一、玻璃液体温度计的发明
第一台测量温度的科学仪器是伽利略于1593年发明的，该测温仪器是一个颈部极细的玻璃长颈瓶，瓶中装有一半带颜色的水，把它倒过来放在碗里，碗里也盛有同样颜色的水。随着温度的变化，瓶中所包含的空气便收缩或膨胀，颈中的水柱就会上升或下降。这台测温仪器可以说是现代玻璃温度计的雏形，如图1所示。
<CTSM>图1伽利略测温器简图</CTSM>
1631年，法国化学家詹·雷伊(J.Rey)对伽利略发明的测温器进行改进，他将测温器的长颈瓶倒过来，用长颈瓶中水的膨胀来表示冷热程度。但长颈瓶未封口，由于水的蒸发会产生较大的误差。在雷伊之后约25年，意大利佛罗伦萨的院士们在玻璃管里装上酒精，用蜡封住了玻璃管口，并把刻度附在玻璃管上，这样的结构已接近后来的温度计。1659年，巴黎天文学家博里奥(I.Boullian)制造了第一支用水银作测温质的温度计。
以后，温度计的制作和改进主要从两方面进行:第一，为了定出温标，需要确定“定点”，因此人们开始对冰和其他物质的熔解和凝固温度进行研究，通过研究发现在一定条件下，这些温度是比较固定的。第二，需找出合适的测温质，从而促进了对物体热膨胀的研究。
德国格里凯选择马德堡初冬和盛夏的温度为定点温度，佛罗伦萨院士们选择严寒时下雨或结冰的气温与牛或鹿的体温为定点温度，他们还发现冰的熔点是不变的。1688年，道伦斯(Dolence)提出将冰冻时的温度和黄油熔解的温度作为定点温度。
1702年，阿蒙顿(G.Amontons)改进了伽利略测温器。他将一个球连接到一个U形管上，管中装有水银，并保持球内空气的容积不变，用U形管两臂水银面的高度差来测量球内空气的温度，他用水的沸点和冰的熔点作为定点温度，如图2所示。
<CTSM>图2阿蒙顿测温器简图</CTSM>
第一支实用温度计是迁居荷兰的吹制玻璃的工匠华伦海特(G.D.Fahrenheit，1686～1736年)制成的。华伦海特于1709年开始制作酒精温度计，在1714年得知阿蒙顿在水银热膨胀方面的研究后，转向制作水银温度计，并发明了净化水银的方法，使水银能在温度计中普遍使用。华伦海特把冰、水、氨水和盐的混合平衡温度定为0°F，冰的熔点定为32°F，而人体的温度定为96°F。1724年后他又把水的沸点定为212°F。他发现每种液体都有一个固定的沸点，且随大气压变化而变化。这一发现对温度测量是个很大的贡献。华伦海特把0°F和212°F作为基本点的刻度法至今还在美洲等地使用，被称为“华氏温标”。
法国勒奥默(R.A.E.Reaumur)长期致力于酒精温度计的研究。他发现酒精(纯酒精和1/5的水混合)的体积若在水的冰点时为1000单位，则到达水的沸点时将变为1080单位。他于1730年制作的酒精温度计取水的冰点为零度(0°R)、水的沸点为80°R，在这两个定点中间分成80等分。勒氏温标曾在德国采用。
1742年瑞典天文学家摄尔修斯(A.Celsius，1701～1744年)用水银作测温质，采用百分刻度法，以水的沸点为0“度”，冰的熔点为100“度”。后来，他的同学斯托玛考虑到平常的习惯，把它颠倒过来了，即将冰的熔点改为0“度”，水的沸点改为100“度”，就这样确立了摄氏温标。这种摄氏温标属于经验温标。目前定义的摄氏温标是以热力学第二定律来定义的，属于国际温标，与摄尔修斯的定义完全不同，只是在某些范围内有相似的取值。
二、玻璃液体温度计的原理
玻璃液体温度计主要由贮存感温液体(或称“测温质”)的感温泡(也称“贮囊”)、毛细管及标尺等组成，某些玻璃液体温度计还有中间泡和安全泡。感温泡是一内径较大的，呈圆柱形或球形的玻璃管，它是由玻璃毛细管经热加工制成的(称“拉泡”)或由一段薄壁玻璃管与毛细管熔接制成(称“接泡”)。安全泡是在距测温上限刻线以上一定距离的毛细管顶端烧制一个形状呈倒置梨形的扩大部分，其作用是为防止温度计的偶然过热而炸裂和提高测温上限，以储存超过上限温度时感温液体积的膨胀量。为提高温度计的灵敏度和缩短温度计尺寸，以便于使用，对于测温下限高于室温的温度计，在感温泡与下限刻线间的毛细管适当部位，将其烧制成中间大两头尖的扩大部分，称为中间泡，以容纳由室温升至下限温度时膨胀的感温液体积。通过烧制不同大小的中间泡，可使温度计的测温下限从任意温度起始，又可预防测温下限较高的温度计在室温下感温液冷缩至感温泡内形成气泡。有的玻璃液体温度计用内径较大的毛细管代替中间泡。
感温液封装充满感温泡和毛细管的一部分。在感温液柱上端面以上的毛细管空间，根据玻璃液体温度计测量上限的高低，充以不同压力的干燥惰性气体或抽至真空。温度数字及刻度线蚀刻(或印制)在毛细管玻璃表面上或刻印在紧靠毛细管玻璃后面呈乳白色的玻璃瓷板上。
玻璃液体温度计的工作原理是基于液体在透明玻璃外壳中的热胀冷缩作用而制造的。
当温度变化时，感温液、感温泡和毛细管的体积随之改变，致使液柱沿毛细管升高或降低。当玻璃液体温度计与测温介质达到热平衡时，通过读取感温液柱上端面的中心位置便可得到被测介质的温度。
物质的体膨胀系数可定量地描述其膨胀特性。物质的体膨胀系数定义为:温度升高1℃所引起的物质体积的增大与其在0℃时的体积之比。体膨胀系数也简称体胀系数。在较大的温度范围内，体胀系数都不是线性的。通常在使用范围内取其平均值，称为平均体胀系数。
玻璃液体温度计受热时，感温液体积膨胀，促使液柱上端面沿毛细管上升；而感温泡和毛细管受热膨胀，导致感温液柱上端面沿毛细管下降。实际上是两种作用的叠加，由于感温液的体胀系数要比玻璃的体胀系数大许多倍，所以能从毛细管中观察到液柱上端面随温度升高而上升，随温度降低而下降。因此，玻璃液体温度计感温液柱随温度变化的位置改变量，实质上是感温液体积与玻璃容积的改变之差。
在玻璃液体温度计的设计过程中，要考虑提高温度计的灵敏度以及准确度。玻璃液体温度计的灵敏度与感温泡的体积成正比，与毛细管的粗细成反比。但是，增大感温泡和减小毛细管直径都有一定的限度，感温泡过大不只会增加热惰性，还容易产生变形，影响读数准确度；而毛细管过细则因毛细管力的作用，将使液柱上升不均匀。(未完待续)
