
1600年代初頭にガリレオガリレイによって発明された温度計に基づいて、同僚の机の上の温度計はガリレオ温度計と呼ばれます。シンプルでかなり正確な温度計で、今日では主に装飾として使用されています。ガリレオ温度計は、水といくつかの浮遊気泡で満たされた密封されたガラス管で構成されています。泡は、着色された液体混合物で満たされたガラス球です。この液体混合物にはアルコールが含まれている場合もあれば、単に食品着色料を含む水である場合もあります。
各バブルには、温度を示す小さな金属タグが付いています。タグには数字と度の記号が刻印されています。これらの金属タグは、実際には校正済みのカウンターウェイトです。各タグの重みは他のタグとわずかに異なります。泡はすべて手吹きガラスであるため、サイズや形状がまったく同じではありません。気泡は、正確に同じ密度になるように、一定量の流体を気泡に加えることによって較正されます。そのため、加重タグを気泡に取り付けた後、それぞれの密度(質量と体積の比率)は他の気泡とわずかに異なり、すべての気泡の密度は周囲の水の密度に非常に近くなります。
この質問を読んだら、流体に浸された物体が2つの大きな力を経験することを知っています。重力の下向きの引っ張りと浮力の上向きの押しです。この温度計を機能させるのは、下向きの重力です。
基本的な考え方は、温度計の外側の空気の温度が変化すると、気泡を取り巻く水の温度も変化するということです。水の温度が変化すると、水は膨張または収縮し、それによって密度が変化します。したがって、任意の密度で、泡の一部は浮き、他の泡は沈みます。最も沈む気泡は、おおよその現在の温度を示します。
この例を考えてみましょう。
温度計に5つの気泡があるとしましょう:
- 60度を表す青い泡
- 65度を表す黄色い泡
- 70度を表す緑色の泡
- 75度を表す紫色の泡
- 80度を表す赤い泡
青い泡(60度)は最も重い(最も密度の高い)泡であり、その後の各泡はわずかに軽くなり、赤い泡が最も軽くなります。さて、部屋の温度が70度だとしましょう。周囲の空気は70度なので、温度計内の水も約70度であることがわかります。青と黄色の泡(それぞれ60度と65度)は、この温度の水よりも密度が高くなるように調整されているため、沈みます。紫と赤の泡はそれぞれ周囲の水よりも密度が低いため、温度計の最上部に浮かんでいます。緑の泡は水と同じ温度である70度を表すように調整されているため、わずかに沈み、紫と赤の泡のすぐ下に浮かんでいます。これにより、部屋の温度が示されます。
初版:2001年6月21日