Brève histoire des thermomètres
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Pour apprécier l'histoire des thermomètres, il faut commencer par les thermoscopes. La discussion sur les thermomètres sur Wiki commence souvent avec Philon de Byzance, un ingénieur grec qui a observé l'expansion et la contraction de l'air lorsque la température montait et descendait. Dans les années 1500, les scientifiques européens ont pris cette observation et en ont créé des thermoscopes. Ces dispositifs relativement simples étaient des tubes de verre avec de l'air emprisonné qui étaient immergés dans l'eau. Le niveau de l'eau montait et descendait à mesure que l'air se dilatait et se contractait, et cette invention précoce fut la première étape de l'invention du thermomètre.
Un thermoscope, cependant, était d'une utilité limitée car il ne pouvait que démontrer que la température changeait, mais pas à quel degré. À la fin des années 1500, Galilée conçut un thermoscope à eau qui était rudimentaire mais le premier du genre à permettre de mesurer les variations. Ce fut une avancée significative, mais bien que souvent appelé thermomètre de Galilée, il s'agissait techniquement toujours d'un thermoscope.
Qu'est-ce qu'un thermomètre ?
Ce n'est qu'en 1612 qu'un inventeur italien, Santorio Santorio, ajouta une échelle numérique à un thermoscope, et c'est techniquement le premier thermomètre, bien que rudimentaire. En 1654, Ferdinand II, le Grand-Duc de Toscane, inventa le premier thermomètre liquide – de l'alcool dans ce cas – dans un verre, mais son approche n'était toujours pas précise, et il n'y avait pas de norme pour l'échelle.
Le premier véritable thermomètre moderne – ce qui signifie qu'il utilisait du mercure et avait une échelle standardisée – a été développé par Daniel Gabriel Fahrenheit, un physicien allemand, en 1724. Il a conçu l'échelle Fahrenheit pour enregistrer précisément les changements de température, et cette échelle reste utilisée aux États-Unis, dans ses territoires et dans certaines autres régions, telles que les Bahamas, le Belize et les îles Caïmans.
L'importance de Galilée
Galilée fut le premier scientifique à expérimenter des substances autres que l'air en ce qui concerne la contraction et l'expansion. Si cela peut sembler une idée simple et évidente aujourd'hui, ce n'était pas du tout le cas à l'époque. Personne ne l'avait encore imaginée, et le fait que Galilée l'ait fait a jeté les bases de beaucoup de ce qui allait suivre.
Autres avancées clés
Une autre innovation cruciale est venue de Christian Huygens en 1665. Il a conçu l'idée d'utiliser le point d'ébullition et le point de fusion de l'eau, et ceux-ci sont fondamentaux pour les échelles de température que nous utilisons maintenant. Carlo Renaldini en 1694 a poussé ce concept un peu plus loin en concevant le point de fusion et le point d'ébullition comme des points fixes distincts le long d'une échelle universelle.
Galilée avait souvent utilisé l'alcool et créé le premier thermoscope à alcool. Fahrenheit a découvert que le mercure se dilatait beaucoup plus significativement à la chaleur que l'alcool et a commencé à fabriquer des thermostats remplis de mercure et scellés. C'est Sir Isaac Newton qui a présenté les idées sur lesquelles Fahrenheit a élaboré une échelle universelle en utilisant l'idée de Huygens et Renaldini.
Thermomètres médicaux
Les thermomètres médicaux sont un aspect essentiel de l'histoire des thermomètres en général et sont antérieurs à Fahrenheit. Santorio a créé le premier, mais il était impraticable à bien des égards. Le premier thermomètre médical pratique a été créé par Sir Thomas Allbutt, un médecin anglais. Son invention ne mesurait que 6 pouces de long et pouvait lire avec précision une température en seulement cinq minutes. Bien qu'un chirurgien de l'air, Theodore Hannes Benzinger, ait inventé le premier thermomètre auriculaire pendant la Seconde Guerre mondiale, c'est le Dr Jacob Fraden de l'Advanced Monitors Corporation, son PDG, qui a créé en 1984 ce qui est aujourd'hui le plus largement utilisé des thermomètres auriculaires, mais cela nécessitait la technologie des thermomètres numériques.
Qu'est-ce qu'un thermomètre numérique ?
Comme leurs prédécesseurs, les thermomètres numériques sont des appareils de détection de température facilement portables et dotés de sondes permanentes. Les différences, cependant, sont que les capteurs sont numériques et que ces appareils disposent généralement d'un affichage numérique pratique. La manière dont un thermomètre numérique fonctionne dépend entièrement du type de capteur employé. Les types de capteurs incluent le détecteur de température à résistance (RTD), le thermocouple et la thermistance. Chaque type présente des avantages et des inconvénients.
Un hygromètre numérique est-il la même chose ?
Non. Les hygromètres numériques, tels que les hygromètres numériques TempPro, qui sont parmi les plus populaires sur le marché, sont utilisés pour mesurer l'humidité – et en particulier l'humidité relative – de l'air. Il faut comprendre comment le thermomètre a été inventé pour apprécier comment l'hygromètre a été fabriqué, et ils sont souvent étroitement associés en raison de leur utilisation combinée en météorologie et dans d'autres sciences.
En quoi les RTD, les thermocouples et les thermistances diffèrent-ils ?
Les RTD sont constitués d'enroulements de fils qui présentent des réponses aux changements de température. Plus ils sont chauds, plus leur résistance électrique est élevée, et cela peut être mesuré avec précision. Les thermocouples comprennent un appariement différent de fils métalliques qui créent une tension thermoélectrique. À mesure que la température change, il y a un changement quasi immédiat de tension, qui peut être mesuré. Les éléments de thermistance sont des dispositifs semi-conducteurs très sensibles en raison de la relation entre la température et leur résistance électrique. Il existe deux types principaux : les dispositifs à coefficient de température négatif (NTC) et les dispositifs à coefficient de température positif (PTC).
Comment fonctionnent les thermomètres à viande ?
Les thermomètres à viande, tels que ceux fabriqués par TempPro, sont des thermomètres bimétalliques. Ils sont utilisés pour mesurer la température interne de cuisson de la viande, qu'il s'agisse de bœuf, de volaille ou autre. Ces thermomètres se composent de deux parties : une tige de température et un affichage. Ceux-ci peuvent être conventionnels, comme un affichage à cadran sur le dessus d'une tige, ou numériques, ce qui est souvent un affichage LCD qui peut être directement attaché à la tige ou séparé et connecté à la tige via un câblage ou similaire.
La tige du thermomètre contient deux métaux distincts qui ont été liés ensemble. Notez que cela est similaire aux thermocouples mentionnés précédemment. L'un des métaux choisis se dilate à une température plus basse que l'autre, et la torsion de ces métaux affectera le cadran ou pourra être lue par l'appareil et traduite en une température spécifique à afficher via l'affichage.
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