السائل في مقياس حرارة غاليليو هو الماء. تطفو في الماء داخل الأنبوب فقاعات زجاجية مملوءة بالماء الذي يحتوي على تلوين الطعام البسيط ، على الرغم من أنه في بعض الأحيان قد يتم استخدام الكحول. ميزان الحرارة غاليليو هو آلة تعمل بدقة والتي تستخدم في كثير من الأحيان اليوم كديكور.
يعتمد ميزان الحرارة هذا على اختراع غاليليو غاليلي.التاريخ
وفقًا لـ Louis A. Bloomfield ، يعمل مقياس الحرارة غاليليو وفقًا لمبدأ أرخميدس للطفو ، الذي ينص على أن أي جسم في السائل يتم تعويذه بقوة مساوية لقوة السائل الذي يزيحه (راجع "الصفحة الرئيسية لمقاييس الحرارة والحرارة") ، أدناه). مع ارتفاع درجة الحرارة ، يتم تقليل كثافة الماء داخل أنبوب مقياس الحرارة. هذا له تأثير جعل فقاعات الزجاج أقل عرضة للطفو.
علم الميكانيكا
تمتلئ كل فقاعة زجاجية بنفس كمية الماء. مرفقة بكل منها علامة معدنية برقم محفور ورمز درجة (انظر "تشغيل مقياس الحرارة غاليليو" ، أدناه). كل علامة معدنية لها وزن مختلف ، مما يؤدي إلى معايرة الفقاعات بمهارة. مع توسع أو تقلص كثافة الماء في الأنبوب ، تطفو الفقاعات أو تغرق وفقًا لذلك.
وظيفة
في ميزان حرارة غاليليو مجهز بخمس فقاعات زجاجية ، يتم تمثيل مجموعة من درجات الحرارة 20 درجة. تشير أفتح الفقاعة (تلك ذات العلامة المعدنية الأصغر) إلى النطاق الأعلى لدرجة الحرارة - 80 درجة ، على سبيل المثال. تشير الفقاعة الأخف وزناً التالية إلى 75 درجة ، وما إلى ذلك حتى تصل إلى أثقل فقاعة من 60 درجة.
في يوم بارد ، ستقل المياه الصافية في الأنبوب ، وتصبح أكثر كثافة. عند انقباض المياه ، تطفو الفقاعات الأخف إلى أعلى الأنبوب وتغرق الفقاعات الأثقل في الأسفل. أيًا كانت الفقاعة الأكثر تقابلًا لدرجة حرارة الماء تحقق الطفو المحايد ، فهي تطفو بين الأخف وزناً والأثقل. تشير هذه الفقاعة إلى درجة الحرارة التقريبية.
(انظر "تشغيل ميزان الحرارة غاليليو" أدناه للحصول على مثال آخر.)
الاعتبارات
يجب وضع ميزان حرارة غاليليو بعيدًا عن النوافذ ومصادر التدفئة أو التبريد الأخرى. على سبيل المثال ، يكون ميزان الحرارة في ضوء الشمس المباشر أو بالقرب من نافذة باردة منحرفًا ولا يصور درجة الحرارة بدقة. إذا غرقت جميع الفقاعات إلى أسفلها ، فمن المحتمل أن يكون الماء في ميزان الحرارة ساخنًا جدًا. وبالمثل ، إذا ارتفعت جميعًا إلى الأعلى ، فمن المحتمل أن يكون الماء باردًا للغاية.
المفاهيم الخاطئة
السائل في موازين الحرارة غاليليو لا يحتاج إلى أن يكون كحولي أو زئبقي. الماء البسيط هو موصل كاف ومرن للحرارة. ولا يجب إضافة تلوين الطعام إلى الفقاعات حتى يعمل مقياس الحرارة. بدلاً من ذلك ، فإن الألوان المختلفة للفقاعات العائمة تجعل من الأسهل تحديدًا وجمالية أكثر متعة.
