在你們家的醫(yī)藥箱里,你一定能找到一根玻璃制作的小棒棒。每當(dāng)你生病發(fā)燒渾身不爽的時候,便是它大顯身手之時。這根小棒棒就是體溫計,它的職責(zé)是準(zhǔn)確地測量出我們的體溫。別看它不起眼,可誰敢說這輩子都用不上它?體溫計絕對是居家旅行的必備醫(yī)療器械,這樣的好東西,它的發(fā)明者一定也不同凡響吧?
體溫計的前身
沒錯,體溫計的發(fā)明還真與一位我們耳熟能詳?shù)目茖W(xué)家分不開,事情是這樣的:
體溫計是測量人體溫度的,但它并非憑空出現(xiàn),而是從溫度計演變而來。溫度計作為體溫計的大哥,只比體溫計早問世了十來年。而發(fā)明溫度計的人,就是著名的物理學(xué)家、天文學(xué)家伽利略。
400年前的時候,科學(xué)還不發(fā)達(dá),世人都在琢磨,如何才能準(zhǔn)確地測定物體或環(huán)境的溫度。別笑,這個現(xiàn)在看來簡單到極點的事情,的確困擾了人類上千年。伽利略也苦思冥想了很多年,愣是沒找到一個簡單可行的好辦法。
而有時候,答案說來就來。有一天,伽利略給學(xué)生上實驗課,課程的內(nèi)容是關(guān)于熱脹冷縮原理的。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(xué)生這是為什么,學(xué)生回答是因為熱脹冷縮的原理。
就是這么一個很簡單的現(xiàn)象,卻令伽利略的腦中忽然閃過一個念頭:既然水溫變化會導(dǎo)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(dǎo)出溫度的變化呢?伽利略興奮得連正在上課都忘了,直奔實驗室,立即著手實驗,制作起溫度計來。
伽利略與溫度計
很快,伽利略試制成功了一支溫度計。這是一根帶有刻度的細(xì)長玻璃管,一段封閉,呈球形,另一端沒有封閉。使用時,將未封閉的一端插在水罐里,當(dāng)周圍的氣溫發(fā)生變化時,玻璃管中水柱的水位高低就會隨之變化。
伽利略式溫度計利用的就是水的熱脹冷縮原理,結(jié)構(gòu)簡單,測量結(jié)果也不太準(zhǔn)。因為,這種溫度計需要把玻璃管插在水罐里,而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大致溫度。
體溫計的誕生
伽利略有一位名叫弗迪南的學(xué)生,跟隨老師的思路,嘗試用酒精代替水,將細(xì)玻璃管兩頭封閉,使得管中的酒精處于真空狀態(tài),避免了大氣壓的影響。這種酒精溫度計的精準(zhǔn)度大大提高,被意大利醫(yī)學(xué)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(fā)現(xiàn),用水銀代替酒精制作溫度計,穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性都有了明顯提高,用來測量人體溫度更加準(zhǔn)確。此后,溫度計和體溫計不斷地發(fā)展變化,但基本原理并沒有什么變化。今天,常見的溫度計依舊分為水銀溫度計和酒精溫度計,它們各有優(yōu)缺點,在實際使用中,要根據(jù)它們的特點來選擇。
在正常的大氣壓環(huán)境中,酒精的沸點比較低,只有78℃,肯定不能用來測量開水的溫度,而水銀溫度計則能測量高達(dá)357℃的溫度。但是,如果你到了南極,水銀溫度計就不給力了——它在零下39℃就凝固了!而酒精要在零下117℃才會凝固,于是酒精溫度計就成了低溫環(huán)境下的首選。
此外,水銀有劇毒,但其測量結(jié)果比酒精溫度計精確。所以,對精確度要求更高的體溫計都是用水銀做的,大家在使用的時候要千萬小心,別把體溫計弄斷了哦!