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体温计大概是最常见的医疗器械。头疼?先量个体温吧。咳嗽?先量个体温吧。流鼻涕?先量个体温吧……

那么,体温计是如何出现在生活中的呢?

早在两千多年前,人们就注意到了热胀冷缩的现象。《前汉书.律历志》写到:“铜为物之至精,不为燥、湿、寒、温变节,不为霜、露、风、雨改形。”古代以铜铸造货币,就是因为铜的物理性质较为稳定。

体温计:比暖男还知道你的冷暖

(钢轨之间的缝隙是为了避免钢轨发热膨胀引起歪曲,图片来源:ipsm.hner.cn)

无独有偶,在古希腊,有位叫菲伦的人,他运用热胀冷缩的原理,制作了一种玩具。这个玩具的主体,是一个n型玻璃管。玻璃管内装有水,一端用玻璃球密封,一端用铅球密封。加热或者冷却铅球,玻璃管内的水就会前进、后退。

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(蓝色液体会流动吗,图片来源:ipsm.hner.cn)

1593年,著名的物理学家伽利略,在此基础上,开始了进一步研究。他准备了一个特殊的玻璃管,一端开口,另一端呈空心圆球状。在玻璃管内加入水,然后将玻璃管倒置,插入同样盛水的容器内。当加热玻璃球时,玻璃球内的空气受热膨胀,液面便会下降。这便是温度计的雏形。

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(伽利略温度计,图片来源于网络)

随后,诸多学者对体温计进行了改进。

第一个改进,是法国物理学家让.雷做的。他做的事也很简单,就是把伽利略的温度计倒过来。球状的一端在下,开口的一端在上;用液体取代空气,作为新的测温物质。这一改进虽然微小,但是意义重大。因为空气体积除了取决于温度,还受气压影响,液体则稳定得多。

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(让.雷温度计示意图,图片来源:ipsm.hner.cn)

不过,让.雷的温度计仍然和外界连通。假如液体蒸发,测量结果就会出现较大的误差。所以,随后,弗洛伦萨的学者们,又对其做了进一步的改进:把温度计密封。

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(早期温度计,此时的刻度是随意标注的)[4]

一转眼,到了1709年,德国物理学家华伦海特也对液体的热胀冷缩产生了兴趣。经过不断实验,他发现酒精在不同温度下的体积变化,比水更为明显,于是将酒精灌注在玻璃管内,制成了酒精温度计。随后,基于同样的理由,他又用汞取代了酒精。同时,将盐水混合物的冰点和人体血液的温度,作为两个固定点,将其分隔成96份,每份为一度。这就是华氏摄氏度的由来。

华伦海特之后,埃特肯在球形储液囊和玻璃细管之间,设计了一段狭窄收缩的部分,以保证水银不会在读数之后流回去。至此,现代水银体温计的所有特点,结构、水银和刻度,都具备了。但它仍然不能被称之为体温计,因为这个时候,医生们还没有深入思考过体温和疾病的关系。

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(水银体温计,图片来源:wikipedia.org)

1868年,终于有医生这么做了。德国医生翁德利希,在不断的行医过程中,开始把体温和疾病联系起来。

为了详细说明二者的关系,他进行了100多万次的实验,对两万五千例病人进行了体温测量,最终得出结论:体温并不是一个恒定值,而是时刻处于变化之中。36.3 OC ~37.5 OC都属于正常。他将这个结论,写到了《疾病与体温》一书。

水银体温计成本低、结果准,可以说是价廉物美。

但是,水银体温计也有自己的问题。

首先是汞。有学者估算,2002年,仅为了生产水银温度计,就消耗了149.625吨汞。汞是有毒的,不管在生产缓解还是在使用环节,稍有不慎,就有可能造成严重后果。

因此,诞生了电子体温计。其原理并不复杂,就是用温度传感器,取代了传统体温计中的水银。

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(电子体温计,图片来源:amazon.cn)

另一个明显不足,是测量方式。水银体温计一般放置于腋下、口腔中或者肛门内,经3~10分钟后取出、读数。在传染病流行期间,这一方案自然就不太合适了;不懂配合的婴儿,也是个麻烦。

于是,出现了两种新型体温计。

一种,是一次性体温计。

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(一次性体温计,图片来源:sharedour.com)

一次性体温计包括感温物质和指示剂两部分。将对温度敏感的物质固化在试纸上,遇到某一特定温度时,该物质气化,覆盖指示剂表面,使其呈现独特的颜色。既保证了准确性,又避免了交叉感染。

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(一次性体温计,图片来源:sharedour.com)

还有一种,是体温枪。

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(体温枪,图片来源:amazon.cn)

和其他体温计不同,体温枪并不是测量体温,而是“看到”体温。

我们都知道,自然界中的任何物体,都存在红外线辐射。皮肤也好、耳膜也罢,每时每刻都在往四周辐射红外线,而辐射红外线的剂量,又和其温度有关。运用这一原理,通过光学系统接受被测部位的红外线,将光信号转化为电信号,电信号再经芯片解读,显示在液晶屏上,就能在不接触的情况下,快速、准确测量患者的体温。

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(狗的红外线照片,图片来源:wikipedia.org)

根据关于《关于汞的水俣公约》,到2020年,中国将不再生产、进出口含汞产品。这意味着,传统的水银体温计,很快会从生活中消失。不过,大可不必为此唏嘘。体温计的发展史,也是物理学家、医生、材料研究者

责任编辑:海凡

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