01、水
第一只温度计是一根一端敞口的玻璃管,另一端带有核桃大的玻璃泡。使用时先给玻璃泡加热,然后把玻璃管插入水中。随着温度的变化,玻璃管中的水面就会上下移动,根据移动的多少就可以判定温度的变化和温度的高低。
伽利略发明了世界上第一支空气温度计。这种气体温度计是用一根细长的玻璃管制成的。它的一端制成空心圆球形;另一端开口,事先在管内装进一些带颜色的水,并将这一端倒插入盛有水的容器中。当环境温度较高时,气泡内的气体体积膨胀,管子中的液面下降;当环境温度较低时,气泡内气体体积收缩,管子中的液面上升。在管子上事先标定温度,就可以测量环境温度了。
不过这种温度计的缺点是显而易见的:即便外界温度不变化,而是大气压变化,也会造成液面的升降。当外界大气压变大时,液面上升;外界大气压降低时,液面下降。
为了解决刚才的问题,伽利略在一根玻璃管中装有一定量的液体,里面再悬浮几个颜色不同的玻璃泡。当环境温度上升时,玻璃泡会下沉;当环境温度下降时,玻璃泡会上浮。
液体中玻璃泡的整体密度与液体密度相近。当温度上升时,由于液体热胀冷缩,密度会减小,对玻璃泡的浮力下降,于是玻璃泡就下沉;当温度下降时,液体密度变大,浮力变大,玻璃泡就上浮。
每一个小球下面都挂着一个小牌子,标着一定的温度。当所有小球都在玻璃管中静止,不再上下运动时,所有上浮小球中最下方一个小球的吊牌温度即为当前所测得的温度,因为这个小球最接近悬浮,它的密度与液体密度最接近。它下面挂着的小牌就是当液体密度等于小球密度时,环境的温度。