Termometre: Kim, Ne Zaman İcat Etti?

Sadeugra/iStock

Eskiden çocuklar hastalandığında anneleri “Ateşin mi var senin?” der ve hemen ellerini çocuklarının alınlarına götürürdü. Ateşin yüksek olduğunu düşündüklerinde ise koltuk altlarına bir termometre yerleştirip ateşlerini ölçmeye çalışırlardı. Termometreler yalnızca ateş ölçmek için değil havanın ya da bir malzemenin sıcaklığını belirlemek amacıyla pek çok alanda kullanılıyor. Peki ilk termometreyi kim icat etti? Günümüzde kullanılan farklı özellikteki termometreler hangi prensiplere göre çalışıyor? Gelin hep birlikte öğrenelim.

Buenaventuramariano/iStock

Termometre Nedir? Termometre Neyi Ölçer?

Termometre sıcaklığı ölçmek için kullanılan bir alettir. Termometre kelimesi Antik Yunancada “sıcaklık” anlamına gelen thermos ve “ölçü” anlamına gelen métron kelimelerinin birleştirilmesiyle oluşturulmuştur. Katı, sıvı ve gazların farklı özelliklerinden yararlanılarak çeşitli termometreler yapılabilir. Örneğin sıvıların sıcaklıkları değişikçe hacimlerinin değişmesi ilkesinden yararlanılarak üretilen sıvılı termometreler daha çok günlük hayatta kullanılır.

vav63/iStock

Daha çok fabrika ve fırın gibi yerlerde tercih edilen metal termometrelerse sıvılı termometreler ile belirlenemeyen sıcaklık derecelerinin ölçülmesini sağlar. Metal termometreler ile 1.600 ^oC’ye kadar olan yüksek sıcaklıklar ölçülebilir.

istanbulimage/iStock

Termometre Nasıl Çalışır?

Günlük hayatta kullanılan sıvılı termometrelerin alt kısmında bir hazne vardır. İnce bir cam tüp bu hazneye bağlıdır. Haznenin içinde genellikle alkol veya renklendirilmiş cıva bulunur. 

Sıvılı termometreler, sıvıların genleşme ve büzülmesi ilkesinden yararlanarak çalışır. Sıcaklık arttıkça haznedeki sıvının hacmi artar yani sıvı genleşir. Böylece sıvı, tüpün içinde yükselir. Sıcaklık azaldığındaysa sıvının hacmi azalır ve daha az yer kaplamaya başlar. Bu da tüpün içerisindeki sıvının aşağı doğru inmesine neden olur. Sıvı seviyesine karşılık gelen birim çizgileri bize sıcaklığı gösterir. Benzer biçimde metal termometrelerde de metallerin ısındıkça genleşmesi ilkesinden yararlanılarak sıcaklık ölçümü yapılır.

Termometreyi Kim Buldu? Termometrenin Mucidi Kim?

Termometrenin icadından önce sıcaklığı ölçmek için belirlenmiş, herkes tarafından kabul edilen güvenilir bir referans noktası yoktu. Bunun yerine tereyağının erime noktası, hayvanların iç sıcaklığı, yılın en sıcak veya en soğuk günü gibi bölgeye ve kişiye göre değişen referanslar kullanılırdı.

İtalyan fizikçi Galileo Galilei, 1592’de icat ettiği aletle neyin ne kadar sıcak ya da soğuk olduğunu kabaca belirlemeye çalıştı. Termoskop adını verdiği bu alet, içi hava dolu, yumurta büyüklüğünde cam bir şişe ve şişeye bağlı ince uzun bir tüpten oluşuyordu. Termoskobun tüp kısmı, içinde renkli sıvı olan başka bir kaba konuluyordu. Hava ısınmaya başladığında sıvı genleşip yukarı doğru çıkıyordu. Ancak bir ölçeği olmadığı için bu alet bazı kaynaklar tarafından termometre olarak kabul edilmiyor.

Wikimedia Commons

Galileo Galilei'nin geliştirdiği termoskop 

1612 yılında İtalyan bilgin Santorre Santorio termoskoba bir ölçek ekledi. Santorio, termoskobun şişe kısmını mum alevi ile ısıtarak maksimum sıcaklık düzeyini, eriyen karla temas ettirerek de minimum sıcaklık düzeyini belirledi. 

1654 yılında İtalya’da modern termometrelerin ilk örneklerinden biri olan sıvılı termometre üretildi.

Isaac Newton insan vücudunun sıcaklığını maksimum değer, suyun donma noktasını minimum değer olarak belirleyerek sıvılı termometrenin üzerine sabit derece noktaları ekledi. 

Fahrenheit Termometresi

1714’te Alman bilim insanı Gabriel Fahrenheit öncekilerden daha yüksek doğruluk ve hassasiyete sahip ilk cıva termometresini üretti. Buzun eridiği sıcaklığı (ölçeğindeki 32 dereceyi) ve suyun kaynama sıcaklığını (ölçeğindeki 212 dereceyi) sabit noktalar alarak ikisinin arasını 180 eşit birime böldü. Fahrenheit termometredeki 0 noktasını, negatif değerlere yer vermemek için, yaşadığı yer olan Amsterdam’da deneyimlediği en düşük sıcaklıklara göre belirledi.

agefotostock/Alamy

Gabriel Fahrenheit termometre üzerinde çalışırken...

Celsius Termometresi

İsveçli fizikçi Anders Celsius, 1742 yılında termometreler için santigrat sıcaklık ölçeğini geliştirdi. Sabit noktalar olarak suyun deniz seviyesindeki donma ve kaynama noktalarını kullandı. Bu sayede sıcaklık ölçümünü daha doğru hâle getirdi. Celsius'un ölçeğinde suyun donma noktası 100 santigrat derece, kaynama noktası ise 0 santigrat derece olarak belirlenmişti. Bu değerler daha sonra Fransız fizikçi Jean-Pierre Christin tarafından tersine çevrildi.

Savany/iStock

1848’de Lord Kelvin, bir malzemenin sahip olabileceği en düşük sıcaklığın bir alt sınırı olduğunu keşfetti ve bunu mutlak sıfır olarak adlandırdı. Kelvin ölçeğinde mutlak sıfır, 0 kelvin olarak tanımlanır. Celsius ölçeğinde 0 derece olan suyun donma sıcaklığı ise kelvin ölçeğinde 273,15 kelvine karşılık gelir.

Celsius, fahrenheit ve kelvin ölçeklerinin termometre üzerinde karşılaştırılması

Günümüzde sıcaklık, kızılötesi ışığa duyarlı sensörlere sahip cihazlarla temas olmaksızın, hassas bir şekilde ölçülebiliyor.

energyy/iStock

Özellikle COVID-19 salgını sırasında sıkça kullanılan termal kameralar ve ateşölçerler bu cihazlardan bazıları.

Imgorthand/iStock

COVID-19 salgını sırasında kullanılan ateşölçer

Kaynaklar:

• Stoyles, P. ve Pentland, P., A’dan Z’ye İcatlar ve Mucitleri, Çev.: Turan Parlak, TÜBİTAK Popüler Bilim Kitapları, 2019.
• Ellyard, D., Kim Neyi Ne Zaman İcat Etti, Çev.: U. Mutlu, TÜBİTAK Popüler Bilim Kitapları, 2017.
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7120475/  
• https://www.thoughtco.com/the-history-of-the-thermometer-1992525  
• https://ungo.com.tr/2021/10/termometrenin-icadi/ 
• https://www.elektrikport.com/makale-detay/galileo-galilei/4358#ad-image-0 
• https://bilimgenc.tubitak.gov.tr/makale/hava-termometresi