Daniel Fahrenheit

Daniel Fahrenheit

Daniel Fahrenheit bedacht de kwikthermometer, die voor de doorbraak in temperatuurmeting zorgde

Daniel Fahrenheit 1686-1736

Daniel Fahrenheit bracht het grootste deel van zijn arbeidzame leven door in Nederland. Hij werd geboren in de toenmalige Duitse stad Danzig, het huidige Gdansk, als de oudste van vijf kinderen. Toen hij vijftien was, stierven zijn ouders na het eten van giftige paddestoelen. Zijn broers en zusters kwamen in pleeggezinnen terecht, maar hij ging in de leer bij kooplieden die hem naar Amsterdam zonden. Daar raakte hij geïnteresseerd in temperatuurmeting, vooral in de primitieve thermometers die rond 1640 in Florence waren uitgevonden. Fahrenheit leende geld met zijn erfenis als onderpand om zijn gedachten over temperatuurmeting te kunnen ontwikkelen – daarom moest hij op de vlucht. Het meten van temperatuur is tegenwoordig zo alledaags dat een wereld zonder kennis van de temperatuur moeilijk voor te stellen is. Toch deden wetenschappers nog aan het eind van de 18de eeuw verwoede pogingen om een betrouwbaar apparaat te ontwerpen dat de exacte temperatuur kon meten, en daarvoor een uniforme schaal op te stellen.

Primitieve thermometers

Galileo Galilei (1564-1642) was de eerste die een, primitieve, thermometer had gemaakt. Hij had gebruikgemaakt van het feit dat lucht zich bij verhitting uitzet en samentrekt bij afkoeling. Hij plaatste een cilindervormige buis in water en merkte dat de lucht bij verhitting het waterniveau in het apparaat omlaag duwde, en dat het niveau steeg bij afkoeling. Hij besefte echter al spoedig dat de methode onbetrouwbaar was, omdat het volume van de lucht eveneens fluctueerde afhankelijk van de atmosferische druk. Langzamerhand ging de wetenschap op andere substanties over en aan het eind van de 17de eeuw werd alcohol voorgesteld.

De kwikthermometer

Fahrenheit fabriceerde uiteindelijk een thermometer die voldeed aan de wetenschappelijke vereisten. Hij, van beroep maker van meteorologische instrumenten, slaagde er in 1709 in om een alcoholthermometer te ontwikkelen die superieur was aan alle voorafgaande. Pas toen hij gebruik ging maken van het werk van Guillaume Amontons (1663-1705) aan de eigenschappen van kwik, wist Fahrenheit de temperatuurmeting werkelijk een nieuw tijdperk binnen te loodsen. In 1714 vond hij de eerste succesvolle kwikthermometer uit.

De schaal van Fahrenheit

In 1715 voltooide hij zijn doorbraak met de ontwikkeling van de temperatuurschaal van Fahrenheit. Hij nam nul graden Fahrenheit (0°F) als laagst produceerbare temperatuur (die van een mengsel van ijs en keukenzout) en het vriespunt van water en de lichaamstemperatuur van de mens als andere vaste punten. Volgens zijn oorspronkelijke schaal was het vriespunt van water 30°F en de lichaamstemperatuur 90°F. Later veranderde hij dat in 32°F voor water en 96°F voor het menselijk lichaam. Het kookpunt van water was 212°F, zodat er 180 stappen zaten tussen het vriespunt en het kookpunt. Deze schaal is overal gebruikt en in Engelstalige landen nog tot in de jaren zeventig van de 20ste eeuw de overheersende gebleven. In de Verenigde Staten is hij nog steeds algemeen in gebruik.

Opvolgers van Fahrenheit

Het grootste deel van de wetenschappelijke gemeenschap is van de schaal van Fahrenheit overgestapt op die van Celsius. Deze metrische schaal, waarbij water vriest bij 0°C en kookt bij 100°C, is ingesteld door de Zweed Anders Celsius (1701-1744) en door zijn landgenoot Carolus Linnaeus (1707-1778) gewijzigd tot de schaal die we nu kennen (Celsius had hem oorspronkelijk andersom en plaatste het kookpunt bij 0°C en het vriespunt bij 100°C!). De schaal van Celsius wordt ook wel centigraadschaal genoemd, naar het Latijn voor ‘honderd stappen’. Om van graden Fahrenheit tot graden Celsius te komen moet men 32 aftrekken, dit getal met 5 vermenigvuldigen en het resultaat door 9 delen. Van Celsius naar Fahrenheit: met 9 vermenigvuldigen, door 5 delen en 32 erbij optellen.

De invloed van Fahrenheit

De schaal van Kelvin is beter geschikt voor wetenschappelijke doeleinden en de schaal van Celsius is eleganter omdat hij decimaal is. De populariteit van de schaal van Fahrenheit in sommige landen is erin gelegen dat hij is ontworpen voor dagelijks gebruik; een negatieve temperatuur zal zelden voorkomen. Fahrenheit ontdekte dat de kookpunten van verschillende vloeistoffen wisselen afhankelijk van de schommelingen in de atmosferische druk; hoe lager de druk, des te lager het kookpunt van water; handig wanneer men op grote hoogte thee wil zetten.

ca. 1701 Fahrenheit komt aan in Amsterdam, in de leer bij kooplieden. 1709 Ontwikkelt een superieure alcoholthermometer. 1714 Vindt de kwikthermometer uit. 1715 Ontwikkelt de Fahrenheitschaal voor temperatuurmeting.

Author: Y Comak