Winkler Prins 1870

Nederlandse encyclopedie

Gepubliceerd op 20-08-2018

Thermometer

betekenis & definitie

Thermometer (warmtemeter) is de naam van een werktuig, hetwelk dient ter bepaling der warmte. Men heeft verschillende thermometers, maar allen rusten op het beginsel, dat bijna alle ligchamen bij verwarming grooter en bij verkoeling kleiner worden. De metalen staaf AD (fig. 1) is bij A stevig vastgeklemd, maar kan zich vrij bewegen bij B. MN is een koperen bak, waarin zich katoenen draden bevinden, welke met alkohol bevochtigd zijn. Steekt men deze aan, dan wordt de staaf CD verwarmd en dus verlengd, zoodat de punt D naar links wordt verplaatst, waar men ze doet werken op den hefboom DOE, wiens lange arm zich over eene schaal beweegt, om den warmtegraad aan te wijzen.

Ook de vloeistoffen zetten zich uit. Een glazen bol B (fig. 2) eindigt in eene naauwe buis. Vult men hem tot A en dompelt men daarna den bol in warm water, dan zal de vloeistof bij A wegens de aanvankelijke uitzetting van den bol, eerst dalen en daarna, wegens de uitzetting der vloeistof zelve, boven A rijzen. Vult men den bol met gas en sluit men deze in A door een vloeistofkolommetje af, zoo kan men bij verwarming van den bol opmerken, dat de gassen zich desgelijks uitzetten. De warmtetoestand van een ligchaam staat alzoo in verband met het volumen, dat het inneemt. Kiest men dus het volumen van eene zekere hoeveelheid van een ligchaam, bijv. van kwik, als maat en brengt men achtervolgens twee verschillende ligchamen met dat kwik in aanraking, zoo kan men uit het volumen van het kwik bepalen, welke dier twee ligchamen het warmst is. Het ligchaam, tot vergelijking gekozen, heet dan thermometer, en de warmtetoestand, zooals die door den thermometer bepaald wordt, draagt den naam van temperatuur. Tot vergelijkend ligchaam kiest men geene gassen, omdat deze aanmerkelijk van volumen veranderen door de drukking der lucht.

Immers wanneer het gas in den luchtthermometer (fig. 3) van B tot C daalt, kan men nog niet tot eene afkoeling besluiten, daar de verandering van volumen in A ook het gevolg kan zijn van eene vermeerderde luchtdrukking. Men kiest alzoo liever kwik, omdat het gemakkelijk zuiver te verkrijgen is, spoedig omringende warmte opneemt, eerst bij groote koude vast wordt en zich vrij regelmatig uitzet. Voor temperaturen, waarbij kwik verstijft, neemt men alkohol. In fig. 4 ziet men de gedaante, die men gewoonlijk aan den kwikthermometer geeft. B is een cylinder of bol, AC eene naauwe, van boven gesloten buis, die in deelen van gelijken inhoud verdeeld is. Het reservoir B en een gedeelte der buis bevatten kwik. Men plaatst het nulpunt op die plek van de buis, waar de kwik blijft staan, als zij in smeltend ijs is gedompeld, en 100 op de plek, waar de kwik zich bevindt als de buis omringd is door kokend water onder eene luchtdrukking (barometerstand) van 76 Ned. duim. Die beide temperaturen zijn onveranderlijk, en men verdeelt nu de daartusschen gelegene ruimte in 100 gelijke deelen, terwijl men de verdeeling ook onder en boven die punten voortzet; elk dier deelen noemt men een graad.

Om een kwikthermometer te vervaardigen, neemt men eene glazen buis, die overal dezelfde wijdte heeft, zuivert haar met kokend salpeterzuur en blaast aan het eene uiteinde een reservoir en aan het andere een trechter, waarin kwik wordt gegoten. Daarna legt men de buis op een rooster AB (fig. 5) met gloeijende kolen, om alle lucht en vocht te verwijderen, en sluit daarop de buis. Om het nulpunt te vinden, dompelt men nu die buis in een vat met smeltend ijs (fig. 6), en ter bepaling van het kookpunt in damp van kokend water. Hiertoe bezigt men den toestel, afgebeeld in fig. 7. De thermometer is bij T van alle kanten door den damp omgeven, die, opgestegen langs BB, langs CC weder daalt, om bij O in de opene lucht te ontsnappen. Zulk een thermometer is de honderddeelige of die van Celsius. Men heeft echter ook andere thermometerschalen, namelijk die van Réaumur, waar het vriespunt door 0 en het kookpunt door 80 wordt aangeduid, en die van Fahrenheit, waar het vriespunt op 32 en het kookpunt op 212 is geplaatst. Alzoo is 80° R. = 100° C. = 180° F.; de verhouding is alzoo 4:5:9, zoodat men de graden der eene schaal gemakkelijk tot die der andere kan herleiden.

Men heeft ook maximum- en minimumthermometers (fig. 8), waarin zich boven de kwik- of de alkoholkolom een ijzeren cylindertje of een hol glazen buisje (vergroot in B' en D') bevindt. De maximumthermometer laat den cylinder en de minimumthermometer het holle buisje achter, en deze wijzen dus den hoogsten en laagsten stand aan van den kwik en alkohol. Bij den maximumthermometer van Walferdin loopt de buis met eene fijne punt B (fig. 9) in eene buik vormige holte, waarin kwik genoeg is om de punt te bedekken, als de toestel wordt omgekeerd. Laat men in dien stand den thermometer bekoelen, dan kan men zooveel kwik uit de buis laten vloeijen als men noodig acht. Plaatst men hem dan weêr regt, zoo zal bij verwarming een gedeelte van het kwik wegvloeijen. Op het oogenblik van het maximum zal de buis vol zijn. Bij dalende temperatuur zal de kwik ook dalen, maar men kan het maximum terugvinden door den thermometer in water te brengen zoo warm, dat de geheele buis juist weder gevuld is. Daarna kan men met een anderen thermometer de temperatuur van het water — het gezochte maximum — bepalen.

Om eindelijk verschillen in temperatuur te schatten, bezigt men den differentiaal-thermometer, door Leslie bedacht en in fig. 10 voorgesteld. Deze is eene tweemaal regthoekig omgebogen buis (ABD), uitloopende in twee gelijke, met lucht gevulde, geslotene bollen. Eene kolom gekleurd zwavelzuur vult de horizontale en gedeeltelijk de opstaande buizen. Men regelt de hoeveelheid lucht in de bollen zóó, dat de oppervlakte der vloeistof aan weerszijden even hoog is, wanneer de temperaturen in B en C gelijk zijn. Wordt de bol D warmer, dan zet de lucht zich uit en doet de oppervlakte in B dalen. Men gradueert den toestel door de beide bollen in vaten met water te plaatsen, wier temperatuur 10° verschilt. Op de plaatsen, waar dan de kolommen blijven staan, teekent men 10 aan, nadat men bij A en B eene 0 heeft geplaatst, en men verdeelt daarop de tusschenruimten in 10 deelen. Rumford heeft aan dit werktuig grootere afmetingen gegeven (fig. 11) en de vloeistof-kolom verminderd tot den kleinen index C. Het dient om kleine verschillen van temperatuur aan te wijzen.

Metaalthermometers berusten op de uitzetting en inkrimping van eene uit twee aanééngesoldeerde metalen strooken zamengestelde spiraal en onderscheiden zich door eene ongemeene gevoeligheid, — en de geothermometer (aardwarmtemeter) dient tot bepaling der temperatuur in bronnen en boorgaten. Gewoonlijk wordt Cornelis Drebbel van Alkmaar, die tegen het einde der 16de eeuw leefde, voor den uitvinder van den thermometer gehouden.