Градус Уэджвуда

Градус Уэджвуда — единица измерения температуры в температурной шкале, которая использовалась для измерения температуры выше точки кипения ртути — 356 °C (673 °F). Шкала и связанный метод измерения были предложены знаменитым английским художником-керамистом и дизайнером Джозайей Уэджвудом в XVIII веке. Измерение температуры по шкале Уэджвуда основано на измерении величины усадки глины при нагревании, путём сравнения длины нагретых и холодных глиняных цилиндров. Ноль по шкале Уэджвуда соответствует 580,8 °C (1077,5 °F), от него шкала была градуирована на 240 градусов до отметки 54 °C (130 °F). Принцип измерения и числовые характеристики шкалы Уэджвуда впоследствии были признаны неточными и вышли из употребления.

История метода

С помощью обычного ртутного термометра можно измерять температуру только до точки кипения ртути — 356 °С, что неприемлемо для многих технологических процессов, в частности в производстве керамики, стеклоделии и металлургии. Британский керамист и предприниматель Джозайя Уэджвуд в связи с этим разработал свой метод и шкалу для измерения температуры в печах^[1]. Поначалу метод и устройства Уэджвуда получили широкое распространение, но после изобретения точных пирометров, например пирометра Джона Даниэля в 1830 году, вышли из употребления^[2].

Глиняный пирометр Уэджвуда

В 1782 году Уэджвуд соорудил устройство для измерения температуры (пирометр), который представлял собой два глиняных цилиндра с металлическими пластинами, наклонёнными под небольшим углом, со шкалой, разделённой на 240 частей. Цилиндр без подогрева соответствовал нулевой температуре. Второй цилиндр после отжига глины сжимался и по степени его сжатия можно было определить температуру^[3]^[4].

Шкала

Нулевая отметка на шкале Уэджвуда соответствовала температуре красного каления — 580,8 °C (1077,5 °F). От нулевой отметки шкала была проградуирована вниз на 240 делений до уровня в 54 °C (130 °F) и вверх до уровня в 17 914 °C (32 277 °F)^[5]. Метод Уэджвуда был несовершенным и вызвал критику со стороны многих его современников. В частности, по мнению академика Я. Д. Захарова (1765—1836), «посредством оного не единой степени жара, особливо в различных и отдаленных друг от друга местах, точно определить неможно». К недостаткам пирометра Уэджвуда Я. Д. Захаров относил следующее:

неодинаковую сжимаемость различных сортов глины при увеличении температуры;
малую чувствительность;
возможность деформации и разрушения кубика в момент опыта;
неточное определение нулевых точек и другое^[6].

Уэджвуд попытался также сравнить свою шкалу с другими температурными шкалами путём измерения расширения серебра в зависимости от температуры, а также определил точки плавления меди (27 °W или 2531 °C (4587 °F)), серебра (28 °W или 2603 °C (4717 °F)) и золота (32 °W или 2892 °С (5237 °F)). Как впоследствии выяснилось, все эти значения, определённые Уэджвудом, являются ошибочными (реальная температура плавления меди — 1084 °С, серебра — 962 °С, золота — 1064 °С)^[7].

Корректировка

Французский химик Луи Гитон де Морво (1737—1816), используя свой пирометр, протестировал шкалу Уэджвуда и пришёл к выводу, что её нулевая отметка должна быть значительно ниже — примерно 269 °C, а не 580,8 °C; а низшая точка располагаться на уровне 16,9 °C, а не 54 °C. Тем не менее даже после этого Уэджвуд не отказывался от своих представлений о точках плавления металлов^[4].

Примечания

↑ Chaldecott, J. A. Presidential Address: Josiah Wedgwood (1730–95): Scientist (англ.) // The British Journal for the History of Science^[англ.] : journal. — 1975. — Vol. 8, no. 1. — P. 1—16. — doi:10.1017/s0007087400013674. — JSTOR 4025813.
↑ Gray, Alonzo. Elements of chemistry: containing the principles of the science, both experimental and theoretical … (англ.). — 1840. — P. 39.
↑ Justus Liebig (Freiherr). Handwörterbuch der Reinen und Angewandten Chemie … (нем.). — 1854. — S. 713—714.
↑ ¹ ² Natural Philosophy. Volume 2. Popular Introductions to Natural Philosophy. Newton's Optics. Description of Optical Instruments. Thermometer and Pyrometer. With an Explanation of Scientific Terms, and an Index (англ.). — 1832. — P. 27—30. — ISBN 978-0-543-88106-9.
↑ Gehler, Johann Samuel Traugott; Littrow, Karl Ludwig. Johann Samuel Traugott Gehler's physikalisches Wörterbuch: Bd., 1. Abth. (1833) N-Pn; 2. Abth. (1834) Po-R (нем.). — 1834. — S. 986.
↑ Захаров, 1804, с. 82.
↑ Newcomb, Sally. The world in a crucible: laboratory practice and geological theory at the beginning of geology (англ.). — 2009. — ISBN 978-0-8137-2449-2.

Литература

Захаров Я. Д. Об огнемере, или орудии, коим можно определить все степени жара // Технологический журнал. — 1804. — С. 81.

[1] Chaldecott, J. A. Presidential Address: Josiah Wedgwood (1730–95): Scientist (англ.) // The British Journal for the History of Science^[англ.] : journal. — 1975. — Vol. 8, no. 1. — P. 1—16. — doi:10.1017/s0007087400013674. — JSTOR 4025813.

[2] Gray, Alonzo. Elements of chemistry: containing the principles of the science, both experimental and theoretical … (англ.). — 1840. — P. 39.

[hand-3] Justus Liebig (Freiherr). Handwörterbuch der Reinen und Angewandten Chemie … (нем.). — 1854. — S. 713—714.

[Natr-4] ¹ ² Natural Philosophy. Volume 2. Popular Introductions to Natural Philosophy. Newton's Optics. Description of Optical Instruments. Thermometer and Pyrometer. With an Explanation of Scientific Terms, and an Index (англ.). — 1832. — P. 27—30. — ISBN 978-0-543-88106-9.

[5] Gehler, Johann Samuel Traugott; Littrow, Karl Ludwig. Johann Samuel Traugott Gehler's physikalisches Wörterbuch: Bd., 1. Abth. (1833) N-Pn; 2. Abth. (1834) Po-R (нем.). — 1834. — S. 986.

[_4546d609e2770b4a-6] Захаров, 1804, с. 82.

[7] Newcomb, Sally. The world in a crucible: laboratory practice and geological theory at the beginning of geology (англ.). — 2009. — ISBN 978-0-8137-2449-2.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]