بی شک حس لامسه اولین ابزار بشر برای اندازه گیری دما بوده است.
اما این حس چقدر دقیق است؟
اگر در روزهای برفی زمستان به مدت زیاد برف بازی کرده باشید، به خاطر می آورید وقتی به خانه برمی گشتید و دستان سرد خود را روی بخاری یا زیر آب گرم می گرفتید، تشخیصی از گرمای هوا یا آب نداشتید. بلکه برعکس به نظرتان آب یا هوا، سرد می آمد. در واقع این اشتباه از اینجا ناشی می شود که حواس ما در سرمای زیاد تقریبا کارایی خود را از دست می دهند و دیگر تشخیص درستی از سرما و گرما ندارند. پس ظاهرا حس لامسه با وجود اینکه اولین و در دسترس ترین ابزار تعیین دماست، چندان دقیق و مناسب نیست. اندازه گیری دما با «دماسنج» امکان پذیر است.
در قرن دوم میلادی یک فیزیکدان یونانی به نام گالن ثابت کرد که می توان حس هایی مثل سرما و گرما را به کمک وسیله ای شامل یک ستون چهار درجه ای اندازه گیری کرد. این نظریه تا پایان قرن شانزدهم پایه ای بر تعلیمات پزشکی بود.
نخستین وسیله واقعی علمی را برای اندازه گیری دما در سال 1593 گالیله اختراع کرد. این دستگاه به طور کیفی،(نه از نظر کمی و مقدار معین دما) اثر گرما را در انبساط هوا نشان می داد. دماسنج ساده آن زمان شامل یک حباب و یک لوله شیشه ای بود که درون آن آب رنگی قرار داشت وقتی حباب گرما می دید، هوای داخل آن منبسط می شد و از دهانه لوله باریک و بلند خارج می گردید. سپس حباب به طور وارونه به داخل آب قرار داده می شد. هوای جمع شده داخل حباب به هنگام خروج، آب اطراف آن را بالا می برد. تغییرات بعدی میزان ارتفاع آب، نشانگر گرمای هوای متراکم داخل حباب بود. وسیله گالیله مقیاسی واقعی برای سنجش دما نبود ه طوری که وسیله وی بیشتر جنبه دمانما (ترموسکوپ) داشت تا جنبه دماسنج( ترمومتر). برای مثال برای اندازه گیری دمای بدن، شخص بیمار دست خود را در اطراف حباب می گذاشت و با دمای بدن شخص سالم مقایسه می شد.
بعدها عده ای میزان دمای خون و عده ای دیگر دمای ذوب کره و... را مبنای مدرج سازی دماسنج قرار دادند. تا در سال 1714 گابریل دانیل فارنهایت موفق شد، دماسنجی بسازد که امروز استفاده می شود. فارنهایت در شهر دانزیگ واقع در کشور مشترک المنافع لهستان و لیتوانی متولد شد و بعد از مرگ والدینش در سن کودکی به هلند رفته و بقیه عمر خود را به تحصیل در رشته شیمی پرداخته و موفق به ساخت دماسنج الکلی و در نهایت جیوه ای شد. ذوق و حرفه اصلی وی ساختن وسایل هواشناسی بود. چون در آن زمان برای مطالعه اقلیم ها دماسنج ضرورت داشت. او توجه خاصی به ساختن اسباب اندازه گیری دما کرد. در قرن هفدهم نوعی دماسنج گازی و الکلی ساخته شده بود که دقت کافی نداشتند. فارنهایت جیوه را مورد استفاده قرار داد و در سال 1714 میلادی دماسنجی جیوه ای ساخت. وی نخست راه را برای پاک سازی جیوه اختراع کرد. به طوری که جیوه دیگر به دیواره های لوله باریک نمی چسبید. دماسنج جیوه ای دارای این مزیت بود که اندازه گیری دماهای بالاتر از نقطه جوش و پایین تر از نقطه انجماد آب را ممکن می ساخت. از این گذشته میزان انبساط و تراکم جیوه به نسبت ثابت تر از غالب مواد دیگر است. به همین دلیل درجه بندی دقیق آن مقدور بود.
بر اساس مقاله ای که در 1726 توسط او نوشته شده، مقیاس او بر اساس سه نقطه پایه گذاری شده است. نقطه اول دمای مخلوط یک به یک آب و یخ و نشادر است که به عنوان صفر در نظر گرفته شده است. نقطه بعدی دمای مخلوط یک به یک آب خالص و یخ است و نقطه سوم دمای بدن انسان است. فارنهایت بعد از مشاهده فاصله این نقاط از هم به این نتیجه رسید که فاصله نقطه ذوب یخ خالص و یخ با نشادر نصف فاصله نقطه ذوب یخ خالص از دمای بدن است. پس برای سادگی تقسیم بندی بین این نقاط فاصله ها را به دو مقدار 32 قسمتی و 64 قسمتی تقسیم نمود که با نصف کردن چندباره فاصله ها امکان پذیر است. پس در مقیاس او دمای ذوب یخ خالص برابر با 32 و دمای بدن برابر با 96 درجه (64+32) اندازه گیری شد. فارنهایت مشاهده کردکه آب با این مقیاس در 212 درجه به جوش می آید. بعدها دانشمندان در این مقیاس تغییراتی دادند تا نقطه ذوب یخ دقیقا 32 درجه و دمای جوش آب 212 درجه در نظر گرفته شود و فاصله آنها 180 واحد باشد. به خاطر همین تغییرات دمای بدن انسان در این مدل 98 درجه به دست آمد.
آندره سلسیوس، دماسنج خود را در سال 1742 اختراع کرد. مقیاس او بر اساس دو نقطه پایه گذاری شده است. نقطه اول
دمای مخلوطی از آب و یخ در حال تعادل و تحت فشار جو و نقطه بعدی دمای مخلوط آب و بخار در حال تعادل در فشار جو است و بین این دو را به 100 قسمت مساوی تقسیم کرد و هر قسمت را یک درجه سانتی گراد(این نام از واژه التین centum به معنی «100» و gradus به معنی «گام» یا «مرحله»گرفته شده است.) او ابتدا نقطه جوش آب را صفر و نقطه انجماد آب را 100 تعیین کرد، اما سال بعد این روش را معکوس کرد و این همان درجه بندی است که به درجه بندی سلسیوس یا سانتی گراد یا صدبخشی معروف است.
نظرات شما عزیزان:
