Wydział Postaciologii



Strona główna
ZOO Akademii

Termometr Fahrenheita

Ludzie od wieków usiłują podporządkować sobie świat. Trudno jest jednak podporządkować sobie coś, czego się nie zna, a poznanie świata, który jest zespołem niezliczonej ilości zjawisk, wymaga metod ich obserwacji. W wypadku zjawisk, które wymykają się precyzyjnej ocenie przy pomocy ludzkich zmysłów, konieczne jest skonstruowanie urządzeń, które pozwalają ludziom określić parametry tych zjawisk - czyli mierzyć je. Zjawiskiem, które odczuwamy wszyscy jest temperatura, jednak zakres naszego odczuwania jej zmian jest dość wąski, a zwłaszcza nieprecyzyjny. Możemy z całą pewnością powiedzieć, że jest nam ciepło lub zimno, możemy zaobserwować zamarzanie i wrzenie, ale widzimy też, że różne substancje poddają się widocznym zmianom konsystencji przy bardzo różnym natężeniu oddziałującego na nie ciepła lub zimna. Ta obserwacja zmusiła nas do wypracowania uniwersalnych metod określania zjawiska przechodzenia zimna w ciepło. Musieliśmy wymyśleć urządzenie, przy zastosowaniu którego możnaby określać w jednakowych dla różnych miejsc, substancji i zjawisk jednostkach zmiany temperatury.
Nad tym tęgie głowy pracowały od wieków.
W 170 roku naszej ery lekarz Galenus zaproponował pierwszą skalę temperatury. Składały się na nią 4 stopnie ciepła i 4 stopnie zimna oraz temperatury "neutralnej". Ta skala obejmowała jednak jedynie okolice pomiędzy niewielkim mrozem, a temperaturą wrzenia wody.
termometr01.jpg
Termoskop Galileusza

W 1582 r. Galileo Galilei - czyli słynny Galileusz - zbudował instrument, który nazwał "termoskopem", Składał on się z naczynia z winem, w które wetknięto odwrócone dnem do góry drugie naczynie, tak aby jego długą wąską szyjkę zanurzyć w czerwonej cieczy. Zmiany temperatury obserwowano na podstawie wznoszenia się lub opadania poziomu wina w szyjce mniejszego naczynia. Istotą działania przyrządu była zmiana objętości powietrza w górnej części mniejszego naczynia, które, kurcząc się, zasysało wino ze zbiornika poniżej. Wadą tej konstrukcji było jednak to, że otwarty układ reagował oprócz temperatury również na wahania ciśnienia atmosferycznego.
Pierwszym prawdziwym termometrem był jednak dopiero wynalazek Gabriela Daniela Fahrenheita, urodzonego w Gdańsku, ale w wyniku rodzinnej tragedii rzuconego przez los do Holandii. Idea termometru Fahrenheita nie różni się zbytnio od pomysłu Galileusza. I tutaj mamy zbiorniczek z cieczą i cieniutką rurkę, w której poziom cieczy podnosi się, lub opada, przez co widać minimalne nawet zmiany objętości cieczy w zbiorniczku. Tym razem jest to jednak układ zamknięty, przez co nie wrażliwy na ciśnienie atmosferyczne. Jako wskazującą temperaturę ciecz wybrał Fahrenheit rtęć. Nie wiadomo dokładnie kiedy skonstruował swój przyrząd, wiadomo tylko, że działo się to w początkach XVIII w.
Aparat tego typu nie jest jednak zbyt użyteczny, jeśli nie określimy dla pokazywanych przez niego zmian temperatury pewnej stałej skali. Taką właśnie skalę opracował Fahrenheit i ogłosił ją w 1715 r. Punktami charakterystycznymi skali stały się: temperatura mieszaniny wody i lodu z salmiakiem lub solą - która stała się punktem zerowym skali, oraz temperatura mieszaniny wody z lodem, której temperaturę określił Fahrenheit na 32 stopnie w swojej skali. Takie punkty skali Fahrenheita pojawiają się jednakże dopiero w 1724 r. Wcześniej sam autor bazował na temperaturach 0 stopni - określanej przy pomocy ciepłoty mieszaniny lodu i salmiaku oraz 100 stopni, które odpowiadać miały temperaturze ciała jego chorej żony. Mówi się też czasem, że 0 stopni miało odpowiadać minimalnej temperaturze w Gdańsku w 1709 roku.
Skala Fahrenheita stała się na tyle uniwersalna, że zaczęto ją stosować powszechnie. Do codziennego użytku weszły również rtęciowe termometry konstrukcji Gdańszczanina.
termometr02.jpg termometr03.jpg
Zachowany egzemplarz termometru konstrukcji Fahrenheita

Fahrenheit przy pracy

Niestety w 1742 r. szwedzki astronom, Anders Celsius, zaproponował inną skalę, opartą na zachowaniu się wody, gdzie 0 stopni to temperatura przechodzenia wody z fazy stałej w ciekłą, a 100 stopni to temperatura jej wrzenia.
Przelicznik skali Fahrenheita na skalę Celsjusza wygląda następująco:

tF = tC × 1.8 + 32

w odrotnym natomiast kierunku tak:

tC = (tF - 32)/1.8

Skala Celsjusza szybko wyparła skalę Fahrenheita z Europy, z wyjątkiem wszakże Wysp Brytyjskich, gdzie nowości są w ogóle niechętnie przyjmowane. Dzięki tej oazie temperaturowej, skala Fahrenheita została przeniesiona do Nowego Świata, a więc przede wszystkim do Ameryki Północnej, ale także Australii i Nowej Zelandii. Tam też do dzisiaj podróżni z Europy przeżywają szok (można go chyba nazwać "termicznym"), kiedy dowiadują się od pilota samolotu zbliżającego się do lądowania, że temperatura powietrza w Nowym Jorku wynosi 60 stopni - a znaczy to przecież, że jest tam dość zimno, bo około 15 stopni Celsjusza. Gdańszczanin lądując w Stanach Zjednoczonych, szoku takiego nie powinien przeżywać, bowiem ta właśnie skala powinna być nam szczególnie bliska ze względu na miejsce urodzenia jej twórcy. Szkoda tylko, że żeby się z nią w praktyce spotkać, podróżować trzeba tak daleko.

Opracował: prof. wirt. Grün
© 2004-2007