سالروز ساخت دماسنج جیوهای
با این همه آنچه گالیله اختراع کرد با آنچه بعدها توسط فارنهایت و سیلیسیوس تکمیل شد و ما امروزه به عنوان دماسنج میشناسیم، تفاوتهای اساسی دارد. دماسنجی که گالیله در سال 1592 برای اندازهگیری درجه حرارت اختراع کرد، به شکل یک بطری شیشهای گردن باریک بود که تا نیمه آن، از آب رنگی پر شده بود. این بطری به صورت وارونه در یک ظرف نیمه پر که آن هم محتوایش آب رنگینی بود، قرار میگرفت.
با تغییر دما هوای محتوی بطری انبساط یا انقباض مییافت و ستون آب در گردنه بطری بالا یا پایین میرفت اما از آنجا که آب درجه انجماد و جوش مشخصی دارد، باید تغییراتی در محتوای لوله ایجاد میشد.
الکل و جیوه جایگزین آب
بعد از گالیله، دماسنج اختراعیاش که بیشتر دما نگار و گرمایاب بود،در سال ۱۶۳۵ دوک فردینالند توسکانی که به علوم علاقهمند بود دماسنجی ساخت که در آن از الکل (که در دمایی خیلی پایینتر از دمای آب یخ میبندد.) استفاده کرد و سر لوله را چنان محکم بست که الکل نتواند تبخیر شود. الکل در سال ۱۶۴۰ و توسط دانشمندان آکادمی لینچی ایتالیا، جای خود را به جیوه داد. تغییر دیگر دماسنجهای این آکادمی این بود که دانشمندان آکادمی یاد شده، هوا را تا حدودی از قسمت بالای لوله بسته خارج کرده بودند.تا به این تاریخ، حدود نیم قرن میشد که جهان علم، کمر همت به تکمیل این اختراع بسته بود. در ادامه تلاشهای اهل علم برای تکمیل دماسنج، دانشمند هلندی گابریل دانیل فارنهایت در قرن هفدهم نوعی دماسنج گازی و الکلی ساخت که دقتش در اندازهگیری دمای هوا بیشتر بود. او در 8 ژوئن 1714، دماسنج جیوهای را طراحی و با ضریب دقت بالایی با شیوهای خاص درجهبندی و نتایج تحقیقات خود را ده سال بعد منتشر کرد. امروزه نام فارنهایت، مقیاسی برای سنجش دماست. بعد از او آندرس سیلیسیوس به سال دماسنج جیوهای را به 100 قسمت مساوی تقسیمبندی کرد و آنچه امروزه به نام سیلیسیوس در اندازهگیری دمای هوا به روش سانتیگرادبه جا مانده، برگرفته از نام این دانشمند سوئدی است.
فارنهایت یا سیلیسیوس؟
در درجه بندی فارنهایت مایع دماسنجی جیوه اختیار میشود. نقطه پایینی دمای مخلوط یخ و نشادر و حد بالای آن دمای بدن انسان سالم اختیار میشود و آن را عدد ۹۸٫۶ در نظر میگیرند و از صفر تا ۹۸٫۶ را به ۹۸٫۶ قسمت مساوی تقسیم میکنند و هر یک، یک درجه فارنهایت نامگذاری میشود. از مقیاس فارنهایت که هنوز هم در بعضی از کشورهای انگلیسی نیز استفاده میشود، در کارهای علمی استفاده نمیشود و خود انگلیسیها در سال ۱۹۶۴ مقیاس سیلسیوس را برای استفادههای تجاری و غیر نظامی پذیرفتند.
تفاوت اصلی بین مقیاسهای درجه حرارت در ارزش نسبی نقاط انجماد و جوش نهفته است. در مقیاس سیلسیوس نقطه جوش آب درجه100 و نقطه انجماد آن صفر درجه سیلیسیوس است. در مقیاس فارنهایت، نقطه جوش آب در ۲۱۲ درجه و نقطه انجمادش در ۳۲ درجه فارنهایت است. هر چند به نظر می رسد که درک مقیاس سلسیوس نسبت به فارنهایت آسان تر است اما در مقیاس سلسیوس تعداد نقاط کمتری بین نقطه انجماد وجوش قرار دارد و این به این معنی است که تغییرات واقعی دما می تواند بیشتر باشد.
دانستنیهایی درباره دماسنج
دماسنج، وسیلهای است که بر مبنای واحدهای مختلف دما را اندازه میگیرد. دماسنجهای الکلی و جیوهای رایجترین دماسنجها هستند که با منبسط شدن جیوه یا الکل درون مخزنشان کار میکنند. اندازهگیری دما توسط دماسنجهای جیوهای و الکلی برای دماهایی امکانپذیر است که بالاتر از نقطه انجماد و پایینتر از نقطه جوش مایع درون دماسنج باشد که معمولاً دماسنجهای الکلی دماهای ۷۸ الی -۱۶۵ را میتوانند نشان دهند و برای اندازهگیری دماهای بالاتر باید از دماسنجهای ترموکوپلی و آذرسنجها استفاده کرد. در ژوئن ۲۰۱۴، دماسنجی نوری ساخته شد که میتواند ۳۰ میلیاردیوم درجه را اندازه بگیرد. این دماسنج که «نانو-کلوین» نام دارد آنقدر دقیق است که میتواند تغییرات درجه حرارت اشیا را در حین حرکت اتمهایشان اندازه بگیرد. این دماسنج بر اساس فناوری نوری کار میکند. به این صورت که نورهای سرخ و سبز را هزاران بار اطراف یک کریستال صفحهای شکل میگرداند. نانو-کلوین سه برابر دقیقتر از بهترین دماسنجهایی است که تاکنون وجود داشته است.
مهرداد نصرتی
