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Basé sur un thermoscope inventé par Galileo Galilei au début des années 1600, le thermomètre situé sur le bureau de votre collègue s'appelle un Thermomètre Galileo. Thermomètre simple et assez précis, il est aujourd'hui principalement utilisé comme décoration. Le thermomètre Galileo se compose d’un tube de verre scellé rempli d’eau et de plusieurs bulles flottantes. Les bulles sont des sphères de verre remplies d'un mélange liquide coloré. Ce mélange liquide peut contenir de l'alcool ou simplement de l'eau colorée.
Une petite étiquette métallique indiquant la température est attachée à chaque bulle. Un nombre et un symbole de degré sont gravés dans l'étiquette. Ces étiquettes métalliques sont en réalité des contrepoids calibrés. Le poids de chaque étiquette est légèrement différent des autres. Comme les bulles sont toutes en verre soufflé à la main, elles ne sont pas exactement de la même taille et de la même forme. Les bulles sont calibrées en leur ajoutant une certaine quantité de fluide afin qu’elles aient exactement la même densité. Ainsi, une fois que les étiquettes lestées sont attachées aux bulles, leur densité (rapport masse / volume) diffère très légèrement des autres bulles et leur densité est très proche de celle de l’eau environnante.
Si vous avez lu, alors vous savez qu'un objet immergé dans un fluide subit deux forces majeures: l'attraction descendante de la gravité et la poussée ascendante de la flottabilité. C'est la force de gravité descendante qui fait fonctionner ce thermomètre.
L'idée de base est que lorsque la température de l'air à l'extérieur du thermomètre change, la température de l'eau entourant les bulles change également. À mesure que la température de l'eau change, elle se dilate ou se contracte, ce qui modifie sa densité. Donc, quelle que soit la densité, certaines des bulles vont flotter et d'autres vont couler. La bulle qui coule le plus indique la température actuelle approximative.
Considérons cet exemple:
Disons qu'il y a cinq bulles dans le thermomètre:
- Une bulle bleue qui représente 60 degrés
- Une bulle jaune qui représente 65 degrés
- Une bulle verte qui représente 70 degrés
- Une bulle violette qui représente 75 degrés
- Une bulle rouge qui représente 80 degrés
La bulle bleue (60 degrés) est la bulle la plus lourde (la plus dense), et chaque bulle est ensuite légèrement plus claire, la bulle rouge étant la plus légère. Maintenant, supposons que la température de la pièce soit de 70 degrés. Comme l'air ambiant fait 70 degrés, nous savons que la température à l'intérieur du thermomètre est également d'environ 70 degrés. Les bulles bleues et jaunes (respectivement 60 et 65 degrés) sont calibrées de manière à avoir des densités supérieures à celles de l'eau à cette température, elles coulent donc. Les bulles violettes et rouges ont chacune une densité inférieure à celle de l’eau environnante et flottent donc tout en haut du thermomètre. Comme la bulle verte est calibrée pour représenter 70 degrés, la même température que l’eau, elle s’enfonce légèrement de sorte qu’elle flotte juste au-dessous des bulles violettes et rouges, indiquant ainsi la température de la pièce!
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