თერმომეტრი
თერმომეტრი (ლათ. thermo — „სითბო“ და metrum — „ზომა“) — ტემპერატურის გასაზომი ხელსაწყო. თერმომეტრი ძირითადად ორი ტიპისაა. პირველში, რომელიც შუშის მილისაგან შედგება, მოთავსებულია დანაყოფიანი ფირფიტა, რომელზეც ვერცხლისწყლით სავსე ღეროა დამაგრებული და ელექტრონული, რომელმაც სხვები ჩაანაცვლა.
ერთი სახის თერმომეტრით ყველა სხეულისა თუ სუბსტანციის ტემპერატურის გაზომვა არ მოხერხდება, ამიტომ ყველა სახეობას სხვადასხვა დანიშნულება აქვს. ადამიანის ტემპერატურის საზომ თერმომეტრს გარკვეულ სიმაღლეზე წითელი ფერით აწერია 37°. ამ რიცხვის ქვევით ტემპერატურა დაბალია, ხოლო ზევით — მაღალი. ჰაერის ტემპერატურის საზომს წითელი ფერით 0° აქვს აღნიშნული. მის ზევით სითბოა, ქვევით — სიცივე.
წარმოშობის ისტორია
[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]თერმომეტრის გამოგონებამდე ადამიანებს ვარაუდი ტემპერატურის შესახებ, მათი შეგრძნებების მიხედვით შეეძლოთ: თბილა თუ გრილა, ცხელა თუ ცივა. თერმომეტრის ისტორია დაიწყო, როცა 1592 წელს გალილეო გალილეიმ გამოიგონა ხელსაწყო ტემპერატურის ცვლილების დასაკვირვებლად, რომელსაც თერმოსკოპი უწოდა. თერმოსკოპი წარმოადგენდა შუშის ბურთს, რომელზეც დამაგრაბული იყო შუშის მილი. ბურთს აცხელებდნენ, ხოლო მილის ბოლოს წყალში დებდნენ. ბურთი რომ ცივდებოდა, წნევაც მასში მცირდებოდა, ხოლო წყალში ჩადებული, ატმოსფერული წნევის ქვეშ არსებული მილი, ზემოთ გარკვეულ სიმაღლეზე იწევდა. გათბობის შემთხვევაში წყლის დონე მილში იწევდა ქვემოთ. გამოგონების მინუსად ითვლებოდა ის, რომ მისი საშუალებით შეიძლებოდა მხოლოდ მიახლოებითი ვარაუდი წყლის გათბობისა და გაგრილების შესახებ.
მოგვიანებით, ფლორენციელმა მეცნიერებმა გააუმჯობესეს გალილეის თერმოსკოპი, გრაფიკის დამატებით. მათ ასევე გამოტუმბეს ბურთიდან ჰაერი.
მე–17 საუკუნეში, საჰაერო თერმოსკოპი ფლორენციელმა მეცნიერმა ევანჯელისტა ტორიჩელიმ ალკოჰოლურში გარდაქმნა. ბურთი უკვე ხელსაწყოს ქვედა ნაწილში მოთავსებულიყო; წყლით სავსე ჭურჭელი საერთოდ ამოიღეს, ხოლო მილში წყლის ნაცვლად სპირტი ჩაასხეს. სხეულის მოქმედება ემყარებოდა სპირტის გაფართოებაზე გათბობისას, — ამის შემდეგ მაჩვენებელი აღარ იყო დამოკიდებული ატმოსფერულ წნევაზე. ეს ერთ-ერთი პირველი იყო თხევადი თერმომეტრებიდან. იმ დროისთვის ხელსაწყოების მაჩვენებლები ერთმანეთს არ ემთხვეოდა, ამიტომ 1694 წელს კარლო რენალდინმა შესთავაზა, რომ ტემპერატურის ორი უკიდურესი წერტილი (ყინულის ლღობისა და წყლის დუღილის) მიეღოთ.
1714 წელს დანიელ გაბრიელ ფარენჰაიტმა შექმნა ვერცხლისწყლის თერმომეტრი. სკალაზე მან სამი დაფიქსირებული წერტილი აღნიშნა: ქვედა 32 °F – მარილიანი ხსნარის გაყინვის ტემპერატურა, 96 °F – ადამიანის სხეულის ტემპერატურა, ზედა 212 °F – წყლის დუღილის ტემპერატურა. ფარენჰაიტის თერმოეტრით სარგებლობდნენ ინგლისურენოვან ქვეყნებში მე-20 საუკუნის 70-იანებამდე, ხოლო ამერიკაში დღესდღეისობითაც იყენებენ. კიდევ ერთი სკალა შემოთავაზებული იყო ფრანგი მეცნიერის რეომიუროს მიერ 1730 წელს. ის კვლევებს ატარებდა სპირტის თერმომეტრზე და მივიდა დასკვნამდე, რომ სკალა შეიძლება სპირტის გაფართოების საფუძველზე აიგოს. სპირტისა და წყლის ნარევში, რომელშიც სპირტი ისე შეეფარდება წყალს, როგორც 5:1, ტემპერატურის ცვლილებასთან, გაყინვის წერტილიდან დუღილის წერტილამდე, მათი შეფარდება ხდება 1000:1080. ამ ფაქტზე დაყრდნობით მან გამოიყენა 0 °, როგორც ყინულის დნობის ტემპერატურა და 80 °, როგორც წყლის დუღილის ტემპერატურა ნორმალური ატმოსფერული წნევის დროს. ევანჯელისტა ტორიჩელი
1742 წელს შვედმა მეცნიერმა ანდერს ცელსიუსმა დაამზადა ვერცხლისწყლის თერმომეტრის ახალი სკალა, რომელშიც მანძილი უკიდურეს წერტილებს შორის 100 ° იყო. ამ შემთხვევაში წყლის დუღილის ტემპერატურა იყო 0 °, ხოლო ყინულის დნობის ტემპერატურა 100 °. თუმცა სკალის ეს სახე არც თუ ისე კომფორტული აღმოჩნდა და მოგვიანებით ასტრონომმა მორტენ შტრემერმა და ბოტანიკოსმა კარლ ლინემ გადაწყვიტეს 100 ° და 0 °-ის გადანაცვლება. მიხეილ ლომონოსოვის მიერ შემოთავაზებული იყო ყინულის დნობისა და წყლის დუღილის ტემპერატურას შორის 150°-ანი მანძილი. ი. გ. ლამბერტს კი ჰაერის თერმომეტრის (რომელიც 375°-იანი სკალისგან შდგებოდა და რომლის ერთი გრადუსი ჰაერის გაფართოების ერთ მეათასედ ნაწილს უდრიდა) გამოგონებაში მიუძღვის დიდი წვლილი. იყო ასევე მცდელობა გამოეგონათ თერმომეტრი, რომელიც მყარი საგნების გაფართოებაზე იმუშავებდა. 1747 წელს ჰოლანდიელმა მეცნიერმა პ. მუშენბრუგმა გამოიყენა მეტალის გაფართოება სხვადასხვა ლითონის დნობის ტემპერატურის გასაზომად.
მე-18 საუკუნეში თერმომეტრთა განსხვავებული სკალების რაოდენობამ საგრძნობლად იმატა. ლამბერტის ცნობებზე დაყრდნობით მათი რიცხვი 19-ს უტოლდებოდა.
ზემოთ მოხსენიებულ სკალებზე, ყველა მეცნიერი საწყის წერტილს სპონტანურად იღებდა. მე-19 საუკუნის დასაწყისში ინგლისელი მეცნიერის ლორდ კელვინისგან შემოთავაზებული იყო აბსოლუტური თერმოდინამიური სკალა. კელვინმა ასევე შემოიღო აბსოლუტური ნულის გაგება იმავე წერტილის აღნიშვნით, რომლის დროსაც მოლეკულების სითბური მოძრაობა ჩერდება. ცესიუსებში ეს –213°C–ის ტოლია.
დღესდღეობით გამოიყენება ცელსიუსის, ფარენჰაიტისა (აშშ-ში), და ასევე კელვინის სამეცნიერო კვლევებში. ამ დროს, ტემპერატურას ზომავენ იმ ხელსაწყოებით, რომელიც ემყარება სხვადასხვა სითხის, გაზებისა და სხეულების თავისებურებებს. და თუკი მე-18 საუკუნეში იყო ტემპერატურის საზომი ხელსაწყოების „ბუმი“, მაშინ წინა წლიდან მოყოლებული, დაიწყო ტემპერატურის დადგენის სხვადასხვა მეთოდები. თანამედროვეობაში არსებობს უამრავი ხელსაწყო, რომელსაც იყენებენ მრეწველობაში, ბრძოლისას, სამეცნიერო კვლევებისთვის — გაფართოების თერმომეტრები და ლაბორატორიული მოწყობილობები, თერმოელექტრული და წინააღმდეგობის თერმომეტრები, რომლებიც ტემპერატურას უკონტაქტოდ იძლევიან.