דניאל גבריאל פרנהייט (1686-1736) היה פיזיקאי ומוצרי כלי נגינה גרמניים חשובים. תרומתו העיקרית הייתה קשורה ליצירת המדחומים הראשונים, שאפשרו לנו מכשיר מדויק יותר בתחילת המאה ה -18. הוא גם התבלט כי הקים בשנת 1724 סולם טמפרטורה יעיל יותר הנושא את שמו. סולם זה גם בימינו נותר בתוקף.
פרנהייט העביר חלק ניכר מחייו בהולנד כפיזיקאי ומהנדס, אם כי גם הוא לא עבד כמפוח זכוכית. העניין שלו במדע היה מה שהניע אותו ללמוד וללמוד יותר על הפיזיקה של הדברים. אף על פי שהדבר לא היה תקין עבור מי שהכין מכשירים, התרומות של פרנהייט הובילו אותו להצטרף לחברה המלכותית.
ייצוג דניאל פרנהייט. מקור :, באמצעות ויקימדיה Commons.
כיום נעשה שימוש בסולם פרנהייט באזורים מסוימים בעולם. המקום הידוע ביותר הוא ארצות הברית.
ביוגרפיה
דניאל גבריאל פרנהייט נולד ב- 24 במאי 1686. הוא נולד בדאנציג, אזור שהיה חלק מגרמניה, אך כיום נחשב לגדנסק, עיר במה שהיא כיום פולין.
הוריו של הפיזיקאי היו דניאל וקונקורדיה פרנהייט. הזוג נפטר כאשר דניאל היה רק בן 15 וזה נבע מבליעת פטריות ארסיות.
למרות שלדניאל וקונקורדיה היו 10 ילדים, רק חמישה הגיעו לבגרות. מבין חמשת האחים האלה דניאל גבריאל היה הבכור. לאחר מות הוריו החל פרנהייט להתאמן להפוך לסוחר בהולנד. ארבעת אחיו האחרים הוכנסו לבתי אומנה.
ברור שקיבל את השם דניאל מאביו וגבריאל מסבא רבא שלו מצד אמו.
יש כמה פערים ביחס לתאריך הלידה שלך. מקורות מסוימים טוענים שהוא נולד ב -14 במאי. הבעיה נבעה מהעובדה שבאותה תקופה נשלטה אנגליה על ידי לוח שנה שונה מזה שהיה נהוג בגדנסק.
האנגלים השתמשו בלוח השנה היוליאני עד 1752 ואילו בפולין התקבלה הרפורמה הגרגוריאנית משנת 1582.
לימודים
פרנהייט עבר לאמסטרדם בשנת 1708 לחניך לסוחר שלימד אותו הנהלת חשבונות. שם פגש לראשונה את מדחום פלורנטין; מדחום זה היה מכשיר שנוצר באיטליה כמעט 60 שנה קודם לכן, בשנת 1654, על ידי הדוכס מטוסקנה.
בשלב זה הוא החליט לבקר את אולה כריסטנסן רומר, אסטרונום דני אותו הצליח לצפות בתהליך הסיום של כמה מדחומים.
אירוע זה עורר את סקרנותו של פרנהייט, שהחליט להתחיל לייצר מדחומים למחייתם. להחלטה היו כמה השלכות. הגרמני נאלץ להניח בצד את חניכותו כרואה חשבון ורשויות הולנד הוציאו צווי מעצר נגדו.
עקב מצב זה, פרנהייט בילה מספר שנים בכל רחבי אירופה ונפגש עם מדענים שונים.
לאחר מספר שנים הצליח לחזור לאמסטרדם ונשאר בהולנד כל חייו המקצועיים והאישיותיים.
המצאת המדחום
אף על פי שכבר היו מדי חום, אף אחד מהמכשירים הללו לא היה מדויק במיוחד באותה תקופה. שני מדחומים מעולם לא הראו את אותה טמפרטורה למרות שהם מדדו את אותה תופעה.
הסיבה לכך הייתה כי סוג הנוזל לשימוש במדחומים לא הוגדר באופן אוניברסלי. גם לא הוקמה סולם שהיה אוניברסאלי.
היצרנים של מדחום פלורנטין, למשל, סימנו את הסולם הנמוך ביותר של המדחומים שלהם ליום הקר ביותר בפירנצה. היום החם ביותר שימש לביסוס הערך הגבוה ביותר בסולם.
הליך זה היה שגיאה מכיוון שהטמפרטורות השתנו לאורך השנים, כך שלא היו שני מדחומים עם טמפרטורות דומות.
בעיה זו השפיעה על עבודתו של פרנהייט במשך מספר שנים, עד שהכין מדחום אלכוהול שהיה מדויק יותר. זה קרה בשנת 1709; ואז התפתחו הניסויים שלו עד שהגיע למדחום הכספית, המכונה גם כסף שנולד בשנת 1714.
מדי חום אלה השתמשו גם בסולם פרנהייט כדי לבטא טמפרטורה. עד לשינוי הסקאלה לצלזיוס, פרנהייט היה בשימוש נרחב באירופה, אם כי הוא משמש עדיין בארצות הברית למדידות יומיומיות, כמו גם בשטחים כמו פורטו ריקו או בליז.
התהליך בו השתמש לייצור המדחומים שלו לא פורסם בפומבי במשך 18 השנים הראשונות. זה נחשב לסוד מסחרי.
מכשיר ראשון
המדחומים הראשונים שפרנהייט הכין היו בתוכם עמוד אלכוהול. אלכוהול זה התפשט והתכווץ בגלל הטמפרטורות. העיצוב היה אחראי על האסטרונום הדני אולה כריסטנסן רומר בשנת 1708; עיצוב שפרנהייט פיקח עליו בפירוט.
רומר השתמש באלכוהול (שהיה באמת יין) כנוזל וקבע שני מדדים. הוא בחר 60 מעלות כטמפרטורת המים הרותחים ו -7.5 מעלות כטמפרטורה הדרושה כדי להמיס את הקרח.
פרנהייט המציא סולם טמפרטורה נוסף עבור מדחום האלכוהול שלו שהורכב משלוש נקודות.
בזכות העובדה שהמכשירים הללו הראו רמה גבוהה של עקביות ביניהם, משהו שלא קרה קודם לכן, כריסטיאן וולף הקדיש מאמר שלם להמצאה באחד המגזינים החשובים באותה תקופה. הכל על ידי ניתוח שני מדחומים שנמסרו אליו בשנת 1714.
חשיבות הכספית
ככל שחלף הזמן, פרנהייט החליט להחליף את האלכוהול במדחומים שלו בכדי להשתמש בכספית. הסיבה נבעה מהעובדה ששיעור התפשטות הכספית התגלה כקבוע יותר מזה של האלכוהול ולכן ניתן להשתמש בכספית למדידת טווחי טמפרטורה רחבים יותר.
פרנהייט הגיע למסקנה שאייזק ניוטון כבר הגיע אליהם בעבר. הוא הבין שמדויק יותר לבסס את מדידות המדחום על חומרים שמשנים את הטמפרטורה שלהם ללא הרף ולא בימים חמים פחות או יותר.
התקדמות זו סתרה את הרעיונות שהוקמו באותה תקופה. חלק מהמדענים האמינו כי לא ניתן להשתמש בכספית במד חום כיוון שהיה מקדם התפשטות נמוך.
סולם פרנהייט
עם הזמן הוא זיקק את הסולם המשמש למדידת טמפרטורות. השלב הראשון היה לחסל את טמפרטורת הגוף כנקודה קבועה על מדי חום. הסולם הובא לנקודות המים הקפואים והרותחים.
נודע כיצד פרנהייט ביסס את ערכי הסולם שלו בזכות מאמר שפרסם בשנת 1724.
פרנהייט הסביר כי הטמפרטורה הנמוכה ביותר הושגה על ידי ייצור תערובת קירור שהורכבה מקרח, מים ואמוניום כלוריד (שאינו אלא מלח). כאשר תערובת זו התייצבה נעשה שימוש במדחום עד שהנוזל סימן את הנקודה הנמוכה ביותר האפשרית. הקריאה ההיא שהתקבלה נלקחה כתואר אפס בסולם פרנהייט.
המדד השני הושג כאשר התקבלה קריאה על מדחום שהונח במים וקרח נמצא רק על פני השטח.
המדד האחרון, 96 מעלות, הושג על ידי הנחת המדחום מתחת לזרוע או בפה.
סולם זה עבר כמה שינויים כאשר פרנהייט נפטר. 213 מעלות נלקחו כהפניה לנקודת הרתיחה של מים ו -98.6 מעלות היו ההתייחסות לערך שהיה צריך להיות לגוף האדם, תוך עקירה של 96 מעלות שקמו בעבר.
סולם זה הוא זה שעדיין משתמשים בו בארצות הברית כיום, כמו גם בכמה מדינות דוברות אנגלית.
תרומות למדע
בנוסף לרלוונטיות שהיה לפרנהייט בפיתוח מדחומים יעילים יותר ובביסוס סולם יעיל יותר, היה לפיזיקאי תרומות אחרות למדע. לדוגמה, הוא היה האדם הראשון שהראה שנקודת הרתיחה של יסודות נוזליים יכולה להשתנות בהתאם ללחץ האטמוספרי.
פרנהייט הציע להשתמש בעקרון זה בבניית מכשירים ברומטריים.
תרומה אחרת קשורה ליצירת מכשיר ששימש לשאיבת נוזלים. זה היה חשוב במיוחד לניקוז קרקע נמוכה בהולנד.
הוא גם יצר מדדי לחות, שהיה מכשיר ששימש למדידת לחות.
כל התרומות הללו מראות כי כוחו היה בתפקידו כיצרן. בנוסף, יעילותן של המצאותיו גרמה לו להיות מחויב לחפש כלים חדשים כדי לפתור את הבעיות המדעיות שהופיעו עם חלוף הזמן.
מסיבה זו הוא פעל בכדי למדוד את התפשטות הזכוכית, להעריך את התנהגות הכספית והאלכוהול כמטר טמפרטורה. הוא חקר גם את השפעות הלחץ האטמוספרי והצליח לקבוע את צפיפותם של חומרים מסוימים.
תרומותיו לא היו רועשות במיוחד או רועשות מאוד מעבר לסולם הפרנהייט והמדחומים, אך הוא היה חשוב בקורס שהפיזיקה הניסויית לקחה במאה ה -18.
עבודות שפורסמו
תרומתו הביבליוגרפית לא הייתה נרחבת במיוחד. באותה שנה שבה התקבל לחברה המלכותית הוא כתב את כתבי היד היחידים שלו. בסך הכל היו חמישה מאמרים קצרים, שנכתבו בלטינית ופורסמו במגזין The Philosophical Transactions.
מוות
מותו של פרנהייט קרה מוקדם מאוד. הפיזיקאי נפטר בהאג, הולנד, ב- 16 בספטמבר 1736 כשהיה בן 50 בלבד. קבורתו התרחשה באותה עיר במותו.
שום נישואין לא היו ידועים לו והוא נשאר פעיל מבחינה מקצועית עד הימים האחרונים של חייו. מעטים ידועים על גורמי מותו. נטען כי הדבר נבע מהרעלת כספית, כתוצאה מכל הניסויים והעבודות שלו.
הפניות
- קואטס, ה. מאזני הטמפרטורה של פרנהייט וצלזיוס.
- לין, י '(2012). פרנהייט, צלזיוס, ומאזני הטמפרטורה שלהם. ניו יורק: PowerKids Press.
- Oakes, E. (2001). אנציקלופדיה של מדעני עולם. ניו יורק: עובדות בתיק.
- Merriam-Webster Inc. (1991). ספר ההיסטוריה המילה Merriam-Webster. ספרינגפילד, מס.
- Zitzewitz, P. (2011). ספר התשובות שימושי לפיזיקה. דטרויט: דיו גלוי.