차고 뜨거운 정도 나타내는 온도계… 정확한 계산·실험 돕죠

세상을 바꾼 생각

온도는 동물, 식물뿐 아니라 기계에도 엄청난 영향을 미쳐. 과학이 발달하면서 온도를 정확하게 재는 일이 더욱 중요해졌어. 그래서 사람들은 온도를 잴 수 있는 온도계를 만들게 됐단다.

온도는 차고 뜨거운 정도를 수치로 나타낸 것이야. 1593년 갈릴레이는 온도의 높고 낮음에 따라 기체의 부피가 변하는 원리를 활용, 최초의 온도계를 만들었지.

당시 갈릴레이는 온도 측정을 위해 공기와 물을 이용했어. 우선 기다란 유리 대롱과 비어 있는 유리 공을 연결했어. 그런 다음 뚫려 있는 유리 대롱의 한쪽 끝을 물속에 담갔지. 그렇게 하면 처음에는 압력 때문에 물이 대롱 속으로 빨려 들어가. 갈릴레이는 그때 물의 높이를 눈금으로 표시해 뒀어. 이후 물의 높이를 살펴봤더니 물의 높이가 온도에 따라 조금씩 달라졌어. 더워질수록 공기가 팽창해서 물 높이가 올라가고, 추워질수록 공기가 수축해 물 높이가 내려왔지. 이런 밀도차 온도계를 '서모 스코프(Thermo Scopes)'라고 해.

그런데 갈릴레이가 발명한 이 기체온도계는 구체적인 온도 단계가 없었어. 그래서 정확하게 몇 도인지를 알기는 어려웠지.

기체온도계의 이런 단점 때문에 액체온도계가 개발됐어. 많은 과학자가 다양한 형태의 온도계를 만들어 내기 시작한 거야. 18세기 초에 이르러서는 무려 서른다섯 종류나 되는 온도 체계가 창안됐단다. 이중 네덜란드의 가브리엘 파렌하이트(1686~1736), 스웨덴의 천문학자였던 셀시우스(1701~1744), 프랑스의 레오뮈르(1683~1757) 등이 제안한 온도계가 널리 사용됐지.

파렌하이트는 오늘날 우리가 '화씨'라고 부르는 온도 체계를 만들었어. 수은으로 채워진 이 온도계는 열팽창이 들쑥날쑥하지 않고 일정했어. 그리고 -38.9도에서 357.7도까지 넓은 범위의 온도를 잴 수 있었어.

지금 미국과 서양의 몇 나라들에서 사용되고 있는 화씨 온도는 파렌하이트가 만든 것을 조금 고친 거야. 현재의 화씨 온도계는 얼음의 녹는 점을 32℉, 물이 끓는 점을 212℉로 정해 그 사이를 180등분으로 나눈 것이란다.

1742년 셀시우스는 수은을 사용해서 '섭씨' 온도 체계를 만들지. 오늘날 우리나라에서도 셀시우스가 만든 것을 조금 고친 섭씨온도 체계가 주로 사용되고 있어. 이 온도 체계는 대기압 1기압에서 얼음이 녹는 점을 0도, 물이 끓는 점을 100도로 정해 두 온도 사이를 100등분하고, 한 눈금의 간격을 1도로 정한 것이란다.

세계사를 바꾼 놀라운아이디어의 세계(윤소영 글·정현희 그림)