森垚仪表给您揭示伽利略小球浮沉的奥秘
据说,最早的温度计即是这种彩色玻璃球温度计,是在1593年由意大利科学家伽利略(1564~1642)发明的。现在市场上也称为伽利略温度计,主要用于室内装饰或作礼品收藏等用。
这种温度计中的玻璃球有一个奇妙的特性,若当前室温超过这个玻璃球下端吊牌所示的温度后,则该玻璃球会下沉,反之会上浮。因此,温度越低时浮起的小球越多,温度越高时下沉的小球越多。
伽利略温度计的读数虽然没有一些专业温度计精确,但确实具有趣味性。仔细观察会发现,玻璃管中的小玻璃球上下排列是有规律的,吊牌温度最高的小球在最上方,最低的在最下方,并且不管小球或沉或浮,都由上到下按照吊牌温度的降序排列。当所有小球都在玻璃管中静止,不再上下运动时,所有上浮小球中最下方一个小球的吊牌温度即为当前所测得的温度。
与平常使用的温度计不同,这种温度计利用的则是密度差原理。简单的说,在某一温度下,小玻璃球的总体密度大于玻璃管中的透明液体密度,则它受到的透明液体的浮力小于它的重力,小球下沉;反之,若小玻璃球的总体密度小于玻璃管中的透明液体密度,则它受到的透明液体的浮力大于它的重力,小球上浮。
当玻璃管中的透明液体的温度改变,它的密度会随之改变。于是不同小球上浮或者下沉到一个与周围的液体密度相等的位置。 如果控制各个小球的总体密度,使得总体密度最低的小球排于上方,最高的排在底部,这样便形成可以温度标度,用于指示温度了。
温度一般是读取自一个被刻记的在各玻璃小球上的金属圆盘。也有制造厂商说,玻璃球下方那个看似金属质感的吊牌其实是塑料,因为常用的金属材料太重会使得玻璃球总体密度过大而无法浮起。并且,其实玻璃小球之间几乎没有区别,是精准控制的吊牌重量在起着调节玻璃小球总体密度的作用。
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