Температуру по шкале Фаренгейта измеряют сейчас только в США и нескольких маленьких странах вроде Каймановых островов. Если бы американский писатель Рэй Брэдбери не назвал свою знаменитую книгу «451 градус по Фаренгейту» («Farehnheit 451»), вряд ли кто-либо вспомнил бы сейчас о создателе экзотической температурной шкалы, по которой бумага вспыхивает при 451 градусе, вода закипает при 212 градусах, и замерзает при 32 градусах. Но – спасибо великому писателю! – имя Даниэля Габриэля Фаренгейта (Daniel Gabriel Fahrenheit; 1686 — 1736) известно во всём мире. И его уже не скоро забудут.
Как торговец стал ученым
Габриэль Фаренгейт родился 24 мая 1686 года в старом городе Данциге (который сейчас называется Гданьск). В то время этот город процветал благодаря торговле. И его жители тоже процветали. А жители здесь были самых разных наций: немцы, поляки, голландцы… Ганзейский союз, о чём говорить!
Габриэль был старшим из пяти выживших детей в семье торговца Даниэля Фаренгейта и Конкордии Шуман, которая происходила из знатной городской семьи. Но 14 августа 1701 года родители умерли самым трагическим образом, отравившись грибами, и пятнадцатилетний парень не захотел быть обузой для родственников. Поэтому он переехал в Амстердам, чтобы начать там самостоятельную жизнь. Амстердам был город более крупный, чем Данциг, и возможностей там было больше.
Чем заниматься в Амстердаме, если не торговлей? Но именно этим Габриэлю Фаренгейту заниматься не хотелось. Он сбежал из амстердамского офиса, и побывал во многих странах северной Европы: в Дрездене, Лейпциге, Галле, Берлине, Копенгагене… Среди прочего, молодой человек познакомился с такими выдающимися учёными, как Оле Рёмер, Кристиан Вольф и Готфрид Лейбниц. От его внимания не скрылся факт: параллельно росту естественнонаучных исследований появился значительный спрос на производство научных приборов. Этим ремеслом можно было хорошо заработать! Уже в 1714 году Фаренгейт возвратился в Амстердам, начал работать там стеклодувом и занялся производством научных приборов.
Изобретение, изменившее мир
Измерять давление учёные уже могли. Первый прибор для измерения давления атмосферы, ртутный барометр, изобрёл в 1643 году Эванджелиста Торричели. Умелый стеклодув Фаренгейт быстро освоил производство барометров, и, можно сказать, поставил это производство на поток.
А вот с измерением температуры дела обстояли сложнее. Точно измерять температуру в широком интервале во времена Фаренгейта ещё не могли. Известно, что Исаак Ньютон (Isaac Newton; 1642 – 1727) для изучения кипения воды придумал метод температурных стандартов, размещая на нагреваемой поверхности особенный сплав из висмута, свинца и олова, который плавился при температуре 98 °C. Но этот метод был, естественно, непрактичный и сравнительный, а значит, неточный.
Фаренгейт же изобрёл стеклянный ртутный термометр. Термометр состоял из колбы, наполненной ртутью. С колбой была соединена стеклянная трубка. При нагревании колбы ртуть расширялась и выходила в стеклянную трубку. Чем больше нагрев, тем больше расширялась ртуть и тем дальше она продвигалась по трубке. Если к стеклянной трубке присоединить шкалу с делениями, температуру можно измерять, измеряя длину ртутного столбика. Просто, не правда ли?
Возможно, многие, читая описание ртутного термометра, изобретённого Фаренгейтом, вспомнили медицинский ртутный термометр, который в детстве им засовывали под мышку, чтобы проверить, не простыл ли ребёнок, не жар ли у него? Да-да, можно сказать, что это был праправнук того самого, первого термометра Фаренгейта. Конечно, сейчас ртутные термометры больше не продают и рекомендуют изъять из пользования, тем более, что термометры новой конструкции, измеряют температуру почти мгновенно, не содержат ртути, а значит, безопаснее и дешевле.
Фаренгейт изобрел и другой прибор, ареометр, который применяют до сих пор для определения плотности жидкости. Он представлял собой запаянную утяжелённую колбу, которая могла вертикально плавать в сосуде с жидкостью. В зависимости от плотности этой жидкости колба приподнималась или опускалась. Для определения плотности достаточно было нанести на стенки колбы шкалу с делениями.
Шкала Фаренгейта
Главная часть любого измерительного прибора – шкала. Изобретя первый в мире термометр, Фаренгейт в 1724 году предложил и первую в мире температурную шкалу. В качестве двух реперных точек этой шкалы Фаренгейт взял температуры кипения воды и таяния льда при стандартном атмосферном давлении. Для точки таяния льда он установил значение температуры +32 °F, а для точки кипения воды +212 °F. Разность между этими температурами он разделил на 180 равных интервалов, каждый из которых был назван градусом Фаренгейта (1 °F). Таким образом, изменение температуры на 1 °F соответствует изменению на 5/9 °С.
t °С = 5/9 (t °F - 32),
Учёные заслуги
Изобретение термометра и температурной шкалы сделали Фаренгейта широко известным в учёной среде. В 1724 году его пригласили в Англию, где приняли в члены Королевского общества. Изобретённую Фаренгейтом шкалу упорно используют в США, а ещё раньше – в Великобритании, хотя сам Фаренгейт никогда не был в Америке, а Великобританию впервые посетил в 1724 году.
Кончина
Температурная шкала по Фаренгейту оказалась плодотворной идеей и вскоре многие учёные-физики предложили свои шкалы, более или менее удобные для разных случаев измерения температуры: Цельсия, Кельвина, Реомюра. Но Фаренгейт не дожил до этого события. Он умер в Гааге 16 сентября 1736 года и был похоронен в церкви Клоостеркерк.
В 2002 году в церкви размещён памятный знак в честь Габриэля Фаренгейта, изображающий главное его изобретение, ртутный термометр.
