Daniel Gabriel Fahrenheit, inventatorul termometrului cu mercur și al scării de temperatură Fahrenheit

Daniel Fahrenheit este celebru pentru scara de temperatură care îi poartă numele și pentru dezvoltarea primului termometru cu mercur. De asemenea, a stabilit cantitativ că temperatura punctului de fierbere variază în funcție de presiune și a descoperit supraîncălzirea apei.

Cele două scale, Celsius și Fahrenheit, sisteme de măsurare a temperaturii utilizate în întreaga lume, au fost uneori confundate, sensurile nefiindu-le înțelese în totalitate. Termenii au apărut în același secol, al 18-lea, fiind inventați la un interval de 18 ani. Dar care dintre ei a apărut primul? Fahrenheit, în 1724, creat de fizicianul german Daniel Gabriel Fahrenheit, la nici 2 decenii distanță,  mai exact în 1724, astronomul și fizicianul suedez Anders Celsius dezvoltând Scara Celsius, cunoscută și sub numele de scara centigradă.

• Test de cultură generală. Ce universitate este mai veche decât imperiul aztec?
• Lys Assia, prima câștigătoare la Eurovision

(Anders Celsius a propus o scară de temperatură în care 0 reprezintă punctul de fierbere și 100 reprezintă punctul de îngheț al apei, aceste proporții fiind inversate după moartea sa de către un coleg al lui celsius, Carl Linnaeus, botanist, medic și zoolog suedez, reprezentate în forma actuală, în care 0 reprezintă punctul de îngheț și 100 reprezintă punctul de fierbere al apei la presiunea atmosferică standard).

Daniel Gabriel Fahrenheit, fizician german, unul dintre unul din fondatorii termometriei (ramură a fizicii experimentale care are ca obiect de studiu metodele și instrumentele de măsurare a temperaturii corpurilor), a avut o contribuție remarcabilă la îmbunătățirea performanțelor aerometrului și termometrului. Fahrenheit este cel care a introdus scara termometrică cunoscută sub numele „scara Fahrenheit“, fiind primul care a utilizat mercurul lichid termometric și primul care a fabricat termometre de dimensiuni reduse capabile să măsoare temperatura corpului umans și temperatura atmosferică până la 96 de grade.

(Inițial, Fahrenheit a definit punctul zero al scalei sale ca fiind cea mai scăzută temperatură pe care a putut-o crea în laboratorul său, folosind un amestec de gheață și sare, stabilind apoi 96 ca fiind temperatura corpului uman, ulterior ajustată la 98,6.)

Născut în Polonia, la 24 mai 1686, în orașul Gdańsk, într-o familie de origine germană, Daniel Gabriel Fahrenheit s-a mutat mai târziu, la vârsta de 15 ani, în Olanda, locuind în Haga până la finalul existenței sale (anul 1736).  Cea mai mare parte a vieții și-a pus-o în sluja științei, studiind fizica și contribuind la fabricarea unor instrumente meteorologice de precizie, inclusiv termometrul cu alcool, în anul 1709.

La acea vreme, Fahrenheit lucra la dezvoltarea unei metode precise de măsurare a temperaturii. Acesta observase că punctele de îngheț și de fierbere ale apei nu erau fixe, ci variau în funcție de puritatea apei și de presiunea atmosferică.

Pentru a aborda aceste limitări, Fahrenheit a creat un termometru care folosea alcoolul ca substanță care să detecteze temperatura. El a ales alcoolul pentru că are un punct de îngheț scăzut și un punct de fierbere ridicat, ceea ce îl face o substanță ideală pentru măsurarea unei game largi de temperaturi. Termometrul era format dintr-un tub de sticlă umplut cu alcool, cu gradații marcate pe lateral pentru a indica temperatura.

Termometrul lui Fahrenheit a reprezentat o îmbunătățire semnificativă față de metodele anterioare de măsurare a temperaturii, care se bazau pe observații subiective, cum ar fi senzația aerului sau punctele de îngheț și de fierbere ale apei. Odată cu inventarea termometrului cu alcool, oamenii de știință și inginerii puteau acum să măsoare temperatura cu mai multă precizie și acuratețe, ceea ce a dus la progrese importante în domenii precum chimia, fizica și medicina.

Dezvoltarea acestui instrument a revoluționat domeniul meteorologiei, permițând oamenilor de știință să colecteze date precise despre condițiile atmosferice și modelele climatice.

Invenția termometrului cu mercur

În scurt timp, după inventarea termometrului cu alcool, Fahrenheit a decis să înlocuiască alcoolul cu mercur, care a îmbunătățit și mai mult precizia măsurării temperaturii. Invenția termometrului cu mercur a fost o consecință a seriei de cercetări bazate pe lucrările astronomului danez Olaus Roemer, cercetări în urma cărora a determinat punctul de fierbere al apei și al altor lichide, dar și proprietățile de expansiune (creșterea în volum) ale mercurului. Aceste experimente au dus la descoperirea faptului că punctul de fierbere al apei variază în funcție de schimbările de presiune din atmosferă. Fahrenheit a descoperit, de asemenea, metoda de supraînghețare a apei – adică răcirea apei sub punctul său normal de îngheț fără ca aceasta să devină gheață.

Luând în considerare toți acești factori, Fahrenheit a început să se îndoiască de fiabilitatea punctelor de îngheț și de fierbere ale apei. În cele din urmă, a optat pentru o scală de temperatură cuprinsă între 0 și 212. În 1724, anunțându-și metoda de fabricare a termometrelor în Philosophical Transactions of the Royal Society, a descris modul în care a folosit temperaturile corpului uman și ale unui amestec de apă, gheață și sare de mare ca puncte de măsurare maxime și minime. El a stabilit 0 ca temperatură a amestecului, 32 ca temperatură a apei și a gheții și 212, un punct ales întâmplător, ca punct de fierbere aproximativ al apei. Pentru a crea termometrul cu mercur, Fahrenheit a folosit un tub de sticlă umplut cu mercur, un metal lichid alb-argintiu, foarte sensibil la schimbările de temperatură. Tubul era sigilat la un capăt și avea un bulb la celălalt capăt, unde era plasat mercurul. Temperatura a fost măsurată prin observarea nivelului la care mercurul creștea sau scădea ca răspuns la modificările temperaturii ambientale.

Inovația lui Fahrenheit a fost aceea de a utiliza punctele de îngheț și de fierbere ale mercurului ca puncte de referință pentru măsurarea temperaturii. El a observat că punctul de îngheț al mercurului era de aproximativ 32 de grade Fahrenheit (°F), iar punctul de fierbere era de aproximativ 212 °F. Comparând temperatura unei substanțe cu aceste puncte de referință, Fahrenheit a reușit să creeze o scală pentru măsurarea temperaturii care era mai precisă și mai consistentă decât metodele anterioare.

Termometrul cu mercur a reprezentat o îmbunătățire semnificativă față de metodele anterioare de măsurare a temperaturii, cum ar fi utilizarea unui termometru cu bulb umed sau a unui termoscop, care erau mai puțin exacte și mai puțin fiabile. Termometrul cu mercur a devenit rapid instrumentul standard pentru măsurarea temperaturii în cercetarea științifică și în viața de zi cu zi, fiind utilizat și astăzi în numeroase aplicații, inclusiv în medicină, industrie și cercetare științifică, devenind un instrument mai precis și mai fiabil pentru oamenii de știință, cadrele medicale, dar și pentru utilizatorii obișnuiți.

Termometrele lui Fahrenheit au fost foarte populare, iar procesul său detaliat de fabricare a termometrelor nu a fost făcut public timp de aproximativ 18 ani, și asta din dorința sa de a păstra secretul metodelor sale. Printre celelalte instrumente pe care le-a mai creat se numără un hidrometru cu greutate constantă (un instrument de măsurare a gravitației și a rezistenței unui lichid) și un „termobarometru” pentru estimarea presiunii barometrice (presiunea atmosferică) prin determinarea punctului de fierbere a apei.

Gabriel Fahrenheit a murit la 16 septembrie 1736, la vârsta de 50 de ani, în Olanda. Fahrenheit nu s-a căsătorit niciodată și a continuat să fie activ până la moartea sa. Chiar înainte de a muri, a depus o cerere de brevet pentru o mașină care să pompeze apa din poldere (terenuri drenate din Țările de Jos care se află sub nivelul mării).

Surse:

https://www.britannica.com/biography/Daniel-Gabriel-Fahrenheit

https://engines.egr.uh.edu/episode/1300

https://www.aps.org/publications/apsnews/202205/history.cfm

Vă mai recomandăm să citiți și:

Record de căldură la Rio de Janeiro! Au fost înregistrate 62,3 grade Celsius

Cercetătorii chinezi au creat bateria care funcționează la minus 80 de grade Celsius

Pragul de încălzire globală de 1,5 grade Celsius ar putea fi depășit în următorii șapte ani

Test de cultură generală. Câte grade are Soarele?