Ջերմաչափ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
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

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։

Jermachap-02.jpg

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։

Jermachap-03.jpg

1742թ. շվեդ 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

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 առանցշփման։