[과학] 온도계 최초로 발명한 사람, 온도계 종류, 금속을 만질때 온도가 차가운 이유, 체감온도를 느끼는 이유

1. 온도계 최초 발명한 사람 ,온도계 역사

1세기경 과학자들은 액체 혹은 기체의 온도가 끊임없이 변하는 것에 따라 그것들의 질량이나 부피도 따라서 변한다는 사실을 알게 되었다. 그들은 이러한 변화를 정확하게 측정하기 위해 온도 측정기라는 것을 고안했다. 그 가운데 가장 단순한 것은 유리관이었는데, 그 관의 한쪽 끝을 물이든 작은 유리병에 담가서 온도를 측정했다. 온도가 상승하면 관 속의 공기가 팽창하여 물기둥이 내려갔던 것이다.

 

• 1600년경에 갈릴레이는 온도에 따라 부피가 변하는 물을 이용하여 온도 측정기를 발명
• 1641년에는 토스카니 대공이 눈금을 표시한 유리관에 알코올을 넣어 봉인한 온도계를 만듬
• 1644년에는 영국의 과학자인 로버트 후크가 기준이 되는 눈금을 0으로 표시한 온도계를 고안
• 1714년에 파렌하이트가 수은 온도계를 발명한 후에야 과학 적으로 신뢰할 수 있는 눈금이 있는 온도계 출현

 

2.체감 온도를 느끼는 이유

똑같은 기온일지라도 우리몸은 습도가 높으면 더 덥게느끼고, 바람이 불면 더 춥게 느낀다. 이렇듯 우리몸이 느끼는 온도는 실제온도와는 차이가 있는데, 이를 체감온도 라고 한다. 체감온도는 기온, 풍속, 습도, 일사 등 기상요인을 종합해서 계산한다. 옷을 입은 정도, 거주 상태, 체질, 심리 상태 등도 변수로 작용하기 때문에 정확한 산출은 어렵다. 카타(Kata) 온도계의 냉각률에 의한 방법과 실효 온도를 사용하는 방법 등이 널리 알려져 있는데 이런 방법들은 기온 이외에습도, 바람 등의 영향을 고려하여 체감온도를 산출한다.

체감온도 계산표

3. 금속을 만질때 차갑게 느끼는 이유

금속이 차가운 물질이라고 생각하는 경우가 있는데 이와 같이 생각하는 까닭은 금속을 만졌을 때와 나무를 만졌을 때손에 느껴지는 느낌이 다르기 때문인데 이것은 물질의 열전도와 관련이 있다. 금속은 열전도도가 높아 금속 주변으로 체온을 빨리 전달하기 때문에 차갑다고 느끼지만 나무는 열전도도가 낮아 체온을 느리게 전달하기 때문에 따뜻하다고느껴지는 것이다. 

금속

4. 온도계 종류

알코올 온도계

알코올 온도계에서 대부분의 알코올은 온도계 아래쪽의 액체샘에 모여 있고, 그 위로 가느다란 관이 연결되어 있다. 온도 변화에 따른 알코올의 부피 변화는 연결된 가느다란 관에서 알코올 기둥의 높이 변화로 잘 드러난다. 알코올은 어는 점이 -114도 끓는점이 78로, 높은 온도를 측정하기에는 불리하지만 실내 온도나 체온을 측정하기에는 문제가 없다. 또 알코올은 색깔이 없지만 보통 빨간색 색소를 넣어 눈에 잘 띄게 하며, 파란색 색소를 넣기도 한다. 알코올은 수은에 비해 온도 변화에 따른 부피 변화가 커서 정확도는 떨어지지 만, 수은에 비해 가격이 싸고, 독성이 없다는 장점이 있다.

알콜온도계

적외선 온도계

적외선 온도계는 물체가 방출하는 적외선 복사 에너지가 온도에 따라 달라지는 원리를 이용한다. 모든 물체는 가시광선의 붉은색보다 파장이 긴 영역의 적외선을 방출하는데 이 적외선 복사 에너지의 세기를 열로 변환 감지하여 온도를 측정하며, 이 온도 변화를 전자 신호로 바꾸어 증폭한 후 온도를 읽는다. 이 온도계는 온도를 측정하기 위해 전원이 필요하고 전자 제품의 특성상 고장이 날 수 있지만 직접 접촉하기 힘든 물체의 온도를 접촉하지 않은 채 측정할 수 있기 때문에 안전성이 있고, 물체 접촉 온도계처럼 열평형 상태가 될 때까지 기다려야 할 필요가 없기 때문에 온도 감지 속도가 빠르다는 장점이 있다.

적외선 온도계

 

체온계

체온을 측정하는 데 쓰이는 도구로, 고막과 고막 주변의 피부 온도를 적외선으로 측정하는 귀 체온계, 겨드랑이 사이에 넣고 온도를 측정하는 겨드랑이 체온계 등 접촉식 체온계가 있고, 이마의 열을 측정하는 비접촉식 적외선 체온계도 있다. 접촉식 체온계 중 귀 체온계는 측정 버튼을 누른 뒤 1~2초 이내에 체온을 측정할 수 있다는 장점이 있으며, 겨드랑이 체온계는 측정 시간이 약 10초로 길지만 귀 체온계에 비해 저렴하 다는 장점이 있다. 비접촉식 적외선 체온계는 상대적으로 가격이 비싸지만 접촉식에 비해 정확성이 떨어지지 않고 측정 시간도 짧아 유아의 체온을 측정하기에 편리하다.

체온계