Τι είναι το υγρό στα θερμόμετρα Galileo;

Το υγρό σε ένα θερμόμετρο Galileo είναι νερό. Επιπλέουν στο νερό μέσα στο σωλήνα είναι φυσαλίδες γυαλιού γεμάτες επίσης με νερό που περιέχει απλό χρωματισμό τροφίμων, αν και μερικές φορές μπορεί να χρησιμοποιηθεί αλκοόλ. Το θερμόμετρο Galileo είναι μια μηχανή που λειτουργεί με ακρίβεια και είναι πιο συχνά από ό, τι δεν χρησιμοποιείται σήμερα ως διακόσμηση.

Σύμφωνα με τον Louis A. Bloomfield, το θερμόμετρο Galileo λειτουργεί σύμφωνα με την αρχή της πλευστότητας του Αρχιμήδη, η οποία δηλώνει ότι οποιοδήποτε αντικείμενο ένα ρευστό ανυψώνεται με δύναμη ίση με αυτή του υγρού που εκτοπίζει (βλ. "Αρχική σελίδα θερμομέτρων και θερμοστατών", παρακάτω). Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, μειώνεται η πυκνότητα του νερού εντός του σωλήνα του θερμομέτρου. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να καθιστά τις φυσαλίδες γυαλιού λιγότερο πιθανό να επιπλέουν.

Κάθε γυάλινη φυσαλίδα γεμίζει με την ίδια ποσότητα νερού. Επισυνάπτεται σε κάθε μια μεταλλική ετικέτα με χαραγμένο σύμβολο αριθμού και βαθμού (βλ. "Λειτουργία θερμομέτρου Galileo", παρακάτω). Κάθε μεταλλική ετικέτα έχει διαφορετικό βάρος, το οποίο έχει ως αποτέλεσμα τη διακριτική βαθμονόμηση των φυσαλίδων. Καθώς η πυκνότητα του νερού στο σωλήνα διαστέλλεται ή συστέλλεται, οι φυσαλίδες επιπλέουν ή βυθίζονται ανάλογα.

Σε ένα θερμόμετρο Galileo εξοπλισμένο με πέντε γυάλινες φυσαλίδες, απεικονίζεται μια περιοχή θερμοκρασίας 20 βαθμών. Η ελαφρύτερη φούσκα (αυτή με τη μικρότερη μεταλλική ετικέτα) υποδηλώνει, για παράδειγμα, το ανώτερο εύρος θερμοκρασίας - 80 μοίρες. Η επόμενη ελαφρύτερη φούσκα δείχνει 75 μοίρες, και ούτω καθεξής μέχρι τη βαρύτερη φούσκα 60 μοιρών.

Σε μια κρύα ημέρα, το καθαρό νερό στο σωλήνα θα συρρικνωθεί, γίνεται πιο πυκνό. Καθώς το νερό συστέλλεται, οι ελαφρύτερες φυσαλίδες επιπλέουν στην κορυφή του σωλήνα και οι βαρύτερες φυσαλίδες βυθίζονται στο κάτω μέρος. Όποια φυσαλίδα αντιστοιχεί περισσότερο στη θερμοκρασία του νερού επιτυγχάνεται ουδέτερη πλευστότητα, κυμαινόμενη μεταξύ του ελαφρύτερου και του βαρύτερου. Αυτή η φυσαλίδα δείχνει την κατά προσέγγιση θερμοκρασία.

(Βλ. "Λειτουργία θερμομέτρου Galileo" παρακάτω για ένα άλλο παράδειγμα.)

Ένα θερμόμετρο Galileo πρέπει να τοποθετείται μακριά από παράθυρα και άλλες πηγές θέρμανσης ή ψύξης. Ένα θερμόμετρο σε άμεσο ηλιακό φως ή κοντά σε ένα κρύο παράθυρο, για παράδειγμα, θα είναι λοξό και δεν θα απεικονίζει με ακρίβεια τη θερμοκρασία. Εάν όλες οι φυσαλίδες έχουν βυθιστεί στον πυθμένα, είναι πιθανό το νερό στο θερμόμετρο να είναι πολύ ζεστό. Ομοίως, αν έχουν ανέβει όλοι στην κορυφή, το νερό είναι πιθανώς πολύ κρύο.

Το υγρό στα θερμόμετρα Galileo δεν χρειάζεται να είναι αλκοολικό ή υδράργυρο. Το απλό νερό είναι ένας επαρκής και ελαστικός αγωγός θερμότητας. Ούτε πρέπει να προστεθεί χρωματισμός τροφίμων στις φυσαλίδες για να λειτουργήσει το θερμόμετρο. Αντίθετα, τα διαφορετικά χρώματα των πλωτών φυσαλίδων καθιστούν ευκολότερη την αναγνώριση και μια πιο ευχάριστη αισθητική.