伽利略溫度計

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Galileo Thermometer.jpg

伽利略溫度計(英文:Galileo thermometer)是一個包含著透明液體的玻璃圓筒溫度計。液體裡懸浮著一定數量的重物。那些重物一般是包含有色液體的玻璃容器。當液體的溫度改變,它們的密度會隨之改變,並且那些懸浮的重物也會上升或下降到一個與周圍的液體密度相等的位置。如果重物有非常少的不同,還有被排列為最低密度的在上面,最高密度在底部,這樣他們便形成溫度標度。溫度一般是讀取自一個被刻記的在各重物上的金屬圓盤。頂面重物的最低重物是表示四周的溫度。達到這要求要製造容量少於1/1000克的重物。

運作原則[編輯]

Galileo Thermometer closeup.jpg

伽利略溫度計的運作是基於浮力原則。浮力一般是指物體浸泡在液體或氣體中產生的托力,它也是製的小船能漂浮的原因(當然,一支鋼製的固體棒自己是會下沉的)。唯一因素去確定一個大物體是否漂浮或下沉在特殊液體,是與物體的質量和物體下沉時取代了液體的質量有關的[1]。如果物體的質量大於液體被取代的質量,物體將會下沉。相反,如果物體的質量比液體被取代的質量少,對象將會漂浮。

圖一

如果有兩個物體,每個都是10厘米×10厘米×10厘米的正方體。那麼被這個大小物體取代的水的質量就是1公斤。左面的咖啡色物體漂浮是因為水被取代的質量(0.5公斤,一半的物體沉於水,一半在水上面)相等於物體的質量。右面的綠色物體下沉是因為水被取代的質量(1公斤)少於物體的質量(2公斤)。

圖二

不是所有用上面綠色物料做的物體都會下沉。在圖二,綠色物體的裡面被挖空。現在物體的總質量是0.5公斤,但他的容量仍然一樣,所以它像(圖一)咖啡色物體一樣半浮於水。在上面的例子,物體漂浮的液體被假設為水。水的密度為1kg/L,這代表被上述任何物體取代的水的容量是1公斤。伽利略發現液體的密度會隨溫度稍微改變。當溫度增高,液體 密度減少。這就是伽利略溫度計運作的主要關鍵。

圖三

圖三顯示一個綠色物料做的1公斤中空物體。在左手面的容器,液體的密度為1.001 kg/L。由於物體的質量少於水被取代的質量,它浮了。在右手面的容器,液體的質量是 0.999 kg/L。由於物體的質量比水被取代的質量大,它下沉了。這顯示密度的非常小改變也輕易引至幾乎漂浮的物體下沉。

在伽利略溫度計,小玻璃球裝了不同(顏色)的液體。每個裝了些微不同的數量,它以最輕的在最上,最重的在最下面來排列。玻璃球沉浸的清徹液體並非水,而是一些不活躍的類(選取它是因為當溫度改變,它的密度轉變比水的較多)。

圖四

圖四顯示伽利略溫度計在兩個不同溫度的圖表說明 (標誌在這個例子的溫度是華氏).

注釋[編輯]

  1. ^ 細小的物體,例如則可以透過表面張力漂浮。

參見[編輯]

外部連結[編輯]