Забытые градусы: Путешествие по историческим температурным шкалам

Теплород и первые шаги термометрии

История измерения температуры началась задолго до молекулярно-кинетической теории. В XVII-XVIII веках учёные считали, что нагретое тело содержит больше особого вещества — "теплорода". Именно тогда появился сам термин "температура", воспринимавшаяся как "крепость смеси" вещества и теплорода. Интересно, что по этой причине единицы крепости алкоголя и температуры до сих пор называются одинаково — градусами.

Первые термометры были примитивными: воздушными, водяными, а позже — спиртовыми. Они фиксировали лишь относительные изменения, так как не имели стандартизированной шкалы. Прорыв совершил Эванджелиста Торричелли, ученик Галилея, создав термометр со смесью спирта и ртути в запаянной трубке, независимый от атмосферного давления.

 Золотая тройка: как утвердились основные шкалы

Габриель Фаренгейт в 1724 году предложил систему, основанную на трёх точках:

• 0°F — температура смеси льда, воды и хлорида аммония

• 32°F — таяние чистого льда

• 212°F — кипение воды

Шкала стала популярной в Англии и позже — в США, где используется до сих пор.

Андерс Цельсий в 1742 году создал "перевёрнутую" стоградусную шкалу: 0°C — кипение воды, 100°C — замерзание. Современный вид (0°C — лёд, 100°C — пар) ей придал Карл Линней. Сегодня это мировой стандарт везде, кроме нескольких стран.

Лорд Кельвин в 1848 году совершил революцию, предложив абсолютную термодинамическую шкалу (0K = -273.15°C), где ноль означает полное прекращение теплового движения молекул. Это фундамент современной науки.

Забытые системы: музеи термометрии

1. Шкала Реомюра (1730)

Французский учёный Рене Реомюр использовал спиртовой термометр, где:

• 0°R — замерзание воды

• 80°R — кипение воды

Интересно, что Реомюр ожидал расширения спирта на 8% при нагреве от 0°R до 80°R, но расчёты дали 8.4%. Несмотря на неточность, шкала долго доминировала в Европе, особенно во Франции.

2. Шкала Рёмера (1701)

Датчанин Оле Рёмер создал первую практическую шкалу:

• 0°Rø — замерзание рассола

• 7.5°Rø — таяние льда

• 60°Rø — кипение воды

Она стала прообразом для Фаренгейта, посетившего Рёмера в 1708 году.

3. Шкала Ньютона (1701)

Исаак Ньютон использовал льняное масло в термометре:

• 0°N — замерзание воды

• 12°N — температура тела человека

• 33°N — кипение воды

Шкала интересна тем, что "температура человека" составляла всего 12°N.

4. Шкала Делиля (1732)

Французский астроном Жозеф Делиль, работая в России, создал систему с ртутным термометром:

• 0°D — кипение воды

• 150°D — замерзание воды

Позже шкалу "перевернул" Ломоносов, сделав 0°D — лёд, 150°D — кипение. В России она использовалась до конца XVIII века.

5. Шкала Ранкина (1859)

Единственная "современная" альтернатива — абсолютная шкала Уильяма Ранкина, где:

• 0°Ra = 0K (абсолютный ноль)

• 1°Ra = 1°F (размер градуса как у Фаренгейта)

Используется в некоторых инженерных расчётах, но не получила широкого распространения.

Сравнение шкал в ключевых точках

Таблица 1: Значения температур в различных системах 1715

Почему они исчезли?

Большинство исторических шкал вытеснены метрической системой:

• Непрактичность: Делиль с 150° между льдом и паром, Рёмер с дробными 7.5° для таяния льда

• Отсутствие стандартизации: Реомюр рассчитывал на спирт, но использовались смеси, вызывая ошибки

• Торжество Цельсия: Удобство воды как эталона и связь с кельвином сделали её универсальной

Сегодня лишь Фаренгейт сохранился в быту США и нескольких стран, а Кельвин незаменим в науке. Остальные шкалы — музейные экспонаты, напоминающие, как сложен был путь к унификации измерений. Последняя попытка создать новую систему — Планковская температура (~10³² K) для квантовой гравитации — показывает, что поиск "идеального градуса" продолжается.

История температурных шкал — это не просто хронология приборов, а отражение научной мысли: от мистического "теплорода" до квантовых пределов. И кто знает, не ждёт ли нас в будущем новая революция в измерении температуры?