溫度計的歷程

胡紫霞

“我的頭怎么昏昏沉沉的，該不會是發燒了吧？”銘銘用手摸了摸額頭，“還是用體溫計量一下體溫吧！”銘銘拿出體溫計放在腋下。“哈哈，你知道嗎？體溫計是在溫度計的基礎上研制而成的。你真得感謝這發明溫度計的人……”突然，一個聲音響起，“最早發明溫度計的人是誰？哈哈，那當然是我伽利略了！”

伽利略：銘銘同學，你好！說到溫度計，其實利用的就是物體的熱脹冷縮性質。1592年的一天，我正在大學里帶領學生做加熱水的實驗。我的學生們發現：水溫升高的時候體積增大，水面就上升;水溫下降的時候體積減小，水面就下降。在此啟發下，我經過多次研究，發明了泡狀玻璃管溫度計。

銘銘：我來找找圖片，看看是啥樣的。

伽利略：它的頂端是一個玻璃泡，里面是空氣。和玻璃泡相連的玻璃管中裝著有色液體，玻璃管另一頭是敞口的，倒置在裝有水的瓶子中。當外界溫度升高時，玻璃泡內的空氣受熱膨脹，使玻璃管內的水位下降;當外界溫度降低時，玻璃泡內的空氣收縮，玻璃管中的水位就會上升。我在玻璃管上標上刻度（我們那會兒叫熱度），就可以測量氣溫了。

銘銘：哦，這就是世界上第一支標有刻度的溫度計——氣體溫度計。

伽利略：嗯！但它是很不完善的，很容易受大氣壓的影響。后來又有很多人進行了改進，我不得不把一個人請來，那就是意大利托斯卡納的大公——斐迪南，他對液體溫度計的發展起了很大的推動作用。

斐迪南：您好，伽利略先生！你好，銘銘同學！為了使溫度計不受大氣壓的影響，我開始用各種不同的液體來進行試驗，結果發現酒精在受熱以后體積的變化比較顯著。1654年，我往一端帶有空心玻璃球的管里注入適量帶顏色的酒精，再把玻璃球加熱，用酒精趕跑玻璃管中的空氣，并將那一端密封，最后在玻璃管上標上了刻度。

伽利略：于是，第一個不受大氣壓影響的酒精溫度計就這樣誕生了！酒精溫度計構造簡單，制作方便，準確度高，一經問世就得到了廣泛應用。

銘銘：今天，我們家庭中通常用的溫度計都是酒精溫度計。

斐迪南：是的，但由于酒精的沸點低，酒精溫度計不適于較高溫度的測量。后來，人們又發明了水銀溫度計。此時我也要介紹一個朋友，他就是荷蘭物理學家——華倫海特，相信他會介紹得更具體。

華倫海特：大家好！我對科學儀器有濃厚的興趣，一直在歐洲拜訪各國的科學家和儀器制造者。其實我不是最早發明水銀溫度計的人，其間有很多人研制了水銀溫度計，但在那些水銀里常混有氧化物，使水銀容易附著于玻璃管璧上，影響準確讀取溫度。我經過不斷研究，終于發現了一種純化水銀的方法，解決了這個問題，并在1714年制成了世界上第一支真正精確的水銀溫度計。

大家紛紛豎起大拇指。

華倫海特：同時，我還研制了早期的溫標，單位記做F。（溫標，是為了保證溫度量值的統一和準確而建立的一個用來衡量溫度的標準尺度。）我把冰的熔點定為32°F，把水的沸點定為212°F，把人體溫度定為96°F（以今天人的平均標準體溫37℃計算，應為98.6°F）。不過它終究是有局限性的。后來，瑞典物理學家攝爾修斯又制成了一種水銀溫度計，把水的沸點與冰的熔點分別定為100℃和0℃，其間分為100格，每一格為1℃。這就是著名的“攝氏溫標”，受到了國際認可，被廣泛使用。

銘銘：感謝你們，正因為有你們的不斷鉆研，才有了這些發明，給我們的生活帶來了極大的便利。

伽利略：我聽說，隨著不同溫標的建立和制作溫度計技術的成熟，以及實際測量的需要，后人先后改進、發明了各式各樣的溫度計，用于測量各種物體不同的溫度。

銘銘：我剛查到的資料有：德國發明家卡爾·西門子在1860年發明了遙測式電阻溫度計;英國醫生托馬斯·阿爾伯特在1865～1867年間，發明了至今還在使用的、測量人體溫度的現代水銀體溫計。它離開人體后讀數不變，可精確到0.1℃;1984年，一位芬蘭醫療器械設計師，發明了電子體溫計（更方便，無有害物泄漏）……

今天的溫度計，已經有了使用材料不同、測量對象不同、用途不同、顯示溫度的器件不同、測量溫度范圍不同、指示溫度的形式不同等在內的許多新品種，如：半導體溫度計、熱電偶溫度計、雙金屬溫度計、液晶溫度計、數字溫度計、光測高溫計、便于進行℃與°F換算的雙標氣溫計、可同時測量氣溫和空氣濕度的干濕泡溫度計、2020年新冠肺炎疫情全球大流行期間便于快速測量體溫的額溫計……