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(shí)候,便是它大顯身手之時(shí)。這根小棒棒就是體溫計(jì),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(jì)絕對(duì)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(jì)的前身
沒錯(cuò),體溫計(jì)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(jì)是測量人體溫度的,但它并非憑空出現(xiàn),而是從溫度計(jì)演變而來。溫度計(jì)作為體溫計(jì)的大哥,只比體溫計(jì)早問世了十來年。而發(fā)明溫度計(jì)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(shí)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(gè)現(xiàn)在看來簡單到極點(diǎn)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(gè)簡單可行的好辦法。
而有時(shí)候,答案說來就來。有一天,伽利略給學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課,課程的內(nèi)容是關(guān)于熱脹冷縮原理的。伽利略在一個(gè)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?yàn)闊崦浝淇s的原理。
就是這么一個(gè)很簡單的現(xiàn)象,卻令伽利略的腦中忽然閃過一個(gè)念頭:既然水溫變化會(huì)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(shí)驗(yàn)室,立即著手實(shí)驗(yàn),制作起溫度計(jì)來。
伽利略與溫度計(jì)
很快,伽利略試制成功了一支溫度計(jì)。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(shí),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(shí),玻璃管中水柱的水位高低就會(huì)隨之變化。
伽利略式溫度計(jì)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?yàn)?,這種溫度計(jì)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(jì)只能測量大致溫度。
體溫計(jì)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(jì)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(cuò)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(jì),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(jì)和體溫計(jì)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(jì)依舊分為水銀溫度計(jì)和酒精溫度計(jì),它們各有優(yōu)缺點(diǎn),在實(shí)際使用中,要根據(jù)它們的特點(diǎn)來選擇。
在正常的大氣壓環(huán)境中,酒精的沸點(diǎn)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(jì)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(jì)就不給力了——它在零下39℃就凝固了!而酒精要在零下117℃才會(huì)凝固,于是酒精溫度計(jì)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(jì)精確。所以,對(duì)精確度要求更高的體溫計(jì)都是用水銀做的,大家在使用的時(shí)候要千萬小心,別把體溫計(jì)弄斷了哦!