华伦海特的科学成就

1. 华伦海特的科学成就

1．华伦海特在物理学中的贡献是1714年建立了华氏温标。他把水的沸点定作212°，冰点记作32°。在书写华氏温度的时候，在数值后面加上℉，读作“华氏度”。这种温标的一个优点在于，对于常用的温度，很少需要负的度数。2．此外，华伦海特发明了净化水银的方法，并且第一次提出了在温度计中普遍使用水银的主张，他自己就制作过水银和酒精两种温度计。华伦海特还发现了水的沸点随大气压变化的规律，并应用这一规律研制成功沸点测高计。1701年罗默制作了一种酒精温度计，他用水的沸点作为上固定点，定作60°；融化的冰的温度为下固定点，定作7.5°；冰和盐水混合物的温度定作0°。1708年华伦海特拜访了罗默，参观了罗默制作的温度计。回来后，华伦海特对罗默的刻度方法作了多次改进。把冰水混合物的温度作为低点，定作30°，人体温度作为高点，定作60°。这就是第一个华氏温标。1724年，华伦海特发现原来的标定刻度给实际使用带来不便，就把高点改成96°，低点改成32°。后来，华伦海特写成一篇关于不同液体的沸点的论文，把水的沸点定作212°。华伦海特去世以后，人们把水的沸点作为高点，定作212℉，这样人体的温度应该是98.6℉，而不是华伦海特原来定的96℉。3. 华伦海特(Daniel Gabriel Fahrenheit，1686～1736)，物理学家。1686年5月14日生于但泽（现格但斯克，波兰）。曾在德国、英国、丹麦和瑞典旅行学习，拜访过许多科学家和仪器制造者，从事仪器制造。1717年移居荷兰阿姆斯特丹，在这里被核准为仪器制造专家。他建立了一个机械车间，制造温度计、气压计、液体比重计和其他物理学和天文学仪器，并潜心于气象学、物理学方面的研究。华伦海特1709年发明了第一只实用酒精温度计。1714年又改用水银作测温物质制成水银温度计，定出了历史上第一个经验温标──华氏温标，使温度测量第一次有了统一的标准。从而使热学走上了实验科学的道路。最初华伦海特选用两个固定点：把水、冰和氯化氨或盐的混合物的温度作为一个固定点，定为零度，把健康人的体温作为另一个固定点，定为96度。后又把冰水的混合物作为第三个固定点，定为32度。后来华伦海特又扩展了他的温标，把水在标准大气压下的沸点作为一个固定点，定为212度。1724年正式确立了以他名字命名的温标，同年华伦海特被选为英国皇家学会会员。华氏温标规定冰点（标准大气压下冰与被空气饱和的水之间的平衡温度）为32度，水的沸点（标准大气压下水和水蒸气之间的平衡温度）为212度。历史上以华氏温标所定义的温度叫华氏温度。随着科学技术的进步，人们早就不再用华氏温标。一些国家（美国和加拿大等）在许多情况下仍继续使用华氏温度，但这已不是原来的华氏温标所定义的温度，而是按下列数学公式所定义的温度：tF=32+(9/5)t。tF是华氏温度的值，t是摄氏温度的值。华氏温度的单位为华氏度，常用符号是℉。1华氏度的大小恰好等于5/9摄氏度。华伦海特还进行过一系列的实验研究。他发现了每一种液体都像水一样有一个固定的沸点，液体的沸点随气压的不同而变化，这一发现对精密的计温学是个很大的贡献。他研究了液体的沸点与压强和溶于其中的盐的含量的关系，设计成功带气压表的温度计。1721年他发现了水在冰点以下仍保持液态即水的过冷现象。他设计成功新型的比重计，编制了物体的比重表。这些为物质热学性质的进一步研究奠定了基础。

2. 华伦海特的轶事典故

 温度计上都有刻度，这是量冷热的尺子。最早的时候，各人制造的温度计上的刻度不相同，使用起来很不方便。华伦海特想出了一个把温度计上的刻度统一起来的办法。他把温度计放在冰雪和盐的混合物里，看玻璃管里的水银降到哪儿，就在玻璃管上刻一条线，这时的温度计作为零度（当年所了解的最低温度）。再把温度计放在自己嘴里，看水银升到哪儿，又刻一条线。把这两条线之间平分成24格，一格作为一度。后来，他觉得这样的格子太大，又把每一格平分成4格，一共成了96格，从0度到96度。再用同样大小的格子，刻出零度以下和96度以上的度数。其他的液体（如酒精）也可以用同样方法来定刻度。许多人采用了这种刻度温度计。因为它是华伦海特创造的，所以叫华氏温度计，量出来的度数就是华氏多少度，用“F”来表示。例如水的冰点是华氏32度，就写成“32℉”；水的沸点是华氏212度，就写成“212℉”。后来，瑞典人摄尔修斯又想出了一个办法。他把水结冰的温度作为0度。把水沸腾的温度作为100度。把0度与100度之间平分成100个格子。再用同样大小的格子，刻出0度以下和100度以上的度数。摄尔修斯创造的刻度办法，比华伦海特的简便得多，所以更受到人们的欢迎。用这个刻度办法制成的温度计，叫做摄氏温度计，量出来的温度就是摄氏多少度，用“℃”来表示。不过应该说明一点，在工业生产和科学实验中，都采用1968年国际实用温标，摄氏温标已经废弃不用。所用的摄氏度是国际实用摄氏度而言的。这是随着生产和科学技术的发展，经过多次修改的结果。这方面的知识，你们将来在物理学课程中会学到它，就不在这里介绍了。 华伦海特做了两种温度计——一种装上酒精，另一种装上水银。从他在1724年发表的第一篇论文来看，他那时所用的温度计选用了两个固定点：结冰的盐水混合物的温度和人体的血液的温度，并把它们之间的间隔分为96度。从他1724年发表的第二篇论文来看，他还使用了以冰水混合物决定的第三个固定点。我们从这篇论文中引述如下：“那些温度计的刻度仅仅是使用在始于0度和止于96度的气象观察而已。这个刻度取决于三个固定点的测定，它们是用如下方法得到的：首先，最低点……是以冰、水和氯化铵或海盐的混合物来确定的，如果把温度计浸在这混合物中，则[温度计内]液体降落到记为零的点。这个试验在冬天比在夏天更成功。第二点是这样得到的，如果混合物是由水和冰混合而成，但没有刚才所说的盐；如果把温度计浸在这种混合物中，则温度将固定在32度……第三点是在第96度，如果温度计是放入健康人的口中或腋下，酒精就膨胀到这一点。”在他的第五篇论文中，他说：“在解释关于一些液体的沸点的实验中，曾讲过那时发现水的沸点是212度；后来通过种种观察和实验，认识到这一点对于同一种水和在相同的大气重量下是固定的，但在不同的大气重量下它可能很不相同。”由此可见，在1724年的212度的数字是没有预先安排的；沸水纯粹是碰巧使水银柱升高到那一点。如果我们对华伦海特1724年的论文的解释是正确的，那正是同样偶然的原因才促使他把32度记为水的冰点，并把180度固定为水的冰点和沸点之间的度数。我们可以预料，在华伦海特后来的实践中，他的实验结果使他放弃了在他的第一篇论文中叙述到的两个固定点，并选择了水的冰点和沸点的温度作为更加方便的固定点。但是，我们没有直接的和可靠的信息来证明或者是他或者是他的阿姆斯特丹的合作者实际上走了这一步。在他赠送给C·沃尔夫的两个温度计的1714年的《博闻录》中的说明书表明，从结冰的盐水混合物到血液温度之间首先划分为24份，然后把这24份的每一份再更细地分为4份，全部就是96等份。当华伦海特的温度计被荷兰人和英国人采用时，其他国家却迟迟看不到它的价值。在法国，勒奥默设计了温度计。勒奥默(R6aumur)因他在动物学、植物学和物理学上的研究而闻名，但他不熟悉华伦海特的成就。由于不满意阿蒙顿的空气温度计（但勒奥默仍然认为它是唯一适用的温度计），又由于水银的膨胀系数小，勒奥默强烈地反对使用水银，他致力于制造一种既方便又能达到精确度要求的酒精温度计。他的实验偶然地使他很好地观察到液体体积的收缩，这可能是由于几种液体混合的结果。他发现含有1/5水的酒精，在水的结冰温度和沸腾温度之间，其体积的膨胀是从1000个体积单位到1080个体积单位；因此他把玻璃管的结冰和沸腾点之间的距离分为80份。但是，勒奥默的温度计结果不好。各种各样的难以置信的读数都显示出来了，并且不同的温度计也不一致。日内瓦的德吕斯恢复使用水银，并以如此有力的论据强调了它的优越性，一个物理学家热情地呼喊道：“自然界给我们这个矿物肯定是为了做温度计。”  华氏温标(Fahrenheit，符号为℉)是因物理学家丹尼尔·加布里埃尔·华伦海特(Daniel Gabriel Fahrenheit，1686-1736)得名。华氏温标的规定是：在标准大气压下，冰的熔点为32度，水的沸点为212度。他将冰与盐混和后，所能达到的最低温度定为0℉，而将人体温度定为100℉，两者间等分成100个刻度。摄氏温标(Celsius，符号为℃)是由瑞典天文学家安德斯·摄尔修斯(Anders Celsius，1701-1744)得名。摄氏温标的规定是：在标准大气压下，冰的熔点为0度，水的沸点为100度，中间划分100等分，每等分为1°C。 摄氏温标和华氏温标(degree Fahrenheit，℉）的转换公式为：°C=5/9(°F-32)°F=9/5°C+32 摄氏温标和热力学温标(Kelvin，K)两种温标的转换公式为：K=°C+273.15°C=K-273.15 68华氏度是多少摄氏度将68代替《F》，算出《C》：C=(68-32)*5/9,C=36*5/9,C=2020°C=68°F在什么温度下两个单位的值一样?在上述的一个公式，将《T》代替两个温标，然后算出《T》：T=T*9/5+32,-32+T=T*9/5,-32=T*4/5,-40=T-40°C=-40°F

3. 华伦海特的生平简介

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)，荷兰物理学家、工程师。1686年诞生于当时德国的但泽（二战后该地划归波兰，现称格但斯克）。1701年华伦海特的父母突然去世，他的保护人送他到阿姆斯特丹接受商业教育。华伦海特在那里学习科学仪器的制作，对物理学很有兴趣。1707年他先后前往柏林、莱比锡、德累斯顿、哈勒等地，通过参观别的学者以及工匠的操作，学到了不少技术。1708年在哥本哈根遇到了丹麦天文学家罗默(1644—1710年），建立了友谊。1715年华伦海特和数学家莱布尼茨合作制成测定大海经度的时钟。1714年华伦海特正式确立以他名字命名的温标。同年，他被选为英国伦敦皇家学会会员。1736年他发明一种抽水泵，获得了专利，用这种泵抽干了荷兰一些低洼地里的水。   1736年9月16日，华伦海特在荷兰海牙逝世，终年50岁。