測量溫度的故事

孟菲斯托

翻一翻你家的醫藥箱，你一定能找到一根玻璃做的小棒棒，每當你發燒難受之際，便是它大顯身手之時。沒錯，這根小棒棒就是體溫計，能準確地測量出我們的體溫。與體溫計類似的，還有測量環境溫度的溫度計。別看它們不起眼，誰家不得備一根?這么有用的好東西，是誰發明的?

體溫計的老兄

發明溫度計的人，嘿嘿，絕對大名鼎鼎，他就是著名的物理學家、天文學家伽利略。

400年前，伽利略在意大利威尼斯的一所大學里教書。當時，世人都在琢磨，如何才能準確地測定物體或環境的溫度。有一次，伽利略給學生上實驗課，伽利略在一個試管里裝上水，然后燒開，試管里的水燒開后上升了一些。伽利略考問學生這是為什么，學生回答是因為熱脹冷縮的原理。

很簡單的現象吧?可伽利略忽然腦中閃過一個念頭：既然水溫變化會導致液體的體積變化，反過來，為什么就不能用液體體積的變化推導出溫度的變化呢?伽利略直奔實驗室，立即著手實驗，制作起溫度計來。

溫度計的變遷

伽利略很快試制成功了一支溫度計。這是一根帶有刻度的細長玻璃管，一段封閉，另一端沒有封閉。使用時，將未封閉的一端插在水罐里，玻璃管中的水柱的水位高低就會隨溫度發生變化。

伽利略式溫度計利用的是水的熱脹冷縮原理，結構簡單，測量結果也不算太準。因為這些水罐中的水除了受到氣溫的影響，也要受到大氣壓力的影響，因此伽利略式溫度計只能測量一個大概溫度。

伽利略有一位學生，名叫弗迪南，他用酒精代替水，將細玻璃管兩頭封閉，使得管中的酒精處于真空狀態，避免了大氣壓的影響。這種酒精溫度計的精準度大大提高，被意大利醫學教授圣托里奧用來測量人體溫度，獲得了不錯的效果。

過了十幾年，伽利略的朋友，意大利人阿科德米亞發現，用水銀代替酒精制作溫度計，用來測量人體溫度更加準確。此后，溫度計和體溫計不斷地發展變化，但基本原理再沒有什么變化。

水銀or酒精

今天，常見的溫度計依舊有兩種，一種是水銀溫度計，一種是酒精溫度計。這兩種溫度計各有優缺點，在實際使用中，要根據它們的特點來選擇。

在正常的大氣壓環境中，酒精的沸點比較低，只有78℃，如果你要用酒精溫度計來測量開水的溫度，它肯定不能勝任，而水銀溫度計則能測量高達357℃的溫度。但是，如果你到了南極，水銀溫度計就力不從心了，因為水銀在零下39℃就凝固了。這時，酒精溫度計就成了最佳選擇，因為酒精要在零下117℃才會凝固。看來，就咱們日常的生活環境和測量需求來說，酒精溫度計就夠啦，而且水銀有劇毒，安全性也遠遠比不上酒精。然而，水銀溫度計的測量結果比酒精溫度計更精確，因此，體溫計部是用水銀做的，以保證能夠準確測量變化細微的體溫。