Způsoby měření teploty

Při měření teploty se obvykle používají rtuťové nebo lihové teploměry se stupnicí ve stupních Celsia. Existují však i odlišné způsoby měření teploty.

Měření teploty
Fahrenheit, Celsius, kelvin

Teplota se měří teploměry, kterých existuje celá řada různých druhů, z nichž nejběžnější a nejznámější jsou teploměry určené k měření teploty vzduchu a lékařské teploměry určené k měření tělesné teploty. Činnost těchto teploměrů je založena na skutečnosti, že kapaliny při zahřívání zvětšují svůj objem. Vložíme-li lékařský teploměr, který je plněný rtutí, do podpaždí, rtuť se vlivem teploty našeho těla roztahuje a stoupá vzhůru trubičkou, vedle které je umístěna stupnice rozdělená dílky na stupně a desetiny stupňů. Jakmile teploměr z podpaždí vyjmeme, rtuť se dole v zásobní baňce smrští a v místě, kde se skleněná trubička zužuje, se rtuťové vlákno přetrhne. Proto zůstane část rtuti v trubičce (abychom ji dostali zpět do baňky, musíme ji sklepat) a na stupnici ukáže změřenou teplotu, která se u zdravého člověka pohybuje obvykle kolem 36 °C. Protože se jedná o stupně Celsia, nesou označení písmenem C.

Dnes již prakticky všechny běžné teploměry měří teplotu podle Celsiovy stupnice. Někdy se však můžeme setkat s teploměry, které mají jinou teplotní stupnici, například teploměr Réaumurův, Fahrenheitův, používaný pro měření teploty v USA či teploměr se stupnicí v kelvinech.

Některé teploměry nejsou plněny rtutí, ale jinou teploměrnou kapalinou, především obarveným lihem. Lihové teploměry se používají zejména v oblastech, kde teplota klesá značně pod bod mrazu a kde by rtuť zmrzla. Rtuť mrzne při -39 °C, zatímco líh má daleko nižší bod tuhnutí, -115 °C.

Kdo vlastně vynalezl teploměr? Odpověď nebude zdaleka jednoduchá. Nebyl to Celsius a nebyl to ani žádný jiný z vynálezců, po kterých jsou pojmenovány teplotní stupnice. Bylo jich několik. Jedním z nich byl italský fyzik a astronom Galileo Galilei, který předváděl svůj primitivní termoskop ve Florencii údajně již v roce 1597. O něco později se o sestrojení teploměru pokoušel další Ital Santorio Santorio. Byl profesorem lékařství na univerzitě v Padově, a proto ho zajímalo zjišťování "životní teploty", tedy tělesné teploty. Teploměry obou těchto vědců měly do podoby dnešních teploměrů ještě daleko, ale byly založeny na téměř stejném principu - teplotu ukazoval vzduch vytlačený z trubice. Santoriův teploměr byl zvláštní přístroj, měl hadovitě se vinoucí trubici, jejíž horní část se vkládala do úst a dolní do nádobky s obarvenou kapalinou, do níž se vydechoval teplý vzduch.

Existovaly ještě další typy teploměrů, ale stále to byli pouze pradědečkové teploměrů, které známe dnes. Šlo vesměs jen o otevřené trubice, protože v té době vědci ještě neuměli vytvořit vakuum, vzduchoprázdný prostor, ve kterém by nepůsobil atmosférický tlak. Když se to italskému fyzikovi Evangelistovi Torricellimu podařilo, začal se vývoj teploměrů ubírat správnou cestou.

Vyvstal však další problém, o jehož řešení se vědci a konstruktéři teploměrů dlouho nemohli dohodnout. Šlo o zvolení výchozích bodů, které by se staly základem teplotní stupnice. Padovský profesor Renaldini sice již v roce 1694 navrhoval, aby byla stupnice vymezena teplotami varu vody a tání ledu, ale nikdo z tehdejších tvůrců teploměrů jeho doporučení nebral na vědomí. Těměř každý konstruktér teploměru si stanovil vlastní měrnou škálu, takže různé teploměry měly odlišný způsob měření a těžko se daly vzájemně porovnávat. Proto také upadly v zapomnění.

Rozvoj fyzikálních věd však potřeboval spolehlivé a porovnatelné měření teplot. Prvním vědcem, jehož způsob měření teplot nejvíce vyhovoval, byl německý fyzik Gabriel Daniel Fahrenheit. Pocházel z Gdaňsku, kde měl jeho otec prosperující obchod. Chtěl, aby syn v jeho obchodní činnosti pokračoval, a proto ho poslal v roce 1701 do Amsterodamu, aby se tam vyučil kupeckému řemeslu. Amsterodam byl již tehdy proslulým městem s bohatou obchodní tradicí, ale i důležitým centrem přírodních věd.

Fahrenheit se kupcem sice vyučil, ale nestal se jím. Seznámil se zde s řadou významných fyziků a matematiků a záhy se začal věnovat pouze přírodním vědám. Roku 1709 sestrojil svůj vlastní lihový teoloměr (první lihový teploměr byl zkonstruován ve Florencii již roku 1657) a v roce 1714 vyrobil i teploměr rtuťový. A protože tyto přístroje měřily teplotu spolehlivěji než většina teploměrů ostatních konstruktérů, byl Fahrenheit přijat za člena londýnské Královské společnosti (Royal society). I on zpočátku používal různě zvolené stupnice, ale v roce 1724 zavedl novou teplotní stupnici (byla po něm i pojmenována), která se začala používat zejména v Anglii, USA a dalších anglosaských zemích.

Fahrenheit se do svého rodného Gdaňsku již nevrátil, usadil se trvale v Amsterodamu, kde si zřídil dílnu na výrobu teploměrů, tlakoměrů a dalších fyzikálních měřících přístrojů a věnoval se vědecké činnosti, studoval vzájemný vztah teploty varu vody a atmosférického tlaku, podchlazování vody atd. Zemřel 16. září 1736 v Haagu nebo Amsterodamu, s určitostí se to dnes neví.

Má-li se na teploměru vyznačit normalizovaná stupnice, je zapotřebí si nejdříve zvolit dva pevné body, dvě teploty, jichž lze snadno dosáhnout. Švédský přírodovědec Anders Celsius si roku 1742 na svém teploměru stanovil tyto body následujícím způsobem: bod varu vody označoval 0 ° a bod mrznutí vody 100 ° a škálu mezi nimi rozdělil na sto dílků. Za několik let Celsiovi kolegové, botanik Carl Linné a M. Strömör,, jeho původní stostupňovou škálu obrátili, takže dnes se teplota začínajícího mrznutí vody udává 0 °C a vroucí vody 100 °C.

Na Fahrenheitově teploměru je stupnice odlišná. Podle ní voda mrzne při 32 °F a vře při 212 °F. Fahrenheit si totiž pro svou teplotní stupnici vybral jako pevné body jiné teploty než Celsius. Protože v Anglii vlivem teplého Golfského proudu klesne teplota pod -20 °C jen výjimečně, Zvolil za nulu své stupnice teplotu směsi ledu a soli, která má přibližně tuto uvedenou hodnotu. 100 °F představovalo podle něj teplotu lidského těla. Zde se zřejmě řídil teplotou nějakého zimomřivého člověka, protože normální teplota lidského těla odpovídá na jeho stupnici 98 °F.

Za necelých šest let po Fahrenheitově stupnici vznikla další teplotní stupnice, kterou vytvořil francouzský přírodovědec René Antoine Ferchault de Réaumur. Tento všestranný učenec, který žil v letech 1683 až 1757, se zabýval zoologií, geologií, fyzikou, hutnictvím, a navíc proslul i jako vynálezce. Studoval podrobně hmyz, vznik perel v perlorodkách aj. Roku 1720 zveřejnil práci, v níž dokazoval, že původ lastur a francouzských vápencových útvarů je stejný. Rozpracoval také způsob výroby matného skla, v roce 1722 popsal způsob cementování při výrobě oceli, kterým přispěl k zlepšení její výroby, sestrojil pákový stroj na zkoušení mechanických vlastností materiálu aj. Réaumur [čti Réomýr] se záhy zařadil mezi čelné a uznávané členy pařížské Akademie věd. Když sestrojil lihový teploměr (roku 1730), rozdělil teplotní škálu mezi bodem tuhnutí vody a bodem varu vody na 80 dílků.

Všechny tři uvedené teplotní stupnice se postupně vžily a byly používány dlouhou dobu souběžně. V rámci mezinárodního sjednocování fyzikálních jednotek byl však do soustavy SI zařazen pouze symbol C, což znamená, že se oficiálně uznává pouze měření teplot podle Celsiovy stupnice.

Další články

Sluneční brýle poskytují ochranu proti škodlivým vlivům slunečního záření a také vypovídají o osobě svého nositele.
Nejstarší teploměr - kdy spatřil světlo světa první uzavřený teploměr.
Bod je zdánlivě nicotná záležitost, která však má klíčový význam.
Když se řekne akademie
Historie měření a měřicích jednotek z nichž mnohé mají svůj původ ve starověku.
Spinální anestezie nazývaná také lumbální anestezie.
Černé perly se rodí v lagunách tichomořských ostrovů.
Sonda Galileo zkoumá Jupiterovy měsíce Io, Europa, Ganymedes a Kallisto.
Voda, které je mnohde nedostatek.

Informační stránky Yin.cz Jak Google využívá data, když používáte weby nebo aplikace našich partnerů