
ガリレオ温度計(またはガリレオ式温度計)は、透明な液体と密度が異なる複数のガラス容器で構成された温度計です。個々の浮きは、それぞれの密度と周囲の液体の密度に応じて、温度変化に伴って上下します。この温度計は、液体の密度が温度に応じて変化するという原理を発見したガリレオ・ガリレイにちなんで名付けられました。
温度計は16世紀から17世紀の物理学者ガリレオにちなんで名付けられましたが、彼によって発明されたものではありません。(ガリレオは1603年以前に、より正確にはサーモスコープと呼ばれるガリレオの空気温度計と呼ばれる温度計を発明しました。) [ 1 ]
現在ガリレオ温度計として知られるこの装置は、ガリレオの弟子であるトリチェリと、トリチェリの弟子であるヴィヴィアーニを含む、フィレンツェのアカデミア・デル・チメントとして知られる学者と技術者のグループによって発明されました。[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]この温度計の詳細は、アカデミーの主要出版物である『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年)に掲載されました。この著作の英語訳(1684年)では、この装置(「第五の温度計」)を「遅くて怠惰」と表現しており、この表現は、この発明のイタリア語での別名であるtermometro lento(遅い温度計)にも反映されています。[ 5 ]外側の容器には「精製ワインスピリッツ」(エタノールを水に溶かした濃縮溶液)が満たされ、ガラスの気泡の重さは、密閉された端から少量のガラスを削り取ることで調整され、メイン容器の上部には「液体が希薄化する」(つまり膨張する)ための小さな空気の空間が残された。
現在ガリレオ温度計と呼ばれるこの装置は、現代においてロンドンの自然史博物館によって復活し、1990年代にそのバージョンが販売され始めた。[ 6 ]
ガリレオ温度計では、小さなガラス球に様々な色の液体が部分的に充填されています。これらの液体の主成分は水ですが、ごく少量のアルコールを含むものもあります。しかし、アルコールは温度計の機能には影響しません。液体は単に一定の重さとして機能し、色によって温度が示されます。手吹きガラスで作られたガラス球は密封された後、下から吊り下げられた金属製のタグを使って実効密度が調整されます。ガラス球内部の着色液体と空気層の温度変化による膨張は、これらの物質がほぼ一定のサイズのガラス球内に密封されているため、温度計の動作には影響しません。ガラス球が浸されている透明な液体は通常水ではなく、温度によって密度が変化する有機化合物(エタノールや灯油など)です。外側のチューブのサイズが一定であるため、外側の透明な液体は気液平衡状態になります。それでも、エタノール[ 7 ]のような液体の平衡密度は温度の上昇とともに低下し、それに応じて球根が上昇または下降します。[ 2 ]
温度が上昇すると、透明な保持液の密度が周囲の温度に応じて徐々に変化するため、球状部分はそれぞれの密度に応じて一つずつ沈んでいきます。周囲の温度、ひいては透明な保持液の温度によっては、最終的にはすべての球状部分がチューブの底に沈むこともあります。温度が下がると、球状部分は逆の現象を起こし、最終的にはすべてが上部に沈みます。
各電球に付いている金属製のタグには温度が刻印されています。電球が列の中央にある場合、それは管の外側の環境温度の近似値を示します。上部と下部に電球があり、その間に電球がない場合は、上部で最も低い電球と下部で最も高い電球の平均値がその値となります。