Burro fuso, funghi velenosi e la strana storia dell’invenzione del termometro

Avere la temperatura presa è diventata una caratteristica regolare della vita quotidiana durante la pandemia di COVID-19. Ovunque, dagli studi medici ai bar, i test per le alte temperature corporee sono una precauzione che molti istituti pubblici ora prendono quando le persone entrano nei locali. Ecco la storia di origine dello strumento che ci ha avuto sul bordo da quando è iniziata la crisi.

All’inizio del xvii secolo, durante la Rivoluzione scientifica, quando le frontiere della scoperta erano segnate da nuovi modi per quantificare i fenomeni naturali, Galileo Galilei stava forgiando nuovi metodi innovativi e basati empiricamente in astronomia, fisica e ingegneria. Ha anche fatto iniziare l’umanità verso un progresso meno noto ma cruciale: la capacità di misurare il calore.

Durante questa era, una raffica di dispositivi di misura e unità di misura sono stati inventati, alla fine forgiare le unità standard che abbiamo in atto oggi. Galileo è accreditato con l’invenzione del termoscopio, un dispositivo per misurare il calore. Ma non è lo stesso di un termometro. Non poteva misurare-metro-temperatura perché non aveva scala.

Intorno al 1612, con un nome così bello che lo usò due volte, lo studioso veneziano Santorio Santorio fece progressi concettuali cruciali per il termoscopio. È stato accreditato con l’aggiunta di una scala—un avanzamento fondamentale quanto l’invenzione del dispositivo stesso. I primi termoscopi consistevano fondamentalmente in un tubo di vetro orientato verticalmente con un bulbo nella parte superiore e una base sospesa in una pozza di liquido come l’acqua, che correva per una lunghezza della colonna. Man mano che la temperatura dell’aria nel bulbo aumentava, la sua espansione cambiava l’altezza del liquido nella colonna. Gli scritti di Santorio indicano che ha impostato il massimo riscaldando il bulbo del termoscopio con una fiamma di candela, e ha impostato il minimo contattandolo con la neve che si scioglie.

Potrebbe anche essere stato il primo ad applicare il termometro al campo della medicina, come dispositivo per confrontare oggettivamente le temperature corporee. Per effettuare una misurazione, il paziente avrebbe o tenere la lampadina con la mano o respirare su di esso.

Nel 1650, un’altra svolta avvenne quando Ferdinando II de’ Medici, Granduca di Toscana, apportò modifiche chiave al vecchio termoscopio. De’Medici è citato come il primo a creare un disegno sigillato, inalterato dalla pressione dell’aria. Il suo termoscopio consisteva in un tubo di vetro verticale riempito con “spirito di vino”—vino distillato—in cui bolle di vetro di vari livelli di pressione dell’aria salivano e scendevano con i cambiamenti di temperatura. Era così appassionato di misurazione del calore che nel 1657 fondò un’accademia privata, l’Accademia del Cimento, dove gli investigatori esplorarono varie forme e forme per i loro termoscopi, compresi disegni dall’aspetto ornato con colonne cilindriche a spirale. A causa dei miglioramenti sia nella forma che nella funzione degli strumenti, la loro domanda crebbe costantemente negli ultimi 50 anni del 17 ° secolo, quando divennero noti come “termoscopi fiorentini.”

Eppure, anche con questa funzionalità migliorata, misurazione accurata della temperatura aveva un bel modo di andare. Non c’era ancora uno standard accettato per la calibrazione. I modi in cui le persone hanno cercato di trovare un punto di riferimento erano ridicolmente arbitrari; hanno usato standard di ampia portata come il punto di fusione del burro, la temperatura interna degli animali, la temperatura della cantina dell “osservatorio di Parigi, il giorno più caldo o più freddo dell” anno in varie città, e ” carboni ardenti nel fuoco della cucina.”Non ci sono due termometri registrati la stessa temperatura. Era un casino.

Inserisci astronomo danese Olaus Rømer, che ha annunciato un’innovazione che avrebbe cambiato termometria per sempre. Nel 1701 ebbe l’idea di calibrare una scala relativa a qualcosa di molto più accessibile: i punti di congelamento e di ebollizione dell’acqua. Simile al modo in cui misuriamo i minuti in un’ora, l’intervallo potrebbe essere diviso tra questi punti in gradi 60. Anche se questo è quello che avrebbe potuto fare, e sarebbe stato fantastico, non ci è arrivato. Goffamente, poiché aveva originariamente usato la salamoia congelata come punto di calibrazione inferiore, la sua misurazione del punto di congelamento dell’acqua avveniva a 7,5 gradi, non a zero. Conosciuta oggi come scala Rømer, ha importanza storica, ma non è formalmente in uso.

Mentre l’interesse per i termoscopi continuava a crescere in tutta Europa, un giovane commerciante scoprì che gli strumenti stavano diventando una merce commerciale sempre più popolare. Ha anche trovato loro di essere assolutamente affascinante. Si chiamava Daniel Gabriel Fahrenheit. Anche se probabilmente non sei sorpreso di sentire il suo nome venire qui, la sua storia è piuttosto notevole.

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Fahrenheit è nato a Danzica, Polonia (ora Danzica) in una famiglia mercantile di successo. Nel 1701, quando Fahrenheit aveva solo 12 anni, sia suo padre che sua madre incontrarono un destino oscuro: morirono mangiando funghi velenosi. Insieme ai suoi fratelli, fu accolto da nuovi guardiani e nominato apprendista di un mercante. Il giovane Daniel, tuttavia, non si preoccupava molto della professione. Era più interessato alla scienza e alla soffiatura del vetro (puoi vedere dove sta andando). Studiare, creare e progettare termometri e barometri divenne la sua vocazione. Ma nella sua incessante ricerca di queste attività, ha accumulato debiti che non era in grado di coprire.

Sebbene Fahrenheit avesse diritto a un’eredità dai suoi genitori, non poteva ancora usarla per pagare il debito. Invece, i suoi nuovi guardiani sono stati ritenuti responsabili per questo. La loro soluzione: nominarlo come operaio marittimo per la Compagnia olandese delle Indie Orientali in modo che potesse guadagnare i soldi per ripagarli. Fahrenheit sfuggì al suo destino fuggendo dal paese. Aveva bisogno di aspettare gli anni fino a quando era 24, quando avrebbe avuto diritto alla sua eredità e in grado di fare bene sui suoi obblighi finanziari. Così ha vagato per la Germania, la Danimarca e la Svezia per 12 anni, pur continuando a perseguire il suo amore per la scienza.

Alla fine, il suo percorso si incrociò con quello di Rømer ad Amsterdam. La loro collaborazione ha generato il primo termometro quicksilver (mercurio), che offriva maggiore precisione e precisione rispetto ai suoi predecessori. E, infine, è stato in grado di fare più termometri che hanno dato letture coerenti a causa del design migliorato che coinvolge mercurio.

Con la crescente domanda di termometri, Fahrenheit era nella posizione perfetta per sviluppare la sua scala omonima. Lo ha basato su Rømer, ma ha calibrato il punto zero alla temperatura di congelamento di una soluzione salina fatta di una miscela uguale di acqua, sale e ghiaccio—sostanze accessibili a tutti. Ha scoperto che la superficie di una soluzione di parti uguali di acqua e ghiaccio si è congelata a 32 gradi, che ora è il “punto di congelamento” comunemente noto nella scala Fahrenheit. Con altri due incrementi di 32-cioè 96 gradi-la scala corrispondeva a ciò che Fahrenheit misurava come la temperatura del corpo umano, come calibrato dal posizionamento del termometro sotto l’ascella. Tutto si adatta bene insieme, e così il misuratore ha preso piede, diventando alla fine la prima scala standard della temperatura.

Con 32 un numero apparentemente arbitrario per la base del termometro, potrebbe non essere del tutto sorprendente che la sua scelta sia servita da foraggio per i teorici della cospirazione. C’erano voci che Fahrenheit fosse un massone attivo e basasse il punto di partenza della sua scala sui “32 gradi di illuminazione”, che si accordano con alcuni riti della Massoneria. Tuttavia, non esistono documenti ufficiali della sua appartenenza alla Massoneria.

Se si considera la sensibilità effettivamente espressa da Fahrenheit per segnare la scala in incrementi di 32 gradi tra il congelamento della miscela di salamoia e la sua misurazione (quasi accurata) della temperatura corporea umana, il calibro non sembra così arbitrario. La sua stranezza è stata evidenziata solo dopo che il mondo ha iniziato ad adottare il sistema metrico.

La convenienza della scala metrica e la sua applicazione a una varietà di misurazioni—distanza, volume, massa, elettricità—hanno fatto sì che sempre più colonie lo adottassero come standard per il commercio. Poiché si integrava con il sistema numerico universale in unità di dieci, comunemente noto come” base ten”, era intuitivo e semplificava i calcoli. Verso la metà del 20 ° secolo, il sistema metrico dominava il globo.

Con l’adozione mondiale della scala metrica, il sistema Fahrenheit fu sostituito dalla scala inventata dall’astronomo svedese Anders Celsius nel 1742. Ha reso il processo di calibrazione più preciso semplicemente utilizzando i punti di congelamento e di ebollizione dell’acqua al livello del mare—non più miscela di sale che richiede le proprie misurazioni, à la Fahrenheit. Sulla sua scala originale, tuttavia, 100 gradi era il punto di congelamento. Piuttosto che Celsius, fu Jean-Pierre Christin, un fisico, matematico, astronomo e musicista francese, che, nello stesso periodo dell’innovazione di Celsius, concepì una disposizione simile ma con 100 come punto di ebollizione—l’attuale scala Celsius.

Adattato con il permesso da fuori freddo: Una discesa agghiacciante nella macabra, controversa, storia salvavita di ipotermia di Phil Jaekl, disponibile ora da PublicAffairs.

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