伽利略温度计

伽利略温度计(英文：Galileo thermometer)是一种由玻璃圆筒、透明液体及不同密度的重物所构成的温度计。当温度改变时，液体的密度会随之改变，使得悬浮的重物上下移动，直到与周围的液体密度相等。密度最低的重物会在最顶部，最高的在最底部。每个重物都挂着刻有数字的金属圆盘，读取周遭温度时，找悬浮在顶部最底端的重物。

运作原理

伽利略温度计的运作原理是浮力。浮力一般是指物体在液体或气体中所产生向上的托力，是钢制小船能漂浮的原因(当然，一支钢制棒子是会下沉的)。液体中的物体漂浮与否，取决于物体本身的重量，以及放入水中时物体排开液体的重量。。如果物体的重量小于排开液体重，就会浮在水上；大于排开液体重就会下沉；如果相等，则会悬浮在液体中。

图一

如果有两个物体，都是边长10cm 的正方体，那么两者都会排开1公斤的水。也就是说，在水中时的浮力就会等于1公斤。左图咖啡色物体会漂浮是因排开液体重(因一半沉在水中所以是0.5公斤)等于物体的重量。右图绿色物体会下沉是因排开液体重，也就是浮力，少于物体的重量。

图二

图二中空的物体，重量变成0.5公斤，但能排开液体的体积跟原本一样，所以会跟图一咖啡色物体时相同结果。以上的例子，物体漂浮的液体是水，密度为1kg/L，因此上面每一个能排开液体的重量都是1公斤。伽利略发现了液体的密度会随温度稍微改变，温度升高时，液体密度会减少，这正是伽利略温度计运作的主要关键。

图三

图三的绿色物体重量是1公斤。左图，液体的密度为1.001 kg/L。因为水能够被排开的重量（1.001公斤）大于物体的重量，所以它浮在水面上。右图，液体的密度为0.999 kg/L。这时，水能够被排开的重量（0.999公斤）比物体的重量小，浮力不足以支撑其重力，所以就沉到了底部。由此可看出，密度微小的变化也能够造成悬浮在液体中的物体下沉。

伽利略温度计中，每个小玻璃球装有不同颜色的液体。液体的成分不影响温度计的运作，颜色只是装饰用。玻璃吹制密封后，小玻璃球的等效密度就由下挂的金属圆盘来调正。因为玻璃球的体积是固定的，温度造成内部的气体、液体膨胀都不会造成显著的影响。周遭的透明液体不是水，而是一些密度随温度改变比水还大的一些有机溶液。（如乙醇）

图四

图四是伽利略温度计在不同温度时示意图。(图中温度单位是华氏)。 如果有一些玻璃球在顶部，一些在底部，一个浮在中间（图四的左图），那么浮在中间的就是周遭的温度(绿色的76°F)。 如果都没有浮在中间的（图四的右图），那么可以取上面和下面两端温度的平均值，也可以直接读取上面最下方的温度。

参见

• 温度计

外部链接

• Galilean Thermometer（页面存档备份，存于互联网档案馆） （英文）
• Howstuffworks（页面存档备份，存于互联网档案馆） （英文）