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다니엘 가브리엘 파렌하이트

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목차

1. 개요

다니엘 가브리엘 파렌하이트는 독일계 폴란드 출신의 물리학자, 유리 공예가, 기상학 기구 제작자이다. 그는 수은 온도계를 제작하고, 1724년에는 화씨 온도 눈금을 발표하여 널리 사용되게 했다. 파렌하이트는 암스테르담에서 상업을 배우며 과학에 관심을 갖게 되었고, 유럽 각지를 여행하며 과학자들과 교류했다. 1721년에는 과냉각된 물의 응고 현상을 발견했고, 1732년에는 헤르만 보어하브와 함께 물질 혼합 실험을 통해 비열과 관련된 현상을 관찰했다. 그는 1736년 네덜란드 헤이그에서 사망했다. 화씨 온도 눈금은 1970년대까지 기후, 산업, 의료 분야에서 널리 사용되었으나 현재는 미국을 제외한 대부분의 국가에서 섭씨 온도 눈금으로 대체되었다.

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다니엘 가브리엘 파렌하이트 - [인물]에 관한 문서
기본 정보
다니엘 가브리엘 파렌하이트
다니엘 가브리엘 파렌하이트
이름다니엘 가브리엘 파렌하이트
원어 이름Daniel Gabriel Fahrenheit
출생일1686년 5월 24일 (구식 1686년 5월 14일)
출생지폴란드-리투아니아 연방 [[File:Flag of Prussia (1466-1772).svg|border|25x20px]] 왕령 프로이센 그단스크 (현재 폴란드 그단스크)
사망일1736년 9월 16일
사망지네덜란드 공화국 헤이그
분야물리학 (온도 측정)
주요 업적정밀 온도 측정
알코올 온도계
수은-유리 온도계
화씨 온도
화씨 비중계
다니엘 가브리엘 파렌하이트 서명
다니엘 가브리엘 파렌하이트 서명
발음
영어 (IPA)/ˈfærənhaɪt/
독일어 (IPA)/ˈfaːʁn̩haɪt/

2. 생애

다니엘 가브리엘 파렌하이트는 1686년 5월 24일, 당시 폴란드-리투아니아 연방의 그단스크에서 상인의 장남으로 태어났다. 그러나 1701년 8월 14일, 부모가 독버섯 중독으로 사망하면서 네덜란드의 암스테르담으로 이주하여 상업 교육을 받게 되었다.

암스테르담에서 상업을 배우는 동안 물리학에 흥미를 느껴 과학 기구 제작에 관심을 두게 되었고, 특히 유리 세공 기술을 익혀 정밀한 기구를 만드는 기술자로 활동했다. 1707년부터는 독일 등 여러 나라를 여행하며 다양한 과학자들과 교류했고, 독일의 저명한 수학자이자 철학자인 고트프리트 라이프니츠와 서신을 주고받기도 했다.[22] 이 여행을 통해 표준화된 온도계의 필요성을 절감하게 되었다.[23]

1713년경부터 수은 온도계 실험을 시작했으며, 1714년에는 알코올 온도계를 제작했다. 1717년 암스테르담에 정착하여 온도계 등을 상업적으로 생산하기 시작했고, 1724년에는 더욱 발전된 수은 온도계를 제작하고 관련 논문을 발표하여 왕립 학회 회원으로 선출되었다.

과학 연구에도 힘써 1721년에는 물이 얼음점 이하에서도 얼지 않고 액체 상태를 유지하는 과냉각 현상을 발견했으며, 1732년에는 헤르만 보어하브와 함께 물질 혼합 시 온도가 단순 평균값이 되지 않음을 실험적으로 확인했다. 이는 훗날 조지프 블랙에 의해 비열 개념으로 발전하게 된다.

파렌하이트는 1736년 9월 16일, 네덜란드 헤이그에서 50세의 나이로 사망했다.

2. 1. 초기 생애

파렌하이트가 그단스크에서 태어난 위치


파렌하이트는 1686년 5월 24일, 당시 폴란드-리투아니아 연방에 속했던 단치히(현 그단스크)에서 태어났다. 그의 가문은 여러 한자 동맹 도시에 거주했던 독일계 한자 상인 가문이었다. 파렌하이트의 증조부는 로스토크에 살았으며, 가문의 뿌리는 힐데스하임에서 기원한 것으로 연구되었다.[4] 그의 할아버지는 프로이센 공국의 쾨니히스베르크 (크나이프호프 지구)에서 단치히로 이주하여 1650년 상인으로 정착했다. 그의 아버지 다니엘 파렌하이트는 단치히의 유명 상인 가문 출신인 콘코르디아 슈만과 결혼했다. 다니엘 가브리엘 파렌하이트는 성인이 될 때까지 살아남은 다섯 자녀(아들 둘, 딸 셋) 중 장남이었다. 그의 누나 버지니아 엘리자베스 파렌하이트는 벤자민 크루거와 결혼하여 목사이자 극작가인 벤자민 에프라임 크루거를 낳았다.[5]

파렌하이트는 어릴 때부터 학문에 대한 남다른 열정을 보여 단치히 아카데미 김나지움에 입학할 예정이었다.[7] 그러나 1701년 8월 14일, 그의 부모가 독버섯을 먹고 사망했다.[6] 이후 파렌하이트와 그의 형제자매들은 후견인에게 맡겨졌다. 1702년, 후견인은 파렌하이트를 네덜란드 암스테르담으로 보내 4년간 상업 견습 과정을 밟도록 했다.[10]

암스테르담에서 상업을 배우는 동안 파렌하이트는 물리학에 흥미를 느껴 과학 기구 제작에 관심을 가졌고, 특히 유리 세공 기술을 익혀 정밀한 유리 기구 제작에 능숙해졌다. 이는 훗날 정확한 온도계와 기상 관측 기구 제작의 밑거름이 되었다. 견습 과정을 마친 후 파렌하이트는 1707년부터 신성 로마 제국, 스웨덴, 덴마크 등지를 여행하기 시작했다.[7] 그의 후견인은 파렌하이트를 네덜란드 동인도 회사에서 일하게 할 생각으로 그에 대한 체포 영장이 발부되기도 했다.[10]

1707년경부터 시작된 여행은 약 10년간 이어졌으며, 이 기간 동안 독일 등 여러 나라를 방문하며 당대의 과학자들과 교류했다. 특히 독일의 저명한 수학자이자 철학자인 고트프리트 라이프니츠와 서신을 주고받기도 했다.[22] 다양한 과학자들과의 만남을 통해 그는 표준화된 온도계의 필요성을 느끼게 되었다.[23]

2. 2. 과학 기구 제작 및 연구

1701년 부모가 사망한 후 암스테르담으로 이주하여 상업을 배우던 중 물리학에 흥미를 느껴 과학 기구 제작에 뛰어들었다. 그는 유리 공예 기술을 익혀 유리 세공사이자 물리 및 기상학 기구 제작자로 활동했다.

1706년경, 파렌하이트는 당시 사용되던 온도 눈금 중 하나를 이용하여 기압계와 알코올 온도계를 만들어 팔기 시작했다.[7] 1707년경부터는 독일 등 여러 나라를 10년 가까이 여행하며 과학자들과 교류했다. 이 과정에서 독일의 저명한 수학자이자 철학자인 고트프리트 라이프니츠와도 서신을 주고받았으며[22], 표준화된 온도계의 필요성을 깨닫게 되었다.[23]

1708년, 코펜하겐에서 천문학자 올레 뢰머를 만나 그의 뢰머 눈금과 온도계 제작법을 배웠다. 뢰머는 정확한 온도계에 대한 수요가 높다는 점을 알려주었고, 이는 파렌하이트가 자신의 온도계를 개선하는 데 큰 동기 부여가 되었다.[10][8] 공교롭게도 이 무렵 파렌하이트에 대한 체포 영장이 취소되기도 했다.[10]

1709년부터 1712년까지는 단치히(현 그단스크)와 여러 지역을 오가며 기압계와 온도계를 이용한 관측을 하고, 온도계의 기술적인 문제를 해결하는 데 집중했다.[10] 1713년경에는 수은 온도계 실험을 시작했으며[10], 뢰머 눈금을 개선한 자신만의 온도 눈금을 사용하기 시작했는데, 이것이 훗날 화씨 온도 눈금으로 발전했다. 1714년에는 알코올 온도계를 만들었고, 베를린과 드레스덴으로 가서 유리 부는 장인들과 긴밀하게 협력했다.[10] 같은 해 크리스티안 볼프가 파렌하이트의 알코올 온도계를 소개하는 글을 발표하면서 그의 과학계 명성이 높아지기 시작했다.[8]

기상 기구 외에도 1715년경에는 수은 시계, 영구 기관, 헬리오스타트(태양 추적 장치) 등에 대한 아이디어를 연구하며 라이프니츠와 서신을 교환했다. 편지 내용 중에는 연구 자금이 부족하여 라이프니츠에게 일자리를 구해달라고 부탁하는 내용도 있었다.[10]

1717년 또는 1718년, 파렌하이트는 암스테르담에 정착하여 기압계, 비중계, 그리고 수은 및 알코올 온도계를 상업적으로 생산하고 판매하기 시작했다.[10]

1721년까지 그는 온도계 제작 및 표준화 과정을 완성했다.[10] 특히 그가 만든 수은 온도계는 기존의 알코올 온도계보다 성능이 우수하여 큰 인기를 끌었고, 이는 그가 개발한 측정 체계인 화씨 온도 눈금이 널리 사용되는 결정적인 계기가 되었다.[3] 같은 해, 그는 과냉각 상태의 물이 외부 충격(진동)에 의해 갑자기 응고하는 현상을 발견하기도 했다.

1724년에는 수은 온도계에 관한 논문을 발표했으며, 그 공로를 인정받아 왕립 학회 회원으로 선출되었다.

1732년에는 네덜란드의 식물학자 헤르만 보어하브와 함께 서로 다른 물질을 섞는 실험을 진행했다. 이 실험을 통해 혼합물의 최종 온도가 각 물질의 초기 온도의 단순 평균값이 되지 않는다는 사실을 발견했다. 이 현상은 훗날 스코틀랜드의 물리학자이자 화학자인 조지프 블랙에 의해 비열이라는 개념으로 설명되었다.

2. 3. 말년

파렌하이트는 남은 생애를 암스테르담에서 보냈다. 1718년부터 그는 암스테르담에서 화학을 강의했다. 1724년에는 영국을 방문하여 5월 5일 왕립 학회의 회원으로 선출되었다.[9] 같은 해 8월, 그는 왕립 학회의 과학 저널인 ''철학 회보''에 다양한 주제에 대한 5편의 논문을 라틴어로 발표했다. 그의 두 번째 논문인 ''Experimenta et observationes de congelatione aquae in value factae''에서는 자신의 온도계에 대한 설명과 온도계 보정에 사용한 기준점을 제시했다. 이 문서는 약 2세기 동안 파렌하이트가 온도계를 만드는 과정에 대한 유일한 설명으로 여겨졌다.[8]

그러나 20세기 들어 에른스트 코헨이 파렌하이트와 헤르만 보어하브 사이에 오간 서신을 발견하면서, 파렌하이트가 논문에서 설명한 온도 눈금 기준점의 진실성에 상당한 의문이 제기되었다. 이 서신들은 파렌하이트의 눈금이 실제로는 뢰머의 눈금에서 상당 부분 파생되었음을 시사한다. W. E. 노울스 미들턴은 그의 저서 ''온도계의 역사와 기상학에서의 사용''에서 이러한 혼란에 대해 "파렌하이트가 그의 왕립 학회 기사에서 정확히 말한 것을 믿고, 기구 제작자가 자신의 과정을 숨기거나 적어도 독자를 혼란스럽게 하려는 자연스러운 경향을 무시한 데서 비롯되었다"고 지적했다.[8]

1736년 파렌하이트가 사망한 헤이그 플레인 광장의 집


1736년 8월부터 사망할 때까지 파렌하이트는 홀란트 및 웨스트프리슬란트 의회에 특허를 신청하기 위해 헤이그의 플레인 광장에 있는 요하네스 프리스레벤의 집에 머물렀다. 9월 초에 병을 얻었고, 7일에는 건강이 악화되어 공증인 빌렘 루이스브루크를 불러 유언장을 작성했다. 11일에는 공증인이 다시 방문하여 유언장을 일부 수정했다. 그로부터 5일 뒤인 9월 16일, 파렌하이트는 50세의 나이로 사망했다. 나흘 후, 그는 헤이그의 클로스터케르크(수도원 교회)에서 빈민으로 분류되는 4등급 장례식을 치렀다.[10][11][12]

3. 화씨 온도 눈금

1708년, 파렌하이트는 코펜하겐에서 천문학자 올레 뢰머를 만나 뢰머 눈금과 온도계 제작법을 배웠다. 뢰머는 정확한 온도계에 대한 수요가 높다는 점을 알려주었고,[10] 이는 파렌하이트가 자신의 온도계를 개선하는 계기가 되었다.[8]

1713년부터 파렌하이트는 수은 온도계 실험을 시작했으며,[10] 이 시기에 뢰머 눈금을 수정한 자신만의 온도 눈금을 사용하기 시작했는데, 이것이 훗날 화씨 온도 눈금으로 발전했다. 1714년에는 크리스티안 볼프가 파렌하이트의 온도계를 소개하는 글을 발표하면서 그의 명성이 과학계에 알려지기 시작했다.[8]

1717년경 암스테르담에 정착한 파렌하이트는 온도계, 비중계 등을 상업적으로 생산 및 판매하기 시작했고,[10] 1721년에는 온도계 제작과 표준화 과정을 완성했다.[10] 그의 수은 온도계는 기존 알코올 온도계보다 성능이 뛰어나 큰 인기를 얻었으며, 이는 그가 개발한 측정 시스템인 화씨 온도 눈금이 널리 받아들여지는 결과로 이어졌다.[3]

파렌하이트는 1724년에 발표한 논문에서[16][13] 자신이 고안한 온도 눈금을 세 개의 고정된 온도 지점을 기준으로 결정했다고 설명했다.


  • 약 -17.8°C: 얼음, 물, 그리고 소금(염화 암모늄 또는 바닷소금)을 섞은 냉각 혼합물이 평형 온도(공융점)에 도달했을 때의 온도.[14]
  • 약 -1.1°C: 표면에 얼음이 막 생기기 시작할 때의 물의 온도.
  • 약 32.2°C: 온도계를 사람의 겨드랑이 아래나 입 안에 넣었을 때 측정되는 온도 (체온).[15]


파렌하이트는 처음에 수은이 이 온도 척도로 약 300도에서 끓을 것이라고 생각했다. 이후 다른 과학자들의 연구를 통해 물은 어는점보다 약 180도 높은 온도에서 끓는다는 사실이 밝혀졌다. 이에 따라 화씨 척도는 물의 어는점과 끓는점 사이의 간격을 정확히 180도로 재정의하게 되었다. 180이라는 숫자는 여러 수로 쉽게 나누어지는 고도 합성수이기 때문에 편리한 값이었다. 오늘날 물의 어는점은 약 0.0°C, 끓는점은 약 100.0°C로 정의되며, 정상적인 사람의 평균 체온이 약 37.0°C로 여겨지는 것은 이러한 척도 재정의 때문인데,[17] 파렌하이트의 원래 척도에서는 약 35.6°C에 해당했다.[18]

화씨 척도는 1970년대까지 영어를 사용하는 국가들에서 기후, 산업, 의료 분야의 주요 온도 표준으로 사용되었다. 현재는 대부분의 국가에서 섭씨 척도로 대체되었지만, 미국에서는 여전히 기온 측정 및 일기 예보 등에 화씨 척도를 사용하고 있다.[19]

4. 비판

파렌하이트는 1724년 왕립 학회의 회원으로 선출되었고,[9] 같은 해 왕립 학회 철학 회보에 라틴어로 5편의 논문을 발표했다. 이 중 두 번째 논문("Experimenta et observationes de congelatione aquae in vacuo factae")에서 그는 자신의 온도계 제작 방법과 눈금의 기준점을 설명했다. 약 2세기 동안 이 논문은 파렌하이트 온도계 제작 과정에 대한 유일한 설명으로 여겨졌다.[8]

그러나 20세기에 에른스트 코헨이 파렌하이트와 헤르만 보어하브 사이의 서신을 발견하면서 상황이 달라졌다. 이 서신 내용은 파렌하이트가 논문에서 설명한 기준점 설정 과정의 진실성에 상당한 의문을 제기했으며, 실제로는 그의 눈금이 뢰머의 눈금에서 상당 부분 유래했음을 시사했다.

온도계 역사가 W. E. 노울스 미들턴은 그의 저서 ''온도계의 역사와 기상학에서의 사용''에서 이러한 논란에 대해 다음과 같이 언급했다.

: 나는 [파렌하이트 눈금에 대한] 많은 혼란이 [파렌하이트가] [그의 왕립 학회 기사에서] 정확히 말한 것을 믿고, 기구 제작자가 자신의 과정을 숨기거나 적어도 독자를 혼란스럽게 하려는 자연스러운 경향을 무시한 데서 비롯되었다고 생각한다.[8]

미들턴은 파렌하이트가 의도적으로 자신의 제작 과정을 명확히 밝히지 않았거나, 최소한 독자들에게 혼란을 주려 했을 가능성을 지적한 것이다.

참조

[1] 간행물 Fahrenheit, Gabriel Daniel
[2] 논문 Title of the Article 1946-11-15
[3] 문서 Fahrenheit, a Pioneer of Exact Thermometry 1966
[4] 서적 G. D. Fahrenheit / R. -A. F. de Réaumur / A. Celsius https://books.google[...] B. G. Teubner 2008-06-14
[5] 웹사이트 Fahrenheit and Krueger genealogies http://www.g-gruppen[...]
[6] 논문 Daniel Gabriel Fahrenheit aus Danzig 1952
[7] 논문 Daniel Gabriel Fahrenheit.; sein Leben und Wirken 1890
[8] 서적 A History of the Thermometer and its Use in Meteorology Johns Hopkins Press
[9] 웹사이트 The Royal Society Archive catalogue http://www2.royalsoc[...] 2010-11-26
[10] 문서 Daniel Gabriel Fahrenheit's Letters to Leibniz and Boerhaave https://books.google[...] Rodopi Publishers, Amsterdam 1983
[11] 웹사이트 The Kloosterkerk http://www.kloosterk[...] The Kloosterkerk 2017-09-16
[12] 문서 Het Testament en de Inboedel van Daniel Gabriel Fahrenheit https://resolver.kb.[...] Binger Publishers, Amsterdam 1913
[13] 논문 Experimenta et Observationes de Congelatione aquae in vacuo factae
[14] 웹사이트 Why does the Fahrenheit scale use 32 degrees as a freezing point? http://www.physlink.[...] PhysLink 2008-05-09
[15] 서적 Chemistry: Atoms First https://books.google[...] McGraw-Hill 2014-01-10
[16] 웹사이트 Fahrenheit temperature scale http://www.sizes.com[...] Sizes, Inc 2006-12-10
[17] 논문 A Critical Appraisal of 98.6°F, the Upper Limit of the Normal Body Temperature, and Other Legacies of Carl Reinhold August Wunderlich
[18] 논문 Temperature of a Healthy Human (Body Temperature) http://hypertextbook[...] 2002
[19] 웹사이트 Fahrenheit: Facts, History & Conversion Formulas https://www.livescie[...] 2013-09-24
[20] 웹사이트 温度概念と温度計の歴史 http://www.netsu.org[...] 日本熱測定学会 2019-11-22
[21] weblio 華氏温度とは https://www.weblio.j[...] 2012-12-27
[22] Yahoo!百科事典 ファーレンハイト http://100.yahoo.co.[...] 2012-12-27
[23] 코토뱅크 ファーレンハイトとは https://kotobank.jp/[...] 2012-12-27


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