Skip to content Skip to navigation

Sıcaklığı Ölçmek: Termometrenin Tarihi

Osman Baran Kaplan
23/05/2019 - 17:40

Günümüzde sıcaklığı ölçmek hayli kolay. Bu amaçla yakın zamana kadar cıvalı termometreler kullanıyorduk. Son yıllarda ise sıcaklığı algılayan sensörler cıvalı termometrelerin yerini almaya başladı. Peki, geçmişte insanlar sıcaklığı nasıl tanımlamıştı ve sıcaklığı nasıl ölçmüşlerdi? Gelin, termometrenin tarihî yolculuğuna birlikte göz atalım.

Bugün sıcaklığı ölçmek için kullandığımız termometrenin tarihi 300 yıl önceye dayanıyor. 18. yüzyıla kadar sıcaklık ölçümü için herhangi bir standart yoktu.

Geçmişte insanlar bazı şeylerin sıcak bazı şeylerinse soğuk olduğunun farkındaydı. Yunan filozof Protagoras “İnsan her şeyin ölçüsüdür” önermesini ispat etmek için sıcaklıkla ilgili bir deney yapmıştı. Bu amaçla içinde sıcak, ılık ve soğuk suların bulunduğu üç kap kullandı. Denek sağ elini sıcak suya, sol elini ise soğuk suya aynı anda daldırdı ve bir süre bekletti. Daha sonra aynı anda iki elini de kaplardan çıkarıp ılık suya daldırdığında sağ elinde soğukluk, sol elinde ise sıcaklık hissetti. Ilık suyun sıcaklığı sıcak suyunkinden düşük olduğu için sıcak sudan ılık suya daldırılan el ılık suyu soğuk olarak algıladı. Benzer biçimde, ılık suyun sıcaklığı soğuk sudan yüksek olduğu için soğuk sudan ılık suya daldırılan el ılık suyu sıcak olarak algıladı.

1600’lü yılların başında Galileo Galilei, ilk kez sıcaklığı ölçebilecek bir alet geliştirdi. Galileo gazların ısıtıldıklarında genleştikleri prensibinden yola çıkarak bir tür gaz termometresi olan termoskobu geliştirdi. Ancak Galileo gazın hacminin yalnızca ısıyla orantılı olarak değiştiğini düşünüyordu ve dış basıncın gazın hacmine olan etkisinden habersizdi. Dolayısıyla geliştirdiği termoskop doğru ve kesin ölçümler yapmak için uygun değildi.

Galileo’nun termoskobu

1714’te Gabriel Fahrenheit bu amaçla gaz yerine sıvı kullanmaya karar verdi ve ısıtılan sıvıların genleşmesi ilkesinden yola çıkarak ilk modern termometreyi icat etti. Fahrenheit termometresinin özellikle hava sıcaklığı ölçümlerinde kullanılacağını düşünüyordu. Bu nedenle ölçüm skalasında negatif sayı değerlerine yer vermemek için o dönemde laboratuvar ortamında elde edilen en düşük sıcaklığı termometresinin 0 noktası olarak kabul etti.

Günümüzde en yaygın kullanılan sıcaklık ölçeği olan santigratı İsveçli bilim insanı Anders Celsius icat etti. Anders Celsius suyun donma noktasının basınçtan etkilenmediğini, suyun kaynama noktasının atmosfer basıncına bağlı olarak değiştiğini belirledi. Ancak bugün kullandığımızın tersine Anders Celsius geliştirdiği termometrede suyun donma noktasını 100 derece, kaynama noktasınıysa 0 derece olarak işaretlemişti. Ancak daha sonra Celsius’un ölçeği tersine çevrildi. Celsius ölçeği santigrat (centi-, “100” anlamına gelen Latince centum sözcüğüne dayanan ve yüzlük birimleri ifade eden bir ön ektir, grat ise “derece” anlamına gelir) ölçeği olarak da isimlendirilir.

Fahrenheit ve Celsius’un geliştirdiği sıcaklık ölçekleri özellikle günlük hayatta (örneğin hava tahminlerinde, yiyecek hazırlamada, vücut sıcaklığını ölçmede) sıkça kullanılır.

Fahrenheit’ın negatif değeri olmayan bir sıcaklık ölçeği fikri William Thomson Kelvin’in (Lord Kelvin olarak da bilinir) ölçeği ile gerçeğe dönüştü. 1848'de Jacques Charles sabit basınç altındaki gazların hacmiyle sıcaklığı arasında doğru orantı olduğunu bulmuştu. Bir gazın hacmi ile sıcaklığı arasındaki ilişki incelendiğinde gazın sıcaklığı –273°C’ye yaklaşırken hacmi sıfıra yaklaşır. –273°C’de ise 0 olması gerekir. Lord Kelvin hiçbir şeyin hacmi sıfırın altında olamayacağı için –273°C’nin elde edilebilecek en düşük sıcaklık olması gerektiğini öne sürdü. Bu nedenle 0 K (yani –273,15°C) mutlak sıfır noktası olarak kabul edilir.

Kelvin sıcaklık değerlerinde derece işareti kullanılmaz.

Yıllar içinde daha doğru ve yüksek kesinlikte ölçümler yapabilen termometreler geliştirildi. Maddelerin aldıkları ısıyla orantılı olarak genleşme miktarlarındaki değişime dayalı termometrelerden farklı çalışma ilkelerine sahip termometreler tasarlandı. Maddelerden farklı sıcaklıklarda yayılan enerji miktarına veya farklı sıcaklıklarda elektriksel dirençteki değişikliklerdeki farklılığa dayalı termometreler bunlara örnek olarak gösterilebilir.

Kaynaklar:

 

Yazar Hakkında:
Osman Baran Kaplan
Orta Doğu Teknik Üniversitesi Felsefe Bölümü Lisans Öğrencisi

İlgili İçerikler

Fizik

Söz konusu elektronlar, protonlar gibi “noktasal” parçacıklar olduğunda aynı işaretli elektrik yüklerinin birbirini ittiği, zıt işaretli elektrik yüklerinin birbirini çektiği bilinir. Ancak çok sayıda elektrik yüklü noktasal parçacığın bir araya gelmesiyle oluşan “bileşke” parçacıklarda durum farklıdır. 

Fizik

Danimarkalı gökbilimci Ole Christensen Romer, ışık hızını belirlemek için çalışmalar yapan ilk bilim insanlarından biridir. Romer, yaptığı uzun süreli gözlemler sonucunda Jüpiter’in uydularından Io’nun iki tutulması arasında geçen zamanlarda farklılıklar tespit etti.

Fizik

Bu etkinliğimizde yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş enerjisinin farklı enerji türlerine dönüştüğünü gözlemleyebileceğimiz bir düzenek tasarlayacağız.

Fizik

James Watt’ın buhar motorunu keşfetmesi Sanayi Devrimi’nin başlangıcı olarak kabul edilir. James Watt, buhar motorunu madenlerde ortaya çıkan suyun dışarı pompalanması için etkili bir yöntem ararken geliştirdi. İlk yazımızda Arşimet, 12. yüzyılda yaşayan el-Cezeri ve 16. yüzyılda yaşayan Takiyüddin’in suyun yukarı taşınması için geliştirdikleri düzenekleri anlatmıştık.

Fizik

Uluslararası bir araştırma grubu, araçların arka kısımlarına hava püskürten cihazlar yerleştirerek hava sürtünmesini azaltmayı başardı. Dr. Ruiying Li ve arkadaşları tarafından yapılan araştırmanın sonuçları Physical Review Fluids’te yayımlandı.

Fizik

Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemelerden güneş enerjisi ile çalışan bir yel değirmeni düzeneği tasarlayarak enerji dönüşümünü gözlemleyeceğiz.

Fizik

Zürih Federal Teknoloji Enstitüsü ve Zürih Üniversitesinde çalışan bir grup araştırmacı, aşırı derecede düşük sıcaklıklara soğutulduğunda bile suyun donmasını engelleyen bir yöntem geliştirdi. 

Fizik

Nano ölçekteki malzemelerin özelliklerinin anlaşılması için gerçekleştirdiği uluslararası düzeyde üstün nitelikli çalışmalarıyla 2018 yılı TÜBİTAK Teşvik Ödülü’ne layık görülen Doç. Dr. Hasan Şahin ile bir söyleşi gerçekleştirdik.

Fizik

Gözümüz karanlık veya aydınlık ortamlarda, nesnelerin çok uzakta ya da çok yakında olduğu durumlarda net görüntüler oluşturabiliyor. Etkileyici fotoğraflar çekebilmek içinse fotoğraf makinesinde doğru ayarların yapılması gerekiyor. Gelin, görüntü oluşturma özelliğine sahip olan insan gözü ile fotoğraf makinesini karşılaştıralım.

Fizik

İletken, yüksüz iki levhanın birbirine paralel biçimde boşlukta konumlandırıldığını düşünelim. Klasik elektromanyetik kuram levhalara net bir elektriksel kuvvet etki etmeyeceğini söyler. Ancak gerçekte durum çok daha farklıdır.