О расширении тел от теплоты знали уже древние греки, но применить это к измерению температуры воздуха и других тел догадался впервые только Галилей.
Прибор его состоял из стеклянного шара с тонкой трубкой, которая вставлялась шаром вверх в сосуд, наполненный жидкостью. Перед тем как вставить трубку, шарик слегка нагревался, так что часть воздуха выходила из трубки. Если теперь внести прибор в более холодное помещение, воздух в шаре сожмется и жидкость в трубке поднимется до более высокого уровня; если, напротив, станет теплее, воздух в шаре расширится и уровень жидкости в трубке опустится.
Ясно, что по такому прибору можно судить только о том, теплее ли стало, или холоднее, но насколько именно — измерить нельзя; и сам Галилей назвал прибор «термоскопом», т. е. прибором, показывающим лишь разницу в теплоте, но не дающим меры этой разницы. Кроме того, уровень жидкости в трубке такого прибора зависит не только от температуры, но также и от давления воздуха. Чтобы получить то, что мы сейчас называем термометром, нужно было прежде всего разобщить жидкость трубки от наружного воздуха, а затем наметить постоянные точки, от которых и отсчитывать температуры.
Эти необходимые усовершенствования постепенно были сделаны, и уже Гюйгенс (XVII в.), открыв, что вода замерзает и кипит всегда при одних и тех же температурах, предложил взять температуры замерзания и кипения воды за постоянные точки термометра. Фаренгейт в 1724 г. пошел еще дальше, установив, что температура кипения воды зависит от давления воздуха; но так как в то время уже был известен барометр, то принять во внимание давление было нетрудно. Фаренгейт был искусный стеклодув и делал очень хорошие термометры, но за низшую постоянную точку он взял не точку замерзания воды, а наиболее низкую известную ему температуру — именно замерзания смеси воды, соли и нашатыря. Это точку он принял за 0° и промежуток между нею и точкой таяния чистого льда разделил на 32°; таким образом он определил величину градуса. На точке кипения воды у него получилось 212°. В этом виде термометр Фаренгейта до сих пор еще принят в Англии, в ее колониях и в Америке.
Распространенный у нас термометр Реомюра первоначально был изготовлен Реомюром так, что вместо ртути был взят спирт с водой, на точке замерзания воды стояло 1000, на точке кипения — 1080. Впоследствии тысячи были отброшены, и осталось 0° и 80°. Делюк, сохраняя деление на 80 частей, взял вместо спирта ртуть и правильно определил точку кипения (Реомюр не принял во внимание давления воздуха). Наш комнатный термометр вернее было бы поэтому называть термометром Делюка, а не Реомюра.
В метеорологии, как и вообще и науке, принят термометр Цельсия, предложенный шведом Цельсием; в этом термометре промежуток между точкой таяния льда и точкой кипения воды разделен на 100 частей. Им пользуются во всех странах, кроме Англии и Америки, которые даже в Научных сочинениях держатся Фаренгейта, несмотря на происходящие от этого неудобства.
Перевод градусов Реомюра в градусы Цельсия и обратно без труда делается в уме. С Фаренгейтом дело обстоит несколько хуже, так как помимо того, что расстояние между постоянными точками поделено у него на 180 частей, его нуль лежит на 32° (его шкалы) ниже, чем у Р и у Ц. Поэтому прежде всего нужно из числа градусов по Ф вычесть 32 и полученное число множить на 100/180, т. е. на 5/9, чтобы получить градусы Ц, или на 80/180, т. е. 4/9, чтоб перейти к градусам Р. Это уже не так удобно делать в уме. Существует и более простой прием для перевода градусов Ф в градусы Ц. Вычтя 32° из числа градусов Ф, берут половину полученного числа и прибавляют к ней ее 1/10, 1/100 и т. д. — для перевода в градусы Ц, или вычитают 1/10, 1/100 и т. д. — для переводов в градусы Р. Например, если нам дано 150° Ф, то, вычитая 32° из 150°, имеем 118; деля пополам, получаем 59°. Далее:
Перевод в Ц: 59.00 + 5.90 + 0.59 = 65.49
Перевод в Р: 59.00 — 5.90 — 0.59 = 52.51
Зная десятичные дроби, нетрудно проверить это правило, которое в сущности является лишь другим выражением предыдущего. Оно может пригодиться всякому, кто читает английские сочинения. В переводах столь популярного у нас Джека Лондона можно встретить такие температуры, что только диву даешься; в «сильный мороз» термометр стоит на нуле, «температура больного 105°» и т. д., так как переводчик не учел, что американцы считают по Фаренгейту.