El siglo XVIII fue el verdadero comienzo de la ciencia térmica. En primer lugar, la termometría se desarrolló rápidamente durante este período. Aunque Galileo, Gallick, Jean Ley y los académicos de la Academia de Simmento inventaron los primeros termómetros en el siglo XVII y los mejoraron continuamente, todavía no eran convenientes para obtener resultados de medición cuantitativos. Diferentes termómetros, diferentes calidades de medición de temperatura, diferentes puntos fijos. y la aleatoriedad de la escala del termómetro hace que estos termómetros sólo sean adecuados para la estimación relativa de las fluctuaciones de temperatura.
Amonton, que nació en París, ha estudiado de forma independiente mecánica celeste, física, matemáticas y arquitectura. Quedó sordo a temprana edad, lo que trajo muchos inconvenientes a su vida y le impidió determinar su carrera. Pero Amonton no se sintió extremadamente doloroso y pesimista por esta desgracia. Creía que si podía escuchar el sonido o no no podría impedirle continuar con su amado trabajo de investigación. Incluso vio con optimismo el elemento de suerte en esta desgracia, porque podía. Estar libre de interferencias externas y concentrarse en la investigación experimental.
En 1703, Amonton propuso una interesante estructura de termómetro de gas, que era un termómetro de volumen fijo en forma de U que utilizaba principalmente la presión del aire para medir la temperatura.
Amonton conectó una bola de vidrio hueca al brazo más corto del tubo de vidrio en forma de U. El brazo más largo tenía 114 cm (45 pulgadas) de largo. Inyectó mercurio en el tubo en forma de U y entró en él. La parte inferior de la bola de cristal. Al medir la temperatura, el mercurio mantiene constante el volumen del aire en la bola, y la temperatura se mide utilizando la diferencia de altura de las superficies de mercurio en ambos lados: la diferencia entre la presión del volumen constante de gas en la bola. y la presión atmosférica.
Amonton colocó una esfera de vidrio primero en hielo y luego en agua hirviendo. Observó la diferencia (en pulgadas) entre los niveles de mercurio en los dos casos y supuso que el vidrio era la presión del aire dentro de la bola. cambia proporcionalmente a la temperatura, lo que le permite determinar cualquier temperatura en función de la posición de la superficie de mercurio en el brazo largo.
Sin embargo, debido a que Amonton solo eligió el punto de ebullición del agua como un punto fijo y no entendió que el punto de ebullición del agua se ve afectado por la presión atmosférica, su termómetro no era muy preciso, además, la estructura; De este termómetro, también es inconveniente usarlo con fines prácticos, por lo que todavía no es un termómetro práctico.
En la historia del desarrollo de la termometría, el primer termómetro práctico fue fabricado en 1709 por Wallenheit, un artesano del vidrio procedente de Alemania que se trasladó a los Países Bajos. Después de que Wallenheit se mudó a los Países Bajos, aprendió y dominó la tecnología de fabricación de cristalería y se convirtió en fabricante de instrumentos meteorológicos. En 1708 viajó a Copenhague, la capital de Dinamarca, y vio el termómetro fabricado por Romer. Después de regresar a los Países Bajos, comenzó a fabricar termómetros Röhmer. Después de conocer el termómetro de mercurio de Amonton, Wallenheit también cambió al mercurio en lugar del alcohol y comenzó a estudiar la estructura precisa del termómetro.
El trabajo de Fallenheit en la construcción de un termómetro práctico estuvo profundamente influenciado por el trabajo de Amonton, como se refleja plenamente en un artículo que presentó al "Acta Philosophica". Wallenheit escribió: "Me enteré por la Historia de la Ciencia publicada por la Sociedad Real de París que el famoso Amonton utilizó un termómetro que inventó para descubrir el principio de que el agua puede hervir a una determinada temperatura fija. Inmediatamente tuve una sensación en mi corazón. Realmente quiero hacer un termómetro similar para poder ver el magnífico fenómeno natural con mis propios ojos y confirmar la exactitud de su experimento."
Sin embargo, hacer un termómetro práctico no es una tarea fácil. , pero es una necesidad muy urgente. En ese momento, había un frío severo y poco común en Ámsterdam, Países Bajos, y casi todas las calles estaban cubiertas de nieve blanca.
Dos ancianos llegaron a la casa de Warrenheit y estalló una discusión tan pronto como entraron a la casa. Uno dijo: "No importa la edad que tengas, no puedes recordar un resfriado tan severo". Otro dijo poco convencido: "¿Pero quién sabe si este año será el más frío? Es muy probable que sea el más frío en cientos". de años." ¿El invierno anterior fue más frío que el nuestro este año? ¿Qué pasaría si ya no estuviéramos vivos?" En ese momento, Warren Hatt, que solo tenía 23 años, también se unió al debate. Con ojos brillantes, dijo emocionado: "He encontrado una manera. Con este método, muchos años después, nuestros descendientes pueden saber qué invierno fue el más frío".
Dos Todos los ancianos se rieron y preguntaron. al unísono: "¿Qué puedes hacer?" Wallenheit se levantó cortésmente, señaló hacia afuera con la mano y dijo: "Disculpe, vayamos a mi pequeña fábrica". ¡Los dos viejos siguieron a Wallenheit hacia una casa! Lo que vieron los asombró.
Un gran horno de hierro ocupaba la mayor parte de la habitación. Junto al horno había montones de tubos grandes y pequeños, un pequeño horno y muchos instrumentos de vidrio.
Fallenheit llevó al anciano a la mesa. Había algunos utensilios sobre la mesa, y sobre los utensilios se instalaron algunos tubos de vidrio altos y delgados con el fondo cerrado. Algunos de los tubos contenían alcohol coloreado, mientras que otros contenían mercurio. "¡Mira!", Dijo Wallenheit, tocando un tubo pequeño con la mano, "llené este tubo de vidrio con alcohol". Señaló otro tubo pequeño y dijo: "En este tubo, lo llené con alcohol. Wallenheit continuó". , "Tenga en cuenta que cuando sumerjo estos dos tubos en agua caliente, el alcohol o mercurio subirá y marcaré el punto cero. Es donde el alcohol y el mercurio se detienen cuando sumerjo el tubo en una mezcla de hielo, agua, amonio. cloruro, y esa es la temperatura más baja que puedo alcanzar, así que creo que incluso las temperaturas más frías del invierno también se pueden expresar con estos termómetros."
"¡Increíble!" Uno de los ancianos se encogió de hombros, "Cómo. ¿Se puede comparar el frío del vaso con el severo invierno que Dios ha dispuesto para torturar al mundo entero?"
“¡Se puede comparar, se puede!” Wallenheit no cedió en absoluto: “¡El alcohol!” o el mercurio en el termómetro es móvil, y colocar el termómetro al aire libre puede mostrar cambios de temperatura. La altura de la columna de alcohol o mercurio es más baja en invierno que en verano, y ningún invierno puede hacer que el alcohol o el mercurio bajen tanto como en esta mezcla. "...
Fallenhaite despidió a los dos ancianos y continuó. Realizar una investigación con termómetros. En 1724, publicó un método para fabricar un termómetro en Philosophical Transactions of the Royal Society, que fue el primer artículo sobre termómetros prácticos. El termómetro que diseñó en aquella época eligió dos puntos fijos: la temperatura de una mezcla de agua salada congelada y la temperatura de la sangre humana, y dividió el intervalo entre ellos en 96 grados. En artículos posteriores, Warrenheit adoptó diferentes métodos de escala, el último de los cuales recibió su nombre. Este método de escala especifica tres puntos fijos: la temperatura de mezcla del hielo, el agua y el cloruro de amonio; la temperatura de mezcla del hielo y el agua y el punto de ebullición del agua;
Si bien los holandeses y los británicos adoptaron el termómetro de Wallenheit, otros países tardaron en ver su valor. Para eliminar la dificultad de las escalas inconsistentes, el naturalista francés Leomire se dedicó a fabricar un termómetro que fuera a la vez conveniente y preciso. Solo tomó un punto fijo, es decir, el punto de fusión de la nieve es 0°, y el cambio de temperatura cuando el volumen de alcohol cambia en 1/100 se considera como 1°, de modo que el punto de ebullición del agua es 80°.
Sin embargo, el efecto práctico del termómetro de Leomir no fue muy bueno, y se mostraron todo tipo de lecturas increíbles. En 1742, el astrónomo sueco Celsius introdujo el método de la escala porcentual en su artículo "Observaciones sobre dos puntos fijos de un calibrador". Usó mercurio como termómetro para estudiar la relación entre el punto de fusión de la nieve y el punto de ebullición del agua y la presión atmosférica. Al realizar este experimento, dividió la escala de temperatura en cien divisiones entre estos dos puntos y determinó que el punto de ebullición del agua era 0° y el punto de fusión del hielo era 100°. Más tarde aceptó la sugerencia de su colega Strem, y quizás también se lo recordó el botánico Linneo, de invertir los valores escalares de los dos puntos fijos.
Entre los diversos termómetros anteriores, el termómetro Celsius es el más práctico y conveniente. En 1948, el IX Congreso Internacional de Pesas y Medidas denominó oficialmente a la escala de porcentaje escala de temperatura Celsius. Tiene dos puntos fijos: el punto de ebullición del agua pura a presión atmosférica estándar y el punto de fusión del hielo en equilibrio con agua saturada de aire a presión atmosférica estándar. En 1960, la XI Conferencia Internacional sobre Pesas y Medidas decidió utilizar el punto triple de temperatura del agua como único punto fijo de la escala de temperatura termodinámica y lo fijó en 273,16 K.