丹尼尔·加布里埃尔·华伦海特
华氏温标的创立者
丹尼尔·加布里埃尔·华伦海特(Daniel Gabriel Fahrenheit,1686年5月24日-1736年9月16日),德国物理学家、仪器制造师,生于但泽(今波兰格但斯克),后定居荷兰阿姆斯特丹,华氏温标创立者。
人物生平
华伦海特出生于但泽(今波兰格但斯克),少年时其父母意外死亡,迫使华伦海特开始学习商业。父母早逝后放弃商业转向科学实验,1701年被监护人送往阿姆斯特丹学习期间开始接触物理仪器制造。经过在阿姆斯特丹的多年训练后,从事玻璃制品的吹制和贸易,1708年访问丹麦天文学家Ole Rømer期间观察其冰水混合液校准方法并受启发,由此系统研究巴黎科学院文献中Maraldi等人的成果,并制作气压计、高度计和温度计出售,1709年发明酒精温度计,1714年成功研制出水银温度计。1718年后,他在阿姆斯特丹教授物理学,1724年向英国皇家学会提交描述过冷现象的论文并当选院士,该论文首次系统阐述温标确立过程。华伦海特在物理学历史上首次确认了每一种液体的沸点都大体一致,但会随着气压的改变而改变,气压越大,沸点越高,并以此原理发明了沸点高度计。1736年发明排水用磨坊并获得专利,但未及商业化应用便于同年9月16日在海牙逝世,葬于Kloster kirke。
重要事件
在制作温度计的过程中,华伦海特必须寻找一种对温度进行精确标记的方法,于是他采用了三种在当时技术条件下十分重要的温度作为标记刻度的依据。首先,他将水、冰和氯化铵混合,达到了当时所能记录到的最低温度,将其定为0度。这种设计源于避免气象观测中出现负数的实际需求,且0-100°F范围旨在覆盖当时常见环境温度,以便更直观地应用于气象学。然后他又将水的冰点定为32度,最后将人的体温定为96度。
不久,在采用能承受更高温度的水银温度计后,华伦海特改将水的沸点作为温度计的上限,定为212度。此调整使沸点超出气象相关温度范围(212°F),同时保持冰点与沸点间180度的精细划分,便于校准标准化。这样,他可以将水的冰点和沸点之间划分为180度,同时又使得人体体温接近100这个整数。在摄氏温标被广泛接受之前,华氏温标是最被人接受的温度量度。其温标的校准方法(以冰点和沸点为固定参考点)创新性地解决了不同构造温度计的读数一致性问题,这一标准化技术被同时代学者广泛采用。时至今日,美国人仍然在日常生活中使用华氏温标,在英国等地已逐渐弃用。
学术遗产
华伦海特通过制定华氏温标实现了温度测量的标准化,其温标确立方法被化学家Herman Boerhaave直接应用于实验室研究,但当时未能完全解决汞与酒精膨胀系数差异的技术问题。在气象学领域,华氏温标以0-100°F覆盖常见环境温度的设计理念,为大气温度变化的定量研究提供了首个可复制工具。
历史文物与实验争议
目前存世的两件署名温度计存在改造争议,其中一件标有0-600°F的异常量程,学者推测可能经过18世纪后期使用者的改造以适应工业测温需求。1724年论文中关于过冷现象的实验步骤描述存在前后矛盾,现代研究者通过复现实验发现其人体体温测量值96°F的校准方法存在统计学偏差。
学界普遍认为,华伦海特建立的可复制校准体系使单一个体制造的仪器能够被全欧洲实验室验证使用,这一突破性贡献成为18世纪科学仪器标准化的典范案例。
社会评价
华氏温标的创立者。
最新修订时间:2025-12-11 16:58
目录
概述
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参考资料