每個人在出門前都會問自己三件事——我去哪裡、我去做什麼,以及今天的氣溫是多少度?其實,人類從很久以前就開始探尋測量溫度的方法,盡管那時候人們還沒有“溫度”這個詞的概念,但人們會用身體的感覺來定義冷熱變化。
古人發現了許多種方式來感知外界環境溫度的變化,早在先秦時期就有記載,呂不韋的《呂氏春秋·慎大覽·察今》中有這樣的說法:“見瓶水之冰,而知天下之寒、魚鼈之藏也。”意思是瓶子中裝上水,如果水結冰了,氣溫即低于零下,進入寒冬;如果冰融化,則氣溫回升。這種瓶子稱為“冰瓶”,可謂是中國最原始的一種“感溫器”,這是古人利用水在不同溫度下的形态變化,來推測環境冷熱變化的方法。
此外,在金屬冶煉或燒制陶瓷的過程中,曆代工匠都以火焰顔色來判别爐體内溫度的高低。所以,火候實際上是古人創造的一種經驗的高溫目測技術。
直到意大利的著名物理學家伽利略發明了世界上第一支溫度計,才開啟了新的溫度計量時代。那麼伽利略的溫度計又利用了什麼原理呢?原來,他受到了古希臘科學家希羅的神殿聖火啟發,利用空氣的熱脹冷縮原理,制造出了第一支溫度計。
後人又根據物質的熱脹冷縮和物質熔點、沸點的原理,在伽利略溫度計的基礎上,進行了多次改進。最終将溫度計内的測溫物質由空氣改為了水銀,這也和我們日常使用的體溫計如出一轍。别看隻是一支小小的體溫計,其實蘊藏着很多的奧秘,為什麼我們每次測完體溫後都需要甩一甩呢?這就和它的内部結構有很大關系了。不小心打破了體溫計,有毒的水銀暴露在外又該如何處理呢?
溫度計經曆逾400多年的時間發展,早已經不再局限于環境溫度測量和體溫測量,它已成為一個分門别類的科學---溫度計量學,為我們生活生産中的各個方面需求提供精确的溫度數據。究竟現在我們國家各種各樣的溫度計量标準是什麼樣的呢?他們又是怎麼保證國内溫度量值的統一可靠呢?随着科學技術的發展,電子溫度計已經大規模在工業環境替代了水銀溫度計,因為電子溫度計在讀數方面有着更準确的優勢,也比水銀溫度計更加安全。
而在需要更高溫度的工業領域,出于安全和便捷的考慮,開發了另一種測溫方式——紅外測溫,這使得我們在數十米之外就可以測量到高溫物體的準确溫度。
你看,一隻小小的溫度計,竟然也有如此漫長的進化史。教授在結尾也要友情提示一下,傳統的水銀體溫計在用完之後可不要随意亂丢哦,如果不小心打碎了,也要趕緊處理好,避免小朋友或家中的小寵物誤食中毒。
《解碼科技史》
《溫度計的前世今生》
播出時間:4月30日 13:13
監制/闫東 主編/劉銘 黃麗君
編輯/石岩 崔龍丫 彭書慧(實習)
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