Даниэль Габриэль Фаренгейт FRS ( / ˈ f ær ə n h aɪ t / ; нем. [ˈfaːʁn̩haɪt] ; 24 мая 1686 г. — 16 сентября 1736 г.) [1] был физиком , изобретателем и изготовителем научных приборов , родившимся в Польше в семье немецкого происхождения. Фаренгейт изобрел термометры, достаточно точные и последовательные, чтобы можно было сравнивать измерения температуры между разными наблюдателями, использующими разные приборы. [2] Фаренгейту также приписывают изобретение ртутных стеклянных термометров, более точных и превосходящих спиртовые термометры того времени. Популярность его термометров привела к широкому принятию его шкалы Фаренгейта, прилагаемой к его приборам. [3]
Фаренгейт родился в Данциге (Гданьске), тогда в Речи Посполитой . Фаренгейты были немецкой ганзейской купеческой семьей, которая жила в нескольких ганзейских городах. Прадед Фаренгейта жил в Ростоке , и исследования показывают, что семья Фаренгейтов возникла в Хильдесхайме . [4] Дедушка Даниэля переехал из Кнайпхофа в Кенигсберге (тогда в герцогстве Пруссии ) в Данциг и поселился там в качестве торговца в 1650 году. Его сын, Даниэль Фаренгейт (отец Даниэля Габриэля), женился на Конкордии Шуман, дочери известной данцигской деловой семьи. Даниэль был старшим из пяти детей Фаренгейтов (два сына, три дочери), которые пережили детство. Его сестра, Вирджиния Элизабет Фаренгейт, вышла замуж за Бенджамина Крюгера и была матерью Бенджамина Эфраима Крюгера, священника и драматурга. [5]
Будучи молодым человеком, Фаренгейт «проявлял особую тягу к учебе» и должен был поступить в Данцигскую гимназию . [6] : 111 Но 14 августа 1701 года его родители умерли, съев ядовитые грибы. [7] Фаренгейт, вместе с двумя братьями и сестрами, был помещен под опеку. В 1702 году опекуны Фаренгейта записали его на бухгалтерские курсы и отправили на четырехлетнее ученичество в торговое училище в Амстердаме . [8] : 1
Завершив ученичество, Фаренгейт сбежал [6] : 111 и начал период путешествий по Священной Римской империи , Швеции и Дании в 1707 году. По просьбе его опекунов был выдан ордер на его арест с намерением отправить его на службу в Голландскую Ост-Индскую компанию. [8] : 3–4
Около 1706 года Фаренгейт производил и отправлял барометры и спиртовые термометры, используя флорентийскую температурную шкалу. [6] : 116 В 1708 году Фаренгейт встретился с мэром Копенгагена и астрономом Оле Рёмером и познакомился с температурной шкалой Рёмера и его методами изготовления термометров. Рёмер сказал Фаренгейту, что спрос на точные термометры высок. [8] : 4 Этот визит вдохновил Фаренгейта попытаться улучшить свои собственные предложения. [9] Возможно, не случайно ордер на арест Фаренгейта был отозван примерно во время его встречи с Рёмером. [8] : 3–4
В 1709 году Фаренгейт вернулся в Данциг и провел наблюдения, используя свои барометры и термометры, путешествовал еще в 1710 году и вернулся в Данциг в 1711 году, чтобы обосноваться в имении своих родителей. После дополнительных поездок в Кенигсберг и Митаву в 1711 году он вернулся в Данциг в 1712 году и оставался там в течение двух лет. В течение этого периода он работал над решением технических проблем с помощью своих термометров. [8] : 4–5
Фаренгейт начал экспериментировать с ртутными термометрами в 1713 году. [8] : 26 Также к этому времени Фаренгейт использовал модифицированную версию шкалы Рёмера для своих термометров, которая позже превратилась в его собственную шкалу Фаренгейта . В 1714 году Фаренгейт покинул Данциг, отправившись в Берлин и Дрезден, чтобы тесно сотрудничать с местными стеклодувами. [8] : 5 В том же году Кристиан Вольф написал о термометрах Фаренгейта в журнале после того, как получил пару своих устройств на спиртовой основе, что помогло повысить репутацию Фаренгейта в научном сообществе. [9] : 74
В дополнение к своему интересу к метеорологическим приборам, Фаренгейт также работал над своими идеями ртутных часов, вечного двигателя и гелиостата около 1715 года. Он завязал переписку с Лейбницем по поводу некоторых из этих проектов. Из обмена письмами мы узнаем, что у Фаренгейта заканчивались деньги во время работы над своими проектами, и он попросил Лейбница помочь ему получить оплачиваемую должность, чтобы он мог продолжить свою работу. [8] : 5–7
В 1717 или 1718 году Фаренгейт вернулся в Амстердам и начал продавать барометры, ареометры , а также свои ртутные и спиртовые термометры на коммерческой основе. [8] : 8 К 1721 году Фаренгейт усовершенствовал процесс изготовления и стандартизации своих термометров. [8] : 24 Превосходство его ртутных термометров над спиртовыми сделало их очень популярными, что привело к широкому принятию его шкалы Фаренгейта — системы измерения, которую он разработал и использовал для своих термометров. [3]
Фаренгейт провел остаток своей жизни в Амстердаме. С 1718 года он читал лекции по химии в Амстердаме. Он посетил Англию в 1724 году и был избран в члены Королевского общества 5 мая . [10] В августе того же года он опубликовал пять статей на латыни для научного журнала Королевского общества Philosophical Transactions по различным темам. В своей второй статье Experimenta et observationes de congelatione aquae in value factae он дает описание своих термометров и контрольных точек, которые он использовал для их калибровки. В течение двух столетий этот документ был единственным описанием процесса Фаренгейта по изготовлению термометров. [9] : 75 В 20 веке Эрнст Коэн обнаружил соответствия между Фаренгейтом и Германом Бурхаве , которые вызвали значительные сомнения в правдивости статьи Фаренгейта, объясняющей опорные точки для его шкалы, и в том, что, по сути, шкала Фаренгейта была в значительной степени получена из шкалы Рёмера. В своей книге « История термометра и его использование в метеорологии » У. Э. Ноулз Миддлтон пишет:
Я полагаю, что большая часть путаницы [со шкалой Фаренгейта] возникла из-за веры в то, что [Фаренгейт] имел в виду именно то, что он сказал [в своей статье в Королевском обществе], и игнорирования естественной тенденции изготовителя инструментов скрывать свои процессы или, по крайней мере, запутывать своих читателей. [9] : 75
— У. Э. Ноулз Миддлтон, «История термометра и его использование в метеорологии»
С августа 1736 года до своей смерти Фаренгейт жил в доме Иоганнеса Фрислевена на площади Плейн в Гааге в связи с заявкой на патент в Штатах Голландии и Западной Фрисландии . В начале сентября он заболел, и 7-го числа его здоровье ухудшилось до такой степени, что он вызвал нотариуса Виллема Рёйсбрука, чтобы составить его завещание. 11-го числа нотариус снова пришел, чтобы внести некоторые изменения. Пять дней спустя Фаренгейт умер в возрасте пятидесяти лет. Четыре дня спустя он получил похороны четвертого класса того, кто классифицируется как неимущий , в Клостеркерке в Гааге (церковь монастыря или монастырь). [8] [11] [12]
Согласно статье Фаренгейта 1724 года, [13] [ 14] он определил свою шкалу, ссылаясь на три фиксированные точки температуры . Самая низкая температура была достигнута путем приготовления охлаждающей смеси льда , воды и соли (« хлорида аммония или даже морской соли»), и ожидания, пока эвтектическая система достигнет равновесной температуры . Затем термометр помещали в смесь, и жидкость в термометре опускалась до самой низкой точки. Показание термометра там принималось за 0 °F. Вторая точка отсчета была выбрана как показание термометра, когда он был помещен в неподвижную воду, когда лед только образовывался на поверхности. [15] Это было назначено как 30 °F. Третья точка калибровки, принятая за 90 °F, была выбрана как показание термометра, когда прибор помещался под мышку или в рот. [16]
Фаренгейт высказал идею, что ртуть кипит около 300 градусов по этой температурной шкале . Работы других показали, что вода кипит примерно на 180 градусов выше точки замерзания. Позже шкала Фаренгейта была переопределена, чтобы сделать интервал от замерзания до кипения точно 180 градусов, [13] удобным значением, поскольку 180 является весьма составным числом , то есть оно делится на множество дробей. Именно из-за переопределения шкалы нормальная средняя температура тела сегодня принимается за 98,6 градуса, [17] тогда как по первоначальной шкале Фаренгейта она составляла 96 градусов. [18]
Шкала Фаренгейта была основным стандартом температуры для климатических, промышленных и медицинских целей в англоязычных странах до 1970-х годов, в настоящее время в основном заменена шкалой Цельсия, которая долгое время использовалась в остальном мире, за исключением Соединенных Штатов, где температура и прогнозы погоды по-прежнему транслируются в градусах Фаренгейта. [19]
