ЦЕЛЬСИЙ И ФАРЕНГЕЙТ. К созданию термометра причастно много людей, но слава досталась Цельсию и Фаренгейту

Личность. Вехи истории в именах

Слово “термометр” впервые появилось в 1636 году — так называл свой прибор на восемь делений голландец Дреббель. В 1688-ом французский физик Далансе создал спиртовой термометр, на шкале которого в качестве одной из точек отсчета впервые появилась температура плавления льда, а в качестве высшей точки — коровьего масла. Английский ученый Роберт Гук и нидерландский естествоиспытатель Христиан Гюйгенс впервые установили две постоянные точки термометра: точку таяния льда и точку кипения воды.

Следующий шаг в этой области сделал немецкий физик Габриель Даниель Фаренгейт. Он родился в Данциге (ныне польский город Гданьск) 14 мая 1686 года в семье зажиточного торговца. Он потерял обоих родителей в один день — 14 августа 1701 года, и был после этого отдан на учение владельцу магазина в Амстердаме. Через 4 года он вернулся к физике и стал производителем инструментов и стеклодувом. С 1707 года путешествовал по Германии, приобрел репутацию искусного изготовителя различных инструментов. В 1717 году переехал в Амстердам, где утвердился как мастер по изготовлению приборов. Он был высококлассным стеклодувом, изготовлял первые, точно проверенные термометры. Большую часть своей жизни прожил в Голландии.  Много путешествовал, встречался и переписывался с ведущими учеными своего времени, в частности с П. Мушенбруком, В. Гравезандом и другими. Организовал механическую мастерскую, в которой изготавливал термометры, барометры, ареометры и прочие физические и астрономические инструменты.

Конструируя спиртовые и ртутные термометры более пятнадцати лет, Фаренгейт понял, как добиться от них идентичности и большей точности показаний: нужно взять несколько точек с известной температурой, нанести их значения на шкалы и разделить расстояния между ними. В 1709 году Фаренгейт изготовил окончательную модель спиртового термометра, в 1714 году — ртутного. В этот период он предложил температурную шкалу, названную впоследствии его именем. Температурный интервал между точками таяния льда и кипения воды был разделен на 180 частей (градусов). Точке таяния льда отвечало значение 32^oF, а точке кипения воды  212^oF. 0° соответствовал температуре смеси вода — лед — нашатырный спирт, 96° — температуре тела здорового человека. Термометры Фаренгейта были первыми пригодными для практического использования градусниками. В отличие от своих предшественников Фаренгейт впервые использовал перед запайкой термометра тщательно очищенную и прокипяченную ртуть.

В 1721-ом году Фаренгейт закончил исследование явления переохлаждения воды и зависимость температуры кипения жидкости от атмосферного давления и содержания растворенных в ней солей. Определил точку кипения воды и других жидкостей, изучил свойства расширения ртути. Эти эксперименты привели к открытию, что точка кипения воды меняется в зависимости от изменений в атмосферном давлении. Фаренгейт также обнаружил явление переохлаждения воды: это когда вода не замерзает при температуре ниже ее нормальной точки замерзания. Он сконструировал термометр, дающий возможность по данным точки кипения находить давление. Определял температуру смеси горячей и холодной воды. В 1724-ом усовершенствовал весовой ареометр, который знали во многих странах Европы, составил таблицы удельного веса различных тел.

Термометры Фаренгейта высоко ценились. Он использовал передовую технику наполнения ртутью и цилиндрические луковицы вместо распространенных тогда сферических. Его методика производства термометров не была раскрыта в течение приблизительно 18 лет, так как это был торговый секрет. 16 сентября 1736 года Фаренгейт умер в Гааге, где  и был похоронен. В наше время шкала Фаренгейта постепенно выходит из употребления. Кстати, Фаренгейт так и не женился, прожив всю жизнь холостяком.

В 1742 году свою шкалу предложил шведский астроном и физик Цельсий. В качестве основных точек он также взял температуры таяния льда и кипения воды, разбив этот интервал на 100 равных частей. Только за 100° он принял температуру таяния льда, а за 0° — температуру кипения воды. И лишь после того, как его соотечественник Штремер перевернул эту шкалу с ног на голову, появилось то, что мы сейчас называем шкалой Цельсия.

Андерс Цельсий родился 27 ноября 1701 года. Область его интересов: астрономия, общая физика, геофизика. Преподавал в Упсальском университете астрономию, основал там обсерваторию. Вместе с французским астрономом де Мопертюи участвовал в полярной экспедиции в Лапландию с целью измерения отрезка меридиана в 1 градус в 1736-1737 годах. Андерс Цельсий изучал северное сияние и описал более 300 своих и чужих наблюдений. Обнаружил, что отклонения стрелки компаса зависят от интенсивности сияния. На этом основании сделал правильное заключение, что природа северного сияния связана с магнетизмом.

Возвратившись из полярных областей, Цельсий начал активную работу по организации и строительству астрономической обсерватории в Упсале и в 1740 был назначен ее директором. Он стал первым, кто весьма точно измерил яркость 300 звезд, используя систему одинаковых стеклянных пластин, поглощавших свет.

Наконец, в 1742 он предложил мелочь, которая увековечила его имя: 100-градусную шкалу термометра. Деление шкалы составляет 1/100 этой разницы. И кто сейчас помнит, что в ней за ноль градусов принималась температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении, а за 100 градусов — температура таяния льда? Кроме того, в основу современной  температурной шкалы, установленной  Международным комитетом мер и весов, вошли и принципы Кельвина. (Последний известен тем, что открыл абсолютный холодовой нуль и предложил отсчитывать температуру от него).

Умер Андерс Цельсий 25 марта 1744 года. В честь него назван минерал «цельзиан» — бариевый полевой шпат с примесями калия, кальция и стронция. Цельзиан бесцветен и редок. Встречается в месторождениях, обогащенных марганцевыми породами, в Украине, Швеции, Японии и ряде других стран.

Подготовил Виктор БЕРЕЖНОЙ