद प्रस्तावित किया गया था। जैसा कि आप जानते हैं, यह प्रयोग में आया और वर्तमान में भी प्रयोग किया जाता है। सेल्सियस को पहले से ही पता था कि पानी का क्वथनांक और बर्फ का गलनांक हवा के दबाव पर निर्भर करता है। थर्मल माप के लिए उपकरण के आविष्कार के बाद, भौतिक विज्ञानी थर्मल घटनाओं का अध्ययन शुरू करने में सक्षम हुए।

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यह उत्सुक है कि ... ... वास्तव में, स्वीडिश खगोलशास्त्री और भौतिक विज्ञानी सेल्सियस ने एक पैमाना प्रस्तावित किया था जिसमें पानी के क्वथनांक को संख्या 0 और बर्फ के पिघलने बिंदु को संख्या 100 द्वारा दर्शाया गया था। कुछ समय बाद सेल्सियस पैमाने को उनके हमवतन स्ट्रोमर ने आधुनिक रूप दिया था। ... फ़ारेनहाइट खुद थर्मामीटर बनाने के विचार से उत्साहित हो गए जब उन्होंने फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी अमोन्टन की खोज के बारे में पढ़ा, "कि पानी गर्मी की एक निश्चित डिग्री पर उबलता है।" ...18वीं शताब्दी के अंत तक, तापमान पैमानों की संख्या दो दर्जन तक पहुंच गई। ... एक समय में भौतिक प्रयोगशालाओं में तथाकथित वजन थर्मामीटर का उपयोग किया जाता था। इसमें पारे से भरी एक खोखली प्लैटिनम गेंद होती थी, जिसमें एक केशिका छिद्र होता था। तापमान में बदलाव का अंदाजा छेद से निकलने वाले पारे की मात्रा से लगाया गया। ...पृथ्वी के तापमान में केवल एक डिग्री की कमी के साथ, ऊर्जा जारी होगी जो दुनिया के सभी बिजली संयंत्रों द्वारा सालाना उत्पन्न होने वाली ऊर्जा से लगभग एक अरब गुना अधिक है।

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साहित्य बी.आई. स्पैस्की "इसके विकास में भौतिकी", एम. "ज्ञानोदय", 1979 "युवाओं के लिए भौतिकी", एम.एन. द्वारा संकलित। अलेक्सेवा, एम. "ज्ञानोदय", 1980 ए.ए. लियोनोविच "भौतिक बहुरूपदर्शक", एम. "ब्यूरो क्वांटम", 1994 "एक युवा भौतिक विज्ञानी का विश्वकोश शब्दकोश", एम. "शिक्षाशास्त्र", 1984