Mióta használunk hőmérőt?
https://www.tessloff-babilon.hu/miota-hasznalunk-homerot-
Hőmérőt a hétköznapi életben kétféle célra használunk: a környezetünk, valamint a saját testünk hőmérsékletének mérésére. A hőmérőket hosszú ideig a hőre arányos térfogatváltozással reagáló, folyékony higannyal készítették, ám ennek mérgező volta miatt 2009 óta az EU-ban és az USA-ban is másféle anyagokra váltottak. És bár a higany csaknem két évszázadon át meghatározó szereplő volt a hőmérők történetében, a jelenléte végül mégis csupán egy közjátékot jelent, hiszen sem a kezdetekkor, sem a továbbiakban nem jelenik meg, legalább is ott, ahol közvetlen kapcsolatba kerülhet az emberi szervezettel.
Mit is mérünk pontosan?
A hőmérővel egy adott hőállapotot mérünk meg úgy, hogy ezt számokban kifejezett fizikai mennyiségekkel jellemezzük. Ha két, egymással kapcsolatba kerülő test – például üveg és jégdarab – hőmérséklete (hőfoka) különbözik, a fizika törvényei szerint hőátadás indul meg közöttük. Ez pedig addig tart, amíg mindkettő azonos hőmérsékletű nem lesz.
Az anyagok fizikai tulajdonságai (például a színük, a térfogatuk vagy az elektromos vezetésük) megváltoznak a hőmérséklet változásai során, és ez az a tulajdonságuk, amely lehetővé teszi, hogy folyadékos hőmérőket használjunk. A higany mellett alkoholt is alkalmaztak a hőmérőkhöz, mert mindkét anyag megbízható módon tágul ki a hő emelkedésének hatására.
 |
| A 18-dik századtól használt higanyos hőmérőn a tapasztalatok alapján piros pötty jelzi, hogy honnan kell súlyosabb betegségre gyanakodnunk. Az itt látható, 39 C-fok fölötti láz már elég nagy bajt jelez. Ilyen esetben mindenképp orvost kell hívni. |
Kinek jutott eszébe először a lázmérés fontossága?
Bár azzal az orvosok kezdettől tisztában voltak, hogy az emberi test hőmérsékletének megugrása, vagyis a láz a betegség jele, de hogy általában mi mindent jelez a testünk hőmérséklete, sokáig nem volt egyértelmű. Elsőként egy olasz orvos, a Santorius néven is emlegetett Santorio Santorio (1561-1636) foglalkozott alaposabban is ezzel a kérdéssel. Ő arra a következtetésre jutott, hogy ha pontos képet akar kapni a betegségek természetéről, akkor bizony sok mindent meg kéne tudni mérni ehhez.
Ebben segítségére volt, hogy a korszakban egyébként is a tudományok középpontjába kerültek a fizikai mérések, s különösen az inga eszköze, amely lehetővé tette, hogy az egyes jelenségek lezajlásához pontos mércéje is legyen. A pulzus méréséhez például az orvosok már ingát használhattak. Santorius munkáját különösen segítette, hogy a kor legnagyobb csillagászával, Galileivel is barátságban állt.
Galilei elsőként foglalkozott a hőmérő gondolatával, és sikerült is egy termoszkópot készítenie, amellyel a meleg levegő tágulását tudta kimutatni és megmérni. Emellett a kor filozófiája is a tapasztalást és az érzékelést tartotta a legfontosabbnak. Santorius maga is azt vallotta, hogy elsősorban az érzékeinknek és a tapasztalatainknak kell hinni, azután erre kell alapozni az érveléseinket, és csak ezután kell figyelni arra is, hogy mit mondtak minderről mindazok, akiket eddig mérvadóknak fogadtunk el.
 |
| Galilei kortársa, Santorius az orvosi tapasztalatai alapján jutott el a hőmérő fontosságának gondolatáig. |
Ami a tapasztalatokat illeti, abból pedig épp eleget lehetett beszerezni akkoriban, különösen a nagy járványok időszakában. Így végül ő volt az, aki Galilei példája nyomán szintén bátran belevágott az addig szokatlan kísérletekbe, és 1625-ben összerakta az első olyan hőmérőt, amellyel bizonyítani tudta, hogy az emberi test hőmérséklete szokványos körülmények között éjjel-nappal lényegében azonos: 36,5 C-fok körüli hőmérsékletű.
Az általa megszerkesztett hőmérő egy hosszú és keskeny csőből állt, amelyet egy üveggolyó zárt le. A cső másik végén, a golyó és a levegőréteg alatt víz volt. A páciensnek a szájába kellett vennie (más esetben a kezében alaposan meg kellett ráznia) az üveggolyót, amely ezáltal hamar fölmelegedett, a hőjét átadta a levegőnek, amely ettől kitágult, és a tágulása mértékében kiszorította az alul lévő vizet.A kiszorulás mértékét pedig egy skálával meg lehetett mérni, amivel Santorius le tudta olvasni az emberi test hőmérsékletét.
Viszonyítási pontként a hó és a gyertyaláng hőmérsékletét használta. Később a víz olvadáspontja és fagyáspontja adja majd a hőmérők mérőskáláinak alapját. Az eszköznek az volt a hátránya, hogy mivel a csövet nem zárta le hermetikusan, a rendszer a légköri nyomásra is érzékeny volt, tehát nem adott pontos képet. Arra azonban alkalmas volt, hogy a lázas beteg viszonylagos állapotait jelezze.
 |
| Ezt a szobahőmérőt Galilei szerkesztette. Azon alapult, hogy hő hatására megváltozik a folyadék hőmérséklete, ahogyan a folyadékban úszó tárgyak relatív sűrűsége is megváltozik. Ezért, Archimédész törvénye alapján vagy lesüllyednek, vagy felúsznak a közeg tetejére. A hőmérsékletet a színes golyókon függő plombákról lehet leolvasni. És bár biztosan nem ez volt a legpontosabb hőmérő, de valószínűleg annál kellemesebb és szórakoztatóbb volt a leolvasása… (Forrás: Wikipedia) |
Santorius után egy brit tudós, W. Aitken volt az, aki rájött, hogy a láz méréséhez a higany a legalkalmasabb anyag. 1863-64 között megkonstruálta azt a lázmérőt, amely azután az évezred végéig szinte minden háztartásban ott volt. A higany ebben a szerkezetben egy kis üvegtartályban van, amelyből keskeny cső vezet ki. A cső mellett rovátkák jelzik a fokokat.
Fontos elem, hogy a tartályt és a csövet egy erős szűkület választja el: ez akadályozza meg, hogy a hőhatás során kitáguló higany visszafolyjon a tartályba, és ezzel megnehezítse a leolvasást. A mérés végeztével erős rázással lehet visszajuttatni a higanyt a tartályba, úgy, hogy csak egy kis szakaszon „lógjon ki” belőle. A következő, még pontosabb hőmérőt azután a neves német fizikus, G. Fahrenheit készítette el 1714-ben.
Hányféle hőmérőt használnak még?
A higanyos hőmérő mellett még sokféle ilyen eszköz létezik. Így például a folyadékkristályos hőmérők azon alapulnak, hogy az ún. koleszterikus folyadékkristályok színe a hőmérséklettől függően megváltozik. Melegítésre az anyagok színe a teljes látható színtartományban, a vöröstől az ibolyáig változhat. A mérési tartománya 1-2 °C-tól kb. 20 °C-ig terjed, a mérés pontossága néhány tized fok.
De használnak hőérzékeny festékeket is, amelyek szintén a színük változásával mutatják meg a hőmérséklet-változásokat. Az erősen mérgező ezüst-higany jodid vagy a réz-higany jodid is ilyen festék. Az ezekkel megtöltött eszközöket nagy felületek, például gépek hőmérsékleti szempontból kritikus területeire szokták ráhelyezni.
Laboratóriumokban, a kisebb felületek méréséhez gázhőmérőket is alkalmaznak, mert mind az állandó térfogatú gáz nyomásának ill. térfogatának változása egyformán alkalmas a hőmérséklet mérésére, különösen a nagyon hideg anyagoknál. A héliumos gázhőmérőkkel például egészen – 270 °C-ig mérhetünk.
A fémrudas hőmérőket más néven lineáris (vonalas) hőmérőknek is hívják, mert ezek egy fém lineáris hőtágulását használják fel. A mérőrudat közel zéró (nulla) hőtágulású anyagból készítik, és az észlelhető különbséget maga a tartó nyúlása fejezi ki.
Léteznek még bimetál hőmérők is, amelyek különböző mértékben táguló, összehegesztett fémszalagok meggörbülését használják ki.
Az élelmiszeriparban pedig infravörös sugárral működő hőmérőt használnak, amelynek nagy előnye, hogy a méréshez nincs szükség közvetlen kapcsolatra a mért anyaggal, tehát nem kell kibontani a méréshez az árut.
Az emberi test hőmérsékletének mérésére ma már kizárólag digitális hőmérőt használunk, amelyek nem tartalmaznak higanyt, hanem fémek hőtágulási reakciói alapján jelzik ki számokkal, hogy mennyi a hőmérsékletünk, és így akkor sem jelentenek veszélyt ránk nézve, ha netán elromlanak. Ilyenkor még mindig ott van a pulzusunk, amelynek alapján legalább nagyjából meg tudjuk mondani, hogy mekkora a baj, amíg be nem szerzünk egy megbízható mérőeszközt.
Lévai Júlia
Ez a cikk eredetileg 2006-ban jelent meg a mimicsoda.hu oldalon.
