Galileo thermometer

Hoe werkt de Galileo thermometer?

Hoe werkt de Galileo thermometer?

• Als het warmer wordt, gaat de dobber drijven.
• Als het kouder wordt, zinkt de dobber.

Bij deze dobber ligt de kritische temperatuur op z’n 20°C.

T > 21°C de dobber drijft bovenin.

19°C > T < 21°C twijfel (zweven)

T < 19°C de dobber drijft bovenin.

Door het gewicht aan de dobber lichter of juist zwaarder te maken, kun je de kritische temperatuur beïnvloeden. Door wat koper weg te knippen, kun je de kritische temperatuur verlagen.

Hoe komt dat?

Water zet sterk uit of krimpt sterk bij temperatuursveranderingen. In koud water zitten de moleculen dichter op elkaar en daardoor is de soortelijke massa hoger van koud water hoger die van warm water.

• Hoe hoger de temperatuur van het water,
• hoe meer ruimte de moleculen nodig hebben,
• hoe lager de soortelijke massa.

• Warm water heeft een lagere soortelijke massa.
• Koud water heeft een hogere soortelijke massa.

De Galileo thermometer maakt hiervan gebruik.

De dobber is gemaakt van glas.
De kubieke uitzettingscoëfficiënt van glas is heel klein. Met andere woorden: glas krimpt nauwelijks en zet nauwelijks uit bij temperatuurverschillen. De volumeverandering van de dobber t.g.v. temperatuurverschillen is verwaarloosbaar klein. Het drijfvermogen van de dobber is dus nagenoeg constant.

Kubieke uitzettingscoëfficiënt γ van water bij 20°C bedraagt 0,21 x 10^-3m³/m³ K^-1.

γwater bij 20°C = 0,00021 per graad Kelvin = 0,021% per graad Kelvin.

Voorbeeld: stel je hebt een zwembad gevuld met 100 m³ water. Het is zomer, de watertemperatuur loopt op van ’s nachts 18°C tot overdag 20°C. 2°C er bij dus. Het volume van het water neemt dan toe met 42 liter.

Vraag: stel je wilt dat deze dobber bij een lagere temperatuur zinkt. Moet je de dobber dan verzwaren of juist verlichten?