クイズ問題: スウェーデンの天文学者で、水の融点を0度、沸点を100度とした温度にその名を残すのは誰でしょう?
答え: アンデルス・セルシウス

関連するWikipedia記事の抜粋:
title: 温度計
text: 1741年12月には、スウェーデンの天文学者であったアンデルス・セルシウスが、百分度温度計を観測記録に使い始め、これをスウェーデンの有名な植物学者であったカール・フォン・リンネが、温室内の温度を測るために氷点を0°、沸点を100°に改めた。これは1745年秋より前とされている。このスケールが摂氏(°C)として現在日本などで使われている。
title: 温度計
text: 1702年にオランダの天文学者オーレ・レーマーは塩と氷の混合状態を0°、水の沸点を60°とするスケールを持つ標準温度計を作った。これが後世でも示度の再現性が確認された初めての温度計となった。このスケールでは氷点の温度は7.5°となり、後には改めて氷点を7.5°、沸点を60°として温度計が較正されるようになった。
title: レオミュール度
text: セルシウス度で知られるアンデルス・セルシウスが水の氷点と沸点の2個の温度基準点を元に分割により目盛りを定めたのに対し、ルネ・レオミュールは温度基準点を氷点の1個のみに置きアルコールの体積増加を基準に目盛りを定めた。
title: ウィリアム・トムソン
text: 特にニコラ・レオナール・サディ・カルノーの理論を発展させた絶対温度の導入、ルドルフ・クラウジウスと独立に行われた熱力学第二法則(トムソンの原理)の発見、ジェームズ・プレスコット・ジュールと共同で行われたジュール=トムソン効果の発見などといった業績がある。
title: セルシウス度
text: セルシウス度はスウェーデンの天文学者でウプサラ天文台の創始者であるアンデルス・セルシウスが1742年に考案したものに基づいている。ただし、彼は現在のセルシウス温度の目盛付けとは逆の目盛り付けを行った。すなわち、1気圧下における水の凝固点(氷点)を100度、沸点を0度として、その間を100等分する目盛りを考案した。そして氷点以下の温度を、温度が下がるにしたがって101度、102度、103度・・・とした。地球上の気温を現今の温度目盛りでマイナス90 °C~プラス60 °C(気温#気温の記録)とすると、セルシウス考案の温度目盛りでは、プラス190度~プラス40度となって、気温が負数で表現されることはないという利点があるからである。
title: 西村知美の今夜もパジャマ気分
text: 「第零法則」と呼ばれる理由は、熱力学の体系が出来上がった後、 ジェームズ・クラーク・マクスウェルが基本法則の一つとして数えたためである。温度は熱の移動する方向を示す性質であり、第零法則により温度というものが定義できるようになるほか、温度計を用いた温度の測定も正当化される。氷点あるいは沸点の水と温度計(例えば水銀柱)とが熱平衡にある点を基準として、セルシウス度、華氏などの温度が定義された。
title: ヤード・ポンド法
text: ヤード・ポンド法は工学の分野でも長く使われて来た。ヤード・ポンド法の工学の単位で最も早く使われ出したのは、馬力と華氏度(フェーレンハイト度)だった。馬力は、1782年にジェームズ・ワットによって、33000ポンドの水を1分間に1フィート汲み上げるのに必要な仕事率として定義された。華氏度は、1713年ごろにガブリエル・ファーレンハイトによって、当初は過飽和状態の塩と氷を混ぜたものが凍る温度を0度、人の体温を96度として定義された。1777年に王立協会(当時の議長はヘンリー・キャヴェンディッシュ)が、水の融点を32度、標準大気圧における水の沸点を212度とするようファーレンハイトの温度目盛りを修正した。
title: 温度
text: かつては温度と熱の概念の区別が明確にされていなかった。温度と熱の違いに初めて気が付いたのはジョゼフ・ブラックであると考えられている。ブラックは氷が融解している最中は熱を吸収しても温度が変化しないことを発見した(潜熱)。また温度の違う同質量の水銀と水を混ぜる実験を行い、それぞれ水と水銀の温度変化にある定数を掛けた量が常に等しくなることを発見した。これは熱容量の概念であり、温度変化に乗ずる定数が熱容量に相当し、常に等しくなる量は移動する熱量である。これらの実験により温度と熱が異なる概念であることが確立された。
title: ボイルの法則
text: ボイルの法則(英: Boyle's law)とは、一定の温度の下での気体の体積が圧力に反比例することを主張する法則である。1662年にロバート・ボイルにより示された。この法則は、充分に圧力が低い領域において成り立つ近似法則である。
title: 華氏
text: 考案者のガブリエル・ファーレンハイトにちなむ。ファーレンハイト度、華氏度(かしど)ともいう。華氏の語源は、ファーレンハイトの中国音訳「華倫海特」(ファルンハイトゥ、繁体字: 華倫海特; 簡体字: 华伦海特; 拼音: Huálúnhǎitè)から「華」+人名に付ける接尾辞「氏」で、「華氏」「温度」になった。
title: アンデルス・セルシウス
text: 1741年にセルシウスはウプサラ天文台の創立者の1人として天文台長に就任し、翌1742年にはスウェーデン王立科学アカデミーに投稿した論文の中で、世界最初の実用的温度計を提唱した。これは100分目盛りの温度計でセルシウス温度計の基となった。ただし、1742年のセルシウスの提案は、水の沸点を0度、氷点を100度とするもので、現在のセルシウス温度とは逆の目盛りとするものであった。W.E.Middletonの1966年の論文ではカール・フォン・リンネらにより1752年までに目盛りは氷点0度、水の沸点100度に改められたという(これには異論が存在する。セルシウス度を参照)。
title: ロバート・ボイル
text: 温度が一定の場合、気体の体積は圧力に反比例することを発見。この法則はボイルの法則と呼ばれる。のちにジャック・シャルルがこの法則を温度変化が生じた場合について一般化したボイル=シャルルの法則を発見した。
title: 熱の仕事当量
text: ニコラ・レオナール・サディ・カルノーは、1824年以降に書かれたノート『数学、物理学その他についての覚書』にて、「単位量の動力を生ずるためには2.70単位の熱を消費しなければならない」と記述している。これは現在の数値に換算するとJ=3.63J/cal に相当する。この記述から、カルノーは熱の仕事当量を求めた初の人物といえる。しかしカルノー自身はこの内容を論文として発表しておらず、ノートが世に出たのは1872年のことであった。 なお、Jの算出方法についてはノートでは書かれていないが、後に述べるマイヤーと同じように、定圧比熱と定積比熱の比から求めたと推定されている。
title: 廖
text: エクマン数(えくまんすう、英: Ekman number)とは、地球流体力学など回転系の流体力学における粘性の大きさを示す無次元量である。この名は、フリチョフ・ナンセンの北極探検航海の際観察した、氷山が風の方向に流れないことを物理的に解いたスウェーデンの海洋学者で、V・ヴァルフリート・エクマンにちなんだもの。エクマン数はコリオリの力と粘性項の比で現される。地球流体力学における運動方程式で、粘性項を
title: アボガドロ定数
text: 定数の名称は、イタリア出身の化学者、アメデオ・アヴォガドロにちなんだものである。アヴォガドロは、気体の体積は(同一の気圧・温度の下では)気体の種類に関わらずそれに含まれる原子または分子の数に比例することを1811年に初めて発見した(アボガドロの法則)。1909年、フランスの物理学者であるジャン・ペランがアヴォガドロにちなんで定数の名前を付けることを提案した。ペランは、いくつかの異なる方法でアボガドロ定数を決定した業績により、1926年にノーベル物理学賞を受賞した。
title: ケルビン
text: ケルビンの名は、イギリスの物理学者で、絶対温度目盛りの必要性を説いたケルビン卿ウィリアム・トムソンにちなんで付けられた。なお、ケルビン卿の通称は彼が研究生活を送ったグラスゴーにあるケルビン川(英語版)から取られている。
title: ウィリアム・トムソン
text: 1845年、ケンブリッジ大学を卒業したトムソンは、パリのルニョーのもとで実験技術を磨き、同時にクラペイロンの論文を通じてカルノーの研究を知った。トムソンはルニョーの実験結果とカルノーの研究結果を発展させ、1848年に、「温度が物体中のエネルギー総量を表す」という絶対温度の概念を導いた。この単位は後に彼にちなんでケルビン(K)と呼ばれるようになった。また熱素説が残っていた当時、ジュールが発表していた「熱はエネルギーの一形態である」という論文を高く評価し、1851年に「熱を全て仕事にすることはできない(トムソンの原理)」ならカルノーの理論とジュールの法則が矛盾しないということを示した。これは現在熱力学の第二法則と呼ばれている。
title: 降水過程
text: ドイツの地球物理学者・気象学者アルフレート・ヴェーゲナーは、水が0°C以下であっても凍らない過冷却の状態が存在すること(過冷却現象自体はそれ以前に同じくドイツのガブリエル・ファーレンハイトが発見していた)、氷晶の周囲よりも水滴の周囲のほうが飽和水蒸気圧が高いこと、氷晶は空気中の水蒸気を引き寄せること、といった説を1911年に発表した。
title: ガブリエル・ファーレンハイト
text: 1732年には、オランダの植物学者であるヘルマン・ブールハーフェとともに、異なる物質の混合実験を行い、その時の温度が初めの温度の平均値にならないことを発見し、後にスコットランドの物理学者、化学者であるジョゼフ・ブラックにより比熱で証明された。
title: クラウジウス・クラペイロンの式
text: クラウジウス・クラペイロンの式(クラウジウス・クラペイロンのしき、英: Clausius–Clapeyron equation)とは、物質がある温度で気液平衡の状態にあるときの蒸気圧と、蒸発に伴う体積の変化、及び蒸発熱を関係付ける式である。ルドルフ・クラウジウスとエミール・クラペイロンに因んで名付けられた。
title: 地球温暖化に関する動きの歴史
text: 1827年にジョゼフ・フーリエが温室効果を発表、1861年にジョン・ティンダルが水蒸気・二酸化炭素・オゾン・メタンなどが主要な温室効果ガスであることを発見するとともに地球の気候を変える可能性を指摘した。これらの研究をベースに1896年、スヴァンテ・アレニウスは自身の著書『宇宙の成立』の中で、石炭などの大量消費によって今後大気中の二酸化炭素濃度が増加すること、二酸化炭素濃度が2倍になれば気温が5~6°C上昇する可能性があることなどを述べた。このころは、二酸化炭素による冷害防止に触れた『グスコーブドリの伝記』(宮沢賢治、1932年)などに見られるように、一部には浸透していたものの、こういった科学知識が一般に広く認知されるには至っていなかった。
title: 熱力学
text: さらにトムソンはカルノーの研究を知り、絶対温度の概念および熱力学第二法則に到達した。クラウジウスも独立に第一および第二法則に到達し、カルノーサイクルの数学的解析からエントロピーの概念の重要性を明らかにした。エントロピーの命名もクラウジウスによるものである。こうして1850年代には両法則が確立された。
title: セルシウス度
text: W.E.Middletonの1966年の論文ではカール・フォン・リンネらによって1752年までに氷点を0度、沸点を100度とする方式に改められたとしている。
title: エア・コンディショナー
text: 1758年、ベンジャミン・フランクリンと英国ケンブリッジ大学で化学の教授を務めていたジョン・ハドリーは、蒸発の原理(蒸発熱)を使って物体を急速に冷却する実験を行った。フランクリンとハドリーはアルコールなどの揮発性の高い液体の蒸発を試し、エーテルを使うと物体を氷点下にまで冷却できることを発見した。実験では水銀温度計の球部を冷却対象とし、蒸発を早めるためにふいごを使った。周囲の気温が65 °F (18 °C)の状態で、温度計の球部を 7°F(−14°C)にまで冷却することができた。フランクリンは、温度が氷点下になると間もなく温度計の球部表面に薄く氷が張ったことに気づいた。そして 7°F(−14°C)にまで達したとき、氷の厚さは6ミリメートル(4分の1インチ)ほどになっていた。フランクリンは「この実験で、暖かい夏の日に人間を凍死させられる可能性があることがわかった」と結論付けた。
title: 理想気体
text: しかし、ルニョーによって気体の熱膨張率が気体の種類によって異なることが明らかになると、空気温度計を真の温度計として他と比べて絶対視することはできなくなった。ウィリアム・トムソン(ケルヴィン卿)は1848年、特定の物質を基準物質として、それで絶対的な尺度を得ることはできないと述べた。
title: スヴァンテ・アレニウス
text: アレニウスは氷期がなぜ存在したのかを研究し、1896年に科学者として初めて大気中の二酸化炭素の量の変化が温室効果によって地表の温度に影響を与えるという考え方を示した。これには先人であるジョゼフ・フーリエらの影響がある。また、大気中の二酸化炭素や水蒸気が赤外線をどの程度吸収するかを計算するため、ピッツバーグのアレゲニー天文台でフランク・ワシントン・ヴェリーとサミュエル・ラングレーが行った赤外線による月の観測データを使った。シュテファン=ボルツマンの法則を使って、独自の温室効果の法則を定式化した。本来の形式は次の通りである。
title: 冷却
text: 人工的に自然界のものを冷却することは、加熱と比較するとより高度な技術を必要とする。たとえば水を加熱して沸騰させることは、太古の昔から行われてきたと考えられるが、水を冷却して氷を得ることが出来たのは1748年にスコットランドのグラスゴー大学でウィリアム・カレンによって、エチルエーテルを低圧容器に入れることで起こる低温沸騰を利用して行われた実験で少量の氷を作り出すことに成功したのが、世界で初めてとされている。これはベンジャミン・フランクリンが汗だくになったとき、風に当たっているときに思いついたとされ、この実験にも協力している。さらに、カレンは1755年には水の蒸発熱を利用することで氷を作成することに成功している。
title: カルノーの定理 (熱力学)
text: 1850年、ルドルフ・クラウジウスは熱力学第二法則を提唱した。そしてその論文の中で、カルノーの定理を、熱素を使わない形で証明した。カルノーの定理は、クラウジウスの主張(熱は低温から高温にひとりでに移動することはない)における大きな論拠となっている。
title: 熱の仕事当量
text: 熱の仕事当量を最初に発表したのはユリウス・ロベルト・フォン・マイヤーである。マイヤーは、1842年に出された論文「生命なき自然界における力についての考察」において、 「大気の一定圧力下での[熱]容量と一定体積下での[熱]容量との比=1.421だとすると、約365メートルの高さからのおもりの降下には、[そのおもりと]同じ重量の水を摂氏零度から1度まで温めることが相当する。」と記した。この値は、J=3.58[J/cal]に相当する。この論文では詳細は書かれなかったが、1845年の論文で算出方法を明らかにした。
title: 状態方程式 (熱力学)
text: である。R は気体定数である。この式はボイル=シャルルの法則とアボガドロの法則から導かれる。なお、この式で用いられている温度 T は絶対温度或いは熱力学温度と呼ばれる。
title: ヘンリー・キャヴェンディッシュ
text: また1779年から1780年に、いくつかの気体の熱膨張率を測定した。その結果、膨張率は気体の種類によらず、温度が華氏1度上昇するごとに体積が370分の1だけ膨張することを示した。これはシャルルの法則であり、1787年にシャルルによって発見され、ジョセフ・ルイ・ゲイ=リュサックによって1802年に発表されたため、キャヴェンディッシュはそれとは独立に発見したことになる。
title: ニュートンの冷却の法則
text: ニュートンの冷却の法則(ニュートンのれいきゃくのほうそく、英: Newton's law of cooling)は、液体や気体などの媒質中におかれた高温の固体が媒質によって冷却される様子を表した法則である。
title: トル
text: 時間とともに、0°Cにおける高さ760ミリメートルの水銀柱が与える圧力は、標準的大気圧に等しいと考えられるようになった。0°Cにおける高さ1ミリメートルの水銀柱が与える圧力を圧力の単位とし、トリチェリを記念して「トル」と命名された。しかし、重力加速度が高度と緯度によって変わるため、水銀柱の重さが変わり、トルの値が場所によって異なることになる。
title: 理想気体
text: 気体の性質については、17世紀には盛んに研究がすすめられ、ボイルの法則やシャルルの法則などが発見されていた。そして19世紀に入った1802年、ジョセフ・ルイ・ゲイ=リュサックは、気体の体積は温度が1°C上昇すると266分の1だけ増加し、この増加の割合は気体の種類によらないという実験結果を発表した。さらに同じ時期に、ジョン・ドルトンも同様の結果を導き出した(しかし後に、ドルトンの測定値には計算の誤りがあり、実際はゲイ=リュサックの値とは異なっていることが明らかになっている)。
title: ボーエン比
text: ボーエン比(ボーエンひ、英語: Bowen ratio)とは、乾湿を表す指標である。天文学者アイラ・ボーエンに由来する。
title: 温度計
text: イギリスの王立学会のロバート・フックは、1665年から氷点を0度とする温度計を王立学会(Royal Society)の気象観測網に導入した。しかしこのことは王立学会の体制など何らかの原因で後世には活かされなかった。1701年にはアイザック・ニュートンが氷点を0°、体温(血液温度)を12°にするスケールを考案した。また同じ頃、王立学会では会長だったジェームズ・ジュリンの推奨で、温度計の最高示度を0°、氷点を65°とするスケールを使い始めた。
title: マリモ
text: なおカール・フォン・リンネがスウェーデンのダンネモーラ湖からマリモを採取し学名をつけたのは1753年である。
title: 温度計
text: 1717年にオランダの技術者ダニエル・ファーレンハイトは、レーマーの目盛りを4倍細かくした温度計を作ったが、体温が90°では不便に感じて96°に変えた。このスケールは華氏(°F)として現在でも使われている。なお、彼の死後には、沸点も温度の基準(212°)として使われるようになった 。また彼は、天文学者たちが使っていた水銀気圧計が気圧に関わらず正しい温度を示すことを知って、これを温度計に応用して1714年に水銀温度計を作った。
title: 温度計
text: 1730年頃にフランスの化学者、物理学者、昆虫学者だったルネ・レオミュールが氷点を0°、沸点を80°としたスケールを列氏(°R)として使い始めた。このスケールを使った温度計はレオミュール温度計と呼ばれ、フランスや中央ヨーロッパで約100年間にわたって広く使われた。これは、1740年に氷点を100°、沸点を0°とした百分度温度計に変えられた。
title: ルーク・スティール
text: トルートンの規則(トルートンのきそく、英: Trouton's rule)とは液体の蒸発熱と沸点の間に成り立つ法則のことである。1884年、アイルランドの物理学者であるフレデリック・トーマス・トルートン(英語版)が発見した。
title: ライデン
text: ライデンは、市の周囲の治体のための商業と貿易センターとして重要な機能を持つ。ライデン大学は、1746年にピーテル・ファン・ミュッセンブルークにより発明された有名なライデン瓶を含む、多くの発明品のために有名である。その他にヘイケ・カメルリング・オネス(1913年ノーベル物理学賞)が1908年にヘリウムの液化を初めて行い、低温物理学の発展に貢献した。アルベルト・アインシュタインは、駆け出しの学者の頃から一時期ライデン大学に籍を置いていた。
title: カロリック説
text: ピエール・ルイ・デュロンとアレクシ・テレーズ・プティも、カロリックの量を基準とした温度目盛を作ることができるという立場に立ち、水銀、銅、白金、ガラスといった物質で、0°Cから100°Cまでの比熱と、0°Cから300°Cまでの比熱を測定した。その結果、比熱は温度をあげると増加し、そしてその増加の割合は物質によってまちまちであることが確かめられた。カロリックの量を基準とした温度目盛を作るには比熱が一定になるように目盛をつければよいが、その比熱の上がり方が物質によって異なるため、このような温度目盛を作ることはできないことが明らかになった。
title: セルシウス度
text: アンデルス・セルシウスの死後に、氷点を0度、沸点を100度とする現在の目盛り付けに変更された。
title: 水理学
text: 18世紀には、レオンハルト・オイラーとダニエル・ベルヌーイによって流体力学が定式化され確立した。特に、ベルヌーイの定理と呼ばれる流体のエネルギー保存則を定式化して完全流体の基礎となった。この定理は、ダニエルが考案しオイラーが式にしたといわれている。
title: カロリー
text: 1824年にフランスのニコラ・クレマンが、「水 1 kg の温度を0°Cから1°Cに上げるのに必要な熱量」をカロリーと名づけた。このクレメントのカロリーは、現在のカロリーの定義では 1000 cal = 1 kcal に当たる。
title: オーロラ
text: 1741年、アンデルス・セルシウスとその助手 Olof Hiorter はオーロラが発生すると地球磁場も変動するということを発見した。またアレクサンダー・フォン・フンボルトは1845年から1862年にかけて刊行された『コスモス』の1章を割いてオーロラについて述べている。彼はベルリンからアルプスの高山から赤道から極地まで地球磁場を準定量的に測り、ロシアとイギリスの王立協会に地磁気観測所を進言して設立させ、地磁気の擾乱が全球的なものであることを突き止めた。そして、世界中の磁場が乱れて高緯度地方に強いオーロラが出たり低緯度地方にオーロラが出たりする現象に対し、フンボルトは「地球磁場のカミナリ」という新しい術語を作った。20世紀に開かれた国際会議により、この現象は「磁気嵐(Magnetic storms)」と再命名された。
title: マイヤーの関係式
text: マイヤーの関係式(マイヤーのかんけいしき、英語: Mayer's relation)とは、気体の2つの熱容量の関係を表した式である。ドイツ人物理学者ユリウス・ロベルト・フォン・マイヤーが、1842年に熱の仕事当量を初めて発表した際に用いた。
title: 温度計
text: 16世紀末にガリレオ・ガリレイは、空気を詰めたガラス球の管先を水に沈めて、管内の水の高さの変化によって気温を測定する温度計を作った。遅くとも1593年までには彼はこの温度計を発明したとされている。この温度計は気圧の変化の影響を受けるが、当時はまだ気圧計は発明されていなかった。
title: 気体
text: 1787年、フランスの物理学者で気球で知られるジャック・シャルルは、酸素、窒素、水素、二酸化炭素、空気といった気体が80ケルビンの温度差で体積が等しく膨張することを発見した。
title: ジェームズ・プレスコット・ジュール
text: 1852年、ジュールはトムソンから、気体を自由膨張させると温度がわずかに下がるのではないかということを告げられた。ジュールは以前、外に対して仕事をしない気体の膨張では温度が変化しないことを確かめていたが、そのときの実験は、装置自体を水中にいれ、その水の温度変化を測定するという手法であったので、温度変化が少ない場合は変化を検出できなかった。そのため、トムソンの考えを確かめるには、より精密な測定を行う必要があった。
title: ジェームズ・プレスコット・ジュール
text: こうして、ジュールはトムソンと親交を深めるようになった。ジュールはこの発表会の少し後にアメリア・グライムスと結婚し、新婚旅行でスイスに出かけたが、その際、偶然に旅行中のトムソンと出会っている。トムソンの話によれば、そのときジュールは温度計を持っていたという。ジュールは、滝が落ちるときに落下のエネルギーが熱に変わるから、滝の上と下では下のほうが温度が高くなっていると考え、それを実証しようとしていたのであった(実際には温度の差はごくわずかなものなので、手持ちの温度計では確かめられなかった)。
title: セルシウス度
text: 一方、ウプサラ天文台の解説は、セルシウスの死の直後の1744年に、凝固点(氷点)を0度、沸点を100度とする現在の方式に改められたとしている。この改善については、誰か一人の功績によるものではなく、セルシウス、セルシウスの後任のsv:Mårten Strömer、計器制作者のsv:Daniel Ekströmの3人の貢献によるものであるとしている。また、セルシウス度に最初期に注目し、実際に温度計をsv:Daniel Ekströmに製作させたカール・フォン・リンネの功績によるものではないとしている。
title: 熱力学温度
text: 熱力学温度はしばしば絶対温度(ぜったいおんど、英: absolute temperature)とも呼ばれる。多くの場合、熱力学温度と絶対温度は同義であるが、「絶対温度」という言葉の用法はまちまちであり「カルノーの定理や理想気体の状態方程式から定義できる自然な温度」を指すこともあれば、「温度単位としてケルビンを選んだ場合の温度」ないし「絶対零度を基準点とする温度」のようなより限定された意味で用いられることもある。
title: 気圧計
text: 気圧計が作られるようになると、気圧が日々変動することがわかってきた。ブレーズ・パスカルも気圧が日々変動することに気づいていた。ところがパスカルは、その原因として大気中の「水蒸気が多いと大気が重くなって気圧が高くなる」ためと考えた。しかし、実際には水蒸気が多いと逆に大気は軽くなる。また気象学に関心があったドイツの数学者ゴットフリード・ライプニッツやイギリスの数学者ジョン・ウォリスも、気圧の変動は雨が降るとその分に比例して大気が軽くなるためと考えていた。
title: ジョセフ・ルイ・ゲイ＝リュサック
text: ジョセフ・ルイ・ゲイ=リュサック(ゲーリュサックなどとも、Joseph Louis Gay-Lussac [ʒɔzɛf lwi ɡɛlysak]、1778年12月6日 - 1850年5月9日)は、フランスの化学者 、物理学者である。気体の体積と温度の関係を示すシャルルの法則の発見者の一人である。アルコールと水の混合についても研究し、アルコール度数のことを「ゲイ=リュサック度数」と呼ぶ国も多い。弟子に有機化学の確立に貢献したユストゥス・フォン・リービッヒがいる。
title: マクデブルクの半球
text: マクデブルクの半球(マクデブルクのはんきゅう、ドイツ語:Magdeburger Halbkugeln)は、17世紀のドイツでオットー・フォン・ゲーリケが行なった、大気圧を示す実験である。「マクデブルクの半球」の呼び名は、当時ゲーリケがマクデブルク市長であったことに由来する。
title: アイスクリーム
text: 16世紀初頭にパドヴァ大学の教授だったマルク・アントニウス・ジマラが常温の水に多量の硝石を溶かすと溶解熱により吸熱反応を示し、水の温度を下げることができることを発見した。また16世紀中頃にはベルナルド・ブオンタレンティ(Bernardo Buontalenti, 1536年 - 1608年)が氷に硝石を加えることで-20°C程度まで温度が下がることを発見した。この原理を利用することで雪や氷を使用しなくてもシャーベットのような食品を人工的に凍結させることが可能となった。もちろんその水溶液から硝石は何度でも回収できる。
title: 蒸発熱
text: 同じ液体でも気化する温度が高くなると、蒸発熱は小さくなる。例えば 25 °C の水の蒸発熱 44.0 kJ/mol は、100 °C では1割近く減少して 40.6 kJ/mol となる。そのためデータ集などでは、蒸発熱に温度が併記されている。通常は、1 気圧における沸点での値か、25 °C における平衡蒸気圧での値が物質の蒸発熱として記載されている。蒸発熱の変化量はキルヒホッフの法則に従って温度差にほぼ比例するので、沸点の高い液体では沸点における蒸発熱と 25 °C における蒸発熱の差は無視できないほど大きくなる。例えばドデカンでは、沸点 216 °C における蒸発熱は 44 kJ/mol であり、25 °C における蒸発熱 62 kJ/mol の7割程度にまで小さくなる。
title: 潜熱
text: 潜熱(せんねつ、英語: latent heat)とは、物質の相が変化するときに必要とされる熱エネルギーの総量である。通常は融解に伴う融解熱と、蒸発に伴う蒸発熱(気化熱)の2つをいう。潜熱の概念は1750年にジョゼフ・ブラックが導入した。 物質が固体から液体、もしくは液体から気体に相転移するときには吸熱が起こり、逆の相転移のときには発熱が起こる。上昇気流で凝結する際に生じる
title: ウィリアム・ランキン
text: ウィリアム・ジョン・マッコーン・ランキン(William John Macquorn Rankine FRSE FRS、1820年7月5日 - 1872年12月24日)は、19世紀イギリス(スコットランド)の機械技師であり、土木工学、物理学、数学の分野でも貢献した。ルドルフ・クラウジウス、ウィリアム・トムソン(ケルヴィン卿)とともに熱力学の創始者であり、特に熱力学の三法則のうち第一法則を中心に研究した。ランキンは、絶対温度目盛を摂氏ではなく華氏で表したランキン温度目盛を開発した。
title: 熱力学
text: 18世紀後半から19世紀にかけて蒸気機関が発明・改良されたが、これらは学問的成果を応用したものでなく専ら経験的に進められたものであった。一方この頃気体の性質が研究され、19世紀初めにはボイル=シャルルの法則(理想気体の性質)としてまとめられたが (ボイルの法則は1662年にロバート・ボイルによって発表され、シャルルの法則は1787年頃にジャック・シャルルによって発見されているが、最初に発表されたのは1802年で、ゲイ=リュサックによる)、まだ熱を物質と考える熱素説が有力であった。
title: 気圧
text: 気体の圧力は、温度や体積の影響を受ける。例えば、気体を一定の体積のまま(容器に閉じ込めた状態に相当する)加熱すると、気圧は温度とほぼ比例して上昇する。このような、気圧と体積、温度についての関係は、ボイルの法則、シャルルの法則、ボイル=シャルルの法則などにより示されている。
title: ルネ・レオミュール
text: 水の凝固点を0°Réとし、この温度基準点からアルコールの体積増加に応じて1度ずつ値を加える温度単位「レオミュール度(列氏温度)」の考案者として知られる(レオミュール度では沸点は80°Réとなる)。また、昆虫学者としての活躍により、全6巻からなる大著『昆虫誌』の作者として世界的に知られる。
title: 絶対零度
text: ギヨーム・アモントンは温度計の研究の際に気体の温度と圧力の関係を調べて、空気の温度を下げていくと、ある温度で圧力がゼロになるはずだとの判断を得た。彼はその温度を −240 °C と推定した。彼は、圧力がマイナスの値をとれないことから、温度に何らかの下限があるのだと考えた。後にジャック・シャルルとジョセフ・ルイ・ゲイ=リュサックがこれをさらに進めてシャルルの法則を発見し、このときに絶対零度は −273 °C であることが示された。
title: 体温計
text: 最初に体温計を考案したのはイタリアのサントーリオ・サントーリオで1609年(1612年説もある)のことである。サントーリオ・サントーリオはガリレオ・ガリレイの同僚であり、その発明である温度計を使って人体の温度を測定したことで知られている。
title: トーマス・アンドリューズ (科学者)
text: 最も重要な業績は気体の液化に関する研究で、1860年代に炭酸ガスの圧力と温度、体積の関係について調査し、炭酸ガスが液化する臨界の圧力・温度(臨界点)のあることを見出した。アンドリューズの仕事は熱力学の分野で研究され、ルイ・ポール・カイユテらの酸素などの液化の成功につながることになった。
title: 気体
text: 巨視的観点で観測される気体の性質には、気体粒子そのものに由来するもの(速度、圧力、温度)とそれらの環境によるもの(体積)がある。例えばロバート・ボイルは一時期、気体化学を研究していた。彼は気体の圧力と体積の関係について巨視的観点で実験を行った。その実験でJの字形の試験管のようなマノメーターを使い、その管の一端に一定粒子数で一定温度の不活性気体を入れ、さらに水銀を入れて密封した。そして、水銀の量を増やして気体にかかる圧力を増すと気体の体積が小さくなることを見出し、数学的には反比例の関係にあることを発見した。つまり、体積と圧力の積が常に一定になることをつきとめた。ボイルは様々な気体でこれが成り立つことを確かめ、ボイルの法則 (PV = 定数) が生まれた。
title: カロリック説
text: このことからドルトンは、本来のカロリックの量を測るためには、従来の水銀温度計とは異なる指標が必要だと考えた。ドルトンが支持していたアーヴィン流のカロリック説によれば、温度が上昇し物体が膨張すると、熱容量が大きくなる。すなわち、低温の時に比べて、温度を1度挙げるのに必要な熱の量は多くなる。ドルトンは1827年に出された著書『化学哲学の新体系』において、この点を考慮に入れた新しい温度目盛りを発表した。
title: カロリック説
text: 同体積の水と水銀を、共通の熱源から等しい距離に置き、同時に温めると、水銀の方が温度が早く上昇した。これはジョージ・マーチンが1739年に行った実験である。また、ファーレンハイトは、温度の異なる水と水銀を混合させると、混合したときの温度は両者の中間ではなく、それよりも水に近い温度になるという結果を出している。すなわち、水銀は水よりも温まりやすいことになる。
title: 華氏
text: 1960年代まで、多くの英語圏の国で、カ氏度(およびカ氏温度)は気候・産業・医療における温度の基準となっていた。1960年代後半から1970年代にかけて、メートル法への切り換えの一環としてセルシウス度(およびセルシウス温度)の導入が政府によって行われた。しかし切り換えのための努力にもかかわらず、現在でも一部の英語圏の国では非科学分野での温度計測にカ氏度が使用されている。アイザック・アシモフは、西欧の通常の気温が0 °Fから100 °Fの範囲に収まるのに対し、セルシウス温度ではとくに異常がなくても気温がマイナスの数字になりうることを指摘している。
title: 理想気体
text: 一方、ウィリアム・トムソン(ケルヴィン卿)は理想気体に基づいた理論を拒否した。そしてトムソンは、クラウジウス論文から1年遅れとなる1851年に、理想気体に限定しない形で熱力学第二法則を導き出した。さらに1854年には、同じく理想気体に頼らずに熱力学温度を定義した。トムソンは1878年、理想気体について、「そのどの性質もいかなる現実の物質によっても厳密には実現されず、そのいくつかの性質は未知で想像によってさえまったく与えることのできない完全気体と呼ばれるある架空の実在を最初に構成することによって、熱力学の理解はきわめて遅らされ、学生は不必要に混乱させられ、単なる浮砂にすぎぬものが温度測定の基礎として与えられてきた」と批判している。
title: 気体
text: 1802年、ジョセフ・ルイ・ゲイ=リュサックはより広範囲の実験を行って同様の結果を得、気体の体積と温度に正比例の関係があることを発表した。ゲイ=リュサックはシャルルの業績を引用し、その法則にシャルルの名を付けた。なお、その前年にジョン・ドルトンが分圧に関するドルトンの法則を発表している。
title: ドリール度
text: ドリルはピョートル大帝によりロシアに招かれた。1732年に流体として水銀を使った温度計を作った。ドリルは、沸騰水の温度を固定ゼロ点とし、水銀の収縮する方向に(低い温度に向け)増える尺度を持つ目盛を選んだ。摂氏目盛も元は同様に、水の沸点をゼロ度とし凝固点を100度としていた。これは、彼の死後しばらく経って後の、セルシウスが使っていた温度計の多くを製造していたスウェーデンの実験器具製造者ダーニエル・エークストレーム(スウェーデン語版)(典: Daniel Ekström)の主導による現代的な順序とは逆であった。
title: ニュートン度
text: そこで、雪が融ける時の温度を「0度」(zeroth degree of heat)とし、水が沸騰する時の温度を「33度」(33 degrees of heat)と定め、この亜麻仁油によって温度を測る装置を「温度計」(thermometer)と名づけた。
title: ゲイ＝リュサックの法則
text: この法則は、1700年から1702年にかけて、一定質量のガスの質量を保って圧力と温度の間の関係を発見したギヨーム・アモントンに因んで、アモントンの法則とも呼ばれる。アモントンは、空気温度計を組み立てる際に以下のことを発見した。
title: 地磁気逆転
text: 1600年に、ウィリアム・ギルバートが地球は一つの大きな磁石であると主張した。1828年には、カール・フリードリヒ・ガウスが地磁気の研究を開始した。さらに1906年には、ベルナール・ブリュンヌによって現在の地磁気の向きとは逆向きに磁化された岩石が発見された。
title: シャルルの法則
text: シャルルの法則(英語: Charles's law)とは、一定の圧力の下で、気体の体積の温度変化に対する依存性を示した法則である。シャールの法則ともいう。1787年にジャック・シャルルが発見し、1802年にジョセフ・ルイ・ゲイ=リュサックによって初めて発表された。
title: ユリウス・ロベルト・フォン・マイヤー
text: 1842年の論文も、一般に理解される書き方ではないため、「誰か他の人物の先取権を否定するためというような理由でもなければ、誰も二度と読もうとはしない類の論文」とも言われているが、この論文において初めて熱の仕事当量について述べたことにより、現在ではマイヤーはエネルギー保存則の発見者の1人とされている。また、マイヤーの算出方法は、「気体を単に膨張させただけでは気体の温度は変わらない」という前提条件が必要となるが、マイヤーはこれを、ジョセフ・ルイ・ゲイ=リュサックが1806年に行った実験から補っている。マイヤーには、当時ほとんど知られていなかったこの実験の意義を初めて見出したという評価もある。
title: 吉田定経
text: これは弟子のボルツマンが理論的な解析を行ったためステファン・ボルツマンの法則と呼ばれる。この関係から太陽の表面温度を初めて測定し5430°Cの値をえた。
title: カロリック説
text: 17世紀に入ると、熱の本質についての議論が盛んになっていった。当時の熱理論は、大きく分けて、熱は何らかの物質であるという熱物質説と、現代と同じように、熱の原因を運動によるものと捉える熱の運動説に分けられる。フランシス・ベーコンは1620年の著書で熱の運動説を唱えたため、この説の先駆け的な人物とされる。科学者としては、ロバート・ボイルとその弟子ロバート・フックが熱の運動説を唱えた。また、ガリレオ・ガリレイは「火の粒子」を仮定し、この粒子が運動することによって熱が発生すると考えた。ピエール・ガッサンディやクリスティアーン・ホイヘンスも、熱は「熱の粒子」がはげしく運動することによって発生すると考えた。
title: ヨハネス・ファン・デル・ワールス
text: 彼の研究の始まりは分子運動論から理想気体の法則を導いたクラウジウスの論文である。これに触発され、二酸化炭素の状態を詳しく調べて臨界温度を求めていたアンドリューズの実験(1869年)を分子論的に説明できないかと考えた。そして、理想気体の状態方程式に分子間の引力(ファンデルワールス力)と分子の大きさをそれぞれ表す二つの定数(ファンデルワールス定数と呼ばれる)を導入することで実験結果を上手く説明できることを発見した。
title: 理想気体
text: そしてクラウジウスは1850年の論文で、理想気体を取り上げて研究し、理想気体の状態方程式などから、熱力学第一法則(エネルギー保存の法則)を定式化した。さらにクラウジウスは同論文で、熱は低温の物体から高温の物体へとひとりでに流れることはないという、熱力学第二法則を初めて導き出した。
title: ジョゼフ＝ニコラ・ドリル
text: ロシア滞在中の1732年に水銀温度計を作り、水の沸点を0度とし、低温ほど数値が大きくなる温度目盛を作った。これは今日ドリル度(en:Delisle scale)として知られている。
title: カルノーの定理 (熱力学)
text: 熱力学におけるカルノーの定理とは、熱機関の最大効率に関する定理である。ニコラ・レオナール・サディ・カルノーの名にちなむ。カルノーの原理とも呼ばれる。
title: ジェームズ・プレスコット・ジュール
text: ジェームズ・プレスコット・ジュール(英: James Prescott Joule, 1818年12月24日 - 1889年10月11日)はイギリスの物理学者。生涯、大学などの研究職に就くことなく、家業の醸造業を営むかたわら研究を行った。ジュールの法則を発見し、熱の仕事当量の値を明らかにするなど、熱力学の発展に重要な寄与をした。熱量の単位ジュールに、その名をとどめる。
title: アメデオ・アヴォガドロ
text: アメデオ・アヴォガドロ(アメデーオ・アヴォガードロ、伊: Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro, Conte di Quaregna e Cerreto、1776年8月9日 - 1856年7月9日)は、サルデーニャ王国(現:イタリア)トリノ出身の物理学者、化学者。分子の研究に貢献し、1811年に発見した同圧力、同温度、同体積の全ての種類の気体には同じ数の分子が含まれるアボガドロの法則で名高い。
title: コペルニクスの原理
text: コペルニクスの原理という呼び名は、数学者・物理学者のヘルマン・ボンディが、20世紀半ばに命名したとされる。しかし、その概念自体の起源は、17世紀に地動説が天動説より優勢となった時まで遡る。
title: ドリール度
text: ドリール温度計は通常サンクトペテルブルクの冬にふさわしい2400の目盛りを持っていた。1738年にドイツ出身の医学・解剖学教授ヨージアス・ヴァイトブレヒト(英語版)(ヨーシヤ・ヴェイドブレフト、独: Josias Weitbrecht、露: Иосия Вейтбрехт 1702 - 1747)はドリール温度計を水の沸点を0度、凝固点を150度とするよう再構成した。ドリール温度計はロシアで約100年の間だけ使われた。
title: ピュイ・ド・ドーム
text: 1648年、トリチェリの真空実験(トリチェリの真空)を耳にしたパスカルが義兄ペリエに頼み、ピュイ・ド・ドームにて水銀柱を使って真空と大気圧の関係を証明した(ピュイ・ド・ドームの実験)。この業績により、後に圧力・応力の単位がパスカルと名づけられた。
title: ボイル＝シャルルの法則
text: ボイル=シャルルの法則(ボイルシャルルのほうそく、英: combined gas law)は、理想気体の体積と圧力、温度に関係する法則。シャルルの法則、ボイルの法則、ゲイ=リュサックの法則を組み合わせたものである。この法則の公式的な発見者はおらず、すでに発見されていた法則を融合させたものである。これらの法則は、気体の圧力、体積、絶対温度のうち任意の2変数が、その他の変数を定数として置いた場合、互いに比例あるいは反比例することを示している。ボイル=シャールの法則ともいう。
title: ボイル＝シャルルの法則
text: シャルルの法則は、圧力一定の条件下では体積と絶対温度が比例することを示すものである。ボイルの法則は、温度一定の条件下では圧力と体積が反比例することを示している。そして、ゲイ=リュサックの法則は、体積が一定の場合には絶対温度と圧力が比例するというものである。
title: ユリウス・ロベルト・フォン・マイヤー
text: 同じころ、研究分野の方では、ジェームズ・プレスコット・ジュールの手によって、熱の仕事当量の値が実験的に求められるようになっていた。マイヤーは、熱の仕事当量を最初に求めたのは自分であると主張したが、世間的には認められず、時には批判も受けた。
title: カルノーの定理 (熱力学)
text: 1840年代に、アンリ・ヴィクトル・ルニョーは水蒸気に関する詳細なデータを計測した。1849年、ウィリアム・トムソンはそのデータを元にカルノー関数を求め、その値がカルノーやクラペイロンの値と近いことを示した。またヘルムホルツも、計算によって求めたカルノー関数の値がクラペイロンの実験値とほぼ等しいことを示した。
title: カンデラ
text: 定義中にある「白金の凝固点温度」とは、2042ケルビン(=1769°C)である。この定義は、1909年にワイドナー(Waidner)らによって提案された1燭の標準である「ワイドナー・バーゲス標準」によるものである。1燭は約1.0067カンデラとなり、実用的には燭とカンデラはほぼ同じと考えて良い。
title: ユリウス・ロベルト・フォン・マイヤー
text: 1845年の論文は、熱の仕事当量の算出方法を明らかにしたほか、自らの理論をさらに発展させたもので、マイヤーの物理学への理解の向上が見てとれる。そのため、これはマイヤーの最高傑作とも評価されている。
title: 地球の年齢
text: ビュフォンの研究はジョゼフ・フーリエによって発展された。フーリエは熱伝導方程式を作り、地球が冷えるまでの年月を計算しようとした。フーリエによる計算結果は残されていないが、実際にフーリエの式から地球の年齢を求めると1億年という数字が得られる。
title: 融点
text: 水の融点を氷点という。気圧や水に含まれる不純物によって変化するが、厳密にはセルシウス度0°Cではなく、0.002 519°C であり、絶対温度で表すと273.152 519 ケルビン (K)である(水#融点を参照)。
title: カイザー (単位)
text: この単位は、化学におけるスペクトルの膨大な地図を作ったハインリヒ・カイザーにちなんだものである。この単位は歴史的にKという記号で表される。しかし、この記号は国際単位系(SI)では温度の単位ケルビンに割り当てられている。このため、アメリカ国立標準技術研究所は、1 cmにKの文字を使用するのを中止するよう勧告している。また、日本ではcmをカイザーと呼ぶことがあるが、この単位名は公認されていないし、外国では使われていないため使用するべきでない。
title: 水野妃奈乃
text: ランキン温度目盛は、1859年にグラスゴー大学の物理学者ウィリアム・ランキンが提案した熱力学温度の絶対温度目盛(英語版)である。1848年に提案されたケルビン温度目盛と同様に、ランキン温度目盛の0は絶対零度であるが、ランキン温度目盛の1度の温度差は、ケルビン温度目盛で用いられているセルシウス温度(摂氏)ではなく、ファーレンハイト度(華氏)の1度に相当すると定義されている。したがって、0 K(-273.15°C)は0°R、-458.67°Fは1°Rに相当する。ランキン温度目盛は、熱計算を華氏で行う工学系で使用されている。
title: パスカル (単位)
text: 1パスカルは、1平方メートル (m) の面積につき1ニュートン (N) の力が作用する圧力または応力と定義されている。その名前は、圧力に関する「パスカルの原理」に名を残すブレーズ・パスカルに因む。