Spørsmål:
Når oppstod temperaturbegrepet først?
Nathaniel
2018-06-14 09:27:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeg er interessert i når begrepet temperatur først oppstod. Dette virker overraskende vanskelig å finne ut av den nettbaserte forskningen jeg har gjort så langt. Jeg er mest interessert i hvordan folk tenkte på konseptet (eller dets forløpere) før oppfinnelsen av termodynamikk og termometre.

På den ene siden virker tanken på at en ting er varmere eller kaldere enn en annen ting som et så åpenbart konsept at man kan forvente at det har eksistert siden forhistorisk tid. I det minste må folk ha visst siden oppfinnelsen av keramikk at en lys rød glød er varmere enn en matt rød, og at dette systematisk vil påvirke egenskapene til det resulterende materialet.

Men på på den annen side ser det ut til at termoskoper (inkludert de som ble bygd av Galileo) bare var i stand til å måle den relative varme eller kulden til selve termoskopet, siden de ikke var utstyrt med en skala som tillater sammenligninger med andre gjenstander. Å legge til en skala til et termoskop virker ikke som en teknologisk vanskelig utfordring, noe som antyder at begrepet temperatur som en numerisk verdi som alle objekter besitter ikke eksisterte før på 1600-tallet.

Etter det ser det ut til at ting blir litt klarere, med utviklingen av termodynamikk som fører til en bedre forståelse av hva varme og temperatur er, hvordan de oppfører seg og hvordan de måles. Min interesse er for hvordan folk tenkte på konseptene før det.

Gitt dette antar jeg at spørsmålene mine er:

  • Før 1600-tallet, hvordan gjorde folk det tenk på varme og kulde?

  • Når oppsto forestillingen om temperatur (eller varme / kulde) som en endimensjonal størrelse? (Det vil si ideen om at for de to objektene er den ene varmere enn den andre, eller de har samme temperatur.) Viste det seg bare under utviklingen av termodynamikken, eller var det kjent lenge før det?

  • På samme måte, når oppsto forestillingen om temperatur forskjellig fra varme ? Viste det seg bare med utviklingen av termodynamikk, eller var det en mindre formell forståelse av skillet før det?

  • Da Galileo og hans samtidige bygde termoskoper, hadde de begrepet temperatur, eller hadde de bare tenkt å måle varme? (Det er, er grunnen til at de ikke la til skalaer fordi de ikke kunne, eller fordi de ikke visste at det var en god idé?)

Kan være interessant å se hva den tidligste skriftlige oversikten over å spesifisere temperatur (i det minste kvalitativt) i en matlagingsoppskrift, eller keramikk eller metallbearbeiding.
Se Hasok Chang, [Inventing Temperature: Measurement and Scientific Progress] (https://books.google.it/books?id=rZIB-ZFpoaAC&printsec=frontcover), Oxford UP (2004). Vendepunktet var kanskje suksessen til astronomen [Anders Celsius] (https://en.wikipedia.org/wiki/Anders_Celsius) med å etablere et "fast punkt".
Re: det ekstra spørsmålet, jeg tror ikke temperaturen noen gang ble forvekslet med varme.
@FrancoisZiegler som virker et ganske oppsiktsvekkende påstand, og veldig interessant hvis det er sant! Kan du utdype litt resonnement, kilder osv.? (Ekstra spørsmålet ble lagt til delvis som et resultat av din kommentar til Endys svar. Som du sier, Orosme snakker om varme og kulde, men fra den tilknyttede sekundære kilden er det ikke klart om dette virkelig refererer til et begrep om temperatur * forskjellig fra varme *, så jeg spør når det skjedde.)
Hvis * temperatura * bare ble brukt i de to sansene som ble funnet i svaret mitt (da Monte / Santorio; jeg kan ta feil, men foreløpig ikke se bevis for det motsatte), så ser det ikke ut til å overlappe varmen i hvilken som helst [historisk] (https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_heat) eller [aktuell] (https://en.wikipedia.org/wiki/Heat) sans. (Selvfølgelig kan misforståelse dukke opp i [daglig tale] (https://fr.wikipedia.org/wiki/Transfert_thermique#Historique_et_évolution_de_la_terminologie), men jeg ser det ikke i noen vitenskap som involverer ordet temperatur.)
@FrancoisZiegler ser jeg. Det er selvfølgelig logisk at når ordet først ble laget (i sin moderne forstand), ville det ikke forveksles med varme, siden det ellers ikke ville være behov for å myntet et nytt begrep for det. Jeg spurte mer om hvorvidt det var en mer uformell forståelse av at "hvor varmt noe er" er en annen ting enn "hvor mye varme det er", for eksempel på det tidspunktet Orosme skrev.
@FrancoisZiegler Gitt at mange mennesker jeg snakker med akkurat nå i det nåværende århundre, har problemer med å skille de to, tviler jeg på sannheten i påstanden din.
@Carl Jeg snakker om forskere. * Før * temperaturen ble definert (som: det som termometre måler) var det så vidt jeg ikke kan fortelle noe ord å forvirre om. * Etter * virker forvirring ikke mer viktig for meg enn mange mennesker (daglig!) * Antar * at ikke-lukket betyr åpen eller $ \ smash {(x + y) ^ 2} $ betyr $ \ smash {x ^ 2 + y ^ 2} $.
Men kanskje jeg overdriver. Barnett ([1956] (http://www.jstor.org/stable/301713), s. 305) hevder (min vektlegging): “forvirring mellom temperatur og varme, til stede i tanken om Newton, ble også delt av Boyle (...) mangelen på å skille mellom disse to begrepene ble ofte påtruffet til siste del av det attende århundre da [Joseph Black] (https://en.wikipedia.org/wiki/Joseph_Black) endelig skilte mellom *** mengde varme *** og *** varmeintensitet *** eller temperatur. ”
Se Pierre Duhems "_Les Theories de Ia Chaleur_," PDF s. 148ff. av [_Blanding and Chemical Combination: And Related Essays_] (https://isidore.co/calibre/#panel=book_details&book_id=4315).
To svar:
Francois Ziegler
2018-06-14 23:34:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Koblingen din fører raskt til Middleton, Termometerets historie og dets bruk i meteorologi ( 1966). Pre-1600 (s. 3):

Motstanden mellom "varm" og "kald", som mot "tørr" og "fuktig", [ble] brukt av Aristoteles i formasjonen av læren om motsetninger [uten] noe forsøk på å tildele tall til disse egenskapene. Den store legen Galen [c.129-216] ser ut til å ha introdusert ideen om "grader av varme og kulde," fire i antall hver vei fra et nøytralt punkt i midten. (...)

Merkelig som det kan virke, var ideen om en skala av temperatur kjent for leger før de hadde noe instrument å måle den med. Dette illustreres av De logistica medica [ 1578] av Johann Hasler av Bern. Haslers aller første "Problem" har tittelen "Å finne den naturlige graden av temperatur [" temperie "] for hver mann, bestemt av [breddegrad] og andre påvirkninger." (...) Hasler viste dette antatte forholdet ved en forseggjort tabell, der de 9 varmegradene i den første kolonnen og de galeniske gradene av varme og kulde (...) er satt overfor breddegrad.

(Som en anmeldelse antyder, J.-M. Dureau-Lapeyssonnie i Médecine humaine et véterinaire à la fin du Moyen Âge ( 1966, s. 209-211) sporer skalaer videre til leger Ricart (c.1360-1422) og Al-Kindi (c.801-873). Imidlertid involverte dette fortsatt fire "elementære kvaliteter" (varm, kald, tørr, fuktig) som utviklet seg uavhengig (varme kan øke uten at kulden avtar), så det var ikke en-dimensjonal. Leger som da Monte 1498-1551) skrev temperatura , men tilsynelatende i tidligere forstand "tilstand av å være temperert eller blandet, senere synonymt med temperament".)

Post-1600 hevder Middleton i hovedsak at moderne temperatur blir født den dagen den blir målt ved å feste en skala til et termoskop, dvs. samtidig med termometeret (s. 4-5) :

det må skilles mellom begrepene termoskop og termometer der et termometer ganske enkelt er et termoskop utstyrt med en skala. (...) Jeg foreslår å betrakte det som aksiomatisk at en "måler" må ha en skala eller noe tilsvarende. (...) De seriøse kandidatene for æren av å ha “oppfunnet termometeret” blir vanligvis ansett for å være fire i antall: Galileo, Santorio (eller Sanctorius), Drebbel og Fludd.

Så hans tidligste sitater som involverer det nye konseptet er (s. 9) av Santorio (1612, opptrykk 1632):

( LXXXV.X): Jeg ønsker å fortelle deg om en fantastisk måte som jeg er vant til å måle kald og varm temperatur med et bestemt glassinstrument [“ temperatura ” ] av luften i alle regioner og steder, og i alle kroppsdeler; og så nøyaktig, at vi med kompasset kan måle grader og endelige grenser for varme og kulde når som helst på dagen.

( LXXXVI.III): temperaturen [“ temperatura ”] av luften kan observeres ikke bare i den grad den tilhører kroppen, men også som en ting i seg selv; slik at området mellom veldig varme og kalde temperaturer [“ temperatura ”] i luften kan oppfattes nøyaktig. For vi har et instrument som ikke bare luftens varme og kulde måles med, men alle grader av varme og kulde i alle kroppsdelene, som vi viser til våre studenter i Padua, og lærer dem om bruken; og de har hørt om denne nyheten uten liten overraskelse.

og (s. 7) av Sagredo i brev til Galileo ( 1613, 1615):

Instrumentet for å måle varme, oppfunnet av ditt fremragende selv, har blitt redusert av meg til forskjellige meget elegante og praktiske former, slik at forskjellen i temperatur [" temperie "] mellom ett rom og en annen er sett til å være så mye som 100 grader. Med disse har jeg funnet forskjellige fantastiske ting, som for eksempel at om vinteren kan luften være kaldere enn is (...)

Jeg har gjort tillegg og endringer hver dag i instrumentet for måling temperaturer [“ temperamenti ”] (...)

Galileo selv brukte også ordet, f.eks. i Pensieri varj (c.1619, publisert 1744, opptrykk 1855):

gitt at luften inneholdt i instrumentet har samme temperatur [“ temperie ”] som annen luft i omgivelsesrommet (...)

Endy
2018-06-15 01:41:44 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Som Francois Ziegler påpekte, introduserte Galen ideen om fire grader varme og fire grader kulde på hver side av en standard nøytral temperatur rundt 150 e.Kr.

På 1300-tallet, Oxford Kalkulatorer, assosiert med Merton College, Oxford, snakket om temperatur som om det var en kontinuerlig endimensjonal størrelse, i likhet med størrelser som posisjon og hastighet. De viktige punktene er beskrevet i Lindbergs Begynnelse av vestlig vitenskap :

Den grunnleggende ideen var at kvaliteter eller former kan eksistere i forskjellige grader eller intensiteter: det er ikke bare en grad av varme eller kulde, men en rekke intensiteter eller grader som går fra veldig kald til veldig varm ...

Refleksjon om kvaliteter, deres intensitet og deres intensivering førte dermed Mertonians til et nytt skille: mellom intensiteten til en kvalitet (definert ovenfor) og dens mengde (hvor mye av den er). Et eksempel vil hjelpe oss til å forstå dette skillet: det er åpenbart nok når det gjelder varme at en varm gjenstand kan være varmere enn en annen; dette er en referanse til intensiteten til kvaliteten, det vi kaller "temperatur." Men vi har også en forestilling om mengden varme - hvor mye det er. Hvis vi har to objekter ved samme temperatur, en av dem dobbelt så stor, har den større gjenstanden tydelig to ganger "mengden" av denne varmekvaliteten.

Nicole Oresme gikk så langt som å representere temperatur (så vel som ting som smerte og nåde) grafisk i sin avhandling om konfigurering av kvaliteter og bevegelser . Dessverre kan jeg ikke få tak i en engelsk oversettelse, men Lindberg beskriver det slik:

Ta en stang AE ... oppvarmet forskjellig, slik at varmen øker jevnt fra den ene enden. til den andre. Ved punkt A og med hvilke intervaller du velger, må du sette opp en vertikal linje som representerer intensiteten på det punktet. Hvis (som vi har postulert) temperaturen øker jevnt fra A til E, vil figuren avsløre en jevn forlengelse av de vertikale linjene.

Gitt, hva disse karene ser ut til å ha gjort var å fylle opp en stang med en haug med varme nesten som å fylle en bøtte med en væske, slik at det er mer varme i den ene enden enn den andre, for så å se på varmetettheten (eller "varmeintensiteten") ved en gitt punkt, som egentlig ikke er den moderne definisjonen av temperatur. Men så ville de selvfølgelig ikke bruke den moderne definisjonen av temperatur, ikke sant? Uansett vil jeg si at dette mer eller mindre gjenspeiler deres tenkning om varme og kulde, eller temperatur. må sette deg i skoene til noen fra 1600- eller 1700-tallet.

Problemet med å måle temperaturen er litt annerledes enn problemet med å måle hastighet. Alle vet at hastighet er et mål på hvor mye avstand noe går på en gitt tid. Men det er filosofiske problemer med å måle temperatur. Hva måler du akkurat? Som du sa, har alle en intuitiv følelse av at en kropp er varmere eller kaldere enn en annen. Men hva betyr det egentlig? Den moderne definisjonen,

$$ T = \ partial {U} / \ partial {S} $$, er åpenbart til ingen hjelp for noen før 1600-tallet.

The Oxford Handbook of the History of Physics gir en god beskrivelse av noen av problemene. Først må du bli enige om visse "faste punkter". Det er åpenbart i dag at noe som vannets frysepunkt og kokepunkt fungerer. Men er det virkelig så opplagt? Før pålitelige termometre, eller til og med en definisjon av temperatur, hvordan vet du at vann alltid fryser ved samme "temperatur"? Folk prøvde en rekke forskjellige faste punkter før de fant enighet. (Blodtemperatur, temperatur i dype huler, smeltepunkt for smør osv.)

For det andre, når du først har kommet opp med dine faste punkter, er det lett nok å bare dele skalaen din opp i 100 like store grader, men alles skala var forskjellig på ikke-lineære måter! Det er en grunn til at vi bruker kvikksølv i termometerene våre. Når du har laget et termometer som er basert på et materiale som ekspanderer, som kvikksølv eller alkohol, har du i det vesentlige definert temperaturen som skal knyttes til materialets ekspansjonshastighet, men materialene utvides ikke alle med en jevn hastighet! Med andre ord, du kan lage to "termometre" av forskjellige materialer som er enige om dine faste punkter, men er uenige i mellom! Hvordan vet du hvilken som er den "riktige" hvis du ikke allerede har et pålitelig termometer (eller en kvantitativ definisjon av temperatur)?

Disse detaljene ble alle utarbeidet mest på 1700-tallet. Jeg tror det er trygt å si at før da var folks temperaturbegrep lik Oresme, ved at det var klart at noen ting er varmere enn andre, og en ting kan føles den samme temperaturen som en annen, men alt dette var en kvalitativ ting , i likhet med følelsen av smerte.

(Redigert for å legge til flere detaljer og adressere det gyldige punktet i kommentarene om at Oresme kan ha snakket mer om varme enn temperatur.)

Jeg tror Oresme kvantifiserte f.eks. [varme] (https://en.wikipedia.org/wiki/Nicole_Oresme#Mathematics) i stedet for det vi kaller temperatur. (Jeg kan ha feil, skjønt. Han anså tilsynelatende intensiv ["hotness"] (https://books.google.com/books?id=tiNyCF5mW_8C&pg=PA217) og "kulde". Men er det virkelig sant at han " snakker om [** temperatur **] (https://babel.hathitrust.org/cgi/pt/search?id=uc1.b4580970&q1=temperatur) som består av motsetningene hethet og kulde ”, som Mumford ser ut til å si ?)
For ikke å nevne at vi fremdeles ikke har noen nyttig, enn si kvantifiserbar måte å måle "smerte" på.
Jeg bør merke meg at teksten jeg lenket ovenfor under "hotness", selv om den tilskrives Oresme, faktisk er fra Roger Bacon (c.1219-1292), Collected Works, Vol. IX (1928, [s. 148] (https://archive.org/stream/operahactenusinep8p9baco#page/148)); attribusjon videre diskutert i Clagett ([1959] (https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=120135), s. 334-335). Det ikke-oversatte ordet for hotness er *** caliditas ***.


Denne spørsmålet ble automatisk oversatt fra engelsk.Det opprinnelige innholdet er tilgjengelig på stackexchange, som vi takker for cc by-sa 4.0-lisensen den distribueres under.
Loading...