体温计

2013-12-29 00:00:00
小学科学 2013年3期

在你们家的医药箱里,你一定能找到一根玻璃制作的小棒棒。每当你生病发烧浑身不爽的时候,便是它大显身手之时。这根小棒棒就是体温计,它的职责是准确地测量出我们的体温。别看它不起眼,可谁敢说这辈子都用不上它?体温计绝对是居家旅行的必备医疗器械,这样的好东西,它的发明者一定也不同凡响吧?

体温计的前身

没错,体温计的发明还真与一位我们耳熟能详的科学家分不开,事情是这样的:

体温计是测量人体温度的,但它并非凭空出现,而是从温度计演变而来。温度计作为体温计的大哥,只比体温计早问世了十来年。而发明温度计的人,就是著名的物理学家、天文学家伽利略。

400年前的时候,科学还不发达,世人都在琢磨,如何才能准确地测定物体或环境的温度。别笑,这个现在看来简单到极点的事情,的确困扰了人类上千年。伽利略也苦思冥想了很多年,愣是没找到一个简单可行的好办法。

而有时候,答案说来就来。有一天,伽利略给学生上实验课,课程的内容是关于热胀冷缩原理的。伽利略在一个试管里装上水,然后烧开,试管里的水烧开后上升了一些。伽利略考问学生这是为什么,学生回答是因为热胀冷缩的原理。

就是这么一个很简单的现象,却令伽利略的脑中忽然闪过一个念头:既然水温变化会导致液体的体积变化,反过来,为什么就不能用液体体积的变化推导出温度的变化呢?伽利略兴奋得连正在上课都忘了,直奔实验室,立即着手实验,制作起温度计来。

伽利略与温度计

很快,伽利略试制成功了一支温度计。这是一根带有刻度的细长玻璃管,一段封闭,呈球形,另一端没有封闭。使用时,将未封闭的一端插在水罐里,当周围的气温发生变化时,玻璃管中水柱的水位高低就会随之变化。

伽利略式温度计利用的就是水的热胀冷缩原理,结构简单,测量结果也不太准。因为,这种温度计需要把玻璃管插在水罐里,而这些水罐中的水除了受到气温的影响,也要受到大气压力的影响,因此伽利略式温度计只能测量大致温度。

体温计的诞生

伽利略有一位名叫弗迪南的学生,跟随老师的思路,尝试用酒精代替水,将细玻璃管两头封闭,使得管中的酒精处于真空状态,避免了大气压的影响。这种酒精温度计的精准度大大提高,被意大利医学教授圣托里奥用来测量人体温度,获得了不错的效果。

过了十几年,伽利略的朋友,意大利人阿科德米亚发现,用水银代替酒精制作温度计,稳定性和准确性都有了明显提高,用来测量人体温度更加准确。此后,温度计和体温计不断地发展变化,但基本原理并没有什么变化。今天,常见的温度计依旧分为水银温度计和酒精温度计,它们各有优缺点,在实际使用中,要根据它们的特点来选择。

在正常的大气压环境中,酒精的沸点比较低,只有78℃,肯定不能用来测量开水的温度,而水银温度计则能测量高达357℃的温度。但是,如果你到了南极,水银温度计就不给力了——它在零下39℃就凝固了!而酒精要在零下117℃才会凝固,于是酒精温度计就成了低温环境下的首选。

此外,水银有剧毒,但其测量结果比酒精温度计精确。所以,对精确度要求更高的体温计都是用水银做的,大家在使用的时候要千万小心,别把体温计弄断了哦!