Tra i tanti tipi di termometro ce n’è uno che potremmo definire celeberrimo!
Vi state chiedendo di cosa si tratta? Semplice: del termometro di Galileo.
Cechiamo però di comprendere cos’è, come funziona e com’è fatto il termometro di Galileo.
COS’È IL TERMOMETRO GALILEIANO
Il termometro di Galileo (o termometro galileiano) è un termometro ad ampolla progettato per misurare la temperatura atmosferica. Questo strumento la cui ideazione come si evince dal nome è attribuita a Galileo Galilei (Pisa 1564 – Arcetri 1642) è stato messo appunto nella seconda metà del 1600, all’accademia del Cimento, fondata a Firenze da alcuni allievi di Galileo.
Ma come funziona esattamente? Cerchiamo di comprenderlo partendo dalla forma dell’oggetto.
COM’È FATTO IL TERMOMETRO DI GALILEO
Il termometro di Galileo si presenta esteticamente come un cilindro di vetro, trasparente, posto in verticale, pieno di alcool (o altro liquido) che contiene al proprio interno una serie di altre boccette colorate (delle piccole ampolle).
Ogni ampolla contiene a sua volta del liquido, ed è etichettata con l’indicazione di temperatura.
Le ampolle sono riempite con un liquido colorato (ognuna ha un colore differente) che le rende riconoscibili a colpo d’occhio.
Durante l’utilizzo, una volta raggiunto l’equilibrio termico, le boccette si divideranno in due gruppi. In basso le ampolle che non galleggiano, in alto le ampolle che continuano a galleggiare.
La temperatura indicata sulla boccetta che si troverà più in basso, tra quelle del gruppo che galleggia, indica la temperatura atmosferica rilevata.
Ma perché tutto questo accade?
COME FUNZIONA IL TERMOMETRO DI GALILEO
Per comprendere il funzionamento del termometro di Galileo dobbiamo conoscere li principio di Archimede che afferma: “un corpo immerso in un fluido (liquido o gas che sia) subisce una forza diretta dal basso verso l’alto di intensità equiparabile alla forza-peso del fluido spostato”.
Le piccole ampolle contenute nel cilindro principale sono riempite con liquidi che presentano una diversa densità tra loro, diversa anche rispetto al liquido nel quale sono immersi.
Per il principio di Archimede, se abbiamo due corpi (o fluidi) di densità differenti, quello con densità minore tenderà a salire verso l’alto, mentre quello con densità maggiore tenderà a scendere verso il basso.
La densità dei liquidi cambia con il variare della temperatura.
L’alcool contenuto nel cilindro principale modifica la propria densità al variare della temperatura esterna.
Quando la temperatura atmosferica aumenta (poniamo da 10° a 25°) il liquido posto nel cilindro principale, che contiene le boccette, cambia densità.
Si tratta del fenomeno di dilatazione termica nei liquidi per cui un corpo (liquido, gassoso o solido) aumenta di volume con l’aumentare della temperatura.
Le ampolline contenute all’interno del cilindro, sigillate, tendono invece (per approssimazione) ad una densità costante, non risentendo del cambio di temperatura.
L’ampollina x (poniamo quella che indica i 10°) prima del riscaldamento ha densità minore rispetto al liquido che la contiene, dunque galleggia. Una volta superata la temperatura ipotetica di 10°, l’ampollina mantiene densità costante, ma il liquido che la contiene diminuisce di densità, ecco allora che l’ampollina andrà adagiarsi sul fondo.
Complicato vero?
Non troppo ma per comprendere i meccanismi dal punto di vista chimico/fisico una base matematica può tornare moto utile!
Se volete approfondire il tema date un‘occhiata a questo video.