Термоскоп Галилея представлял собой стеклянную трубку, верхний конец которой заканчивался шариком. Открытый нижний конец трубки помещался в воду, которая устанавливалась в ней на некотором уровне. При нагревании шарика воздух в нем расширялся и вытеснял из трубки часть воды, вследствие чего ее уровень понижался. При охлаждении шарика уровень воды повышался. Таким образом можно было качественно судить о степени нагретости воздуха.
Только через 60 лет, в 1657 году, термоскоп был усовершенствован во Флоренции организованной там «Академией опыта». Термоскоп перевернули, и в него был налит спирт, который расширялся при нагреве и не замерзал при низких температурах. Трубку разделили стеклянными бусинками на ряд отдельных частей. Число делений составляло от 40 до 50. Таким образом был получен прообраз будущего термометра. Этот прибор позволил флорентийским ученым сделать важные открытия, например, открыть тепловое излучение нагретых тел, направляя излучение от вогнутых зеркал на шарик.
Когда голландский физик Х.Гюйгенс открыл в 1665 г. постоянство температуры кипящей воды, он предложил использовдть эту температуру в качестве одной из постоянных точек термометра, но это было реализовано позже.
Существенный шаг вперед был сделан немецким ученым Д.Г.Фаренгейтом (1686-1736), который предложил в качестве постоянных точек термометра использовать температуру смеси снега со льдом и температуру человеческого тела. Эти точки были обозначены соответственно 32 и 92. Фаренгейт заменил спирт ртутью, а в качестве верхней постоянной точки шкалы он взял температуру кипящей воды, обозначив ее числом 212. Термометрическая шкала Фаренгейта до сих пор применяется в Англии и США.
Современные постоянные точки термометра - температуры тающего льда и кипящей воды были предложены францусским ученым Р.А.Реомюром в 1730 году. Шкалу между этими точками Реомюр разделил на 80 частей, причем нулю соответствовала температура кипящей воды, а 80 - тающего льда. Стоградусная термометрическая шкала, получившая наибольшее распространение, была предложена шведским физиком Цельсием в 1742 г. В этой шкале точка таяния льда обозначалась числом 100, а точка кипения воды - нулем. Только в 70-х годах XVIII в. было введено современное обозначение этих точек: температура таяния льда была принята за ноль стоградусной шкалы, а температура кипения воды за 100 градусов (лед и вода при этом должны быть совершенно чистыми, а атмосферное давление - 760 мм. рт. ст.). Эта шкала получила название шкалы Цельсия.
В настоящее время наряду со шкалой Цельсия в физике используется абсолютная термодинамическая температурная шкала (шкала Кельвина, названа в честь В.Томсона - лорда Кельвина), в которой за нулевую точку отсчета принят абсолютный нуль температуры (-273,15 град. Цельсия). Шкала утверждена X Генеральной конференцией по мерам и весам в 1954 г.
В России в первой половине XVIII в. были распространены ртутные термометры, изготовленные францусским астрономом и петербургским академиком Ж.Н.Делилем.
Длина их была 90 см, а шкала разделена на 150 делений. Этими термометрами широко пользовались русские ученые. Из-за больших размеров они были неудобны в употреблении и были вытеснены термометрами Реомюра.
Изучение тепловых явлений на основе опыта позволило подойти ближе к решению вопроса о природе теплоты.
Еще в XVII в. некоторые ученые, исходя из представлений об атомном строении тел, считали, что нагретость тел есть проявление движения их молекул. Для обоснования этой точки зрения они приводили в качестве примеров опытные факты, в которых связь между движением и теплотой не вызывала сомнений. Так, францусский философ Р.Декарт ссылался на то, что, потирая ладони рук одна о другую, можно их согреть. Английский физик и химик Роберт Бойль (1627-1691) также отмечал, что при ударах тела нагреваются.
Представление о теплоте как об особом виде движения в середине XVIII в. было глубоко развито М.В.Ломоносовым. Он полагал, что природа теплоты -вращательное движение молекул. На основе своей теории он объяснил некоторые свойства газов, в частности закон Бойля-Мариотта, объяснил многие тепловые явления - теплопроводность, плавление и т.д. Ломоносов открыл не только Закон сохранения материи, но и движения. Он пришел к выводу о существовании «последней ступени холода» (абсолютного нуля), когда всякое движение молекул прекратится. Это было подтверждено В.Томсоном 100 лет спустя. Отстаивая механическую теорию теплоты, Ломоносов в заключительной части своей диссертации разко обрушивается на сторонников теории теплорода, хотя теория теплорода тогда была общепринятой. И вполне понятна реакция ученого мира на появление этой диссертации. Академическое собрание, которое рассматривало труды Ломоносова, весьма скептически отнеслось к идеям ученого.
Но далеко не все тепловые явления удавалось объяснить движением молекул, и поэтому не все ученые разделяли подобную точку зрения на теплоту. Так, широкое распространение получила иная точка зрения, согласно которой теплота рассматривалась как особое вещество - теплород. Её автором был учитель Ломоносова немецкий физик Х.Вольф. По этой теории, приток теплорода в тело должен вызывать его нагрев, убыль - охлаждение. Экспериментальное подтверждение того, что при теплообмене общее количество теплоты сохраняется, казалось, подтвердило гипотезу о том, что теплота - это особая жидкость.
С точки зрения многих ученых, подобное объяснение было вполне логичным, т.к. в это время считали, что электрические и магнитные свойства тел объясняются присутствием в них особых невесомых жидкостей - флюидов и поскольку теория теплорода объясняла все известные в то время тепловые явления. На этой основе петербургским академиком Г.В.Рихманом (1711-1753) и шотландским физиком Дж.Блэком (1728-1799) было объяснено явление «скрытой теплоты», необходимой для таяния льда. Они полагали, что часть теплорода тратится на сам этот процесс. Отсюда же пошло разграничение понятий тепла и температуры, которые до этого не различались. Блэк отчетливо понимал, что если тела имеют одинаковую температуру, то это не значит, что они содержат одинако-
