Г. Фаренгейт, его вклад в развитие физики

Г. Фаренгейт, его вклад в развитие физики

Даниэль Габриэль Фаренгейт (1686-1736) был крупным физиком и приборостроителем немецкого происхождения. Его главный вклад был связан с созданием первых термометров, которые позволили нам иметь более точный прибор в начале 18 века. Он также выделялся тем, что в 1724 году установил более эффективную температурную шкалу, носящую его имя. Эта шкала действует и сегодня.

Фаренгейт большую часть своей жизни проработал в Нидерландах физиком и инженером, хотя стеклодувом тоже не работал. Его интерес к науке побудил его изучать и узнавать больше о физике вещей. Хотя это не было чем-то нормальным для тех, кто делал инструменты, вклад Фаренгейта привел его к вступлению в Королевское общество.

Биография

Даниэль Габриэль Фаренгейт родился 24 мая 1686 года. Он родился в Данциге, области, которая раньше была частью Германии, но теперь считается Гданьском, городом на территории современной Польши.

Есть некоторые расхождения относительно даты вашего рождения. Некоторые источники утверждают, что он родился 14 мая. Проблема заключалась в том, что в то время в Англии правил календарь, отличный от того, который использовался в Гданьске.

Фаренгейт переехал в Амстердам в 1708 году, чтобы учиться у торговца, который обучал его бухгалтерскому учету. Там он впервые встретил флорентийский термометр.

 Этот термометр был прибором, который был создан в Италии почти 60 лет назад, в 1654 году, герцогом Тосканским.

На этом этапе он решил навестить Оле Кристенсена Рёмера, датского астронома, за которым он смог наблюдать в процессе градации некоторых термометров.

Это событие пробудило любопытство Фаренгейта, который решил заняться производством термометров. Решение имело некоторые последствия. Немец был вынужден отказаться от своего ученичества в качестве бухгалтера, и голландские власти выдали ему ордер на арест.

Из-за этой ситуации Фаренгейт провел несколько лет, путешествуя по Европе и встречаясь с разными учеными.

Через несколько лет он смог вернуться в Амстердам и оставался в Голландии до конца своей профессиональной и личной жизни.

Изобретение термометра

Хотя термометры уже существовали, ни один из этих инструментов в то время не был очень точным. Два термометра никогда не показывали одинаковую температуру, хотя они измеряли одно и то же явление.

Это произошло потому, что не было универсального определения, какой тип жидкости следует использовать в термометрах. Не было установлено и универсальной шкалы.

Например, производители флорентийских термометров отметили самую низкую шкалу своих термометров для самого холодного дня во Флоренции. Со своей стороны, самый жаркий день служил для установления наивысшего значения на шкале.

Эта процедура была ошибкой, потому что температуры менялись на протяжении многих лет, поэтому не было двух термометров с одинаковыми температурами.

Эта проблема влияла на работу Фаренгейта в течение нескольких лет, пока он не создал спиртовой термометр, который был более точным. Это случилось в 1709 году; затем его эксперименты развивались, пока не достигли ртутного термометра, также известного как серебряный, который родился в 1714 году.

Эти термометры также использовали шкалу Фаренгейта для выражения температуры. До изменения шкалы Цельсия шкала Фаренгейта широко использовалась в Европе, хотя она все еще используется в Соединенных Штатах для ежедневных измерений, а также на таких территориях, как Пуэрто-Рико или Белиз.

Процесс, который он использовал для изготовления своих термометров, не был обнародован в течение первых 18 лет. Это считалось коммерческой тайной.

Первое устройство

Первые термометры Фаренгейта имели внутри столбик спирта. Этот спирт расширялся и сжимался из-за температуры. Дизайн был разработан датским астрономом Оле Кристенсеном Рёмером в 1708 году; дизайн, за которым Фаренгейт тщательно следил.

Рёмер использовал алкоголь (который на самом деле был вином) в качестве жидкости и установил два эталона. Он выбрал 60 градусов в качестве температуры кипящей воды и 7,5 градусов в качестве температуры, необходимой для таяния льда. Фаренгейт изобрел другую температурную шкалу для своих спиртовых термометров, состоящую из трех точек.

Благодаря тому, что эти устройства показали высокий уровень согласованности между собой, чего раньше не случалось, Кристиан Вольф посвятил изобретению целую статью в одном из самых важных журналов того времени. И все это путем анализа двух термометров, доставленных ему в 1714 году.

Важность ртути

Со временем компания Fahrenheit решила заменить спирт в своих термометрах на ртуть. Причина заключалась в том, что скорость расширения ртути оказалась более постоянной, чем у спирта, и поэтому ртуть можно было использовать для измерения более широких диапазонов температур.

Затем Фаренгейт пришел к выводу, что Исаак Ньютон уже делал в прошлом. Он понимал, что точнее основывать измерения термометра на веществах, которые постоянно меняют свою температуру, а не в более или менее жаркие дни.

Эти достижения противоречили устоявшимся представлениям. Некоторые ученые считали, что ртуть нельзя использовать в термометрах, потому что у нее низкий коэффициент расширения.

О том, как Фаренгейт установил значения своей шкалы, стало известно из статьи, опубликованной им в 1724 году.

Фаренгейт объяснил, что самая низкая температура была достигнута при приготовлении охлаждающей смеси, состоящей из льда, воды и хлорида аммония (который представляет собой не более чем соль). Когда эта смесь стабилизировалась, использовали термометр до тех пор, пока жидкость не отметила самую низкую возможную точку. Полученное значение было принято за нулевой градус по шкале Фаренгейта.

Второй эталонный тест был достигнут, когда показания были получены на термометре, который был помещен в воду и лед находился только на поверхности.

Последняя отметка, 96 градусов, была получена при помещении термометра под руку или в рот.

Эта шкала претерпела некоторые изменения после смерти Фаренгейта. 213 градусов были приняты за точку отсчета для точки кипения воды, а 98,6 градусов были за точку отсчета для значения, которое должно иметь человеческое тело, заменив 96 градусов, которые были установлены в прошлом.

Эта шкала до сих пор используется в Соединенных Штатах, а также в некоторых англоязычных странах.

Вклад в науку

Помимо важности, которую Фаренгейт имел для разработки более эффективных термометров и создания более эффективных шкал, физик также внес и другой вклад в науку. Например, он был первым, кто показал, что точка кипения жидких элементов может изменяться в зависимости от атмосферного давления.

Фаренгейт предложил использовать этот принцип при создании барометрических устройств.

Другой его вклад связан с созданием прибора для перекачивания жидкостей. Это было особенно важно для осушения низин в Голландии.

Он также создал гигрометр, который использовался для измерения влажности.

Все эти достижения показывают, что его сила заключалась в его роли производителя. Кроме того, эффективность его изобретений заставила его искать новые инструменты для решения научных проблем, которые возникали с течением времени.

По этой причине он работал, чтобы иметь возможность измерить расширение стекла, оценить поведение ртути и спирта в качестве измерителей температуры. Он также изучил влияние атмосферного давления и сумел установить плотности некоторых веществ.

Его вклад был не слишком большим или очень громким, кроме шкалы Фаренгейта и термометров, но он был важен в курсе экспериментальной физики в 18 веке.

Физика

Группа

ТПС-1-99

ФИО

Моисеев Егор Владимирович

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии