Մարդկանց անհրաժեշտ էր չափել ֆիզիկական մարմինների և հեղուկների ջերմաստիճանը քաղաքակիրթ հասարակության զարգացման հենց սկզբից: Ջերմաչափերի ստեղծման պատմությունը սկսվում է մի քանի դար առաջ։ Եկեք պարզենք, թե որո՞նք են եղել այդ նպատակով առաջին սարքերը։ Ո՞վ է մշակել ջերմաչափի սանդղակը: Ե՞րբ է հայտնագործվել առաջին ջերմաչափը:
Առաջին ջերմաչափ
Ժամանակակից ջերմաչափի նախահայրը բավականին պարզունակ սարք է, որը հայտնի է որպես թերմոբարոսկոպ: Այս կատեգորիայի ջերմաչափերի ստեղծման պատմությունը մեզ տանում է դեպի հեռավոր 1597 թվական։ Հենց այդ ժամանակ էլ հայտնի գիտնական Գալիլեո Գալիլեյն իր փորձերն անցկացրեց՝ ուղղված հեղուկի ջերմաստիճանը չափող սարքի մշակմանը։
Առաջին ջերմաչափը ոչ այլ ինչ էր, քան կոնստրուկցիա, որը ներկայացված էր բարակ ապակյա խողովակով, որի մեջտեղում փակված էր փոքրիկ գնդիկ: Չափումների ժամանակ թերմոբարոսկոպի ստորին հատվածը ենթարկվել է տաքացման։ Այնուհետև խողովակը դրվեց ջրի մեջ։ Մի քանի րոպե անց օդըկառուցվածքը սառեցվեց, ինչը հանգեցրեց գնդակի ճնշման և շարժման նվազմանը։
Ցավոք, գիտնականին չի հաջողվել վերջնական տեսքի բերել սարքը։ Այն երբեք չի գտել իր գործնական կիրառությունը: Ջերմաչափի կշեռք չկար։ Այդ իսկ պատճառով, օգտագործելով սարքը, անհնար էր որոշել շրջակա տարածության կամ հեղուկների ջերմաստիճանի ճշգրիտ թվային ցուցանիշները։ Միակ բանը, որի համար հարմար է պարզվել, որ նման ջերմաչափը որոշակի նյութի տաքացումը որոշելն էր։
Գալիլեոյի թերմոբարոսկոպի մաքրում
Ջերմաչափերի ստեղծման պատմությունը չի ավարտվել Գալիլեյի՝ գործնական սարք ստեղծելու ապարդյուն փորձերով։ 1657 թվականին՝ գյուտարարի առաջին փորձարկումից ու սխալից 60 տարի անց, նրա աշխատանքը շարունակեցին Ֆլորենցիայի մի խումբ գիտնականներ։ Նրանց հաջողվել է վերացնել թերմոբարոսկոպի հիմնական թերությունները, մասնավորապես՝ սարքի մեջ մտցնել աստիճանավորման սանդղակ։ Ավելին, ֆլորենցիացի գիտնականները կնքված ապակե խողովակում վակուում են ստեղծել, որը վերացրել է ստացված չափումների արդյունքների կախվածությունը մթնոլորտային ճնշումից։
Հետագայում այս սարքը նույնպես բարելավվեց: Դրանում ջուրը փոխարինվել է գինու սպիրտով։ Այսպիսով, թերմոբարոսկոպը սկսեց գործել հեղուկի ընդլայնման սկզբունքով, երբ շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը փոխվում է:
Santorio ջերմաչափ
1626 թվականին Սանտորիո անունով իտալացի գիտնական Պադուա քաղաքից, ով ծառայում էր որպես պրոֆեսոր տեղի համալսարանում, ստեղծեց ջերմաչափի իր տարբերակը: Նրա օգնությամբ հնարավոր է դարձել չափել մարդու մարմնի ջերմաստիճանը։ Այնուամենայնիվ, սարքը գործնական կիրառություն չի գտել,քանի որ դա չափազանց ծանր էր: Սարքն այնքան տպավորիչ էր իր չափսերով, որ չափումներ անելու համար այն պետք էր դուրս բերել բակ։
Ի՞նչ էր Santorio ջերմաչափը: Սարքը պատրաստվել է ոլորուն, երկարավուն խողովակին միացված գնդիկի տեսքով։ Վերջինիս մակերեսին պարունակվում էին մասշտաբի բաժանումներ։ Խողովակի ազատ ծայրը լցված է հեղուկ նյութով, որը պարունակում է ներկ: Երբ խողովակը տեղադրվում էր տաքացվող նյութի մեջ, գունավոր ներքին միջավայրը հասնում էր այս կամ այն արժեքի սանդղակի վրա:
Մեկ չափման սանդղակի հայտնագործում
Ջերմաչափերի ստեղծման պատմությունը ներառում է ոչ միայն ջերմաչափերի արդյունավետ դիզայնի մշակման փորձեր, այլև օբյեկտիվ չափման սանդղակի ստեղծման աշխատանքներ: Այս ոլորտում ամենահաջող փորձերից մեկը գերմանացի ֆիզիկոս Գաբրիել Ֆարենհեյթի հաջողությունն էր: Հենց նա 1723 թվականին որոշեց այն ժամանակվա ջերմաչափերի կոլբայի ալկոհոլը փոխարինել սնդիկով։
Գիտնականի սանդղակը հիմնված էր երեք հղման կետերի առկայության վրա.
- առաջինը համապատասխանում էր ջրի զրոյական ջերմաստիճանին;
- սանդղակի երկրորդ կետը համապատասխանում էր 32 աստիճանի;
- երրորդ - հավասար է ջրի եռման կետին:
Շվեդ ֆիզիկոս, օդերևութաբան և աստղագետ Անդերս Ցելսիուսը վերջապես բարելավեց ջերմաչափի սանդղակը։ 1742 թվականին փորձերի ժամանակ նա որոշեց ջերմաչափի սանդղակը բաժանել 100 հավասար ընդմիջումների։ Վերին ցուցիչը համապատասխանում էր սառույցի հալման ջերմաստիճանին, իսկ ստորինը՝ ջրի եռման ջերմաստիճանին։ Ցելսիուսի սանդղակը մինչ օրս օգտագործվում է ջերմաչափերում:օր. Սակայն այսօր այն տեղադրված է չափիչ գործիքներում գլխիվայր։ Այսպիսով, 100o-ի վերին թիվն այժմ համապատասխանում է ջրի եռման կետին, իսկ ստորինը՝ 0o:
19-րդ դարի կեսերին անգլիացի ֆիզիկոս Ուիլյամ Թոմսոնը, ով լայն լսարանին ավելի հայտնի է որպես Լորդ Քելվին, առաջարկեց չափման սանդղակի իր տարբերակը։ Որպես չափումների մեկնարկային կետ նա ընտրեց ջերմաստիճանը, որը հավասար էր -273oС: Հենց այս ցուցանիշն է, որ բացառում է ֆիզիկական օբյեկտների մոլեկուլներում ցանկացած շարժում։ Սակայն նման սանդղակի վրա հիմնված սարքերն իրենց կիրառությունը գտել են միայն գիտական հանրության մեջ։
Ժամանակակից ջերմաչափերի տեսակներ և սարքեր
Ջերմաչափերի ամենապարզ տեսակը սովորական ապակե ջերմաչափն է, որն այժմ հասանելի է յուրաքանչյուր տանը: Սակայն նման սարքերն աստիճանաբար դառնում են անցյալում: Քանի որ սարքի կոլբը թունավոր սնդիկով լցնելը այնքան էլ անվտանգ լուծում չէ կենցաղային օգտագործման համար:
Ներկայումս թվային սարքերը աստիճանաբար օգտագործվում են որպես սնդիկի ջերմաչափերի այլընտրանք: Վերջիններս չափում են շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը ներկառուցված էլեկտրոնային սենսորի միջոցով։
Ինչ վերաբերում է վերջին գյուտերին, ապա դրանք ինֆրակարմիր ջերմաչափերն են և մեկանգամյա օգտագործման ջերմային ժապավենները։ Այնուամենայնիվ, նման սարքերը դեռ լայն կիրառություն չեն գտել։
Եզրակացություն
Այնպես որ մենք պարզեցինք, թե ով է հորինել ջերմաչափը, ինչ տեսակի սարքերայս կատեգորիան այսօր հասանելի է օգտատերերին: Ի վերջո, կցանկանայի նշել, որ ժամանակակից մարդու համար այս նպատակի համար նախատեսված սարքերը առանձնահատուկ նշանակություն ունեն: Ջերմաչափը ոչ միայն հնարավորություն է տալիս արագ որոշել մարմնի ջերմաստիճանը, այլև թույլ է տալիս պարզել, թե դրսում որքան տաք կամ ցուրտ է: Ջեռոցում տեղադրված ջերմաչափն օգնում է պահպանել եփման օպտիմալ ջերմաստիճանը, իսկ նմանատիպ սարքը սառնարանում օգնում է վերահսկել սննդի պահպանման որակը։
