温度计的前世今生

温度计的发明——从伽利略的“气体”开始
在中国战国前期，哲学家列子——本名列御寇所著的古书《列子·汤问》中，就有“两小儿辩日”的故事，也有“近者热而远者凉”的描绘。
这就是关于温度最朴素的经验性描述。当然，还有稍微高级一点的测温办法，烧制陶瓷时用的“照子”就是一例。
景德镇陶瓷大学的郑乃章教授研究后说，魏晋南北朝时期已经出现的“照子” ，是窑工用于判别窑火温度高低的泥土胚胎。到了宋元时期， “照子技术”更加成熟—通过观察“照子”的烧结程度，就能检测窑内制品在最高烧成温度下保温时间的长短。但是，这种技术全靠窑工的经验积累，无法定量地精确检测。所以，温度计是西方近代科学革命性发明的产物。
1592年的一天，意大利物理学家和数学家伽利略正在威尼斯的帕多瓦大学讲课，边讲边做加热水的实验。
“罐内水温升高的时候，为什么水面会上升？”伽利略问学生。
“因为水温升高的时候体积增大，水面就上升；水温下降的时候体积减小，水面就下降。 ”学生回答说。
听到学生的回答，伽利略偶然联想到此前遇到的一个问题。
【温度计的前世今生】原来，曾有一些医生找过伽利略，恳求他说：“先生，人生病的时候体温一般会升高，能不能想个办法，准确测出体温，帮助诊断病情呢？”
联想到这一问题，伽利略就在学生回答的启发下，利用热胀冷缩原理，经多次研制，于1593年发明了泡状玻璃管温度计。这个温度计的顶端是一个玻璃泡，和它相连的玻璃管中装着有色液体，倒置在装有水的杯子中来测量温度。它的工作原理是，当被测温度的物质（这里是空气）与玻璃泡接触的时候，玻璃管内上方的空气就会因为热胀冷缩而发生体积变化，使有色液柱对应下降或上升；玻璃管上标明一些可作标准的“热度”—现在所说的温度。这就是世界上第一支标有刻度的温度计—气体温度计。显然，气体温度计是不完善的—大气压强的变化也会使液柱升降。
当然，用气体的热胀冷缩性质来测量温度的想法，在伽利略之前早就有了。例如，古希腊科学家菲隆和亚历山大·希隆就制造过基于空气膨胀原理的测温器。

本文插图

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温度计的演进——从气体到液体、固体
1612年，伽利略的同事和朋友、帕多瓦大学的生理学家和医生—桑克托里奥·桑克托留斯教授，对伽利略的气体温度计进行了改进，设计出一种蛇状玻璃管气体温度计。它的内部有红色液体，空气膨胀时就把液体往下压，再从玻璃管上刻的110个刻度看出温度的变化，可用于测量体温，是世界上最早的体温计。