聊聊溫度計發展史

溫度與人們的日常生活關系十分密切：上了年紀的人習慣關注《新聞聯播》后的《天氣預報》節目，年輕人則喜歡直接在手機上查看當天的氣溫;自己或家人身體發熱時會用體溫計測量體溫;新冠肺炎疫情期間，每當進入超市、地鐵等人口聚集的場所，工作人員總會拿著額溫槍測量你的體溫……大家或許想知道，在溫度計發明之前，人們如何確定溫度高低？

從史料來看，中國人很早就確立了寒、冷、溫、熱等“溫度”概念，像“春暖花開”“天寒地凍”等詞語都表達了古人對溫度的感知。先秦時期，中國出現了一種可以觀察溫度變化的“冰瓶”：在瓶子中裝水，如果水結冰，則進入寒冬;如果冰融化，則氣溫回升。

“冰瓶”可謂中國最原始的一種溫度計，不過古人測量溫度多依靠經驗，不精確。

1593年，意大利科學家伽利略首先發明了一種利用空氣熱脹冷縮原理的氣體溫度計。它是一根細長的玻璃管，一端開口，另一端是一枚雞蛋大小的玻璃泡。使用時，先用手把玻璃泡捂熱，然后讓玻璃泡一端在上，把玻璃管豎直插入水中，這樣便形成了一個簡單的氣體溫度計。當外界氣溫上升或下降時，玻璃管中的水柱就會下降或上升。如果在玻璃管上標上刻度，便可以指示溫度。不過這種溫度計易受氣泡內空氣溫度以及外界氣壓的影響，誤差較大。

受伽利略的啟發，他的朋友、意大利帕多瓦大學的醫學教授桑克托留斯在1612年發明了一種蛇形的氣體溫度計，上端的玻璃泡可放入病人口中，從下方水柱查看病人體溫的變化。這是世界上最早的體溫計。

1632年，法國醫生讓·萊伊首次把伽利略的溫度計顛倒，讓玻璃泡在下方，并在里面裝水，以水為測溫物質，溫度則通過玻璃管中的水柱體現。但由于這種溫度計玻璃管的上方是開放式的，因此會受到水蒸發的影響。隨后，阿拉貢國王斐迪南二世讓人試驗了多種液體，發現酒精的熱膨脹效果比較明顯，同時他把玻璃管的上端熔化，使其封閉，制成了世界上第一支不受外界氣壓影響的溫度計。

1714年，德國科學家華倫海特發明了水銀溫度計。水銀溫度計和酒精溫度計各有千秋。水銀的沸點約為357℃，故可測量較高的溫度，但由于其凝固點約為零下39℃，故不能測比之更低的溫度。與水銀溫度計相反，酒精溫度計不能測量較高的溫度，因為酒精的沸點約為78℃，但可以測量較低的溫度，因為其凝固點約為零下117℃。

如今，隨著科技的發展以及現實測溫的需要，各種各樣的溫度計相繼出現，它們大致可分為接觸式與非接觸式兩類。如利用電阻隨溫度變化而改變的熱電阻式溫度計屬于接觸式溫度計，利用紅外線照射導致元件溫度變化的紅外線溫度計等屬于非接觸式溫度計。（據《科學世界》《新民晚報》等）

溫標的確立

華氏溫標（單位：°F）

1724年，華倫海特在一篇論文中使用三個參考溫度來標示刻度。將溫度計放入由冰、水以及氯化銨混合而成的鹽水中，量的刻度為0華氏度。第二個刻度是32華氏度，是將溫度計放入恰好有冰形成于表面的水中而量得。第三個刻度為96華氏度，是將溫度計含入口中或夾在腋下時量得的刻度。之后，其他科學家觀察到水的沸點比冰點約高180華氏度，決定重新確定華氏溫標，使水的沸點剛好高于冰點180度。

攝氏溫標（單位：℃）

1742年，瑞典物理學家安德斯·攝爾修斯在一篇論文中描述了他的溫標系統：把標準大氣壓下水的冰點和沸點之間劃分為100度，其中冰點為100度，沸點為0度，這樣可以避免低溫為負數。但這一方案與人們的習慣相悖，1745年，他的同事、瑞典植物學家林奈把冰點與沸點的度數顛倒，這便是我們現在使用的攝氏溫標。

絕對溫標（單位：K）

1848年，英國物理學家威廉·湯姆遜確立了一種新的溫標——絕對溫標。此溫標只有一個基準點，即絕對零度，這是冷到極限的狀態。在這種狀態下，一切原子、分子的熱運動都已消失，相當于攝氏溫標中的零下273.15度。