Д. Фаренгейт и его термометры

26

Д. Фаренгейт и его термометры

В этом году исполнили 300 лет со дня рождения Даниела Габриеля Фаренгейта (1686—1736) — создателя первых термометров, которые можно было пользоваться как стандартными и надежными лабораторными приборами.

Считается, что идея использования для температурных измерений известного еще с античных времен свойства теплового расширения воздуха и жидкости принадлежит Г. Галилюю. В конце XVII века он изобрел основный на этом принцип простой прибор — термопоп, впервые позвольший в какой-то мере объективно судить об изменениях температуры. Термоскоп Галилея представляет собой небольшую стеклянную колбу, наполненную воздуха, с очень узким и длинным горышком, опущенным в сосуд с водой. По мере нагрева или оставления колбы воздуха в ней расширялся или скимался и уровень воды соответственно поняжался или повышался.

В течение следующого, XVII столетия многие учены занимались усвоениемствованием этого прибора. Так, в 1615 году его снабили измерительной шкалой и с 1628 года все части называть уже не термоскопом, а термометром. В 1630 году на смену воздуханым пришли более удобные жидкости,

прежде всего водяные, термометры. Десятилетем, спустя их начали запаивать, чтобы на показания не влияли колебания атмосферного давления. С конца 50-х годов всегда учебыми из флорентийской «Академии опыта» в качестве термометрической жидкости стали чаще всего использовать винный спирт, не замерзаюший при самых сильных морозах и обладающий небольшой вязкостью и сравнительно высоким коэффициентом теплового расширения.

Но, несмотря на то, что конструктивные принципы в основном определении термометры, изготовлялись в то время, были совершеннены пригодны для точных и систематических температурных измерений. И прежде всего потому, что не существует никакого соответствия

с 80-х годов XVII века все большую привлекательность прибретала идея построения температурной шкалы на основе двух «постоянных» точек (при таком способе отпадала необходимость в очень затруднительной операции определения объемов резервира и капилляра у каждой экземпляра термометра).

Так, в 1701 году И. Ньюотон построил термометр (с льняным маслом в качестве жидкости), на шкалу которого нанес 12 равностойных делений, причем температуре замерзания воды соответствовал нулевое деление, а нормальной температуре человекаского тела — деление «12». В это же время начал изготовлять свои температурные шкалы он принимал температуры замерзания и кипения воды. В 1708 году Рёмер посетил Фаренгейт, который датчинин во всех деталях ознакомил со своим градировкам термометров. По-видимому, Фаренгейт сразу же осознал, что этот способ содержит в себе решение давно назревшей задачи создания стандартных термометров, давших «согласные» показания (в одинаковых условиях они показывали одинаковую температуру). Уже через пару лет он

27

сумел наладить производство таких приборов, и они быстро завоевали признание вевропейских laboratorиях. Учелыми, свышимися с разноем в показаниях старых термометров, термометры Фаренгейта воспринимались как своего рода учелю. При этом нужно сказать, что Фаренгейт относить не копировал термометры — он много работал над усвоением их конструкций, изыскивал наиболее подходящие сорта стека и, наконец, модифицировал шкалу, сделав ее значительное более удобно. Температурная шкала Фаренгейта до настоящего времени применяется в английских странах. Она устроена так: интервал между точками тайня льда и кипения воды делится на 180 частей, причем первой точке приваивается значение 32, а второй 212 °F (градусов по шкале Фаренгейта).

Важнейшей заслугой Фаренгейта является также то, что он первый (в 1717 году) начал изготовлять рутные термометры. Нужно сказать, что эту идею еще за полвека до него рассматривал флорентийские академики. Но тогда рутить, из-за ее низкого коэффициента теплового расшириения (раз в шест меньше, чем у спирта), сочли малоперспективной. Фаренгейт пришел к заключению, что этот недостаток рутти с избытком компенсируется легкостью ее получения и сохранения в чистом виде, благодару ему без затруднений выполняется требование точдествности рабочей жидкости, заполняющей экземпляры термометра.

(Спирт в этом отношении менее удобен, так как, интенсивно поглощая воду, существенно изменяет коэффициент теплового расшириения.)

Ожизни Фаренгейта известно немного, его портрет до нас не дошел. Родился он в Данциге (ныне Гданьск) в купеческий семье, получил неплохое начальное образование. В 15-летнем возрасте он неожиданно лишился обиходительей. «Отцы» города решили, что мальчик должен пойти по стопам отца, и в 1702 году послали его в Амстердам обучаться купеческому делу. Профессион он успешно освоил, но интересы его все более склонялись к естественным наукам и особенно к конструкрованию точных научных приборов. По делам службы Фаренгейт часто выездал из Амстердама в другие города Голландии и за границцу, в том числе и в России, и всякий раз он старался не употребить возможности пополнить свои позиции в технике и наук у ведущих мастеров — приборостроитель и ученых Европы. Так произошла упоминавшаяся выше встреча Фаренгейта с Рёмером, так же установились научные контакты со значениями в те времена голландскими учеными — медком Г. Бургаве и физики В. Сгравесандом и П. ван Мусхенбруком, с будщим ведиким шведским естественнымателем К. Линнеем.

Как мастер-профессионал Фаренгейт в 1710—1712 годах начал изготовлять прессиюную (очень точную) аппаратру для физических, химических и астрономических исследований — термометры,

барометры, ареометры, оптические инструменты, устройства точной механики. Спрос на изделия Фаренгейта возрастал, и в 1717 году он осnahал в Амстердам специальную фирму по производству точных научных приборов, и в частиности других термометров различного назначения, которые были вне конкуренции. Небезынтегерно, что в 1721 году комплект Фаренгейтовских термометров заказал Петр I. В 1724 году Фаренгейт был избран членом Лондонского Королевского общества, предусidentом которого в это время был И. Ньюотон.

Помимо изготовления приборов, Фаренгейт много работал и как физик-экспериментатор. Он обнаружил зависимость температуры кипения жидкости делится на 180 частей, причем первой точке приваивается значение 32, а второй 212 °F (градусов по шкале Фаренгейта).

Конечно, Фаренгейта нельзя считать изобретателем термометра, да и он сам никака не скрывал, сколько многим

он обязан Рёмеру и другими своими предшествениками. Но неоспоримой заслугой Фаренгейта является введение в широкое употребление стандартного термометра, чем было положено начало термометрии, впервые позволившей осознать важнейшее развитие точных научных приборов теллоты и температуры (в отношении которых ранее царила полная неразберixa).

В. Е. Явелов