Ջերմաչափ

Վիքիփեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից

Սնդիկով բժշկական ջերմաչափ
Սնդիկով բժշկական ջերմաչափ

Ջերմաչափ (հուն. θέρμη — ջերմ և μετρέω — չափում եմ) - Նախքան մեր առօրյա կյանքի համար նման պարզ և մատչելի սարքի՝ ջերմաչափի , հնարելը մարդիկ ի զորու էին ջերմության մասին դատել միայն իրենց անմիջական զգացողություններով՝ ջերմ է, թե հով է, տաք է , թե՝ ցուրտ:

Թերմոդինամիկայի պատմությունը սկիզբ է առել 1592թ., երբ Գալիլեո Գալիլեյը ստեղծեց ջերմաստիճանի փոփոխությանը հետևելու համար առաջին սարքը՝ անվանելով այն ջերմադիտակ:

Գալիլեի ջերմաչափը
Գալիլեի ջերմաչափը

Վերջինս իրենից ներկայացնում էր ապակե զոդած խողովակով ապակե փոքր գնդիկ: Գնդիկը տաքացնում էին, իսկ խողովակի ծայրն իջեցնում էին ջուրը: Գնդիկի սառելուն պես՝ իր մեջ եղած ճնշումը փոքրանում էր, և խողովակի մեջ եղած ջուրը մթնոլորտային ճնշման ազդեցության տակ որոշակիորեն վեր էր բարձրանում: Ջերմության դեպքում խողովակի ջրի մակարդակն իջնում էր:

Սարքի թերությունն այն էր, որ դրա օգնությամբ հնարավոր էր չափել միայն մարմնի սառեցման կամ տաքացման հարաբերական աստիճանը, քանի որ նրա մոտ դեռ բացակայում էր սանդղակը:

Ավելի ուշ Ֆլորենցիայի գիտնականները կատարելագործեցին Գալիլեյի ջերմադիտակը՝ ավելացնելով ուլունքահատիկներից պատրաստած սանդղակ և գնդիկից դուրս հանելով օդը:

17-րդ դարում ֆլորենցիայի գիտնական Տորիչելին օդային ջերմադիտակը վերածեց սպիրտայինի: Սարքը գնդիկի հետ միասին շրջեցին, ջրով լի անոթը հեռացրին, իսկ խողովակի մեջ սպիրտ լցրեցին: Սարքի աշխատանքի հիմքում ընկած էր սպիրտի տաքացումն ու լայնացումը: Այժմ ցուցմունքները կախված չէին մթնոլորտային ճնշումից: Դա առաջին հեղուկ ջերմաչափերից մեկն էր:

Այդ պահին սարքերի վկայություններն իրար հետ չէին համընկնում, քանի որ ոչ մի ստույգ համակարգ սանդղակների չափման ժամանակ հաշվի չէր առնվում: 1694թ. Կարլո Ռենալդինին առաջարկեց որպես երկու ծայրահեղ կետ ընդունել սառույցի հալման և ջրի եռալու ջերմաստիճանները:

1714թ. Դ.Գ.Ֆարենհեյթը ստեղծեց սնդիկային ջերմաչափը: Սանդղակի վրա նա նշեց երեք կետ. ստորին՝ 32°F- աղաթթվի սառչելու ջերմաստիճանը, 96°- մարդու մարմնի ջերմաստիճանը, վերին՝ 212° F-ջրի եռալու ջերմաստիճանը: Ֆարենհեյթի ջերմացույցից օգտվում էին անգլախոս երկրներում մինչև 20րդ դարի 70ականները, իսկ ԱՄՆ-ում ՝ մինչ այժմ:


1730թ. ֆրանսիացի գիտնական Ռեոմյուրն առաջարկեց ևս մեկ սանդղակ: Նա փորձեր էր անում սպիրտային ջերմաչափով և եկավ այն եզրակացության, որ սանդղակը կարող էր ստեղծվել սպիրտի ջերմային լայնացման համաձայն: Հաստատելով, որ 5:1 չափաբաժնում ջրով խառնած, իր կիրառած սպիրտը լայնանում է 1000:1080 հարաբերականությամբ սառչելու կետից մինչև ջրի եռալու կետը ջերմաստիճանի փոփոխման դեպքում ՝ գիտնականն առաջարկ արեց օգտագործել 0ից 80 աստիճանի սանդղակը: 0° աստիճանն ընդունեցին որպես սառույցի հալման ջերմաստիճան, իսկ 80°ը՝ որպես ջրի եռալու ջերմաստիճան նորմալ մթնոլորտային ճնշման դեպքում:

1742թ. շվեդացի գիտնական Անդրես Ցելսիուսն օգտագործեց սնդիկային ջերմաչափի համար սանդղակ, որտեղ ծայրահեղ կետերի միջև ընկած տարածությունը 100 աստիճան էր: Այս դեպքում ջրի եռալու ջերմաստիճանը սկզբում սահմանված էր 0° աստիճան, իսկ սառույցի հալմանը՝ 100°: Սակայն այդ տեսքով սանդղակն այդքան էլ հարմար չգտնվեց, և հետագայում աստղագետ Մ. Շտրեմերն ու բուսաբան Կ. Լինեյն որոշում կայացրին փոխել ծայրահեղ կետերի տեղերը:

Մ. Վ. Լոմոնոսովն առաջարկեց հեղուկ ջերմացույց, որն ուներ սառույցի հալման կետից մինչև ջրի եռալու կետը 150 բաժանումներով սանդղակ:

375°աստիճան ունեցող սանդղակով ջերմաչափի գաղափարը պատկանում է Ի.Գ. Լամբերթին: Այստեղ մեկ աստիճանի դիմաց ընդունում էին օդի ծավալի լայնացման մեկ հազարերորդ մասը: Նաև կատարվեցին կոշտ մարմինների ընդարձակման հիման վրա ջերմաչափ ստեղծելու փորձեր: 1747թ. հոլանդացի Պ. Մուշենբրուգը կիրառեց երկաթե սրոցի լայնացումը մի շարք մետաղների հալման ջերմաստիճանի չափման համար:

18-րդ դարի վերջում տարբեր ջերմաստիճաններ ունեցող սանդղակների թիվը զգալիորեն մեծացավ: Ըստ Լամբերթի «Պիլոմետրիայի » տվյալների համաձայն՝ այդ ժամանակ դրանց թիվը 19 էր:

Ջերմաչափի ծայրում լցված է Սնդիկ
Ջերմաչափի ծայրում լցված է Սնդիկ

Այն ջերմաստիճանային սանդղակները, որոնց մասին գնում էր խոսքը, տարբերվում են նրանով, որ նրանց համար հաշվի կետը նախապես էր ընտրված:

19-րդ դարի սկզբում անգլիացի գիտնական, լորդ Քելվինն առաջ քաշեց բացարձակ թերմոդինամիկ սանդղակի միտքը: Նա միաժամանակ հիմնավորեց բացարձակ զրո հասկացությունը՝ սահմանելով այնպիսի ջերմաստիճան, որի դեպքում դադարում է մոլեկուլի ջերմային շարժումը: Ցելսիուսով դա կազմում է 273,15 °С:

Ահա և այսպիսին է ջերմաչափի և սանդղակի ստեղծման պատմությունը: Այսօրվա դրությամբ գիտական հետազոտություններ կատարելիս՝ շահագործվում են Ցելսիուսի, Ֆարենհեյթի (ԱՄՆում), ինչպես նաև Քելվինի սանդղակներով ջերմաչափերը: Ներկայումս ջերմաստիճանը չափվում է սարքերի միջոցով, որոնց գործողությունները հիմնված են հեղուկների, գազերի և կոշտ մարմինների բազմազապիսի ջերմաչափական առանձնահատկությունների վրա: Եվ եթե 18-րդ դարում ջերմաստիճանի չափման համակարգի ասպարեզում բացահայտումների իսկական «աճ» էր, ապա անցյալ դարից չափման միջոցների դաշտում մեկնարկեց բացահայտումների նոր շրջան:

Այսօր արդյունաբերությունում, կենցաղում, գիտական հետազոտություններում գոյություն ունեն բազմաթիվ սարքեր, ինչպիսիք են ընդարձակման և խտաչափական ջերմաչափերը, ջերմաէլեկտրական, դիմադրողական և պիրոմետրիկ ջերմաչափերը, որոնք թույլ են տալիս չափել ջերմաստիճանն առանց շփման: