«Измеряйте то, что может быть измерено, и делайте измеряемым то, что не может быть измерено…»
Галилео Галилей (1564-1642)
Руководствуясь этим принципом, Галилео Галилей в 1600-х положил начало классической механике Исаака Ньютона (1642-1727 гг.). Публикация труда Ньютона «Математические начала натуральной философии», законченного в 1686 году – одна из книг, изменивших мир. Однако еще до этого Галилео Галилей сделал открытие, что объем жидкости изменяется с температурой. Это тот принцип, который E. S. Sörensen использовал в своих термометрах «Galileiglass».
Основной смысл действия открытия Галилея в термометрах состоит в том, что шарики-поплавки не одинаково наполнены жидкостью — самая большая плотность у поплавка, обозначающего самую низкую температуру, в то же время плотность всех шариков очень незначительно отличается от плотности окружающей их жидкости, которой заполнен сосуд. Когда температура окружающей среды понижается, понижается и температура жидкости в колбе, - жидкость сжимается, - плотность ее становится больше. Плотность же жидкости внутри шариков не меняется, соответственно, шарики-поплавки поднимаются наверх (так как их плотность оказывается меньше плотности окружающей их жидкости).
Текущее значение температуры определяется по нижнему плавающему шарику.
В термометре Galileiglass 4 шарика, отмаркированных соответственно 18ºС, 20ºС, 22ºС, 24ºC. При температуре окружающей среды 19ºС шарик с 18ºС отметкой на борту будет плавать. Когда температура окружающей среды превысит 19ºС, этот шарик утонет, остальные продолжат плавать, причем шарик с отметкой 20ºС будет самым нижним из плавающих поплавков и именно по нему мы определим температуру воздуха. Дальнейшее увеличение температуры за 21ºC заставит 20ºC шарик утонуть, обнаруживая самым нижним из плавающих шариков поплавок с маркировкой 22ºC, и так далее.
Внизу указано поведение нижнего из плавающих шаров:
Шарик с указанной маркировкой (левая колонка) тонет, когда температура поднимается выше указанного в правой колонкезначения.
18ºC (64F) 19ºC (66F)
20ºC (68F) 21ºC (70F)
22ºC (72F) 23ºC (74F)
24ºC (76F) 25ºC (78F)
Интересный феномен возникает, когда температура повышается. Можно увидеть, что шарик опускается чрезвычайно медленно. Отчего это происходит? При нагревании жидкость образует слои разной температуры с самой теплой в верхнем слое и самой холодной в нижнем
слое колбы. Конвекционные течения незначительно влияют на эти разницы температур в слоях.
Жидкость в сосуде безопасна для здоровья: не ядовита, не выделяет вредных газов и паров, не горюча.
