早在先秦時期，古人就會利用裝水的瓶子來觀察溫度變化。在金屬冶煉或燒制陶瓷的過程中，歷代工匠都會以火焰顏色來判斷爐內(nèi)溫度的高低。但這都只是經(jīng)驗感知，無法精確測量。

運(yùn)城市鹽湖區(qū)一家藥店中各式各樣的體溫計記者 劉亞 攝

伽利略氣溫計：世界上第一支溫度計

在溫度計發(fā)明之前，了解病人熱度的工具只有手。那時，醫(yī)學(xué)上已經(jīng)知道病人的病情和他身體的冷熱相關(guān)，但如果碰巧那天醫(yī)生也有輕微發(fā)熱，或是剛剛摸了比較涼的物體，就會出現(xiàn)不準(zhǔn)確的結(jié)果。所以，伽利略想發(fā)明一個可以測量熱度的工具。1593年，伽利略最早將空氣的熱脹冷縮現(xiàn)象應(yīng)用到溫度計的發(fā)明中。

原理：當(dāng)被測的物質(zhì)（空氣）與玻璃泡接觸的時候，玻璃管內(nèi)上方的空氣就會因為熱脹冷縮而發(fā)生體積變化，使有色液柱相應(yīng)地上升或下降。參照玻璃管上標(biāo)明的一些數(shù)字，就能測出該物質(zhì)的具體溫度。這就是世界上第一支標(biāo)有刻度的溫度計——?dú)怏w溫度計。

主要存在的問題：氣體的體積不僅受到溫度的影響，還受到大氣壓的影響。而此時，人們還不知道氣壓的存在，因此伽利略氣溫計并不準(zhǔn)確，測量誤差較大，但伽利略沒能解決這個問題。

第一次改進(jìn)：蛇形溫度計問世

1611年，伽利略的學(xué)生?？送辛羲乖诘谝恢鉁赜嫷幕A(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)。現(xiàn)在看起來，改進(jìn)后的溫度計非常古怪。他將氣溫計的直管改成了一個蛇形彎管，將玻璃泡體積縮小，以便塞到病人的嘴巴里。他還在玻璃彎管上面刻了大約110個刻度來指示溫度的變化，用于測體溫。這就是世界上最早的體溫計。

原理：仍然是空氣的熱脹冷縮，變細(xì)、變長的玻璃管可以使測量精確度更高，而彎管更方便使用和讀數(shù)。

主要存在的問題：仍然沒有擺脫大氣壓的影響，因此測量也不準(zhǔn)確；而且，當(dāng)時還沒有出現(xiàn)溫度的統(tǒng)一衡量標(biāo)準(zhǔn)。

改進(jìn)的方向：擺脫大氣壓的影響（將氣體換成液體），更小巧，攜帶更方便。

第一支液體溫度計：從水到酒精的變化

1650年，意大利的費(fèi)迪南首先選擇水做液體溫度計，但存在兩個問題：一是水的熔沸點(diǎn)決定了以水做的溫度計的測量范圍較小（0~100℃）；二是水有一個特殊性質(zhì)，即在4℃時密度最大、體積最小，也就意味著水在0~4℃時是熱縮冷脹的“反膨脹”現(xiàn)象，因此在4℃以下測量就不準(zhǔn)了，還會將玻璃外殼撐爆。

費(fèi)迪南嘗試了多種液體，最后選擇了簡單易得的酒精。因為酒精的凝固點(diǎn)要低得多，且熱脹冷縮現(xiàn)象很明顯。但是，酒精溫度計也存在問題：酒精的沸點(diǎn)為78℃，凝固點(diǎn)-117℃（測量范圍為-117~78℃），因此酒精溫度計雖然能在低溫下使用，但是不能測量超過78℃的物體，如開水的溫度。

原理：液體的熱脹冷縮。

主要存在的問題：測量范圍不夠大。

改進(jìn)的方向：使用沸點(diǎn)更大的、熱脹冷縮現(xiàn)象明顯的液體。

第一支水銀溫度計：現(xiàn)代溫度計的雛形

1659年，法國天文學(xué)家布里奧利用水銀沸點(diǎn)較高的特性，制作了第一支水銀溫度計，測量范圍為-39~357℃。這樣的溫度計已具有現(xiàn)代溫度計的雛形。

原理：液體的熱脹冷縮。

主要存在的問題：有一定的測量范圍，下限較高，不適合在較冷的地區(qū)使用；水銀有揮發(fā)性，且有毒性。

現(xiàn)代測溫技術(shù)：溫度計的大發(fā)展

隨著科技的發(fā)展，各種各樣的溫度計層出不窮，比如熱電偶溫度計、紅外測溫儀。而這一切都是從伽利略氣溫計慢慢發(fā)展而來的，相信在未來，還會有更多種類的溫度計來讓我們的生產(chǎn)和生活更加便利。

原理：溫度計已經(jīng)不再依靠熱脹冷縮現(xiàn)象，而是由溫度變化引起其他量（如電阻等）的變化，再通過數(shù)據(jù)處理，呈現(xiàn)溫度值的變化。

（《陜西科技報》）