Daniel Gabriel Fahrenheit - életrajz, találmányok és a Fahrenheit-skála
Daniel Gabriel Fahrenheit életrajza és találmányai: precíz hőmérők, higanyhasználat és a híres Fahrenheit-skála története, hatása és tudományos öröksége.
Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736) német fizikus volt. Az általa készített precíz műszerek révén vált ismertté. A Fahrenheit-fokot róla nevezték el. Ő volt az első, aki képes volt a hőmérséklet pontos meghatározására. Hőmérői kezdetben etil-alkoholt használtak, de később áttért a higany használatára. Amikor elolvasta Guillaume Amontons cikkét a higany barométerekben való használatáról, jött az ötlet, hogy ezt az anyagot használja hőmérőihez. Olyan hőmérsékletre kalibrálta őket, amelyet könnyen elő tudott állítani, -17,8 C-ra.
1721-ben felfedezte, hogy a víz fagyáspontja alá hűthető anélkül, hogy ténylegesen jéggé változna.
Fahrenheit kifejlesztett egy hidrométert, egy piknométert és egy hipszobarométert is.
Rövid életrajzi adatok
Daniel Gabriel Fahrenheit 1686. május 24-én született Gdańskban (akkor Lengyel Királyság területén), német származású kereskedőcsaládban. Fiatal korában árvaság és költözések után Hollandiában és Angliában tanult mesterségeket, majd instrumentumkészítőként vált ismertté. Élete jelentős részét Hollandiában töltötte, és 1736. szeptember 16-án hunyt el The Hague-ban. Munkássága a pontos mérőműszerekre és a hőmérséklet-meghatározásra fókuszált.
A Fahrenheit-skála
Fahrenheit 1724 körül dolgozta ki a róla elnevezett hőmérsékleti skálát. A skála jellemzői:
- 0 °F — az általa reprodukálható legalacsonyabb hőmérséklet (jeges-sós keverék) pontja;
- 32 °F — a tiszta víz fagyáspontja;
- 212 °F — a víz forráspontja normál légköri nyomáson (a skála későbbi újrakalibrálása után).
Eredetileg az emberi testhőmérséklet körülbelül 96 °F volt az ő skáláján; a későbbi finomítások és átszámítások után ez ma körülbelül 98,6 °F-ra adódik. A Fahrenheit-skála ma elsősorban az Egyesült Államokban és néhány más helyen használatos a mindennapi életben.
Miért vált népszerűvé a higany használata?
A higany használata több előnnyel járt az etil-alkoholos hőmérőkkel szemben: a higany jól látható, sötétebb és könnyen olvasható oszlopot ad; szélesebb hőmérsékleti tartományban marad folyékony; és a hőtágulása közelítőleg egyenletesebb, ami pontosabb mérést tesz lehetővé. Ezek miatt Fahrenheit higanyos hőmérői sokkal megbízhatóbbak és gyakorlati szempontból hasznosabbak voltak.
Találmányok és műszerek
- Precíz hőmérők: a higanyos hőmérők kidolgozása és elterjesztése;
- Hidrométer: a folyadékok sűrűségének mérésére alkalmas eszköz;
- Piknométer (pyknometer): kis minták térfogatának és sűrűségének pontos meghatározására;
- Hipszobarométer: magasság vagy légnyomás becslésére használt készülék;
- Egyéb precíziós műszerek: különböző barométerek és laboratóriumi eszközök fejlesztése.
Felfedezések és hatás
Fontos megfigyelései közé tartozik a víz aláhűtésének jelensége (supercooling), amikor a víz szobahőmérséklet alá hűlve sem fagy azonnal jéggé zárt körülmények között. Munkái hozzájárultak a kísérleti fizika és a meteorológia fejlődéséhez, mert lehetővé tették a megbízhatóbb és reprodukálható méréseket.
Örökség
Fahrenheit neve ma is a hőmérsékleti skálában él tovább — a Fahrenheit-fokot róla nevezték el — és munkássága mérnöki precizitása miatt vált mérföldkővé a mérőeszközök történetében. Bár a nemzetközi tudományos közösség nagy része a Celsius- vagy Kelvin-skálát használja, a Fahrenheit-skála gyakorlati szinten továbbra is jelen van bizonyos országokban.
Összefoglalva: Daniel Gabriel Fahrenheit fontos alakja volt a kísérleti fizikának és a műszerkészítésnek: bevezette a higanyos hőmérőket, kidolgozta a ma is ismert Fahrenheit-skálát, és több olyan precíziós eszközt fejlesztett, amelyek jelentősen javították a hőmérséklet- és sűrűségmérések pontosságát.
Daniel Gabriel Fahrenheit
Emléktábla Den Haagban, ahol eltemették.
Kérdések és válaszok
K: Ki volt Daniel Gabriel Fahrenheit?
V: Daniel Gabriel Fahrenheit német fizikus volt, aki Hollandiában dolgozott, és az általa készített precíz műszerekről vált ismertté.
K: Mi az a Fahrenheit-fok?
V: A Fahrenheit-fok a hőmérséklet mérésére használt mértékegység, amely Daniel Gabriel Fahrenheitről kapta a nevét.
K: Milyen anyagot használt eredetileg Fahrenheit a hőmérőiben?
V: Fahrenheit eredetileg etil-alkoholt használt a hőmérőiben.
K: Honnan jött Fahrenheitnek az az ötlete, hogy higanyt használjon a hőmérőiben?
V: Fahrenheit azután jutott arra az ötletre, hogy higanyt használjon a hőmérőiben, hogy elolvasta Guillaume Amontons cikkét a higany barométerekben való használatáról.
K: Milyen hőmérsékletre kalibrálta Fahrenheit a higanyos hőmérőit?
V: Fahrenheit a higanyos hőmérőit olyan hideg hőmérsékletre kalibrálta, amelyet könnyen elő tudott állítani, ez pedig a sós víz fagyáspontja volt.
K: Mit fedezett fel Fahrenheit a vízzel kapcsolatban 1724-ben?
V: 1724-ben Fahrenheit felfedezte, hogy a vizet fagyáspontja alá lehet hűteni anélkül, hogy jéggé változna.
K: Milyen egyéb műszereket fejlesztett még Fahrenheit?
V: Fahrenheit a hőmérőkön kívül kifejlesztett egy hidrométert, egy piknométert és egy hipszobarométert is.
Keres