Кіріспе

Түрлі тығыздықтағы бірнеше шыны ыдысты қамтитын термометр.

Галилео термометрі (немесе Галилей термометрі) – мөлдір сұйықтық және әр түрлі тығыздықтағы бірнеше шыны ыдысты қамтитын, герметикалық жабық шыны цилиндрден жасалған термометр. Температура өзгергенде әрбір шар өз тығыздығына және айналасындағы сұйықтықтың тығыздығына пропорционал түрде жоғары көтеріледі немесе төмен түседі. Ол осы термометрдің негізінде жатқан принципті – сұйықтың тығыздығы температурасына пропорционал түрде өзгеретінін – ашқан Галилео Галилейдің құрметіне аталған.

Тарих

XVI-XVII ғасырлардағы физик Галилейдің есімімен аталса да, термометрді ол ойлап таппаған. (Галилео 1603 жылы немесе одан бұрын Галилеоның ауа термометрі деп аталатын термоскопты ойлап тапқан.) Қазіргі Галилей термометрі деп танылатын аспапты Флоренциядағы Accademia del Cimento академиясының академиктері мен техниктері тобы ойлап тапты. Термометрдің толық сипаттамасы академияның негізгі басылымы – Saggi di naturali esperienze fatte nell'Academia del Cimento sotto la protezione del Serenissimo Principe Leopoldo di Toscana e descritte dal segretario di essa Accademia (1666) еңбегінде жарияланды. Бұл еңбектің 1684 жылғы ағылшын тіліне аудармасында құрылғы ("Бесінші термометр") "баяу және әрекетсіз" деп сипатталған, бұл сипаттама өнертабыстың итальян тіліндегі тағы бір атауында – термометр lento (баяу термометр) деп аталуында көрініс тапқан. Сыртқы ыдыс "тазартылған шарап спиртімен" (судағы этанолдың концентрацияланған ерітіндісі) толтырылды; шыны шарлардың салмағы мөрленген ұшынан аз мөлшерде шыны ұнтақтау арқылы реттелді; ал негізгі ыдыстың жоғарғы жағында сұйықтың кеңеюіне мүмкіндік беру үшін шағын ауа қуысы қалдырылды. Қазіргі кезде "Галилей термометрі" деп аталатын құрылғыны Лондонның Табиғи тарих мұражайы заманауи дәуірде қайта жаңғыртты, ол 1990 жылдардан бастап оның нұсқасын сатуды бастады.

Операция

Галилей термометрінде кішкентай шыны шарлар әртүрлі түсті сұйықтықтармен жартылай толтырылған. Бұл сұйықтықтардың құрамында негізінен су бар, ал кейбіреулерінде өте аз мөлшерде спирт қосылған, бірақ бұл термометрдің жұмыс істеуі үшін маңызды емес; олар тек белгілі бір салмақтар ретінде қызмет етеді, ал олардың түстері нақты температураны көрсетеді. Қолмен жасалған шарлар мөрленгеннен кейін, олардың астына ілінген металл таңбалар арқылы тиімді тығыздықтары реттеледі. Шарлардың ішіндегі түсті сұйықтық пен ауа кеңістігінің температуралық өзгерісіне байланысты кез келген кеңею термометрдің жұмысына әсер етпейді, себебі бұл материалдар белгілі көлемдегі шыны шардың ішінде герметикалық жабылады. Шарларға батқан мөлдір сұйықтық су емес, органикалық қосылыстар (мысалы, этанол немесе керосин) болып табылады, олардың тығыздығы температураға байланысты судағыдан гөрі көп өзгереді. Температураның өзгеруі сыртқы мөлдір сұйықтың тығыздығына әсер етеді, соның салдарынан шарлар тиісінше көтеріледі немесе төмендейді.