Учение о теплоте. Поведение тел при нагревании Марио Льоцци Тепловое расширение
    Экспериментальные исследования теплового расширения в XVIII веке привели к характерной путанице понятий, царившей почти до середины XIX столетия. Говорили, например, что "ртуть расширяется равномерно", забывая добавить, по отношению к какому эталону определяется это расширение. Между тем в качестве мерила неявно предполагалась та же ртуть, поскольку за равные интервалы температуры принимались интервалы, дававшие равные значения расширения ртути. При этих условиях утверждение о том, что ртуть расширяется равномерно, лишено смысла, точно так же как нет смысла и в утверждении, что видимое движение неподвижных звезд "равномерно", если само это движение служит для определения равных интервалов времени.
    Уже в начале столетия некоторые опыты Дэви показали необходимость принятия эталонной шкалы. Дэви сконструировал различные термометры - со ртутью, со спиртом, с чистой водой, с соленой водой. Каждый термометр он градуировал по Цельсию обычным способом с обычными двумя постоянными точками. Сопоставив показания этих термометров, он обнаружил полное их расхождение. Так, когда ртутный термометр показывал 50° С, спиртовой показывал 43°, термометр с оливковым маслом 49°, с чистой водой 25,6°, а с соленой водой 45,37°.
    Точное сопоставление показаний ртутного и воздушного термометров было произведено в 1815 г. Дюлонгом и Пти, которые пришли к заключению, что если расширение ртути считать равномерным, то расширение воздуха не будет равномерным, и наоборот. Однако полное выражение эти идеи получили лишь в знаменитом мемуаре Уильяма Томсона (лорда Кельвина), опубликованном в 1848 г., где вводится термодинамическая температурная шкала, не зависящая от применяемого термометрического вещества, почему она и получила название "абсолютной шкалы".
    Дюлонг и Пти в упомянутой работе считали, что два ртутных термометра дают всегда согласованные показания. Однако в 1808 г. Анджело Беллани (1776-1852) смог показать ложность этого предположения, исходя из весьма незначительного на первый взгляд наблюдения, которое оказалось тем не менее весьма существенным, поскольку указало причину многих ошибок в проведенных измерениях температуры. Речь идет о смещении нуля в ртутных термометрах, обусловленном изменением с течением времени емкости стеклянного шарика.
    Изучение расширения различных сортов стекла, проведенное Реньо в 1842 г., берет свое начало от другого фундаментального труда Дюлонга и Пти (1818 г.) по определению абсолютного теплового расширения ртути с помощью весьма остроумного метода двух температур и двух уровней, до сих пор описываемого в учебниках физики. Заметим кстати, что в связи с этим Дюлонг и Пти изобрели катетометр - точный прибор для определения разности уровней (в барометрах, капиллярах и т. д.) между двумя точками, не обязательно находящимися на одной вертикали.
    Знание абсолютного теплового расширения ртути позволило Дюлонгу и Пти экспериментально исследовать тепловое расширение других жидкостей и твердых тел с помощью методов, описываемых в курсах физики. Исследователи пришли к общему выводу, что по отношению к тепловому расширению ртути тепловое расширение других тел, твердых и жидких, оказывается неравномерным, изменяющимся с температурой и подверженным большим аномалиям вблизи точек плавления. ............