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온도계의 탄생 - 온도경? 온도계!

온도계 발명에 도전한 과학자들

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그러나 당시의 온도계 눈금은 장치마다 달랐고, 전혀 일관성이 없었다. 그래서 온도계의 표준이 필요했다.

1661년에 로버트 보일Robert Boyle은 온도계를 손에 넣었다. 피렌체에서 10년 전에 개발된 이 온도계는 오늘날 갈릴레이Galileo Galilei 온도계로 알려져 있다. 이 장치는 저온을 측정하기에 부적절한 데다 보통의 온도를 측정할 때도 편리하지는 않았지만, 우아한 물건이었다.

 

그러나 이름과 달리 이 장치는 위대한 이탈리아 물리학자가 직접 만든 것이 아니고, 그의 조수가 만들었다. 이 때문에 약간의 혼란이 일어나서, 갈릴레이를 이 온도계의 발명자라고 지목하는 일이 많다. 갈릴레이는 분명히 온도경으로 실험을 했지만, 이것조차도 다른 사람의 아이디어였다.

 

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갈릴레오 갈릴레이(Galileo Galilei, 1564-1642)

 

원래의 온도경에는 온도 변화를 양적으로 알 수 있는 표시나 눈금이 없었다. 어떤 보고에 따르면 사그레도Sagredo가 1613년에 온도계에 처음으로 눈금을 새겼다고 한다. 그는 최초로 온도에 '도degree'를 사용했고, 눈금을 360등분한 것도 사그레도라고 생각된다. 360이라는 수는 수학적으로 다루기 쉬운 수이다. 이 수는 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12로 나누어 떨어지고, 이런 이유로 바빌로니아 시대부터 측정에 사용되었다. 똑같은 이유로 오늘날까지도 시간을 60(360분의 6분의 1)등분하고 원을 360도로 나눈다.

 

 

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2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12로 나누어 떨어지는 수, 360

 

기록으로 증명할 수 있는 온도계의 눈금은 1638년에 영국의 신비 사상가 로버트 플러드Robert Fludd가 남긴 글에서 최초로 나온다. 그러나 당시의 온도계 눈금은 장치마다 달랐고, 전혀 일관성이 없었다. 그래서 온도계의 표준이 필요했다.


1655년에 로버트 훅Robert Hooke은 왕립학회의 표준 온도계를 만들었는데, 이것은 영국에서 가장 정확한 온도계였다. 알코올의 팽창을 이용하고, 100개의 눈금으로 나눈 이 온도계는 40년 동안 날씨 변화를 측정하는 데 사용되었다. 이때 사용한 온도 단위는 '도 훅degree Hooke'이었다.

 

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로버트 훅(Robert Hooke, 1635-1703)

 

이것이 최초의 공식적인 눈금은 아니었다. 산토리오Santorio는 촛불의 얼음 온도 변화를 계산하는 고정점으로 삼았다. 피렌체 학파는 가장 추운 겨울밤과 가장 더운 여름낮을 기준으로 사용했고, 로버트 보일은 굳은 아니스유(아니스의 열매를 증류해서 만든 기름. 무색 또는 누런 흰색으로 독특한 향기와 단맛이 있으며 화장품, 식품, 비누 따위의 향료로 쓰인다) 의 온도를 사용했다. 에드먼드 핼리Edmond Halley는 눈금의 낮은 점으로는 깊은 동굴 속의 추위를, 높은 점으로는 알코올이 끓는점을 제안했다. 로버트 훅은 처음으로, 순수한 증류수가 어는점을 사용하자고 제안했는데, 이것이 가장 확실한 선택으로 보였다.

 

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아니스(학명:Pimpinella anisum)


18세기에 접어들 무렵에 아이작 뉴턴Isaac Newton이 이 연구에 뛰어들었다.

 

뉴턴이 자신의 눈금을 발표하자 곧바로 기욤 아몽통Guillaume Amontons이 비판했다. 그는 눈금을 조정하기 위해 그렇게 많은 부정확한 값을 사용하는 것에 반대했다. 뉴턴은 체온(눈이 녹는 것보다 12˚ 높다)을 이용해서 온도 간격을 정했다. 아몽통이 보기에 체온은 충분히 엄밀한 숫자가 아니었고, 여름날의 온도가 5˚ (또는 4˚나 6˚일 수도 있다)라는 것과, 손이 견딜 수 있는 가장 뜨거운 물의 온도가 14와 11분의 3˚라는 것도 받아들일 수 없었다! 아몽통의 논평은 뉴턴의 연구 전체를 의문에 빠뜨렸다!

 

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아이작 뉴턴Isaac Newton(왼쪽) / 기욤 아몽통Guillaume Amontons

 

여기에 비해, 아몽통은 열의 본질과 열이 자연에 주는 효과에 대해 명확히 관찰했다. 아몽통은 아이디어들을 모아서 놀라운 사고실험을 수행했다. 아몽통은 젊었을 때 청력을 잃었지만 그의 정신은 수많은 아이디어로 들끓었고, 마침내 '절대 영도'의 아이디어를 처음으로 끌어냈다.

 

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"왜 얼음은 하룻밤 사이에 얼지만 날이 따뜻해져서 녹아 없어질 때는 여러 날이 걸리는가?"

 

그 뒤를 이어 칼로릭이 차가움과 뜨거움의 원인으로 제안되었고, 물질을 이해하는 새로운 방식이 등장한다.


 

 

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냉장고의 탄생톰 잭슨 저/김희봉 역 | MID 엠아이디
이 책에선 수많은 사람들이 차가움을 꿈꾸며 ‘차가움의 궁극적인 원인’을 밝혀내는 과정이 흥미진진하게 펼쳐진다. 한 덩이 얼음을 얼리기 위해 플라톤, 아리스토텔레스, 파라셀수스, 베이컨, 보일, 라부아지에, 돌턴, 아보가드로 등 근엄한 철학자와 과학자들이 줄줄이 소환되어 물질의 본질에 대해 논쟁을 벌인다.





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글 | 톰 잭슨

영국 브리스톨에 살고 있는 톰 잭슨은 역사적인 맥락에서 과학과 기술에 생기를 불어넣는 것을 즐긴다. 20년이 넘는 시간 동안 아이들과 성인을 대상으로 하는 과학과 기술에 관한 수많은 이야기들을 발굴했다. 동물원 사육사, 여행작가, 들소 사냥꾼, 문서 정리원 등으로 일했지만, 지금은 과학을 배우고 즐기는 새로운 방법을 창조하는 데 몰두하고 있다.

냉장고의 탄생

<톰 잭슨> 저/<김희봉> 역14,400원(10% + 5%)

차가움을 꿈꾸는 자들의 이야기가 펼쳐진다! 『냉장고의 탄생』은 고대 수메르 문명에서부터 현대를 지나 미래까지 냉장고의 발자취를 추적하고 가늠한다. 이 책은 냉장고의 역사에 관한 책이라고 말할 수 있지만, 그 이상을 보여준다. 냉장고를 만들기 위해서 인간은 가지고 있던 물질과 자연, 그리고 세계에 대한 관..

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