小小的发明却派上了大用场,如今温度计正在各个领域里大显身手。
300多年前,伟大的物理学家伽利略在威尼斯的一所大学里任教。
因为他是大名鼎鼎的科学家,所以常常有医生去请求他发明一种能准确地测出体温的仪表,以帮助诊断病人的病情。伽利略为此一直苦苦地思索着。
有一天,伽利略给学生上实验课。他向学生提问:“当水的温度升高,特别是沸腾的时候,为什么水位会上升?”有一个学生很快作出了正确的回答:“因为水达到沸点时,体积增大,水就膨胀上升;水冷却时,体积缩小,就会降下来。”
学生的回答像一道闪电,照亮了伽利略的眼睛,也激起了他发明创造的思维。他兴奋地想:水的温度发生变化,体积也随着发生变化。
反过来,从水的体积的变化,不是也可以测出温度的变化吗?他找到了发明温度计的理论依据。
想到这里,伽利略竟忘了自己还在上课,他不顾一切地跑回实验室,根据热胀冷缩的原理,搞起实验来。然而,科学发明不可能一蹴而就,一次次实验都失败了,伽利略又陷入了一筹莫展的境地。
一天,伽利略又在实验室里做实验。他用手握住试管底部,使管内的空气渐渐变热,然后把试管上端倒插入水中,松开握着试管的手。
这时他发现,试管里的水慢慢地被吸上去一截;当他再握住试管的时候,水又渐渐降下去一点。玻璃管内的空气因热胀冷缩而发生体积变化,致使水柱的上升或下降,反过来,从水的上升或下降,不就可以得知温度的变化吗?这使他兴奋不已!
伽利略根据这次实验,又经过多次改进,终于制作出一个温度计。
这种温度计是用一根细长的玻璃管制成的,它的一端制成空心圆球形;另一端开口,事先在管中装进一些带颜色的水,并将这一端倒插入盛有水的容器中。在玻璃管上等距离地标上刻度。这样,当外界温度升高时,玻璃球内气体膨胀,使玻璃管中水位降低;反之,温度较低,玻璃球内气体收缩,玻璃管内的水位就上升。
1593年,伽利略终于发明了世界上第一个空气温度计。空气温度计的发明,导致了体温计的问世。但这种装水的体温计容易在冬季因结冰体积膨胀而破裂。因此,这种体温计作为医用有很大的局限性。
后来有人用酒精代替水,改进了温度计。1657年,意大利人阿克得米亚发现水银沸点较高,可测357℃的高温,零下38.89℃凝固,于是,他又用水银代替酒精,使温度计的制造技术向前推进了一大步。
现代人们使用的温度计种类越来越多,如电热偶温度计、电阻式温度计、辐射式高温计、光测温度计、氢温度计等,成为当今人们测量各种温度的重要仪器,成为科学工作者、气象工作者、医生等测定温度不可缺少的仪器,并在各个领域里大显身手。