بیگ بنگ: دما نمایش عددی گرما یا سرما است. دما مقدار گرمای موجود ماده یا هر چیز دیگری مثل آب، جامدات و خاک را اندازه می گیرد. در هواشناسی، دما محتوای گرمای اتمسفر را اندازه‌گیری می کند.

به گزارش بیگ بنگ، ابزار استفاده شده برای اندازه‌گیری دما را دماسنج نامگذاری کرده‌اند. این واژه از عبارت یونانی «ترموس» به معنای گرم و «مترون» به معنای اندازه‌گیری گرفته شده است.

تاریخچه دماسنج

«گالِن» فیزیکدان و دانشمند یونانی برای نخستین‌بار به اندازه‌گیری دما در 170 سال پس از میلاد اقدام کرد. او دمای خنثی استانداردی از بخش‌های مساوی یخ و آب جوشان را بررسی کرد. گالن چهار درجه گرما و چهار درجه سرما را در هر بخش از این دمای خنثی اضافه کرد. مفهوم ِ اندازه‌گیری دما نسبتا جدید است. ترموسکوپ که دماسنجِ بدون مقیاس است، قبل از دماسنج‌های مدرن وجود داشت. در حدود سال 1593، عده زیادی از مخترعان بر روی ترموسکوپ کار می کردند، اما مهمترین محقق «گالیله» نام دارد؛ مخترع ایتالیایی که تلسکوپ را نیز ارتقا داد.

ترموسکوپ میتواند اختلاف دما را نشان داده و به ناظر این امکان را میدهد تا بداند چیزی گرم‌تر یا سردتر می شود. با این حال، ترموسکوپ نمیتوانست دمای دقیقی را در قالب درجه عرضه کند. در سال 1612، مخترع ایتالیایی «سانتوریو سانتوریو» مقیاس عددی را بر ترموسکوپ خود افزود و برای اندازه‌گیری دمای انسان مورد استفاده قرار داد. فردیناند دوم، دوک اعظم توسکانی، در سال 1654 پیگیر این قضیه شد و دماسنجی را با استفاده از الکل ابداع کرد. اما همچنان فاقد مقیاس استاندارد بود و از دقت کافی بی‌بهره بود.

در همان سال‌ها، «گابریل دانیل فارنهایت» فیزیکدان آلمانی با «اولاس رومر» اخترشناس دانمارکی ملاقات کرد. این اخترشناس با استفاده از شراب موفق شد یک دماسنج بسازد. او دو نقطه در دماسنج خود گذاشت؛ نقطه 60 نشان دهندۀ دمای آب جوش و 7.5 بعنوان نقطه ذوب یخ در نظر گرفته شد. در سال 1714، فارنهایت اختراع رومر را بهبود بخشیده و اولین دماسنج مدرن را اختراع نمود؛ دماسنج جیوه با اندازه‌گیری‌های دقیق.

وقتی دما افزایش یا کاهش می یابد، جیوه انبساط یا انقباض پیدا می کند. فارنهایت قبل از اینکه دماسنج جیوه‌ای را بصورت علنی گزارش دهد، دماسنج الکلی را در سال 1709 ساخته بود. دماسنج جیوه‌ای عملکرد خوب و دقت بالاتری داشت. 10 سال بعد، او مقیاس فارنهایت را معرفی کرد که نقاط انجماد و جوش آب را به 180 درجه تقسیم میکرد. بر این اساس، 32 درجه نقطه انجماد آب و 212 درجه نقطه جوش آب بود.

ظهور مقیاس‌های دما

فارنهایت یکی از سه مقیاس دمای پرکاربرد در دنیای امروز است و دو مقیاس دیگر با عناوین سلسیوس و کلوین شناخته می شوند. فارنهایت استانداردی است که برای اندازه‌گیری دما در آمریکا به کار برده می شود، اما بسیاری از کشورها از سلسیوس استفاده می کنند. مدت کوتاهی پس از ارائه مقیاس فارنهایت، اخترشناس سوئدی «آندرش سلسیوس» مقیاس دمای خود را ارائه کرد که از آن با عنوان مقیاس سلسیوس یاد می شود. این مقیاس گاهی مقیاس سانتی‌گراد هم نامیده می شود، زیرا به 100 درجه تقسیم شده و نقاط جوش و انجماد آب را تفکیک می کند. عبارت «سلسیوس» در یک کنفرانس بین‌المللی با محوریت وزن و اندازه‌گیری در سال 1948 اتخاذ شد. این مقیاس کاربردهای علمی زیادی دارد و کشورهای زیادی به جز آمریکا از آن استفاده می کنند.

لورد کلوین در سال 1848 اندازه‌گیری خود از دما را مطرح کرد که مقیاس کلوین نام دارد. او دمای مطلق را مبنای کارش قرار داد، دمای فرضی که در آن مواد انرژی گرمایی ندارند. هیچ عدد منفی در مقیاس کلوین وجود ندارد. صفر کلوین سردترین دمای ممکن است. صفر مطلق به منفی 273.15 سانتی‌گراد و منفی 459.67 فارنهایت تبدیل می شود. مقیاس کلوین در حال حاضر در کاربردهای علمی استفاده می شود. واحدها در مقیاس کلوین هم اندازه با مقیاس سلسیوس هستند، به استثناء اینکه مقیاس کلوین کمترین دما را برابر با صفر تنظیم کرده است.

ترجمه: منصور نقی‌لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: livescience.com