Thermometer

De eerste ”thermoscoop” bestaat uit twee eenvoudige onderdelen: een kommetje met vloeistof en een glazen bol die uitmondt in een lange glazen buis, als een fles met een lange, dunne hals. Rond 1600 maakt Galileï het instrument. Vóór de meting zuigt hij wat lucht uit de bol en plaatst die omgekeerd met het uiteinde van de buis in de vloeistof. De onderdruk zuigt de vloeistof omhoog de buis in.

Als de overgebleven lucht in de glazen bol wordt verhit of gekoeld, zal het niveau van de vloeistofkolom in de buis dalen of stijgen. Een gegraveerde schaal op de buis maakt de thermoscoop compleet. Voor het eerst kunnen temperatuurverschillen worden gemeten. Een nauwkeurige schaal en een nulpunt ontbreken echter bij de eerste thermoscopen. Bovendien varieert de gebruikte vloeistof. Soms is dat water, soms alcohol. Het verhaal gaat dat Galileï ook wel wijn toepast.

In het begin van de 17e eeuw werkt Galileï verder aan zijn ontwerp, evenals zijn vrienden Santoria Santorio en Gianfrancesco Sagredo. Zij verbeteren de schaalverdeling, waardoor de eerste luchtthermometer ontstaat. Europese wetenschappers bedenken soortgelijke instrumenten. Rond 1630 past de Franse arts Jean Rey de vloeistofthermometer toe, die de temperatuur aangeeft door middel van de volumeverandering van een vloeistof.

Kwik
De instrumentmaker en natuurkundige Daniel Gabriel Fahrenheit levert belangrijke bijdragen aan de thermometrie. Hij maakt in 1709 een vloeistofthermometer op basis van alcohol. Vijf jaar later bedenkt hij een kwikthermometer, een belangrijke stap voorwaarts.

Kwik is makkelijk te zuiveren, zet gelijkmatig uit, geleidt de warmte goed en blijft bovendien niet aan de glaswand hangen. Het temperatuurbereik is groot en wordt begrensd door het stol- en kookpunt van het zilverwitte metaal, 38,9 graden onder en 356,9 graden boven nul, op de schaal van Celsius.

Bekend is Fahrenheit ook door zijn temperatuurschaal. Hij is niet de enige die met een verdeling komt, aan het begin van de 18e eeuw bestaan zo'n 35 verschillende temperatuurschalen. Als nulpunt kiest Fahrenheit de laagste temperatuur die in die tijd bereikbaar is, met een mengsel van ijs, water en keukenzout. Het smeltpunt van ijs is het tweede vaste punt, dat zet hij op 32 graden Fahrenheit. Het derde 'ijkpunt' is de lichaamstemperatuur, voor Fahrenheit 96 graden. Met deze ijking meet hij het kookpunt van water als 212 graden Fahrenheit. Rond 1970 is zijn verdeling nog in gebruik in de Engelssprekende landen, nu alleen nog in de Verenigde Staten.

Thermokoppel
De Zweedse astronoom Anders Celsius voert in 1742 een temperatuurverdeling in met het kookpunt van water bij 0 graden en het vriespunt bij 100 graden. Zijn opvolger Martin Stromer keert de schaal van Celsius om, de vorm die nu nog wereldwijd wordt gebruikt.

Thermometers gebaseerd op een totaal ander principe dan de uitzetting van vloeistof zijn mogelijk met het Seebeck-effect, in 1821 ontdekt door Thomas Johann Seebeck. Hij neemt twee metalen draden en verbindt beide uiteinden aan elkaar. Als er een temperatuurverschil optreedt tussen de beide lassen, gaat er een elektrisch stroompje door het metaal lopen. De grootte van het stroompje hangt af van het temperatuurverschil. Op die manier kan de temperatuur heel nauwkeurig worden gemeten. Dit zogenaamde thermokoppel wordt in de industrie veel gebruikt.