Thermomètre

Météo et instruments météorologiques pour l'amateur
(P. R. JAMESON 1912)

Thermographe ou thermomètre enregistreur

Des expériences ont été faites avec de nombreux types d'enregistrement différents, des thermomètres, certains dépendant d'un tube à alcool métallique pour leur mouvement, d'autres sur une barre bimétallique. Comme ce dernier style est plus précis, durable et constant dans son action, il a été adopté comme standard par les meilleurs fabricants.

DÉFAUTS DES THERMOGRAPHES SPIRIT TUBE ( tube à esprit)

Dans le thermographe « tube à esprit », l'exposition constante à l'air corrode le métal, le rendant plus ou moins poreux et fuyant, rendant l'instrument très imprécis. Le mécanisme nécessite également une série de leviers, grossissant le mouvement du tube. Les "goupilles" qui fixent ces leviers rouillent souvent, ce qui fait que l'instrument enregistre de manière encore plus imprécise.

Le thermographe maintenant le plus généralement utilisé a une bobine en spirale de deux métaux différents (brasés ensemble) avec le bras du stylo fixé directement sur la bobine. L'expansion et la contraction de la bobine en spirale font monter et descendre le bras du stylet, enregistrant la température sur le graphique. Il est trois fois plus sensible qu'un thermomètre à mercure très sensible.

Thermographe à boîtier métallique

UTILISATION DES THERMOGRAPHES

Des thermographes précis sont une nécessité absolue dans les magasins de bateaux, les réfrigérateurs, les fabriques de glace, les chemins de fer et les fourgons de fruits, car dans de tels endroits, la question n'est pas tant « Quelle est la température ? » que « Quelle a été la température ? »

Lorsqu'une température uniforme de 40°, par exemple, est nécessaire, un thermomètre au moment de l'inspection peut indiquer 40°, mais il ne dit pas si la température a été supérieure ou inférieure à 40° au cours des deux, quatre, six ou huit dernières heures.

Le thermographe garde un enregistrement temporel de toutes les fluctuations de température, toute altération sur le graphique étant facilement détectée.

Le thermogramme est l'enregistrement effectué par un thermographe.

THERMOGRAPHE ET BAROGRAPHE COMBINE

Une amélioration récente a été introduite dans les instruments d'enregistrement en combinant le barographe et le thermographe dans le même instrument. Les enregistrements sont donnés sur le même tableau mais dans des encres de couleurs différentes pour éviter toute confusion.

Ci-dessous, nous montrons une demi-teinte de la page de titre d'un livre sur la thermométrie écrit en 1738 par Bernardinus Teleius.

Il y a des faits très intéressants dans ce vieux livre, que, si l'espace le permet, nous voudrions reproduire.

Dans certains endroits de l'intérieur de l'Australie, la température chute fréquemment de 60 à 70 degrés par an. quelques heures.

ANCIENNES IDÉES DE TUBES DE POINTAGE

À un moment donné, les esprits brillants d'Europe ont décidé que le point de congélation des liqueurs variait à un point tel qu'il ne pouvait pas être utilisé comme point de test, suggérant de prendre la température "Dans une grotte taillée directement dans le bas d'une falaise face à la mer à une profondeur de 130 pieds avec 80 pieds de terre au-dessus."

En parlant de cela, notre auteur dit :

"Mais avec la permission du Dr Hale, ce degré de température, je ne pense pas qu'il s'agisse d'un terme très commode pour la construction universelle de thermomètres. Tout le monde ne peut pas aller à la grotte de M. Boyle, et il n'y a que peu de gens qui peuvent avoir l'occasion de faire des observations et d'ajuster thermomètres dans la grotte de l ' Observatoire parisien."

Les autres citations sont :

"Fahrenheit a en fait découvert que l'eau était capable d'un degré de chaleur plus ou moins élevé en ébullition, selon le poids plus ou moins grand de l'atmosphère.

"Et certains ont soupçonné que l'eau gèle à différents degrés de chaleur selon les saisons, les pays et les climats. Et les observations du Dr Cyrilli semblent le confirmer.

À Naples, il a trouvé de l'eau geler lorsque son thermomètre était à 10 degrés au-dessus du point de congélation, comme il avait été construit en Angleterre (alors que cette différence de point de congélation était censée être due à un mélange supplémentaire de solution saline provenant de l'air, c'était probablement dû à un thermomètre inexact.

Il dit de Sir Isaac Newton :

"Il portait tout ce dont il se mêlait au-delà de ce que quiconque avait fait avant lui et généralement avec une exactitude et une précision supérieures à l'ordinaire."

Un changement de 60 degrés F. en 24 heures a été observé aux États-Unis deux fois de 1880 à 1890.

Il poursuit ensuite en parlant de l'échelle établie par Newton ayant des points de test à l'eau gelée, la chaleur du corps humain, l'eau bouillante et l'étain fondant. en disant:

"J'aurais aimé que le monde reçoive cette échelle ou toute autre échelle déterminée pour ajuster leurs thermomètres, mais je suppose qu'ils pourraient craindre certains inconvénients de ce schéma."

Parlant des bulbes de thermomètres qui étaient alors fabriqués à environ 4 pouces de diamètre, il dit :

« Je les trouve très mal ensemble, mais je suppose qu'à cause des différentes tailles de leurs bulbes * * * les petits bulbes et les petits tubes sont (malgré les défauts et les difficultés imaginaires indiqués contre eux par M. De Reaumur) beaucoup plus pratique et peut être construit de manière suffisamment précise."

Parlant des défauts de divers liquides à utiliser dans les thermomètres, il dit :

« Il ne nous reste, semble-t-il, que du vif-argent. C'est un fluide très mobile et chatouilleux ; il chauffe et refroidit plus rapidement que n'importe quelle liquide que nous connaissons ou que nous ayons eu l'occasion d'essayer."

"On dit qu'ils ont été inventés pour la première fois par ce curieux mathématicien Olaus Roemer. M. Fahrenheit à Amsterdam et d'autres ouvriers de ce pays en ont fabriqué un très grand nombre, et cela sous une forme portable et très pratique à de nombreuses fins, ce qui les rend très définitifs. et enfermer le tube dans un autre verre hermétiquement fermé."

La température la plus basse aux États-Unis-6j degrés en dessous de zéro- Poplar River, Montana, janvier 1885.

La température la plus élevée enregistrée aux États-Unis était à Death Valley* Cal., le 30 juin, le 2 juillet 1891, lorsque le thermomètre atteignit 122 degrés F.

ÉTALONNAGE

En effet, dans tout cela, nous avons supposé que l'alésage du tube était parfaitement cylindrique, ce qui ne peut pas toujours être obtenu.

Mais bien qu'il soit effilé ou quelque peu inégal, il est facile de gérer la matière, en faisant une petite partie du vif-argent, autant, par exemple, qu'il en remplit une moitié, ou un pouce entier, et peut glisser d'avant en arrière dans le tube, et par ce moyen trouver les proportions de toutes ses inégalités et à partir d'elles ajuster votre division à une échelle de la plus parfaite égalité.

D'une méthode d'un scientifique pour marquer comme point de test la chaleur d'un jour d'été, il dit :

"Ceci, en effet, est une manière très incongrue de graduer les thermomètres, car la grande chaleur du soleil d'été est un degré de chaleur si indéfini dans différents jours, années, climats, etc."

Saint Andrews, 1738-1739.

Un essai vers une HISTOIRE NATURELLE ET EXPÉRIMENTALE des divers degrés de chaleur dans les corps.

De la manière de calculer les différents degrés de chaleur.

Beaucoup d'anciens avaient d'étranges notions sur la nature de la chaleur. Ils supposaient qu'elle différait selon les sujets en nature aussi bien qu'en quantité. Ils parlaient très magnifiquement de la Chaleur Céleste, comme différant beaucoup par sa nature des chaleurs produites couramment sur notre terre.

Et ceux-là aussi, pensaient-ils, étaient de nature tout à fait différente dans les différents corps où ils étaient logés.

La chaleur du feu ou de l'eau chaude, ou des substances en fermentation, ils la pensaient d'une espèce inférieure, et tout à fait distincte de la chaleur des animaux. Et cela aussi, ils l'ont distingué dans le naturel et le surnaturel, ou morbide, comme des sortes de chaleur tout à fait différentes les unes des autres.

Et ceux-là aussi, ils les comptaient de différentes natures dans les différentes espèces d'animaux.

Des doctrines et des manières de parler de ce genre, établies par leur école itinérante, et trop adoptées par Galien et les médecins après lui, ont duré longtemps dans le monde ; et étaient également encouragés par les chimistes, ces philosophi per ignem, qui professaient et s'appréciaient sur une connaissance plus qu'ordinaire des secrets et des opérations de la chaleur.

CHALEUR EXCESSIVE DANS LES TEMPS ANCIENS

On a beaucoup parlé de la chaleur torride et intolérable du soleil dans la zone torride. Nous avons beaucoup d'histoires étranges de chaleurs estivales extraordinaires, comme de grandes étendues de terre, des maisons, etc., incendiées, des pierres chauffées de manière à faire fondre le plomb, etc.

Celles-ci semblent en effet extravagantes. Mais les annales allemandes conservent le souvenir d'un été excessivement chaud en 1230, où l'on faisait rôtir des œufs dans le sable chauffé par le soleil.

Et on m'a dit qu'en Égypte, qui n'est pas le pays le plus chaud du monde, on peut souvent sur le dessus de la tête rôtir ses œufs au soleil.

Et pour durcir le blanc d'un œuf, je trouve que la chaleur d'environ 156 degrés est nécessaire. En l'an 1705 l'été était très chaud. A Montpellier, un jour, le soleil était si chaud qu'il éleva le vif-argent du thermomètre de M. Arnonton jusqu'à la marque de l'eau bouillante elle-même, qui est notre graduation 212°F.

LEUR INVENTION, STYLES, ÉVOLUTION ET FABRICATION

Il a fallu plusieurs siècles pour perfectionner ce simple mais merveilleux instrument — le thermomètre — utilisé pour mesurer la température. Beaucoup de gens sont crédités de son invention, Drebbel (un Hollandais) étant mentionné plus que tout, mais à Galileo Galilei les lauriers sont remis.

Il semble que vers 1592 il « ait inventé » le thermomètre décrit comme « un verre contenant de l'air et de l'eau pour indiquer les changements et les différences de température ». Cela a été perfectionné plus ou moins par le grand-duc de Toscane, Ferdinand II, vers 1610.

Ils semblent avoir été fabriquées d'abord à la verrerie de Murano (près de Venise) d'un tube de verre, de la largeur d'un doigt, auquel était fixée une ampoule d'une capacité de trois ou quatre verres ordinaires.

On peut dire que Fahrenheit a fait l'une des plus grandes découvertes sur le sujet lorsqu'il a appris que l'eau gèle toujours à la même température.

En 1714, il conçoit une échelle dont les points fixes sont déterminés par la chaleur ordinaire d'un corps humain sain et le degré de froid généré par un mélange de glace et de sel ammoniac ou sel commun.

Le thermomètre sur lequel cette échelle était employée fut suivi, quelques années plus tard, d'un thermomètre mercuriel construit à propos d'une croyance, alors tenue par certains savants, que l'eau bouillirait toujours à la même température ; et c'est au moyen d'expériences faites avec cet instrument que Fahrenheit a pu déclarer que la pression atmosphérique régit le point d'ébullition de l'eau.

LE PREMIER THERMOMÈTRE AVEC TUBE SCELLÉ

Vers 1650, un changement des plus importants et des plus radicaux fut apporté par Ferdinand II, qui fabriqua un tube thermomètre de la forme actuelle, en le remplissant jusqu'à une certaine hauteur d'alcool coloré. Il a ensuite fermé le tube, l'a scellé hermétiquement et a gradué les degrés sur la tige du tube.

C'était après que Torricelli eut inventé le baromètre ou démontré le poids de l'air, et fut le premier thermomètre conçu pour fonctionner indépendamment de la pression atmosphérique.

Les thermomètres de Florence devinrent célèbres dans toute l'Europe, tout comme le baromètre de Torricelli et un hygromètre inventé par Ferdinand II. Un certain nombre de stations météorologiques ont été établies par lui à Florence, Pise, Bologne, Milan, Varsovie, Parme et Innsbruck, où des observations ont été faites avec ces instruments plusieurs fois par jour.

Robert Hooke et l'hon. Robert Boyle, de la « Royal Society » de Londres, fut le premier à se rendre compte de la nécessité d'avoir une échelle standard. Vers 1662, Hooke, plaçant son instrument dans de l'eau distillée glacée, marqua « zéro » au sommet de la colonne après immersion de l'ampoule. Peu de temps après, il a suggéré que le deuxième point devrait être le point d'ébullition de l'eau, mais cela ne semble pas avoir été adopté à l'époque.

POINTS DE « TEST » SUGGÉRÉS

Delance a suggéré que le point de congélation de l'eau devrait être marqué "froid" (-10°), le point de fusion du beurre "chaud" (10°) et l'espace à mi-chemin entre ''tempéré" (0°) avec dix divisions entre chaque.

PREMIÈRE UTILISATION DU MERCURE DANS LES THERMOMÈTRES

Athanasius Kircher a été le premier à utiliser du mercure dans les thermomètres, vers 1641, mais Fahrenheit a été le premier à construire des thermomètres à mercure avec des échelles fiables (1714). Son échelle (avec Centigrade et Réaumur) est utilisée comme standard dans le monde entier à ce jour.

ÉCHELLES ANCIENNES SUR LES THERMOMÈTRES

Les thermomètres à usages spéciaux ont été fabriqués pour la première fois en 1726 par Fowler, de Londres, principalement pour être utilisés dans les serres. Ils variaient en longueur de un à quatre pieds, n'étant gradués que jusqu'à 900.

L'ÉCHELLE DE RÉAUMUR

Réaumur, un Français (vers 1730), fit connaître au public sa nouvelle échelle, dans laquelle il faisait "0°" le point de congélation de l'eau et 80° le point d'ébullition, mais son échelle n'a jamais joui d'une telle faveur publique que celle de Fahrenheit.

L'ÉCHELLE CELSIUS

Anders Celsius, en 1742, proposa une nouvelle échelle avec le point d'ébullition de l'eau à "0°" et avec la glace fondante à "100° L'échelle centigrade en est le résultat, mais les deux points furent inversés par Christin (Lyon, France) en 1743.

A partir de ce moment, au fur et à mesure que la science progressait, le thermomètre s'est perfectionné pour devenir un instrument des plus scientifiques.

CONVERTIR UNE ÉCHELLE EN UNE AUTRE

Pour convertir des degrés centigrades en degrés Fahrenheit, multipliez par 9, divisez le produit par 5 et ajoutez 32.

Pour convertir les degrés Fahrenheit en degrés Celsius, soustrayez 32, multipliez par 5 et divisez par 9.

Pour convertir les degrés Réaumur en degrés Fahrenheit, multipliez par 9, divisez par 4 et ajoutez 32.

Pour convertir des degrés Fahrenheit en degrés de Réaumur, soustrayez 32, multipliez par 4 et divisez par 9.

Pour convertir des degrés Réaumur en degrés centigrades, multipliez par 5 et divisez par 4.

Pour convertir des degrés centigrades en degrés de Réaumur, multipliez par 4 et divisez par 5.

C. L'eau gèle à 0° L'eau bout à 100°

F. L'eau gèle à 320 L'eau bout à 212°

R. L'eau gèle à 0° L'eau bout à 80°

LA FABRICATION DE THERMOMÈTRES

Tout le monde connaît le thermomètre pour enregistrer la température de l'air, mais peu se rendent compte du soin qu'il faut apporter à sa fabrication.

Les tubes de verre sont étirés sur de grandes longueurs, dépassant fréquemment 300 pieds. Ces longueurs sont coupées en morceaux ("cannes") de quatre pieds de long. Chaque pièce est soigneusement examinée, lorsque toutes sauf quatre ou cinq cannes presque parfaites sont détruites à cause de pieds déformés. Plus le fabricant est particulier, plus le coût des thermomètres finis est élevé.

L'ALÉSAGE DU TUBE

Dans certains thermomètres, l'alésage est beaucoup plus fin que le diamètre d'un cheveu, la capacité du bulbe étant 1000 fois plus grande que la capacité de l'alésage.

L'alésage semble beaucoup plus grand qu'il ne l'est en raison de l'avant de la lentille grossissante.

Les "cannes" sont coupées deux fois la longueur du tubes de thermomètre souhaitée. L'un des morceaux est maintenu dans la flamme d'un chalumeau à l'endroit où il doit être sectionné.

Lorsqu'il est suffisamment chauffé, il est retiré et séparé, formant deux tubes, chacun scellé à une extrémité. L'extrémité scellée est chauffée, étant retirée de la flamme au bon moment, lorsqu'une ampoule est formée en soufflant à travers l'extrémité ouverte de l'ampoule.

L'ampoule est tournée en rond dans la flamme et (en soufflant à l'extrémité ouverte du tube) est progressivement agrandie. Le processus est répété jusqu'à ce que l'ampoule ait la taille exacte souhaitée. Le verre est un si mauvais conducteur de chaleur que l'ouvrier peut tenir le tube à environ un pouce de la partie chauffée au rouge.

SOUFFLER L'AMPOULE

Le soufflage de l'ampoule est une opération très délicate, car de sa précision dépend le contrôle de la montée du mercure dans le minuscule alésage. Pour un thermomètre à plage ouverte, une petite colonne et un grand bulbe sont nécessaires, tandis que pour un instrument à plage rapprochée, une grande colonne et un petit bulbe produiront le léger mouvement requis.

Dans un autre département ; l'ampoule est chauffée dans la flamme d'un bec Bunsen pour dilater l'air qu'elle contient. Le tube est ensuite renversé dans un récipient contenant du mercure.

Au fur et à mesure que l'air expansé dans l'ampoule se refroidit, il se contracte, formant un vide partiel, qui attire le mercure dans le tube. Plusieurs répétitions de ce processus remplissent finalement l'ampoule et le tube au point approprié.

TORRIFIAGE DES TUBES

Les tubes remplis sont ensuite "torréfiés" pour expulser chaque particule d'humidité.

Cela se fait en les plaçant dans du sable chauffé pendant le temps nécessaire, en fonction de la quantité d'humidité dans l'air lors de la fabrication des tubes.

L'ampoule est ensuite maintenue au-dessus d'une flamme de gaz jusqu'à ce que le mercure qu'elle contient bout, chassant ainsi l'équilibre de l'air, lorsque le tube est de nouveau poussé dans le récipient de mercure et l'ampoule complètement remplie.

Dès que l'ampoule a complètement refroidi, il est plongé dans de la glace pilée pour conduire le mercure à un point bas, où il sera à l'écart.

La flamme est soufflée à travers le tube à un point près du haut où il est souhaité le couper, et le tube est porté à une chaleur rouge et est étiré jusqu'à ce qu'il soit très mince, mais contient encore un petit trou au centre.

 L'ampoule est une fois de plus chauffée jusqu'à ce que le mercure remplisse complètement le tube et qu'une petite partie de celui-ci s'échappe, tout l'air à l'origine dans le tube et l'ampoule étant ainsi déplacé. Le dessus est ensuite solidement scellé et un "crochet" est tiré pour fixer le tube à l'arrière de la balance.

Après avoir été "pointé", le tube est posé sur une bande de métal vierge, qui doit devenir l'échelle de ce tube particulier, et les points de test sont transférés sur l'échelle vierge. La machine graduée peut alors être réglée pour couper l'espace entre deux des points en sous-divisions exactes, variant de quelques à une centaine au pouce.

POURQUOI LES ÉCHELLES SONT NUMÉROTÉES

Chaque balance reçoit alors un numéro de série, correspondant au numéro du tube particulier auquel elle appartient.

Dans le processus de fabrication, ils se séparent maintenant, se réunissant (une fois terminés) pour être assemblés. Il est rare, voire jamais, que deux tubes de thermomètre correspondent à une seule échelle. Par exemple, le tube n° 10 000 doit être monté sur l'échelle n° 10 000, sinon le thermomètre fini serait inexact.

Lorsqu'un tube est cassé en cours de fabrication, l'échelle correspondante doit être « mise au rebut », car elle ne s'adapterait à aucun autre tube.

RAISONS DE L'INEXACTITUDE

La raison scientifique de l'imprécision des thermomètres est l'inégalité de calibre dans les tubes, causée par une imperfection dans le dessin de ces derniers.

On comprendra facilement que si l'alésage est plus large à un point qu'à un autre, le mercure, avec un accroissement égal de chaleur ou de froid, montera ou descendra sur une distance plus courte à la partie la plus large qu'à la partie la plus étroite, donnant ainsi une apparente hausse ou baisse de température inférieure à la vraie.

Cette difficulté peut être évitée par un processus appelé calibrage, qui est aussi simple que correct dans ses résultats.

Assez de mercure est placé dans la colonne pour en remplir une certaine portion, disons deux pouces ; et cet espace est soigneusement divisé en un grand nombre de degrés.

Le mercure est alors passé le long du tube jusqu'à ce que l'extrémité inférieure soit exactement au point précédemment occupé par l'extrémité supérieure ; il est mesuré avec beaucoup de soin, et si sa longueur diffère dans une mesure appréciable de celle indiquée dans la première position, le tube est rejeté comme alésage irrégulier.

Ce test est fait à travers chaque portion du tube ; et pour être absolument fiable, il doit être fait dans les deux sens, car la surface du mercure est légèrement convexe en passant vers le haut et légèrement concave en passant vers le bas.

Après son retour des régions arctiques, Sir Leopold McClintock a déclaré: "Les changements d'atmosphère ont été indiqués d'abord par l'anéroïde, ensuite par le sympiesomètre et enfin par le baromètre mercuriel."

Échelles

Les échelles finies en argent ont des graduations et des chiffres noirs pour le contraste, tandis que les échelles qui sont oxydées ont des chiffres et des graduations blancs.

Le même processus général est utilisé dans la fabrication de tous les thermomètres, mais bien sûr, le meilleur verre et les ouvriers les plus minutieux sont employés pour fabriquer les qualités standard et plus de temps est consacré aux tests, aux graduations et aux nouveaux tests pour assurer une plus grande précision.

AFFINAGE

Après avoir été scellés, mais avant d'être testés, les tubes "standard" sont "affinés" en étant placés dans une voûte pendant douze à vingt-quatre mois. Cela est nécessaire, car de nombreux thermomètres sont rendus plus ou moins défectueux par des changements moléculaires dans les ampoules une fois que les instruments ont été enfin testés.

Après que le verre a été porté à la température où il a soufflé les bulbes, il reprend peu à peu son bouffant minimum, le temps (qui doit s'écouler avant que le retrait cesse entièrement) variant selon les proportions relatives de plomb, de soude et de silice utilisées dans le fabrication du verre.

Pour cette raison les ampoules pour instruments fins, après avoir été remplies et scellées, doivent être conservées un à deux ans avant d'être entartrées.

Le verre émaillé rétrécit plus que le simple ; par conséquent, bon nombre des meilleurs instruments ont des ampoules en verre ordinaire scellées à des tubes émaillés.

Comme l'alcool bout à 173 degrés F. (le mercure est toujours utilisé pour les températures élevées. Il bout à 675° F dans l'atmosphère, mais, la pression de l'amadou, sera beaucoup plus élevée (selon la pression utilisée).

Si les fabricants négligent le processus de raffinage, cela évite d'immobiliser une grosse somme d'argent, réduisant d'autant le coût de production, mais produit naturellement un instrument qui s'avérera inférieur après un certain temps.

VARIATION DE L'ALÉSAGE DU THERMOMÈTRE

Rarement, voire jamais, deux tubes auront le même alésage. Comme il est impossible de fabriquer des outils ou des jauges pour déterminer la taille comparative de l'ampoule (à l'alésage), l'ouvrier doit dépendre entièrement de son jugement et de ses années de pratique.

THERMOMÈTRES À ALCOOL

La méthode de fabrication d'un thermomètre à alcool ou à alcool diffère par une particularité importante de celle qui vient d'être décrite pour l'instrument à mercure.

Dans ce dernier cas, l'air et l'humidité sont évacués (aussi près que possible) du tube et de l'ampoule avant que le tube ne soit fermé ; mais lorsqu'on utilise de l'alcool, il est nécessaire d'avoir le tube plein d'air au-dessus du fluide avant que le scellement ait lieu.

La raison en est évidente, si l'on se souvient que l'alcool est naturellement volatil et serait totalement incertain dans ses mouvements s'il était placé dans le vide.

 Après que l'ampoule et une partie du tube aient été remplies d'alcool par la même méthode que celle poursuivie avec le mercure (la chaleur, bien sûr, étant utilisée avec beaucoup de précautions), le fluide est aspiré autant que possible par l'application d'un froid artificiel, et le haut est scellé tandis que le tube est plein d'air.

Divers fluides ont été et sont encore utilisés pour fabriquer des thermomètres, dont les principaux sont l'éther, l'acide sulfurique, l'alcool et le mercure, les deux derniers étant maintenant les plus largement favorisés.

POINTS D'ESSAI

Toutes les échelles de thermomètre sont déterminées par le thermomètre à hydrogène standard. La première étape de la fabrication de l'échelle consiste à placer sur le tube les "points de test".

Le tube est placé verticalement dans de la glace fondante pour obtenir le point de congélation (32°F). Au bout d'une demi-heure environ, le tube est soulevé jusqu'à ce que le haut du mercure soit vu, point auquel le tube est marqué.

Le tube est ensuite placé dans un bain dans lequel l'eau est maintenue à une température constante (selon une norme absolue) de 62°F, moment auquel le tube est marqué.

Ce processus est répété en 92° lorsque le tube est prêt à être monté sur l'échelle finie.

Pour avoir un test absolument précis, l'eau de tous les bains doit être maintenue en parfaite circulation (un agitateur électrique est généralement utilisé), de sorte que la température dans chaque partie soit la même.

TESTS SUR D'AUTRES THERMOMÈTRES

Ces tests sont pour les thermomètres les plus courants, les points de test variant selon le caractère ou la qualité de l'instrument.

Les thermomètres d'incubateur sont testés 90-100-110, cliniques à 95-100-105-110, tandis que les thermomètres à d'autres fins ont d'autres points de test.

DÉFAUTS DANS LES THERMOMÈTRES

Le plus grand nombre de défauts dans les thermomètres commerciaux ordinaires résultent d'une construction incorrecte ou négligente, les principales erreurs étant généralement commises lors des tests, ou du "pointage" et de la mise à l'échelle.

Des tests rapides et décisifs des thermomètres ne peuvent être effectués que par comparaison avec un instrument standard sous l'eau, car les courants d'air, le rayonnement, la réflexion et les différents degrés de sensibilité dus aux différentes tailles et épaisseurs d'ampoules, rendent impossible une évaluation rapide et définitive en plein air.

Comme le mercure gèle à -38,02° F, les thermomètres à alcool sont utilisés pour enregistrer les basses températures.

Dans certaines usines, où sont fabriqués des instruments très bon marché, le travail de pointage est si négligent que l'eau dans laquelle les tests sont effectués peut souvent descendre de quelques degrés au-dessous de la température appropriée avant que l'ouvrier ne la restaure en ajoutant de l'eau chaude.

Si tous les tubes de thermomètre pouvaient être fabriqués avec le même diamètre d'alésage...

Si tout pouvait être fait avec la même ampoule de capacité...

Si tout pouvait se faire sans tenir compte de l'équation personnelle de l'ouvrier...

Alors, et alors seulement, l'opération de fabrication du thermomètre pourrait être rendue mécanique.

PRIX VS. QUALITÉ

Il y a des thermomètres et des thermomètres. Le prix ne doit pas être déterminé par le coût du petit morceau de verre et la petite quantité de mercure entrant dans sa construction, pas plus que la valeur d'une fine lentille microscopique ne doit être déterminée par le coût du sable (et d'autres matériaux qui sont fusionnés pour fabriquer le verre) à partir duquel la lentille est meulée.

On prétend, et apparemment avec raison, que les thermomètres métalliques (bien que corrects en théorie et très ingénieux) ne sont pas pratiques. Leur action dépend de la différence d'expansibilité de deux bandes de métaux différents (comme l'acier et le laiton), dont les côtés plats sont soudés ensemble.

Au bout d'un certain temps, ces métaux deviennent "fixés", lorsque l'enregistrement est tout sauf précis. Si les fabricants utilisaient (ou pouvaient se permettre) d'utiliser de l'acier Invar et du laiton de qualité supérieure, puis de faire effectuer tout le travail à la main (comme dans le cas des thermographes), une précision permanente en résulterait, mais le coût serait prohibitif.

Le zéro absolu est de -459,4° F. Au-dessus de cette température, tout contient scientifiquement de la chaleur.

UNE EXPÉRIENCE—ÉBULLITION

À une pression barométrique de 29,92, l'eau pure bout à 212°F L'eau libérée de l'air (par ébullition) peut être portée à plus de 230°F sans ébullition, et si elle est recouverte d'une couche d'huile, peut être portée à 248°F sans ébullition, mais au-dessus de cette température, il se met soudain à bouillir, et avec une violence presque explosive.

UNE EXPÉRIENCE—LA CONGÉLATION

Le point de congélation de l'eau pure peut être diminué de plusieurs degrés si l'eau est préalablement libérée de l'air par ébullition et est ensuite conservée dans un endroit parfaitement immobile. Il peut être refroidi à 25°F sans geler.

 Lorsqu'il est légèrement agité, le liquide (ou une partie de celui-ci) se solidifie immédiatement.

L'eau de mer gèle à environ 26°F, la glace étant assez pure.

Remarque—La fabrication de thermomètres pour des températures élevées (750 degrés à 1 000 degrés F) nécessite plus de compétences et de soins ordinaires.

Ils ne peuvent pas être suffisamment «affinés» en les stockant, mais doivent être chauffés pendant au moins 75 heures à une température de 100 degrés F au-delà du point maximum auquel le thermomètre fini peut être utilisé.

Il est possible de maintenir cette température élevée nuit et jour pendant 75 heures (sans fluctuation) uniquement à l'aide de fours électriques très finement construits et contrôlés.

Les Thermomètres dans le travail météorologique

Les THERMOMÈTRES sont tout aussi nécessaires que les baromètres et sont considérés comme tout aussi importants.

Il faut être prudent dans le choix de l'exposition appropriée, le thermomètre étant suspendu là où l'air peut circuler très librement autour de lui. Il est bon de l'abriter des rayons directs et aussi de la chaleur rayonnante du soleil. Les erreurs (parfois dues à une mauvaise exposition) entraînent des résultats très trompeurs.

MAXIMUM ET MINIMUM QUOTIDIENS

La température maximale des 24 heures est atteinte vers 3 ou 4 p. m., après que le soleil a atteint sa plus grande altitude, lorsque la quantité de chaleur rayonnée de la terre est juste égale à la quantité reçue de
le soleil.

La température minimale se produit juste quelques minutes avant le lever du soleil. La température diminue ou augmente irrégulièrement mais progressivement dans toutes les directions à partir d'une zone centrale plus ou moins limitée de haute ou basse température.

Pendant la journée, le sol reçoit du soleil plus de chaleur qu'il n'en rayonne dans l'espace. L'inverse est le cas pendant la nuit.

Il est nécessaire dans les observations météorologiques, de connaître la température la plus élevée du jour et la température la plus basse de la nuit. Les thermomètres ordinaires ne pourraient donner ces indications que par une observation continue, ce qui serait peu pratique.

Le thermographe est bien sûr l'instrument idéal, car il donne toutes les fluctuations et l'heure de leur apparition, mais un thermomètre à maximum et à minimum donnera les extrêmes. Le mercure pousse devant lui un index (voir coupe).

Lorsque le mercure recule, l'indice reste au plus haut. Dans le tube de gauche, c'est le plus bas, tandis que dans le tube de droite, c'est le plus haut degré de chaleur atteint.

L'hémisphère oriental est plus chaud de 20 °F que l'hémisphère occidental, en raison de la plus grande quantité de terres de 8o° E de long et de 100° E. de long depuis Greenwich.

COMMENT L'EAU GÈLE

L'eau se contracte lorsque sa température descend à environ 25° F, mais à partir de ce point (bien que le refroidissement continue), elle se dilate jusqu'au point de congélation de sorte que 25°F représente le point de plus grande contraction.

En hiver, l'eau à la surface d'un lac se refroidit et coule au fond et une série continue de courants continue jusqu'à ce que l'ensemble ait une température d'environ 25°F.

Le refroidissement en surface se poursuit toujours, mais l'eau se dilate d'environ 10% au moment de la solidification et, par conséquent, flotte à la surface de l'eau. Sans cela, un lac gèlerait solidement. La glace qui se forme protège l'eau en dessous, dont les parties inférieures restent à une température d'environ 25° F.

EFFET DE CIEL NUAGEUX

Certains hivers, on a constaté que les rivières n'ont pas gelé, le ciel ayant été nuageux, bien que le thermomètre ait été pendant plusieurs jours au-dessous de 25°F, tandis que les rivières gèlent à des températures plus élevées lorsque le ciel est clair.

PROFONDEUR DE LA MER

La profondeur de la haute mer est très variable ; le plomb atteint généralement le fond à environ 300 à 450 mètres, dans l'océan, il est généralement de 1 300 mètres, et des cas sont connus où le fond n'a pas été atteint à 4 500 mètres. Il a été calculé que la masse totale de l'eau ne dépasse pas celle d'une couche liquide entourant la terre à une profondeur d'environ 1 100 mètres.