غالبًا ما نستخدم مثل هذا الجهاز كمقياس حرارة في حياتنا ، لكن قلة من الناس يعرفون تاريخ اختراعه وتحسينه. من المقبول عمومًا أن غاليليو جاليلي اخترع مقياس الحرارة في عام 1592 البعيد. كان تصميم المنظار الحراري (هذا ما كان يُطلق عليه مقياس الحرارة آنذاك) بدائيًا (انظر الشكل أدناه): تم لحام أنبوب زجاجي رفيع في كرة زجاجية بقطر صغير ، تم وضعها في سائل.

تم تسخين الهواء الموجود في الكرة الزجاجية عن طريق موقد أو عن طريق الفرك البسيط بأشجار النخيل ، ونتيجة لذلك بدأ في إزاحة السائل في الأنبوب الزجاجي ، مما يُظهر درجة ارتفاع درجة الحرارة: كلما ارتفعت درجة حرارة الهواء في الكرة الزجاجية ، انخفض مستوى الماء في الأنبوب. لعبت نسبة حجم الكرة إلى قطر الأنبوب دورًا مهمًا: من خلال إنشاء أنبوب أرق ، كان من الممكن تتبع تغيرات غير مهمة في درجة الحرارة في الكرة.

في وقت لاحق ، تم الانتهاء من تصميم منظار جاليليو الحراري من قبل أحد طلابه ، فرناندو دي ميديشي. تم الحفاظ على الفكرة الأساسية ، لكن فرناندو أجرى تغييرات مهمة جعلت من المنظار الحراري أشبه بميزان حرارة زئبقي حديث. كما تم استخدام كرة زجاجية وأنبوب رفيع (انظر الشكل أعلاه) ، ولكن الآن تم لحام الأنبوب ليس من الأسفل ، ولكن من الأعلى ، وكان السائل يُسكب بالفعل في الكرة الزجاجية ، بينما كان الجزء العلوي من الأنبوب مفتوحًا . أدى التغيير في درجة حرارة السائل المملوء (في ذلك الوقت كان يستخدم كحول النبيذ كما هو) إلى زيادة مستواه في الأنبوب. في وقت لاحق ، تم تطبيق التقسيمات على الأنبوب ، أي تم إجراء أول معايرة لميزان الحرارة.

لقد مر الكثير من الوقت منذ ذلك الحين ، وخلال هذه الفترة تم تحسين وتحديث مقياس الحرارة أكثر من مرة. بفضل التطورات الحديثة في مجالات الفيزياء ، تم تطوير مناهج جديدة لقياس درجة الحرارة. اليوم ، تم إنشاء العديد من موازين الحرارة الرقمية ، والتي تستند إلى مبدأ التغيير في مقاومة مادة مع تغير درجة الحرارة (موازين الحرارة الكهربائية) أو مبدأ التغيير في مستوى اللمعان والطيف والكميات الأخرى مع تغير في درجة الحرارة (موازين الحرارة الضوئية).

هذه كمية ديناميكية حرارية تحدد درجة حرارة الجسم. الأجسام التي ترتفع درجة حرارتها تكون أكثر سخونة. وفقًا للقانون الثاني للديناميكا الحرارية ، لا يمكن الانتقال التلقائي للحرارة إلا من أجسام ذات درجة حرارة أعلى إلى أجسام ذات درجة حرارة منخفضة. في حالة التوازن الحراري ، تتساوى درجة الحرارة في جميع أجزاء نظام معقد بشكل تعسفي. يمكن أن يكون قياس التغير في درجة حرارة الجسم عبارة عن تغيير في بعض الخصائص التي تعتمد عليها ، على سبيل المثال ، الحجم ، والمقاومة الكهربائية ، وما إلى ذلك. في أغلب الأحيان ، يتم استخدام التغيير في الحجم لقياس درجة الحرارة. يعتمد جهاز موازين الحرارة على هذا. اخترع غاليليو أول مقياس حرارة حوالي عام 1600. كمادة قياس الحرارة ، أي الجسم الذي يتمدد عند تسخينه ، تم استخدام الماء فيه. لتحديد درجة حرارة الجسم ، يكون مقياس الحرارة ملامسًا للجسم ؛ عندما يتم الوصول إلى التوازن الحراري ، يظهر مقياس الحرارة درجة حرارة الجسم. لتغيير درجة الحرارة ، يمكنك استخدام لوحة ثنائية المعدن. تتكون هذه اللوحة من معدنين ، على سبيل المثال ، شريط من الحديد وشريط من الزنك ينصب عليه. يتوسع الحديد والزنك بشكل مختلف. لذلك ، 1 متر من سلك الحديد ، عند تسخينه بنسبة 100 درجة ، يطول بمقدار 1 مم ، و 1 متر من سلك الزنك - بمقدار 3 مم. لذلك ، إذا تم تسخين صفيحة ثنائية المعدن ، فسوف تبدأ في الانحناء نحو الحديد.

الشريحة 2

هناك العديد من مقاييس درجة الحرارة ، فقد تم إنشاء جهاز لقياس درجة الحرارة منذ فترة طويلة وكان يسمى مقياس الحرارة.

الشريحة 3

تتطور الفكرة البديهية لدرجة الحرارة منذ الأيام الأولى من حياتنا. ومع ذلك ، فإن المهام التي تواجه العلم تتطلب تفسيرات أكثر دقة لما ندركه من خلال الحواس. وهكذا ، تمثلت إحدى المراحل المهمة في تطوير نظرية الظواهر الحرارية في تحديد الفرق بين مفهومي "الحرارة" و "درجة الحرارة". كان أول من أوضح بوضوح فكرة الحاجة إلى التمييز بينهما هو الأسود. إن تاريخ إنشاء واستخدام أدوات قياس درجة الحرارة - موازين الحرارة - مثير للاهتمام وغني بالمعلومات. "يجب أن نقبل كواحد من أكثر قوانين الحرارة شيوعًا أن" جميع الأجسام "، التي تتواصل بحرية مع بعضها البعض ولا تخضع لتأثيرات خارجية غير متكافئة ، تحصل على نفس درجة الحرارة ، والتي يشير إليها مقياس الحرارة. جوزيف بلاك اليوم ، من المعروف أن موازين الحرارة السائلة والغازية وأشباه الموصلات ومقاييس الحرارة الضوئية. كما أن درجات الحرارة المتنوعة التي يتم إدخالها الآن في العلم كبيرة: فهي تميز بين درجات حرارة الإلكترون والأيونات ، والسطوع واللون ، والضوضاء والهوائي ، وما إلى ذلك.

الشريحة 4

الجدول الزمني لإنشاء مقياس الحرارة

في عام 1597 ، اخترع جاليليو جاليلي أول جهاز لرصد التغيرات في درجات الحرارة (المنظار الحراري) ، وفي عام 1657 ، تم تحسين منظار جاليليو الحراري بواسطة علماء فلورنسا. تم إنشاء نقاط ترمومتر دائمة في القرن الثامن عشر. في عام 1714 ، صنع العالم الهولندي د. فهرنهايت مقياس حرارة زئبقيًا. في عام 1730 ، اقترح الفيزيائي الفرنسي ر. ريومور مقياس حرارة كحولي. في عام 1848 ، أثبت الفيزيائي الإنجليزي ويليام طومسون (اللورد كلفن) إمكانية إنشاء مقياس درجة حرارة مطلقة. وليام طومسون

الشريحة 5

هذه كمية ديناميكية حرارية تحدد درجة حرارة الجسم. الأجسام التي ترتفع درجة حرارتها تكون أكثر سخونة. وفقًا للقانون الثاني للديناميكا الحرارية ، لا يمكن الانتقال التلقائي للحرارة إلا من أجسام ذات درجة حرارة أعلى إلى أجسام ذات درجة حرارة منخفضة. في حالة التوازن الحراري ، تتساوى درجة الحرارة في جميع أجزاء نظام معقد عشوائيًا. يمكن أن يكون قياس التغير في درجة حرارة الجسم عبارة عن تغيير في بعض الخصائص التي تعتمد عليها ، على سبيل المثال ، الحجم ، والمقاومة الكهربائية ، وما إلى ذلك. في أغلب الأحيان ، يتم استخدام التغيير في الحجم لقياس درجة الحرارة. يعتمد جهاز موازين الحرارة على هذا. اخترع غاليليو أول مقياس حرارة حوالي عام 1600. كمادة قياس الحرارة ، أي الجسم الذي يتمدد عند تسخينه ، تم استخدام الماء فيه. لتحديد درجة حرارة الجسم ، يكون مقياس الحرارة ملامسًا للجسم ؛ عندما يتم الوصول إلى التوازن الحراري ، يظهر مقياس الحرارة درجة حرارة الجسم. لتغيير درجة الحرارة ، يمكنك استخدام لوحة ثنائية المعدن. تتكون هذه اللوحة من معدنين ، على سبيل المثال ، شريط من الحديد وشريط من الزنك ينصب عليه. يتوسع الحديد والزنك بشكل مختلف. لذلك ، 1 متر من سلك الحديد ، عند تسخينه بنسبة 100 درجة ، يطول بمقدار 1 مم ، و 1 متر من سلك الزنك - بمقدار 3 مم. لذلك ، إذا تم تسخين صفيحة ثنائية المعدن ، فسوف تبدأ في الانحناء نحو الحديد. درجة حرارة

الشريحة 6

تتوسع الأجسام المختلفة بشكل مختلف عند تسخينها ، لذلك يعتمد مقياس مقياس الحرارة على المادة الحرارية. لأغراض عملية ، تتم معايرة موازين الحرارة من حيث نقاط الانصهار أو الغليان ، أو غيرها ، طالما أن العملية تحدث عند درجة حرارة ثابتة. الأكثر شيوعًا هو مقياس درجة مئوية (أو مقياس مئوية ، بعد الفيزيائي السويدي الذي اقترحه). على هذا المقياس ، يذوب الجليد عند 0 درجة ويغلي الماء عند 100 درجة ، وتنقسم المسافة بينهما إلى مائة جزء ، كل منها يعتبر درجة. في إنجلترا والولايات المتحدة الأمريكية ، يُستخدم مقياس فهرنهايت أحيانًا ، حيث تبلغ درجة انصهار الجليد 32 درجة ونقطة غليان الماء 212 درجة ؛ في فرنسا ، مقياس ريومور: 0 درجة و 80 درجة على التوالي. الآن لبعض النصائح العملية. خذ شرائح من الحديد والزنك بسمك 5 مم وطول 15-20 سم وعرض 1 سم وربطها بمسامير كل 1.5-2 سم. اربط أحد طرفي الشريط المعدنين بملزمة وقم بتسخينه فوق الغاز. سوف تنحني اللوحة.

شريحة 7

اختراع الترمومتر

حول ماهية الحرارة ، بدأ العلماء يفكرون لفترة طويلة جدًا. حتى الفلاسفة اليونانيون القدماء فكروا في هذا السؤال. لكنهم لم يتمكنوا من التعبير عن أي شيء سوى الافتراضات الأكثر عمومية. لم يتم التعبير عن أي أفكار معقولة في العصور الوسطى أيضًا. يبدأ عقيدة الظواهر الحرارية في التطور فقط في منتصف القرن الثامن عشر. كان الدافع لبداية تطوير هذه العقيدة هو اختراع مقياس الحرارة. عمل العديد من العلماء على اختراع مقياس الحرارة. أول هؤلاء كان جاليليو جاليلي. في نهاية القرن السادس عشر. أصبح جاليليو مهتمًا بالظواهر الحرارية. لقياس حرارة الجسم ، قرر جاليليو استخدام خاصية الهواء للتمدد عند تسخينه. أخذ أنبوبًا زجاجيًا رفيعًا ، ينتهي أحد طرفيه بشكل كرة ، وأنزل الطرف الآخر المفتوح في وعاء من الماء. في الوقت نفسه ، حقق هذا الوضع بحيث ملأ الماء الأنبوب جزئيًا. الآن ، عندما يتم تسخين الهواء في الكرة أو تبريده ، ينخفض مستوى الماء في الأنبوب أو يرتفع ، ويمكن استخدام مستوى الماء للحكم على "تسخين" الجسم. كان جهاز جاليليو معيبًا جدًا. أولاً ، لم يتم تخرجه ، ولم يتم تطبيق أي أقسام على الأنبوب. ثانيًا ، مستوى الماء في الأنبوب لا يعتمد فقط على درجة حرارة الهواء في الكرة الزجاجية ، ولكن أيضًا على الضغط الجوي.

شريحة 8

تحسين الترمومتر

بعد جاليليو ، انخرط العديد من العلماء في اختراع أدوات يمكن من خلالها تحديد الحالة الحرارية للأجسام. تدريجيا ، تم تحسين الأجهزة. في منتصف القرن السابع عشر. اقترحت أكاديمية فلورنسا للتجربة الجهاز الموضح في الشكل. الجهاز عبارة عن أنبوب زجاجي ينتهي بكرة في الأسفل. تم إغلاق الطرف العلوي للأنبوب. تمتلئ الكرة وجزء من الأنبوب بالكحول ، ووضعت حبيبات على طول الأنبوب لتشكل مقياسًا لقراءة درجة الحرارة. لم تعد قراءات هذا الجهاز تعتمد على قيمة الضغط الجوي. كانت هناك أيضًا موازين حرارة أخرى. على وجه الخصوص ، كان الطبيب الإيطالي سانتوريو من أوائل المصممين ، حيث استخدم جهازه لقياس درجة حرارة المرضى. ربما كان هذا هو أول استخدام عملي لمقياس الحرارة. على الرغم من التقدم في تصميم موازين الحرارة ، إلا أن هذه الأدوات كانت لا تزال غير كاملة: لم يتم إنشاء مقياس درجة حرارة مشترك ؛ بالنسبة لمقاييس الحرارة المختلفة ، تم ضبطه بشكل تعسفي ؛ أظهرت موازين الحرارة المختلفة درجات حرارة مختلفة تحت نفس الظروف.

شريحة 9

مقياس حرارة فهرنهايت

في مقياسه الأخير ، كانت نقاط درجة الحرارة الرئيسية كما يلي: درجة حرارة خليط من الماء والثلج وملح المائدة هي صفر درجة ؛ ودرجة حرارة خليط من الجليد والماء 32 درجة. تبين أن درجة حرارة جسم الإنسان على مقياس فهرنهايت كانت 96 درجة. اعتبر فهرنهايت درجة الحرارة هذه النقطة الرئيسية الثالثة. كانت درجة غليان الماء 180 درجة بمقياسه. اكتسبت موازين الحرارة التي صنعها فهرنهايت شهرة وبدأ استخدامها. تم استخدام مقياس فهرنهايت في بعض البلدان حتى وقتنا هذا ، ولأول مرة ، بدأ صنع موازين الحرارة المناسبة للأغراض العملية بواسطة منفاخ زجاجي رئيسي من هولندا فهرنهايت في بداية القرن الثامن عشر. بحلول هذا الوقت ، كان العلماء يعرفون بالفعل أن بعض العمليات الفيزيائية تحدث دائمًا بنفس درجة التسخين. بدا ترمومتر فهرنهايت مشابهًا لميزان الحرارة البسيط الحديث. كجسم متوسع ، استخدم فهرنهايت الكحول لأول مرة ، ثم الزئبق في عام 1714. استخدم مقاييس مختلفة.

شريحة 10

ريومور ودرجة مئوية

بعد فهرنهايت ، تم اقتراح العديد من المقاييس وتصميمات موازين الحرارة الأخرى. من بين كل هذه المقاييس ، ظهر اثنان في عصرنا. المقياس الأول: 0 درجة - درجة حرارة خليط من الماء والجليد و 80 درجة - اقترح العالم الفرنسي ريومور عام 1730 درجة غليان الماء وتحمل اسمه. المقياس الثاني يحمل بشكل غير صحيح اسم عالم الفلك السويدي سيليزيوس. اقترحت Celsius في عام 1742 مقياس درجة حرارة مئوية ، حيث تم أخذ 0 درجة كنقطة غليان الماء ، و 100 درجة كنقطة انصهار الجليد. تم اقتراح مقياس الدرجة المئوية الحديث ، المسمى مقياس مئوية ، في وقت لاحق إلى حد ما. كما تعلم ، فقد دخل حيز الاستخدام ويتم استخدامه حاليًا. كانت الدرجة المئوية تعلم بالفعل أن درجة غليان الماء ونقطة انصهار الجليد تعتمدان على ضغط الهواء. بعد اختراع الجهاز للقياسات الحرارية ، تمكن الفيزيائيون من البدء في دراسة الظواهر الحرارية.

الشريحة 11

من الغريب أن ...

... في الواقع ، اقترح عالم الفلك والفيزيائي السويدي سيليزيوس مقياسًا يُشار فيه إلى نقطة غليان الماء بالرقم 0 ، ونقطة انصهار الجليد - بالرقم 100. وبعد ذلك بقليل ، تم إعطاء مقياس سيليزيوس نظرة حديثة من قبل مواطنه سترومر. ... تحمس فهرنهايت لفكرة صنع مقياس حرارة بنفسه عندما قرأ عن اكتشاف الفيزيائي الفرنسي أمونتون ، "أن الماء يغلي عند درجة حرارة ثابتة". ... بحلول نهاية القرن الثامن عشر ، وصل عدد مقاييس درجات الحرارة إلى عشرين. ... في وقت من الأوقات في المختبرات الفيزيائية ، استخدموا ما يسمى مقياس حرارة الوزن. وتتكون من كرة بلاتينية مجوفة مملوءة بالزئبق ، وفيها ثقب شعري. تم الحكم على التغير في درجة الحرارة من خلال كمية الزئبق المتدفقة من الحفرة. ... مع انخفاض درجة حرارة الأرض بمقدار درجة واحدة فقط ، سيتم إطلاق طاقة أكبر بنحو مليار مرة من تلك الناتجة سنويًا عن جميع محطات الطاقة في العالم.

الشريحة 12

انتاج |

ابتكر غاليليو أول مقياس حرارة في القرن السادس عشر ، وأكثر مقاييس درجة الحرارة استخدامًا هي فهرنهايت ودرجة مئوية.

الشريحة 13

المصادر المستخدمة: B.I. Spassky "الفيزياء في تطورها" ، M. "التنوير" ، 1979 "فيزياء للشباب" ، بقلم M.N. أليكسيفا ، إم "التنوير" ، 1980 أ. Leonovich "Physical Kaleidoscope"، M. "Bureau Quantum"، 1994 "Encyclopedic Dictionary of a Young Physicist"، M. "Pedagogy"، 1984

اعرض كل الشرائح

تتطور الفكرة البديهية لدرجة الحرارة منذ الأيام الأولى من حياتنا. ومع ذلك ، فإن المهام التي تواجه العلم تتطلب تفسيرات أكثر دقة لما ندركه من خلال الحواس. وهكذا ، تمثلت إحدى المراحل المهمة في تطوير نظرية الظواهر الحرارية في تحديد الفرق بين مفهومي "الحرارة" و "درجة الحرارة". كان أول من أوضح بوضوح فكرة الحاجة إلى التمييز بينهما هو الأسود. إن تاريخ إنشاء واستخدام أدوات قياس درجة الحرارة - موازين الحرارة - مثير للاهتمام وغني بالمعلومات. اليوم ، تُعرف موازين الحرارة السائلة والغازية وأشباه الموصلات ومقاييس الحرارة الضوئية. كما أن درجات الحرارة المتنوعة التي يتم إدخالها الآن في العلم كبيرة: فهي تميز بين درجات حرارة الإلكترون والأيونات ، والسطوع واللون ، والضوضاء والهوائي ، وما إلى ذلك. "يجب أن نقبل كواحد من أكثر قوانين الحرارة شيوعًا أن" جميع الأجسام "، التي تتواصل بحرية مع بعضها البعض ولا تخضع لتأثيرات خارجية غير متكافئة ، تحصل على نفس درجة الحرارة ، والتي يشير إليها مقياس الحرارة. جوزيف بلاك جوزيف بلاك

التسلسل الزمني لإنشاء مقياس حرارة في عام 1597 ، اخترع جاليليو جاليلي أول جهاز لرصد التغيرات في درجات الحرارة (المنظار الحراري) ، وفي عام 1657 ، تم تحسين منظار جاليليو الحراري بواسطة علماء فلورنسا. تم إنشاء نقاط ترمومتر دائمة في القرن الثامن عشر. في عام 1714 ، صنع العالم الهولندي د. فهرنهايت مقياس حرارة زئبقيًا. في عام 1730 ، اقترح الفيزيائي الفرنسي ر. ريومور مقياس حرارة كحولي. في عام 1848 ، أثبت الفيزيائي الإنجليزي ويليام طومسون (اللورد كلفن) إمكانية إنشاء مقياس درجة حرارة مطلقة. وليام طومسون

درجة الحرارة هذه كمية ديناميكية حرارية تحدد درجة حرارة الجسم. الأجسام التي ترتفع درجة حرارتها تكون أكثر سخونة. وفقًا للقانون الثاني للديناميكا الحرارية ، لا يمكن الانتقال التلقائي للحرارة إلا من أجسام ذات درجة حرارة أعلى إلى أجسام ذات درجة حرارة منخفضة. في حالة التوازن الحراري ، تتساوى درجة الحرارة في جميع أجزاء نظام معقد بشكل تعسفي. يمكن أن يكون قياس التغير في درجة حرارة الجسم عبارة عن تغيير في بعض الخصائص التي تعتمد عليها ، على سبيل المثال ، الحجم ، والمقاومة الكهربائية ، وما إلى ذلك. في أغلب الأحيان ، يتم استخدام التغيير في الحجم لقياس درجة الحرارة. يعتمد جهاز موازين الحرارة على هذا. اخترع غاليليو أول مقياس حرارة حوالي عام 1600. كمادة قياس الحرارة ، أي الجسم الذي يتمدد عند تسخينه ، تم استخدام الماء فيه. لتحديد درجة حرارة الجسم ، يكون مقياس الحرارة ملامسًا للجسم ؛ عندما يتم الوصول إلى التوازن الحراري ، يظهر مقياس الحرارة درجة حرارة الجسم. لتغيير درجة الحرارة ، يمكنك استخدام لوحة ثنائية المعدن. تتكون هذه اللوحة من معدنين ، على سبيل المثال ، شريط من الحديد وشريط من الزنك ينصب عليه. يتوسع الحديد والزنك بشكل مختلف. لذلك ، 1 متر من سلك الحديد ، عند تسخينه بنسبة 100 درجة ، يطول بمقدار 1 مم ، و 1 متر من سلك الزنك - بمقدار 3 مم. لذلك ، إذا تم تسخين صفيحة ثنائية المعدن ، فسوف تبدأ في الانحناء نحو الحديد.

تتوسع الأجسام المختلفة بشكل مختلف عند تسخينها ، لذلك يعتمد مقياس مقياس الحرارة على المادة الحرارية. لأغراض عملية ، تتم معايرة موازين الحرارة من حيث نقاط الانصهار أو الغليان ، أو غيرها ، طالما أن العملية تحدث عند درجة حرارة ثابتة. الأكثر شيوعًا هو مقياس درجة مئوية (أو مقياس مئوية ، بعد الفيزيائي السويدي الذي اقترحه). على هذا المقياس ، يذوب الجليد عند 0 درجة ويغلي الماء عند 100 درجة ، وتنقسم المسافة بينهما إلى مائة جزء ، كل منها يعتبر درجة. في إنجلترا والولايات المتحدة الأمريكية ، يُستخدم مقياس فهرنهايت أحيانًا ، حيث تبلغ درجة انصهار الجليد 32 درجة ونقطة غليان الماء 212 درجة ؛ في فرنسا ، مقياس ريومور: 0 درجة و 80 درجة على التوالي. الآن لبعض النصائح العملية. خذ شرائح من الحديد والزنك يبلغ سمكها حوالي 5 مم وطولها سم وعرضها 1 سم ، وربطها بمسامير كل سم. اربط أحد طرفي الشريط المعدنين بملزمة وقم بتسخينه فوق الغاز. سوف تنحني اللوحة.

اختراع مقياس الحرارة بدأ العلماء يفكرون في ماهية الحرارة منذ زمن بعيد. حتى الفلاسفة اليونانيون القدماء فكروا في هذا السؤال. لكنهم لم يتمكنوا من التعبير عن أي شيء سوى الافتراضات الأكثر عمومية. لم يتم التعبير عن أي أفكار معقولة في العصور الوسطى أيضًا. يبدأ عقيدة الظواهر الحرارية في التطور فقط في منتصف القرن الثامن عشر. كان الدافع لبداية تطوير هذه العقيدة هو اختراع مقياس الحرارة. عمل العديد من العلماء على اختراع مقياس الحرارة. أول هؤلاء كان جاليليو جاليلي. في نهاية القرن السادس عشر. أصبح جاليليو مهتمًا بالظواهر الحرارية. لقياس حرارة الجسم ، قرر جاليليو استخدام خاصية الهواء للتمدد عند تسخينه. أخذ أنبوبًا زجاجيًا رفيعًا ، ينتهي أحد طرفيه بشكل كرة ، وأنزل الطرف الآخر المفتوح في وعاء من الماء. في الوقت نفسه ، حقق هذا الوضع بحيث ملأ الماء الأنبوب جزئيًا. الآن ، عندما يتم تسخين الهواء في الكرة أو تبريده ، ينخفض مستوى الماء في الأنبوب أو يرتفع ، ويمكن استخدام مستوى الماء للحكم على "تسخين" الجسم. كان جهاز جاليليو معيبًا جدًا. أولاً ، لم يتم تخرجه ، ولم يتم تطبيق أي أقسام على الأنبوب. ثانيًا ، مستوى الماء في الأنبوب لا يعتمد فقط على درجة حرارة الهواء في الكرة الزجاجية ، ولكن أيضًا على الضغط الجوي.

تحسين مقياس الحرارة بعد تطبيق "جاليليو" ، انخرط العديد من العلماء في اختراع أجهزة يمكن بواسطتها تحديد الحالة الحرارية للأجسام. تدريجيا ، تم تحسين الأجهزة. في منتصف القرن السابع عشر. اقترحت أكاديمية فلورنسا للتجربة الجهاز الموضح في الشكل. الجهاز عبارة عن أنبوب زجاجي ينتهي بكرة في الأسفل. تم إغلاق الطرف العلوي للأنبوب. تمتلئ الكرة وجزء من الأنبوب بالكحول ، ووضعت حبيبات على طول الأنبوب لتشكل مقياسًا لقراءة درجة الحرارة. لم تعد قراءات هذا الجهاز تعتمد على قيمة الضغط الجوي. كانت هناك أيضًا موازين حرارة أخرى. على وجه الخصوص ، كان الطبيب الإيطالي سانتوريو من أوائل المصممين ، حيث استخدم جهازه لقياس درجة حرارة المرضى. ربما كان هذا هو أول استخدام عملي لمقياس الحرارة. على الرغم من التقدم في تصميم موازين الحرارة ، إلا أن هذه الأدوات كانت لا تزال غير كاملة: لم يتم إنشاء مقياس درجة حرارة مشترك ؛ بالنسبة لمقاييس الحرارة المختلفة ، تم ضبطه بشكل تعسفي ؛ أظهرت موازين الحرارة المختلفة درجات حرارة مختلفة تحت نفس الظروف.

مقياس حرارة فهرنهايت لأول مرة ، بدأ صنع موازين الحرارة المناسبة للأغراض العملية بواسطة منفاخ زجاجي رئيسي من هولندا فهرنهايت في بداية القرن الثامن عشر. بحلول هذا الوقت ، كان العلماء يعرفون بالفعل أن بعض العمليات الفيزيائية تحدث دائمًا بنفس درجة التسخين. بدا ترمومتر فهرنهايت مشابهًا لميزان الحرارة البسيط الحديث. كجسم متوسع ، استخدم فهرنهايت الكحول لأول مرة ، ثم الزئبق في عام 1714. استخدم مقاييس مختلفة. في مقياسه الأخير ، كانت درجات الحرارة الرئيسية كما يلي: 1. درجة حرارة خليط من الماء والثلج وملح المائدة - صفر درجة 2. درجة حرارة خليط من الجليد والماء - 32 درجة. تبين أن درجة حرارة جسم الإنسان على مقياس فهرنهايت كانت 96 درجة. اعتبر فهرنهايت درجة الحرارة هذه النقطة الرئيسية الثالثة. كانت درجة غليان الماء 180 درجة بمقياسه. اكتسبت موازين الحرارة التي صنعها فهرنهايت شهرة وبدأ استخدامها. تم استخدام مقياس فهرنهايت في بعض البلدان حتى وقتنا هذا.

Réaumur و Celsius بعد فهرنهايت ، تم اقتراح العديد من المقاييس الأخرى وتصميمات موازين الحرارة. من بين كل هذه المقاييس ، ظهر اثنان في عصرنا. المقياس الأول: 0 درجة - درجة حرارة خليط من الماء والجليد و 80 درجة - اقترح العالم الفرنسي ريومور عام 1730 درجة غليان الماء وتحمل اسمه. المقياس الثاني يحمل بشكل غير صحيح اسم عالم الفلك السويدي سيليزيوس. اقترحت Celsius في عام 1742 مقياس درجة حرارة مئوية ، حيث تم أخذ 0 درجة كنقطة غليان الماء ، و 100 درجة كنقطة انصهار الجليد. تم اقتراح مقياس الدرجة المئوية الحديث ، المسمى مقياس مئوية ، في وقت لاحق إلى حد ما. كما تعلم ، فقد دخل حيز الاستخدام ويتم استخدامه حاليًا. كانت الدرجة المئوية تعلم بالفعل أن درجة غليان الماء ونقطة انصهار الجليد تعتمدان على ضغط الهواء. بعد اختراع الجهاز للقياسات الحرارية ، تمكن الفيزيائيون من البدء في دراسة الظواهر الحرارية.

من الغريب أن ... ... في الواقع ، اقترح الفلكي والفيزيائي السويدي سيليزيوس مقياسًا يُشار فيه إلى نقطة غليان الماء بالرقم 0 ، ونقطة انصهار الجليد - بالرقم 100. لاحقًا إلى حد ما ، تم إعطاء مقياس سيليزيوس نظرة حديثة من قبل مواطنه سترومر. ... تحمس فهرنهايت لفكرة صنع مقياس حرارة بنفسه عندما قرأ عن اكتشاف الفيزيائي الفرنسي أمونتون ، "أن الماء يغلي عند درجة حرارة ثابتة". ... بحلول نهاية القرن الثامن عشر ، وصل عدد مقاييس درجات الحرارة إلى عشرين. ... في وقت من الأوقات في المختبرات الفيزيائية ، استخدموا ما يسمى مقياس حرارة الوزن. وتتكون من كرة بلاتينية مجوفة مملوءة بالزئبق ، وفيها ثقب شعري. تم الحكم على التغير في درجة الحرارة من خلال كمية الزئبق المتدفقة من الحفرة. ... مع انخفاض درجة حرارة الأرض بمقدار درجة واحدة فقط ، سيتم إطلاق طاقة أكبر بنحو مليار مرة من تلك الناتجة سنويًا عن جميع محطات الطاقة في العالم.

الأدب ب. Spassky "الفيزياء في تطورها" ، M. "التنوير" ، 1979 "فيزياء للشباب" ، بقلم M.N. أليكسيفا ، إم "التنوير" ، 1980 أ. Leonovich "Physical Kaleidoscope"، M. "Bureau Quantum"، 1994 "Encyclopedic Dictionary of a Young Physicist"، M. "Pedagogy"، 1984

1 من 13

عرض تقديمي حول الموضوع:

رقم الشريحة 1

وصف الشريحة:

رقم الشريحة 2

وصف الشريحة:

رقم الشريحة 3

وصف الشريحة:

"يجب أن نقبل كواحد من أكثر قوانين الحرارة شيوعًا أن" جميع الأجسام "، التي تتواصل بحرية مع بعضها البعض ولا تخضع لتأثيرات خارجية غير متكافئة ، تحصل على نفس درجة الحرارة ، والتي يشير إليها مقياس الحرارة. تطور الحدس جوزيف بلاك حول درجة الحرارة منذ الأيام الأولى من حياتنا. ومع ذلك ، فإن المهام التي تواجه العلم تتطلب تفسيرات أكثر دقة لما نفهمه من خلال الحواس. وهكذا ، تمثلت إحدى المراحل المهمة في تطوير نظرية الظواهر الحرارية في تحديد الفرق بين مفهومي "الحرارة" و "درجة الحرارة". كان أول من أوضح بوضوح فكرة الحاجة إلى التمييز بينهما هو الأسود. إن تاريخ إنشاء واستخدام أدوات قياس درجة الحرارة - موازين الحرارة ممتع وغني بالمعلومات. اليوم ، تُعرف موازين الحرارة السائلة والغازية وأشباه الموصلات ومقاييس الحرارة الضوئية. كما أن درجات الحرارة المتنوعة التي يتم إدخالها الآن في العلم كبيرة: فهي تميز بين درجات حرارة الإلكترون والأيونات ، والسطوع واللون ، والضوضاء والهوائي ، وما إلى ذلك.

رقم الشريحة 4

وصف الشريحة:

التسلسل الزمني لإنشاء مقياس حرارة في عام 1597 ، اخترع جاليليو جاليلي أول جهاز لرصد التغيرات في درجات الحرارة (المنظار الحراري) في عام 1657 ، تم تحسين منظار جاليليو الحراري من قبل علماء فلورنسا. تم إنشاء النقاط الثابتة لميزان الحرارة في القرن الثامن عشر. ترمومتر زئبقي. في عام 1730 ، اقترح الفيزيائي الفرنسي آر ريومور مقياس حرارة كحولي ، وفي عام 1848 ، أثبت الفيزيائي الإنجليزي ويليام طومسون (اللورد كلفن) إمكانية إنشاء مقياس درجة حرارة مطلقة. وليام طومسون

رقم الشريحة 5

وصف الشريحة:

درجة الحرارة: هذه كمية ديناميكية حرارية تحدد درجة حرارة الجسم. الأجسام التي ترتفع درجة حرارتها تكون أكثر سخونة. وفقًا للقانون الثاني للديناميكا الحرارية ، لا يمكن الانتقال التلقائي للحرارة إلا من أجسام ذات درجة حرارة أعلى إلى أجسام ذات درجة حرارة منخفضة. في حالة التوازن الحراري ، تتساوى درجة الحرارة في جميع أجزاء نظام معقد بشكل تعسفي.يمكن أن يكون التغيير في خاصية تعتمد عليها ، على سبيل المثال ، الحجم ، والمقاومة الكهربائية ، وما إلى ذلك ، بمثابة مقياس للتغيير في الجسم درجة الحرارة: في أغلب الأحيان ، يتم استخدام تغيير في الحجم لقياس درجة الحرارة. يعتمد جهاز موازين الحرارة على هذا. اخترع غاليليو أول مقياس حرارة حوالي عام 1600. كمادة قياس الحرارة ، أي الجسم الذي يتمدد عند تسخينه ، تم استخدام الماء فيه. لتحديد درجة حرارة الجسم ، يكون مقياس الحرارة ملامسًا للجسم ؛ عند الوصول إلى التوازن الحراري ، يظهر مقياس الحرارة درجة حرارة الجسم ، ولتغيير درجة الحرارة يمكنك استخدام لوحة ثنائية المعدن. تتكون هذه اللوحة من معدنين ، على سبيل المثال ، شريط من الحديد وشريط من الزنك ينصب عليه. يتوسع الحديد والزنك بشكل مختلف. لذلك ، 1 متر من سلك الحديد ، عند تسخينه بنسبة 100 درجة ، يطول بمقدار 1 مم ، و 1 متر من سلك الزنك - بمقدار 3 مم. لذلك ، إذا تم تسخين صفيحة ثنائية المعدن ، فسوف تبدأ في الانحناء نحو الحديد.

رقم الشريحة 6

وصف الشريحة:

تتوسع الأجسام المختلفة بشكل مختلف عند تسخينها ، لذلك يعتمد مقياس مقياس الحرارة على المادة الحرارية. لأغراض عملية ، تتم معايرة موازين الحرارة من حيث نقاط الانصهار أو الغليان ، أو غيرها ، طالما أن العملية تحدث عند درجة حرارة ثابتة. الأكثر شيوعًا هو مقياس درجة مئوية (أو مقياس مئوية ، بعد الفيزيائي السويدي الذي اقترحه). على هذا المقياس ، يذوب الجليد عند 0 درجة ويغلي الماء عند 100 درجة ، وتنقسم المسافة بينهما إلى مائة جزء ، كل منها يعتبر درجة. في إنجلترا والولايات المتحدة الأمريكية ، يُستخدم مقياس فهرنهايت أحيانًا ، حيث تبلغ درجة انصهار الجليد 32 درجة ونقطة غليان الماء 212 درجة ؛ في فرنسا ، مقياس ريومور: 0 درجة و 80 على التوالي. الآن بعض النصائح العملية. خذ شرائح من الحديد والزنك بسمك 5 مم وطول 15-20 سم وعرض 1 سم. اربطهم بمسامير كل 1.5-2 سم . اربط أحد طرفي الشريط المعدنين بملزمة وقم بتسخينه فوق الغاز. سوف تنحني اللوحة.

رقم الشريحة 7

وصف الشريحة:

اختراع مقياس الحرارة بدأ العلماء يفكرون في ماهية الحرارة منذ زمن بعيد ، حتى الفلاسفة اليونانيون القدماء فكروا في هذه المسألة. لكنهم لم يتمكنوا من التعبير عن أي شيء سوى الافتراضات الأكثر عمومية ، وفي العصور الوسطى ، لم يتم التعبير عن أي أفكار معقولة أيضًا. يبدأ عقيدة الظواهر الحرارية في التطور فقط في منتصف القرن الثامن عشر. كان الدافع لبداية تطوير هذه العقيدة هو اختراع مقياس الحرارة. عمل العديد من العلماء على اختراع مقياس الحرارة. أول هؤلاء كان جاليليو جاليلي. في نهاية القرن السادس عشر. أصبح جاليليو مهتمًا بالظواهر الحرارية. لقياس حرارة الجسم ، قرر جاليليو استخدام خاصية الهواء للتمدد عند تسخينه. أخذ أنبوبًا زجاجيًا رفيعًا ، ينتهي أحد طرفيه بشكل كرة ، وأنزل الطرف الآخر المفتوح في وعاء من الماء. في الوقت نفسه ، حقق هذا الوضع بحيث ملأ الماء الأنبوب جزئيًا. الآن ، عندما يتم تسخين الهواء في الكرة أو تبريده ، ينخفض مستوى الماء في الأنبوب أو يرتفع ، ويمكن استخدام مستوى الماء للحكم على "تسخين" الجسم. كان جهاز جاليليو معيبًا جدًا. أولاً ، لم يتم تخرجه ، ولم يتم تطبيق أي أقسام على الأنبوب. ثانيًا ، مستوى الماء في الأنبوب لا يعتمد فقط على درجة حرارة الهواء في الكرة الزجاجية ، ولكن أيضًا على الضغط الجوي.

رقم الشريحة 8

وصف الشريحة:

تحسين مقياس الحرارة بعد تطبيق "جاليليو" ، انخرط العديد من العلماء في اختراع أجهزة يمكن بواسطتها تحديد الحالة الحرارية للأجسام. تدريجيا ، تم تحسين الأجهزة. في منتصف القرن السابع عشر. اقترحت أكاديمية فلورنسا للتجربة الجهاز الموضح في الشكل. الجهاز عبارة عن أنبوب زجاجي ينتهي بكرة في الأسفل. تم إغلاق الطرف العلوي للأنبوب. تمتلئ الكرة وجزء من الأنبوب بالكحول ، ووضعت حبيبات على طول الأنبوب لتشكل مقياسًا لقراءة درجة الحرارة. لم تعد قراءات هذا الجهاز تعتمد على قيمة الضغط الجوي. كانت هناك أيضًا موازين حرارة أخرى. على وجه الخصوص ، كان الطبيب الإيطالي سانتوريو من أوائل المصممين ، حيث استخدم جهازه لقياس درجة حرارة المرضى. ربما كان هذا هو أول استخدام عملي لميزان الحرارة. على الرغم من التقدم في تصميم موازين الحرارة ، إلا أن هذه الأدوات كانت لا تزال غير كاملة: لم يتم إنشاء مقياس درجة حرارة مشترك ؛ بالنسبة لمقاييس الحرارة المختلفة ، تم ضبطه بشكل تعسفي ؛ أظهرت موازين الحرارة المختلفة درجات حرارة مختلفة تحت نفس الظروف.

رقم الشريحة 9

وصف الشريحة:

مقياس حرارة فهرنهايت لأول مرة ، بدأ صنع موازين الحرارة المناسبة للأغراض العملية بواسطة منفاخ زجاجي رئيسي من هولندا فهرنهايت في بداية القرن الثامن عشر. بحلول هذا الوقت ، كان العلماء يعرفون بالفعل أن بعض العمليات الفيزيائية تسير دائمًا على نفس الدرجة من التسخين ، ويبدو أن مقياس درجة الحرارة بالفهرنهايت يشبه ترمومتر بسيط حديث. كجسم متوسع ، استخدم فهرنهايت الكحول لأول مرة ، ثم الزئبق في عام 1714. استخدم مقاييس مختلفة ، ففي مقياسه الأخير كانت درجات الحرارة الرئيسية كالتالي: درجة حرارة خليط من الماء والثلج وملح المائدة هي صفر درجة ، ودرجة حرارة خليط من الثلج والماء 32 درجة. تبين أن درجة حرارة جسم الإنسان على مقياس فهرنهايت كانت 96 درجة. اعتبر فهرنهايت درجة الحرارة هذه النقطة الرئيسية الثالثة. كانت درجة غليان الماء 180 درجة بمقياسه. اكتسبت موازين الحرارة التي صنعها فهرنهايت شهرة وبدأ استخدامها. تم استخدام مقياس فهرنهايت في بعض البلدان حتى وقتنا هذا.

رقم الشريحة 10

وصف الشريحة:

رقم الشريحة 11

وصف الشريحة:

من الغريب أن ... ... في الواقع ، اقترح الفلكي والفيزيائي السويدي سيليزيوس مقياسًا يُشار فيه إلى نقطة غليان الماء بالرقم 0 ، ونقطة انصهار الجليد - بالرقم 100. لاحقًا إلى حد ما ، تم إعطاء مقياس سيليزيوس نظرة حديثة من قبل مواطنه سترومر. ... اشتعلت النيران في فهرنهايت بفكرة صنع مقياس حرارة بنفسه عندما قرأت عن اكتشاف الفيزيائي الفرنسي أمونتون ، "أن الماء يغلي عند درجة حرارة ثابتة "... بحلول نهاية القرن الثامن عشر ، وصل عدد مقاييس درجة الحرارة إلى عشرين ... في وقت واحد في المختبرات الفيزيائية استخدموا ما يسمى ميزان الحرارة. وتتكون من كرة بلاتينية مجوفة مملوءة بالزئبق ، وفيها ثقب شعري. تم الحكم على التغير في درجة الحرارة من خلال كمية الزئبق المتدفقة من الحفرة ... إذا انخفضت درجة حرارة الأرض بمقدار درجة واحدة فقط ، سيتم إطلاق الطاقة ، حوالي مليار مرة أكبر من تلك الناتجة سنويًا عن جميع محطات الطاقة في العالم.