תרמולוגיה: היסטוריה, מה היא לומדת ומושגי יסוד - מַדָע - 2025

Thermology היא ענף של הפיזיקה הקשורה שהמדע אחראי חוקר את השפעת החום והטמפרטורה בעניין. לדוגמה, הוא מנתח את התנהגות התאים כאשר הם נחשפים לטמפרטורות שונות, מכיוון שתנועותיהם יכולות להתגבר או לרדת בהתאם לרמות החום

הוא משמש גם ברפואה, באמצעות תרמוגרפיה. זה עושה שימוש במצלמות מיוחדות המאתרות קרינה אינפרא אדום. ניתן לצפות בכל גוף הפולט קרינה העולה על אפס טמפרטורה באמצעות תרמוגרפיה, ללא קשר אם יש מקור אור בסביבה או לא.

התרמולוגיה מתמקדת בחקר החום והשפעותיו על החומר. תמונה מאת גרד אלטמן מבית Pixabay

תרמוגרפיה ידועה באופייה הלא פולשני, מכיוון שהיא אינה מחייבת שימוש בקרינה בבדיקות אנשים. בין חלק מהאבחנות שניתן לבצע הם: סרטן השד, סוכרת, דלקת פרקים, הפרעות מטבוליות, כאבי ראש או בעיות בכאבי גב או הפרעות במערכת העצבים.

מה לומד תרמולוגיה? (מושא הלימוד)

התרמולוגיה מתמקדת בחקר החום ובכל מה שהוא יכול לגרום לחומר דרך שלבים ותהליכים שונים. חום מסוגל לשנות את מצבי החומר על סמך התנהגותם של תאים. טמפרטורות שונות או עוצמות חום שונות יכולות ליצור תגובות שונות בגופים ברמה התאית.

בין כמה מרכיבי לימוד התרמולוגיה הוא חום וטמפרטורה, המופיעים כמושגים העיקריים. תרמולוגיה משתמשת במכשירי מדידה כמו מדחום, על מנת לקבוע את רמת החום שיש לאובייקט.

התרמולוגיה מדגישה את חקר החומר ואת מידת החום המסוגל לשנותו. לכל גוף מאפיינים מסוימים, ולכן החום אינו פועל באותה צורה בכל המקרים.

תרמולוגיה יכולה ללמוד, למשל, את האופן בו החום פועל על נוזל ובאיזו רגע הוא מסוגל להקפיא או לרתיח, ובכך לעבור מנוזל למצב מוצק או גזי.

היסטוריה של תרמולוגיה

יישומים ראשונים

מאז ימי קדם, בני אדם התעניינו במחקרי החום. לדוגמה, פיזיקאים יוונים כבר ניסחו רעיונות בנושא ואריסטו טען שחום הוא תכונה הטמונה בחומר. חוקרים אחרים התייחסו לחום לאזורי הגוף שזזים הכי הרבה.

במאה ה- 400 לפני הספירה. ג., פיזיקאים רבים מרחו אמבטיות בוץ על גופם של מטופליהם בזמן שהם הבחינו כיצד האזורים השונים מתייבשים. בדרך זו הם זיהו רמות שונות של טמפרטורה המופצות בגוף האדם. טכניקה זו יכולה להיחשב לאחת המובילות של תרמוגרפיה.

כלומר, לפי שעה, החום כבר היה קשור לבעיות בריאות. למעשה, בולטות כמו היפוקרטס טענו כי בכל אזור בגוף בו היה עודף חום, הוסתרה מחלה.

התקדמות טכנית במהלך המהפכה המדעית

במהלך המאה ה -16 עלו הניסיונות הראשונים למדידת חום. בין אלה ניתן למצוא את פיתוח התרמוסקופ על ידי גלילאו גליליי (1564-1642), שציין כי צפיפות הנוזלים יכולה להשתנות בהתאם לטמפרטורה.

המכשיר כלל צילינדר זכוכית שחלקו הפנימי מלא באלכוהול ומים. בתוך הצילינדר היו כמה כדוריות זכוכית משוקלות נגד שכילו נוזלים צבעוניים. במקביל, סנטוריו סנטוריו (1561-1636), באמצעות ההפניות של גלילאו, המציא את המדחום הקליני בכדי שיוכל לבצע מדידות על מטופליו.

בזכות ההתקדמות בטכניקות השימוש בזכוכית בשנת 1641 פיתח פרדיננד השני דה מדיצ'י, דוכס טוסקנה, את מדחום נורת האלכוהול, המהווה את ההתייחסות העיקרית לאלה המשמשים כיום.

במהלך המאה ה -17, רוברט בויל (1627-1691), ממוצא אנגלי, הקים את שני החוקים הראשונים הקשורים למושג הטמפרטורה. הוא גם תרם לגילוי "חוק שיווי המשקל", שבו בא לידי ביטוי כי כל הגופים שנחשפים לאותם תנאי חום או קור מסוגלים להגיע לאותה טמפרטורה.

קשרי חום נולדים

בשנת 1714 הצליח דניאל גבריאל פרנהייט לפתח את מדחום הכספית הראשון וליצור את סולם הטמפרטורות הידוע "פרנהייט", הנמצא בתוקף במדינות רבות כמו ארצות הברית. פרנהייט הצליח למדוד את השונות של נקודת הרתיחה של מים בתנאי לחץ שונים של הסביבה וצפה כי לכל חומר נוזלי יש נקודת רתיחה שונה.

באותה תקופה, אנדרס צלסיוס (1701-1744) הגדיר כנקודות התייחסות למדחום שלו את נקודת ההתכה והרתיחה של מים כאשר הם בגובה פני הים. שמו של סולם הצלזיוס נקרא "סולם צלזיוס". מאוחר יותר שונה שם שמו של ממציאו כ- "מעלות צלזיוס".

סולם מוכר נוסף הוא התואר קלווין או סולם מוחלט, אשר פותח על ידי הפיזיקאי המתמטי לורד ויליאם תומסון קלווין (1824-1907). המחקר שלו התבסס על תנועה של מולקולות.

מסיבה זו הוא הגדיר את הערך של "טמפרטורת אפס" כנקודה בה נעצרת התנועה המולקולרית. מכאן נקבע כי כל גוף שיש לו טמפרטורה הגבוה או שווה ל"אפס מוחלט "מסוגל לפלוט אנרגיה תרמית או חום.

שימושים ראשונים ברפואה

עד המאה ה -19, מדידת הטמפרטורה החלה להשתלב ביחס לגילוי מחלות. הרופא והבקטריולוג הצרפתי, אלפרד פרנסואה דונה (1801-1878), ערך ניסוי במחקריו היישומים ביותר מ- 1800 חולים שנפגעו מחום, באמצעות מד חום אקסילרי שתוכנן על ידיו.

מאוחר יותר, קארל ריינהולד אוגוסט וונדרליך (1815-1877), פיזיקאי ופרופסור גרמני, הדגים כי חום הוא סימפטום ולא מחלה, שבגינם הגדיר טווח טמפרטורת גוף תקין בין 36.3 ל- 37.5 מעלות צלזיוס. עם זאת, השימוש במדחום התפשט מאוחר יותר, כאשר תומאס קליפורד אלבוט תכנן את המדחום הנייד בגודל 12 ס"מ בשנת 1866.

עקרונות התרמוגרפיה

במאה העשרים החלו מדענים לנתח את הספקטרום האינפרא אדום באמצעות צילום. למעשה, במהלך מלחמת העולם השנייה התקדמו התקדמות רבות בנושא פיתוח חיישני אינפרא אדום, שהיו מועילים מאוד לצבאות.

פותחו כלים תרמולוגיים כמו תרמוגרפיה המאפשרים ניתוח תמונות אינפרא אדום לגופי מחקר. Yellowcloud מגרמניה

בשנת 1960, חקירות מרובות שהוקדשו לשימוש בתמונות תרמיות הגבירו את הידע של המדע. בשנת 1972 הוכרז כי תרמוגרפיה, כפי שהחלה לקרוא לה באותה תקופה, משמשת באזורי רפואה לחקר חלקי גוף כמו שדיים של נשים. החל משנות השמונים המשיכו הפיזיקאים והטכנאים לפתח את הציוד והיישום הרפואי נמצא במגמת עלייה.

נכון להיום, תרמוגרפיה מיושמת בענפים שונים כמו נוירולוגיה, רפואת כלי דם, רפואת ספורט ותחומים רבים נוספים. כך התפתחות התרמוולוגיה עשתה את התקדמותה לאורך זמן והפכה, יחד עם תרמוגרפיה, לאחד התחומים הרלוונטיים ביותר במחקרים רפואיים של גוף האדם.

מושגים קשורים

טֶמפֶּרָטוּרָה

זה מתייחס למדד של מידת התסיסה של חלקיקי הגוף. זה נובע מהעובדה שהטמפרטורה של גוף ניתנת על ידי המהירות בה המולקולות שלו עוברות.

מאזניים תרמומטריים

אלה הם הכף המשמשים למדידת טמפרטורה באמצעות כמה נקודות ייחוס קבועות. שלושת הכף הידועים הידועים ביותר הם צלזיוס, פרנהייט וקלווין.

חַם

זוהי סוג של אנרגיה תרמית הניתנת להעברה בין גופים בעלי טמפרטורות שונות. חום בדרך כלל עובר מגוף בטמפרטורה גבוהה יותר לגופי טמפרטורה נמוכים יותר, עד להשגת שיווי משקל תרמי. ישנן שלוש צורות ידועות של העברת חום: על ידי הולכה, הסעה והקרנה.

התפשטות תרמית

הוא נוצר כאשר גוף מקבל או מחולל כמויות חום גדולות. השפעה זו יכולה ליצור שינויים במצב הגופני בגוף.

הפניות

1. תרמולוגיה בית ספר לברזיל. התאושש ב- brasilescola.uol.com.br
2. סולומון S; מיאטלו R (2010). המדחום: היסטוריה של אחד המכשירים הבסיסיים בתרגול רפואי יומיומי. כתב העת הרפואי של האוניברסיטה. הפקולטה למדעי הרפואה. האוניברסיטה הלאומית של קויו
3. תרמוגרפיה. ויקיפדיה, האינציקלופדיה החופשית. התאושש מ- en.wikipedi.org
4. תרמולוגיה האקדמיה הספרדית המלכותית. מילון ספרדי. התאושש מ- dle.rae.e
5. היסטוריה של תרמוגרפיה. האיגוד הבינלאומי לתרמוגרפים רפואיים. התאושש מ- iamtonline.org
6. מכשירים הקשורים לתרמולוגיה. המוזיאון הווירטואלי לתולדות החינוך. אוניברסיטת מורסיה. התאושש מ- um.es