Hoe Werkt Een Galileo-Thermometer?

{h1}

Een van mijn collega's heeft een interessante thermometer op zijn bureau. Het is een glazen buis met verschillend gekleurde drijvende dingen erin. Wat voor soort thermometer is dit en hoe werkt het?

Op basis van een thermoskoop, uitgevonden door Galileo Galilei in de vroege jaren 1600, wordt de thermometer op het bureau van uw collega een Galileo-thermometer. Een eenvoudige, redelijk nauwkeurige thermometer, tegenwoordig wordt deze meestal als decoratie gebruikt. De Galileo-thermometer bestaat uit een afgesloten glazen buis die is gevuld met water en verschillende zwevende bubbels. De bubbels zijn glazen bollen gevuld met een gekleurd vloeistofmengsel. Dit vloeibare mengsel kan alcohol bevatten, of het kan gewoon water zijn met voedselkleuring.

Aan elke bubbel is een klein metalen plaatje bevestigd dat een temperatuur aangeeft. Een cijfer en graadsymbool zijn gegraveerd in het label. Deze metalen tags zijn eigenlijk gekalibreerde tegengewichten. Het gewicht van elke tag wijkt enigszins af van de andere. Omdat de bubbels allemaal met de hand geblazen glas zijn, zijn ze niet precies van dezelfde grootte en vorm. De bellen worden gekalibreerd door een bepaalde hoeveelheid vloeistof eraan toe te voegen, zodat ze exact dezelfde dichtheid hebben. Dus, nadat de gewogen tags aan de bubbels zijn bevestigd, verschilt elk heel erg in dichtheid (de verhouding van massa tot volume) van de andere bubbels, en de dichtheid van alle is zeer dicht bij de dichtheid van het omringende water.

Als je deze vraag hebt gelezen, weet je dat een object dat is ondergedompeld in een vloeistof twee belangrijke krachten ervaart: de neerwaartse aantrekkingskracht van de zwaartekracht en de opwaartse druk van het drijfvermogen. Het is de neerwaartse kracht van de zwaartekracht die deze thermometer doet werken.

Het basisidee is dat naarmate de temperatuur van de lucht buiten de thermometer verandert, ook de temperatuur van het water rond de bellen verandert. Naarmate de temperatuur van het water verandert, zet het uit of trekt het samen waardoor de dichtheid verandert. Dus bij een bepaalde dichtheid zweeft een deel van de bubbels en zullen anderen zinken. De bel die het meest zakt, geeft de geschatte huidige temperatuur aan.

Beschouw dit voorbeeld:

Laten we zeggen dat er vijf bubbels in de thermometer zitten:

  • Een blauwe bel die 60 graden vertegenwoordigt
  • Een gele bel die 65 graden vertegenwoordigt
  • Een groene bel die 70 graden vertegenwoordigt
  • Een paarse bel die 75 graden vertegenwoordigt
  • Een rode bel die 80 graden vertegenwoordigt

De blauwe luchtbel (60 graden) is de zwaarste (dichtste) luchtbel en elke luchtbel daarna is iets lichter, met de rode luchtbel de lichtste. Laten we nu zeggen dat de temperatuur in de kamer 70 graden is. Omdat de omgevingslucht 70 graden is, weten we dat het water in de thermometer ook ongeveer 70 graden is. De blauwe en gele bubbels (respectievelijk 60 en 65 graden) zijn gekalibreerd zodat ze bij dit temperatuur een hogere dichtheid hebben dan het water, dus zakken ze weg. De paarse en rode bubbels hebben elk een dichtheid die lager is dan het omringende water, dus drijven ze helemaal boven aan de thermometer. Omdat de groene luchtbel gekalibreerd is om 70 graden weer te geven, dezelfde temperatuur als het water, zakt hij iets zodat hij net onder de paarse en rode luchtbellen drijft - en daarmee de temperatuur van de ruimte aangeeft!


Video Supplement: Galileo Thermometer.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com