درجة الحرارة هي تمثيل عددي للحرارة والبرودة مقارنة بالخطوط الأساسية، وهي عادة النقطة التي يتم فيها تجميد المياه وغليها، وفي معظم الحالات، تقيس درجة الحرارة مقدار الحرارة الموجودة في كيان معين في سائل مثل الماء، أو مادة صلبة مثل التربة، وفي علم الأرصاد الجوية تقيس درجة الحرارة المحتوى الحراري للغلاف الجوي، والأداة المستخدمة لقياس درجة الحرارة هي مقياس الحرارة (الترمومتر).
- تاريخ مقياس درجة الحرارة (الترمومتر) :
ماذا تعرف عن درجة الحرارة ؟
قام جالين وهو عالم وطبيب يوناني بمحاولة أولى لقياس درجة الحرارة في عام 170 بعد الميلاد، وقام بتوثيق درجات الحرارة القياسية (المتعادلة) لأجزاء متساوية من الماء المغلي والثلج، وأضاف أربع درجات للحرارة وأربع درجات للبرودة على جانبي درجة الحرارة المتعادلة هذه.
المنظار الحراري هو في الأساس مقياس درجة الحرارة بدون مؤشرات، وهو يعتبر بمثابة مقدمة لمقياس درجة الحرارة الحديث، وكان هناك العديد من المخترعين الذين يعملون على أجهزة قياس درجة الحرارة في عام 1593، ولكن الأكثر شهرة هو العالم جاليليو جاليلي، وهو مخترع إيطالي قام أيضا بتحسين (ولكن لم يخترع) التلسكوب.
يمكن أن يظهر المنظار الحراري الاختلافات في درجة الحرارة، مما يسمح للمراقبين معرفة ما إذا كان هناك شيء ما يزداد سخونة أو برودة، ومع ذلك، لا يمكن أن يوفر المنظار الحراري درجة الحرارة الدقيقة، وفي عام 1612، أضاف المخترع الإيطالي سانتوريو سانتوريو مقياسا رقميا على منظاره الحراري، وكان يستخدمه في أخذ درجة حرارة الإنسان.
في عام 1654، تم اختراع أول مقياس درجة الحرارة باستخدام الكحول كسائل، ولكنه ما زال يفتقر إلى تدرج موحد ولم يكن دقيقا للغاية، وفي نفس الوقت تقريبا، إلتقى الفيزيائي الألماني دانيال غابرييل فهرنهايت بالعالم أولوس رومر، وهو عالم فلك دنمركي، وقد طور مقياس درجة الحرارة الذي اعتمد على الكحول مستخدما النبيذ، وقد وضع نقطتين أو علامتين على مقياس درجة الحرارة الخاص به - 60 لتمييز درجة حرارة الماء المغلي، و 7.5 حيث إنصهار الثلج.
في عام 1714، قام فهرنهايت بتجديد اختراع شركة رومر ووضع أول مقياس درجة الحرارة الحديث، ومقياس درجة الحرارة الزئبقي (الترمومتر الزئبقي) مع قياسات أكثر دقة، حيث يتمدد الزئبق أو ينكمش مع ارتفاع درجة الحرارة أو انخفاضها.
اخترع فهرنهايت مقياس درجة الحرارة الكحولي في عام 1709 قبل الكشف عن نظيره الزئبقي والذي ثبت أنه أكثر دقة، وبعد مرور عشر سنوات، تم اختراع مقياس درجة الحرارة فهرنهيت، حيث تم تقسيم نقاط تجميد وغليان الماء إلى 180 درجة، وقد تم تقرير أن درجة حرارة قدرها 32 درجة هي نقطة تجمد الماء، وكانت نصف لتر من الماء و 212 درجة هي نقطة غليان الماء، وقد تم استخدام خليط متساو من الماء والجليد وكلوريد الأمونيوم، والملح لتحديد درجة الحرارة صفر.
- تطور مقياس درجة الحرارة :
الفهرنهايت هو واحد من ثلاثة مقاييس رئيسية لدرجة الحرارة تستخدم اليوم، والمقاييس الأخرى هي سيلزيوس و كلفن، وفهرنهايت هو المعيار المستخدم لقياس درجة الحرارة في الولايات المتحدة، ولكن معظم بقية دول العالم تستخدم درجة مئوية أو السلزيوس.
بعد فترة ليست طويلة من كشف مقياس فهرنهايت، جاء عالم الفلك السويدي أندرس سلزيوس بمقياس الحرارة الخاصة به، والذي يشار إليه على أنه مقياس سلزيوس، ويطلق عليه أحيانا مقياس الدرجة المئوية، لأنه مقسم إلى 100 درجة تفصل بين نقطة غليان الماء ونقطة التجمد، وحدد المقياس الأصلي 0 كنقطة غليان الماء و 100 كنقطة تجمد الماء، ولكنه قلبها بعد وقت قصير من اختراع المقياس.
أعلن اللورد كلفن من اسكتلندا عن مقياس درجة الحرارة الخاصة به في عام 1848، والمعروف باسم مقياس كلفن، واستند إلى فكرة درجة الحرارة المطلقة، وهي درجة الحرارة النظرية التي لا تحتوي فيها جميع المواد على طاقة حرارية، ولا توجد أرقام سلبية على مقياس كلفن، وصفر كلفن هي أبرد درجة حرارة ممكنة.
يتحول الصفر المطلق إلى سالب 273.15 درجة مئوية و سالب 459.67 فهرنهايت، ويستخدم مقياس كلفن بشكل شائع في التطبيقات العلمية، والوحدات على مقياس كلفن هي نفس حجم المقاييس المئوية، باستثناء أن مقياس كلفن يحدد أدنى درجة حرارة عند الصفر.
يتحول الصفر المطلق إلى سالب 273.15 درجة مئوية و سالب 459.67 فهرنهايت، ويستخدم مقياس كلفن بشكل شائع في التطبيقات العلمية، والوحدات على مقياس كلفن هي نفس حجم المقاييس المئوية، باستثناء أن مقياس كلفن يحدد أدنى درجة حرارة عند الصفر.