与人打交道,要知人;与自然对话,要识物。
测量物体的温度,感觉不靠谱,要依靠自然之物的物理特性。
对物体热性质的理解和应用,中国先贤做了很多事情,有古代传奇工程为证。
公元前年至公元前年间,秦国李冰父子完成都江堰水利工程。
工程中,需要打通巨大的岩石山体。如果是土,可以用铁锹挖,对于岩石,通常只能用钢钎和铁锤敲的办法。显然,靠钢钎铁锤打通山体,工程量超大,不可想象。
对于都江堰工程,据《华阳国志·蜀志》记载,当时开山劈岭,“积薪烧之”,即堆柴点火,烧热岩石,利用岩石热胀冷缩的特性,使其自行崩裂。
石头热胀冷缩,也能反映冷热变化,但这种变化不能用来测量问道的变化,因为这种变化的可视性差,远不能满足量度需求。
伽利略通过比较研究,发现气体热胀冷缩,且气体胀缩随温度的变化最为明显。
于是,伽利略制作了这样一个仪器:
一根粗细均匀的长玻璃管,一端带着鸡蛋大小的玻璃泡,带玻璃泡的一端在上,管的另一端插入水中;先加热玻璃泡,使泡内空气膨胀,自然冷却后,玻璃管中便会进水并形成水柱。
如果外界温度升高或降低,玻璃泡中的气体就会膨胀或收缩,玻璃管中水柱的高度就会降低或升高。
这便是世界上最早的温度计。