溫度計是誰發(fā)明的 溫度計的發(fā)明歷史
溫度計是測溫儀器的總稱,可以準確的判斷和測量溫度。關于溫度計的知識大家知道哪些呢?知道是誰發(fā)明的嗎?知道當中的發(fā)明歷史嗎?下面跟隨學習啦小編一起來看看吧。
溫度計的發(fā)明者以及發(fā)明歷史
最早的溫度計是在1593年由意大利科學家伽利略(1564~1642)發(fā)明的。他的第一只溫度計是一根一端敞口的玻璃管,另一端帶有核桃大的玻璃泡。使用時先給玻璃泡加熱,然后把玻璃管插入水中。隨著溫度的變化,玻璃管中的水面就會上下移動,根據(jù)移動的多少就可以判定溫度的變化和溫度的高低。溫度計有熱脹冷縮的作用所以這種溫度計,受外界大氣壓強等環(huán)境因素的影響較大,所以測量誤差較大。
后來伽利略的學生和其他科學家,在這個基礎上反復改進,如把玻璃管倒過來,把液體放在管內,把玻璃管封閉等。比較突出的是法國人布利奧在1659年制造的溫度計,他把玻璃泡的體積縮小,并把測溫物質改為水銀,具備了溫度計的雛形。以后荷蘭人華倫海特在1709年利用酒精,在1714年又利用水銀作為測量物質,制造了更精確的溫度計。他觀察了水的沸騰溫度、水和冰混合時的溫度、鹽水和冰混合時的溫度;經(jīng)過反復實驗與核準,最后把一定濃度的鹽水凝固時的溫度定為0℉,把純水凝固時的溫度定為32℉,把標準大氣壓下水沸騰的溫度定為212℉,用℉代表華氏溫度,這就是華氏溫度計。
在華氏溫度計出現(xiàn)的同時,法國人列繆爾(1683~1757)也設計制造了一種溫度計。他認為水銀的膨脹系數(shù)太小,不宜做測溫物質。他專心研究用酒精作為測溫物質的優(yōu)點。他反復實踐發(fā)現(xiàn),含有1/5水的酒精,在水的結冰溫度和沸騰溫度之間,其體積的膨脹是從1000個體積單位增大到1080個體積單位。因此他把冰點和沸點之間分成80份,定為自己溫度計的溫度分度,這就是列氏溫度計。
華氏溫度計制成后又經(jīng)過30多年,瑞典人攝爾修斯于1742年改進了華倫海特溫度計的刻度,他把水的沸點定為0度,把水的冰點定為100度。后來他的同事施勒默爾把兩個溫度點的數(shù)值又倒過來(即沸點100度,冰點0度),就成了的百分溫度,即攝氏溫度,用℃表示。華氏溫度與攝氏溫度的關系為℉=9/5℃+32,或℃=5/9(℉-32)。
英、美國家多用華氏溫度,德國多用列氏溫度,而世界科技界和工農業(yè)生產中,以及中國、法國等大多數(shù)國家則多用攝氏溫度。
溫度計的工作原理
1、氣體溫度計:多用氫氣或氦氣作測溫物質,因為氫氣和氦氣的液化溫度很低,接近于絕對零度,故它的測溫范圍很廣。這種溫度計精確度很高,多用于精密測量。
2、電阻溫度計:分為金屬電阻溫度計和半導體電阻溫度計,都是根據(jù)電阻值隨溫度的變化這一特性制成的。金屬溫度計主要有用鉑、金、銅、鎳等純金屬的及銠鐵、磷青銅合金的;半導體溫度計主要用碳、鍺等。電阻溫度計使用方便可靠,已廣泛應用。它的測量范圍為-260℃至600℃左右。
3、溫差電偶溫度計:是一種工業(yè)上廣泛應用的測溫儀器。利用溫差電現(xiàn)象制成。兩種不同的金屬絲焊接在一起形成工作端,另兩端與測量儀表連接,形成電路。把工作端放在被測溫度處,工作端與自由端溫度不同時,就會出現(xiàn)電動勢,因而有電流通過回路。通過電學量的測量,利用已知處的溫度,就可以測定另一處的溫度。它適用于溫差較大的兩種物質之間,多用于高溫和低濁測量。有的溫差電偶能測量高達3000℃的高溫,有的能測接近絕對零度的低溫。
4、高溫溫度計:是指專門用來測量500℃以上的溫度的溫度計,有光測溫度計、比色溫度計和輻射溫度計。高溫溫度計的原理和構造都比較復雜,這里不再討論。其測量范圍為500℃至3000℃以上,不適用于測量低溫。
5、指針式溫度計:是形如儀表盤的溫度計,也稱寒暑表,用來測室溫,是用金屬的熱脹冷縮原理制成的。它是以雙金屬片做為感溫元件,用來控制指針。雙金屬片通常是用銅片和鐵片鉚在一起,且銅片在左,鐵片在右。由于銅的熱脹冷縮效果要比鐵明顯的多,因此當溫度升高時,銅片牽拉鐵片向右彎曲,指針在雙金屬片的帶動下就向右偏轉(指向高溫);反之,溫度變低,指針在雙金屬片的帶動下就向左偏轉(指向低溫)。
6、玻璃管溫度計:玻璃管溫度計是利用熱脹冷縮的原理來實現(xiàn)溫度的測量的。由于測溫介質的膨脹系數(shù)與沸點及凝固點的不同,所以常見的玻璃管溫度計主要有:煤油溫度計、水銀溫度計、紅鋼筆水溫度計。他的優(yōu)點是結構簡單,使用方便,測量精度相對較高,價格低廉。缺點是測量上下限和精度受玻璃質量與測溫介質的性質限制。且不能遠傳,易碎。
7、壓力式溫度計:壓力式溫度計是利用封閉容器內的液體,氣體或飽和蒸氣受熱后產生體積膨脹或壓力變化作為測信號。它的基本結構是由溫包、毛細管和指示表三部分組成。壓力式溫度計的優(yōu)點是:結構簡單,機械強度高,不怕震動。價格低廉,不需要外部能源。缺點是:測溫范圍有限制,一般在-80~400℃;熱損失大響應時間較慢。
8、水銀溫度計:水銀溫度計是膨脹式溫度計的一種,水銀的凝固點是 -38.87℃,沸點是 356.7℃,用來測量0--150℃或500℃以內范圍的溫度,它只能作為就地監(jiān)督的儀表。用它來測量溫度,不僅比較簡單直觀,而且還可以避免外部遠傳溫度計的誤差。
水銀溫度計的使用方法
使用溫度計時,首先要看清它的量程(測量范圍),然后看清它的最小分度值,也就是每一小格所表示的值。要選擇適當?shù)臏囟扔嫓y量被測物體的溫度。測量時溫度計的液泡應與被測物體充分接觸,且玻璃泡不能碰到被測物體的側壁或底部;讀數(shù)時,溫度計不要離開被測物體,且眼睛的視線應與溫度計內的液面相平。
1、使用前應進行校驗(可以采用標準液溫多支比較法進行校驗或采用精度更高級的溫度計校驗)。
2、不允許使用溫度超過該種溫度計的最大刻度值的測量值。
3、溫度計有熱慣性,應在溫度計達到穩(wěn)定狀態(tài)后讀數(shù)。讀數(shù)時應在溫度凸形彎月面的最高切線方向讀取,目光直視。
4、切不可用作攪拌棒。
5、水銀溫度計應與被測工質流動方向相垂直或呈傾斜狀。
6、水銀溫度計常常發(fā)生水銀柱斷裂的情況。
消除方法有:
1、冷修法:將溫度計的測溫包插入干冰和酒精混合液中(溫度不得超過-38℃)進行冷縮,使毛細管中的水銀全部收縮到測溫包中為止。
2、熱修法:將溫度計緩慢插溫度略高于測量上限的恒溫槽中,使水銀斷裂部分與整個水銀柱連接起來,再緩慢取出溫度計,在空氣中逐漸冷至室溫。
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