מדחום גלילאו

מדחום גליליאו או תרמוסקופ, הוא כלי שנועד להמחיש שינוי טמפרטורה מבלי למדוד את ערכה. באמצעות יישומו של עיקרון השפעת שינוי הטמפרטורה על צפיפות חומר.

את הרעיון לכלי הגה וניסח בתחילת המאה ה-17 גליליאו גליליי. בשאלה אם גלילאו עצמו בנה דגם של התרמוסקופ והשתמש בו בניסוייו או שמא היו אלו תלמידיו וממשיכי דרכו הדעות חלוקות.

מבנה
התרמוסקופ המקורי בנוי תווך זכוכית ובראשו כדור דמוי ביצה בגודלו וצורתו, שלתחתיתו משתלב צינור דק וארוך דמוי מבחנה, שחלקו התחתון עובר דרך פקק שעם עד לבסיסו של כלי קיבול דמוי כד שלו פתח משני צר יותר דרכו ממלאים את הטרמוסקופ בנוזל, אף הוא פקוק שעם.

עקרון הפעולה
הכלי עובד על עקרון כח הציפה (buoyancy). כאשר תשתנה הטמפרטורה מחוץ למכשיר כך תשתנה הטמפרטורה בתווך המכשיר ובעקבותיו צפיפות הנוזל בתווך. שינוי הצפיפות מביא לשינוי נפח הנוזל - התפשטותו או התכווצותו, המוצא ביטויו בעלייה או ירידה של מפלס הנוזל. ארכימדס כבר עמד על כך שמשקלו של גוף צף שווה לכח הציפה - נפח המים שהגוף דוחה, ושינויי טמפרטורה משנים את נפחו אך לא מסתו.

מדחום גלילאו (חפיץ)
שמאל|ממוזער|100px|מבט מקרוב על הכדורים
חפיץ בן זמננו הממחיש את העיקרון עליו הגה וביסס גלילאו את המכשיר הנקרא על שמו בתוספת כדורים ולהם מחוברות דיסקיות - יחידות מידה לטמפרטורה מסוג מעלות צלזיוס או מעלות פרנהייט, המאוחרות לתקופתו של גלילאו שהופכות את התרמוסקופ של גלילאו (ממחיש שינוי טמפרטורה) למדחום (מודד שינוי טמפרטורה).

החפיץ עשוי גליל זכוכית ובתווך שלו נוזל שקוף וכדורי זכוכית אטומים הממולאים נוזלים בצבעים שונים.

כאשר משתנה טמפרטורת הנוזל משתנה בהתאם גם צפיפותו. כמות הנוזל בכדורים (כמעט) שווה אך משקל הדיסקיות המחוברות אליהם שונה במקצת בין כדור לכדור והוא שקובע את הצפיפות (יחס מסה/ליחידת נפח) האפקטיבית של הכדורים ומכאן אם ירחפו או ישקעו בגליל בהתאם לטמפרטורה. על הדיסקיות מסומנות יחידות מידה לטמפרטורה מסוג מעלות צלזיוס או מעלות פרנהייט המאפשרות על פי מיקום הכדורים לקבל הערכה מקורבת לטמפרטורה השוררת בחלל בו נמצא החפיץ.

אופן קריאת הטמפרטורה: המספר המופיע על הדיסקית של הכדור ה"מרחף" בנוזל מציין את הטמפרטורה. הטמפרטורה היא בין זו של הכדור התחתון שצף לכדור העליון השוקע. אחרת, אם כל הכדורים שוקעים אזי הטמפרטורה גדולה מהטמפרטורה המצוינת על הכדור השוקע העליון; אם כל הכדורים צפים אז הטמפרטורה נמוכה מזו שעל הכדור הצף התחתון.

קישורים חיצוניים

 העתק דגם התרמוסקופ שתכנן גלילאו באתר המוזיאון המקוון של גלילאו
 אתר The Galileo Project
הערות שוליים

גלילאו
קטגוריה:גלילאו גליליי