Termometr Reaumura, czyli krótka historia pomiarów temperatury.

W jaki sposób możemy określić pojęcie temperatury? Są to przede wszystkim doznania fizjologiczne, towarzyszące dotknięciu lub zbliżeniu do ciał materialnych, które można określić jako zimne, chłodne, letnie, ciepłe lub gorące. Definicję temperatury dobrze określił J.C. Maxwell (szkocki fizyk i matematyk, żyjący w latach 1831-1879): "temperatura ciała jest stanem cieplnym rozpatrywanym w odniesieniu do jego zdolności przekazywania ciepła innym ciałom", co oznacza, że przy bezpośrednim kontakcie dwóch ciał, mających różne temperatury, następuje przekazanie ciepła od ciała o wyższej temperaturze do ciała o niższej, aż do momentu wyrównania temperatur. 

Ludzie od lat intuicyjnie wykorzystywali to zjawisko, ale droga do współczesnego pojmowania temperatury i jej skal była dość długa i nie pozbawiona błędów.

Wszystkim znane są nazwiska Celsjusza*, Fahrenheita** lub Kelvina***, dzięki którym możemy odczytać temperaturę w odpowiedniej skali. Jednak rozwój tej dziedziny nauki zawdzięczamy lekarzowi rzymskiemu, C. Galenowi, żyjącemu w II w. p. n. e.. Wprowadził on cztery stopnie gorąca i cztery stopnie zimna, a pojęcia te odniósł do działania odpowiednich leków na ludzi, w zależności od tego, czy one rozgrzewały czy chłodziły organizm ludzki. Wprowadził on także w swojej skali temperaturę neutralną (dla mieszaniny równych ilości lodu i wrzącej wody), przypisując jej stopień zerowy, jednocześnie twierdząc, że ta temperatura zależy od szerokości geograficznej. 

Pierwsze urządzenie do pomiaru stopnia ciepła lub stopnia, czyli po prostu termometr, stworzył Galileusz - włoski astronom, astrolog, matematyk, fizyk i filozof, żyjący w latach 1564 - 1642. Ów przyrząd składał się z bańki połączonej z długą rurką, zanurzoną w zabarwionej cieczy.

 Tak prawdopodobnie wyglądał pierwszy termometr, źródło: internet.

Po wstępnym ogrzaniu lub ochłodzeniu gazu zawartego w bańce w celu zassania pewnej ilości cieczy, słupek cieczy podnosił się i opadał w zależności od zmian temperatury otoczenia i podawał stopień ciepła lub zimna. Wykorzystał w ten sposób zależność gęstości cieczy od temperatury oraz prawo Archimedesa. Trudno jednak powiedzieć, czy przyrząd ten posiadał podziałkę, zatem określa się go jako termoskop. Choć autorstwo tego wynalazku przypisuje się Galileuszowi, to tak naprawdę była to tylko zmodyfikowana wersja termoskopu Filona z Bizancjum, greckiego filozofa, pisarza i mechanika, który żył w III w. p. n. e.

Dlaczego w ogóle o tym wspominam? Do zaprezentowania tego tematu zainspirował mnie przedmiot, przypominający termometr lub strzykawkę, znaleziony podczas badań archeologicznych, które odbyły się w 2007 roku na zapleczach kamienic, znajdujących się przy ulicy Stary Rynek 2 do 7. Podczas tych prac wydobyto kilkadziesiąt całych naczyń szklanych oraz ponad 1900 fragmentów, datowanych na okres od XV do początku XX wieku. Oprócz naczyń służących do picia i szkieł okiennych, został znaleziony właśnie tytułowy termometr, o którym wspomniałam w poście o przedmiotach szklanych. 

Fot. A. Grzelak

Thermometer Reaumur, fot. A. Grzelak

Fot. A. Grzelak

Fot. A. Grzelak

Co więc widzimy na tym termometrze? Jedyny czytelny napis to Termometer Reaumur oraz skala od 0 do 40. Sam przedmiot, zakończony okrągłym uchwytem, ma 10,3 cm długości, a jego średnica wynosi 1 cm. W środku znajduje się szklany "tłok", z płaskim końcem wewnątrz obudowy - prawdopodobnie służył on do wskazywania skali.   
               
Nazwisko umieszczone na nim brzmi Rene Antoine Ferchault de Reaumur. Był to francuski naukowiec, żyjący w latach 1683 - 1757, zainteresowany przede wszystkim badaniem życia owadów, ale również znany jako ten, który wprowadził Skalę Reaumura, czyli skalę temperatury pomiędzy temperaturą wrzenia i zamarzania wody, zawierającą się w przedziale odpowiednio od 0 do 80 stopni. Reaumur, jako pierwszy, w 1730 roku zaproponował taką skalę. Stworzony przez niego termometr zawierał rozcieńczony alkohol (etanol), który lepiej pokazywał zmiany temperatury niż rtęć, ponieważ rozszerzał się szybciej. Termometr posiadał rurkę z podziałką, w której każdy stopień był jedną tysięczną objętości zawartej w zbiorniku aż do miejsca, oznaczającego zero.

Skala ustalona przez Reaumura była szeroko stosowana we Europie, głównie Francji, Niemczech i Rosji; około 1790 roku Francuzi wybrali skalę Celsjusza, ale w niektórych częściach Europy nastąpiło to dopiero w połowie XIX wieku. Ciekawostką jest to, że niektóre włoskie i szwajcarskie fabryki nadal stosują tę skalę w produkcji serów, a w Holandii przygotowując desery.   

Literatura:

L. Michalski, K. Eckersdorf Pomiary temperatury, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1986.

http://www.achem.pl/historia-pomiarow-temperatury/

zdjęcie pierwszego termometru: http://www.twojapogoda.pl/wiadomosci/110429,tworca-termometru-pochodzil-z-gdanska

http://blog.termometry.eu/temperatura/jak-dawniej-mierzono-temperature/

https://en.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9aumur_scale



* Anders Celsius - szwedzki uczony, fizyk i astronom, żyjący w latach 1701-1744; swoją skalę zaproponował w 1742 r., różniła się ona od obecnej, ponieważ naukowiec przyjął 0 stopni jako temperaturę wrzenia wody, a w 100 stopniach temperatura zamarzała. Później inni naukowcy doszli do wniosku, że lepiej będzie połączyć wzrost liczby stopni z procesem ocieplenia. Od 1774 do 1954 r. określano stopień w skali Celsjusza jako 1/100 różnicy temperatur topnienia lodu i wrzenia wody przy ciśnieniu 1 atm. fizycznej.

** Daniel Gabriel Fahrenheit - holenderski fizyk i inżynier, wynalazca termometru rtęciowego, żyjący w latach 1686-1736; jego skala została zaproponowana w 1724 r., używano jej do pomiaru temperatury w krajach, które stosowały imperialne jednostki miar (brytyjskie) do połowy XX w. Następnie została wyparta przez skalę Celsjusza. 32 stopnie Fahrenheita równie są temperaturze topnienia lodu, 212 stopni F równe jest natomiast temperaturze wrzenia wody pod ciśnieniem 1013 hPa.


*** William Thomson 1. Baron Kelwin - brytyjski fizyk, matematyk, przyrodnik, żył w latach 1824-1907; według jego skali 0 oznacza najniższą teoretycznie możliwą temperaturę jaką może mieć ciało. Temperatura 0 K jest równa temperaturze -273,15 stopni C. Temperaturę w kelwinach otrzymuje się przez dodanie do liczby, wyrażonej w stopniach Celsjusza, stałej 273,15.