伽利略温度计(彩球温度计)道理简单,装饰美观,理解原理我们注意观察图即可:
1. 我们观察到温度高的小球在上边,温度低的小球在下边。
2. 当环境温度介于两个小球的标示温度之间时,一定是温度高于环境温度的小球在上边(密度比液体密度小),温度低于环境温度的小球在下边(密度比液体密度大)。由此可以推论,以液体密度为中介,我们可以得到标示温度高的小球密度一定小 —— 以图为例,我们有 20度球的密度 > 液体密度 > 22度球的密度,所以温度介于 20度 - 22度 之间。通过递推法,我们可以得到温度越高小球的密度越小。温度变高上方小球下沉,液体密度从上方小球以上变到以下(小球体积随温度变化可以忽略不计,所以密度不变)也就能够推出温度越高,液体的密度越小。
3. 事实上,只需设定这些不同温度小球的密度等于这个温度下液体的密度即可。由于液体密度随温度上升而变小,当温度和小球温度一致时,小球将会悬浮,否则则上浮或下沉。所以我们能够看见在彩球温度计当中排列有小球温度从下到上从低到高的规律。
4. 使用浮力原理也可以解释此现象,只需设定小球的体积不变,通过密度变化来指示所受浮力变化即可。
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