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伽利略溫度計

伽利略溫度計(英文:Galileo thermometer)是一種由玻璃圓筒、透明液體及不同密度的重物所構成的溫度計。當溫度改變時,液體的密度會隨之改變,使得懸浮的重物上下移動,直到與周圍的液體密度相等。密度最低的重物會在最頂部,最高的在最底部。每個重物都掛著刻有數字的金屬圓盤,讀取周遭溫度時,找懸浮在頂部最底端的重物。

運作原理 编辑

 

伽利略溫度計的運作原理是浮力。浮力一般是指物體在液體或氣體中所產生向上的托力,是製小船能漂浮的原因(當然,一支鋼製棒子是會下沉的)。液體中的物體漂浮與否,取決於物體本身的重量,以及放入水中時物體排開液體的重量。[1]。如果物體的重量小於排開液體重,就會浮在水上;大於排開液體重就會下沉;如果相等,則會懸浮在液體中。

 
圖一

如果有兩個物體,都是邊長10cm 的正方體,那麼兩者都會排開1公斤的水。也就是說,在水中時的浮力就會等於1公斤。左圖咖啡色物體會漂浮是因排開液體重(因一半沉在水中所以是0.5公斤)等於物體的重量。右圖綠色物體會下沉是因排開液體重,也就是浮力,少於物體的重量。

 
圖二

圖二中空的物體,重量變成0.5公斤,但能排開液體的體積跟原本一樣,所以會跟圖一咖啡色物體時相同結果。以上的例子,物體漂浮的液體是水,密度為1kg/L,因此上面每一個能排開液體的重量都是1公斤。伽利略發現了液體的密度會隨溫度稍微改變,溫度升高時,液體密度會減少,這正是伽利略溫度計運作的主要關鍵。

 
圖三

圖三的綠色物體重量是1公斤。左圖,液體的密度為1.001 kg/L。因為水能夠被排開的重量(1.001公斤)大於物體的重量,所以它浮在水面上。右圖,液體的密度為0.999 kg/L。這時,水能夠被排開的重量(0.999公斤)比物體的重量小,浮力不足以支撐其重力,所以就沉到了底部。由此可看出,密度微小的變化也能夠造成懸浮在液體中的物體下沉。

伽利略溫度計中,每個小玻璃球裝有不同顏色的液體。液體的成分不影響溫度計的運作,顏色只是裝飾用。玻璃吹製密封後,小玻璃球的等效密度就由下掛的金屬圓盤來調正。因為玻璃球的體積是固定的,溫度造成內部的氣體、液體膨脹都不會造成顯著的影響。周遭的透明液體不是水,而是一些密度隨溫度改變比水還大的一些有機溶液。(如乙醇)

 
圖四

圖四是伽利略溫度計在不同溫度時示意圖。(圖中溫度單位是華氏)。 如果有一些玻璃球在頂部,一些在底部,一個浮在中間(圖四的左圖),那麼浮在中間的就是周遭的溫度(綠色的76°F)。 如果都沒有浮在中間的(圖四的右圖),那麼可以取上面和下面兩端溫度的平均值,也可以直接讀取上面最下方的溫度。

注釋 编辑

  1. ^ 表面張力也可能使物體漂浮,例如細小的

參見 编辑

外部連結 编辑

伽利略溫度計, 英文, galileo, thermometer, 是一種由玻璃圓筒, 透明液體及不同密度的重物所構成的溫度計, 當溫度改變時, 液體的密度會隨之改變, 使得懸浮的重物上下移動, 直到與周圍的液體密度相等, 密度最低的重物會在最頂部, 最高的在最底部, 每個重物都掛著刻有數字的金屬圓盤, 讀取周遭溫度時, 找懸浮在頂部最底端的重物, 目录, 運作原理, 注釋, 參見, 外部連結運作原理, 编辑, nbsp, 的運作原理是浮力, 浮力一般是指物體在液體或氣體中所產生向上的托力, 是鋼製小船能漂浮的原因. 伽利略溫度計 英文 Galileo thermometer 是一種由玻璃圓筒 透明液體及不同密度的重物所構成的溫度計 當溫度改變時 液體的密度會隨之改變 使得懸浮的重物上下移動 直到與周圍的液體密度相等 密度最低的重物會在最頂部 最高的在最底部 每個重物都掛著刻有數字的金屬圓盤 讀取周遭溫度時 找懸浮在頂部最底端的重物 目录 1 運作原理 2 注釋 3 參見 4 外部連結運作原理 编辑 nbsp 伽利略溫度計的運作原理是浮力 浮力一般是指物體在液體或氣體中所產生向上的托力 是鋼製小船能漂浮的原因 當然 一支鋼製棒子是會下沉的 液體中的物體漂浮與否 取決於物體本身的重量 以及放入水中時物體排開液體的重量 1 如果物體的重量小於排開液體重 就會浮在水上 大於排開液體重就會下沉 如果相等 則會懸浮在液體中 nbsp 圖一如果有兩個物體 都是邊長10cm 的正方體 那麼兩者都會排開1公斤的水 也就是說 在水中時的浮力就會等於1公斤 左圖咖啡色物體會漂浮是因排開液體重 因一半沉在水中所以是0 5公斤 等於物體的重量 右圖綠色物體會下沉是因排開液體重 也就是浮力 少於物體的重量 nbsp 圖二圖二中空的物體 重量變成0 5公斤 但能排開液體的體積跟原本一樣 所以會跟圖一咖啡色物體時相同結果 以上的例子 物體漂浮的液體是水 密度為1kg L 因此上面每一個能排開液體的重量都是1公斤 伽利略發現了液體的密度會隨溫度稍微改變 溫度升高時 液體密度會減少 這正是伽利略溫度計運作的主要關鍵 nbsp 圖三圖三的綠色物體重量是1公斤 左圖 液體的密度為1 001 kg L 因為水能夠被排開的重量 1 001公斤 大於物體的重量 所以它浮在水面上 右圖 液體的密度為0 999 kg L 這時 水能夠被排開的重量 0 999公斤 比物體的重量小 浮力不足以支撐其重力 所以就沉到了底部 由此可看出 密度微小的變化也能夠造成懸浮在液體中的物體下沉 伽利略溫度計中 每個小玻璃球裝有不同顏色的液體 液體的成分不影響溫度計的運作 顏色只是裝飾用 玻璃吹製密封後 小玻璃球的等效密度就由下掛的金屬圓盤來調正 因為玻璃球的體積是固定的 溫度造成內部的氣體 液體膨脹都不會造成顯著的影響 周遭的透明液體不是水 而是一些密度隨溫度改變比水還大的一些有機溶液 如乙醇 nbsp 圖四圖四是伽利略溫度計在不同溫度時示意圖 圖中溫度單位是華氏 如果有一些玻璃球在頂部 一些在底部 一個浮在中間 圖四的左圖 那麼浮在中間的就是周遭的溫度 綠色的76 F 如果都沒有浮在中間的 圖四的右圖 那麼可以取上面和下面兩端溫度的平均值 也可以直接讀取上面最下方的溫度 注釋 编辑 表面張力也可能使物體漂浮 例如細小的針參見 编辑溫度計外部連結 编辑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 取自 https zh wikipedia org w index php title 伽利略溫度計 amp oldid 74968611, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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