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温度計を作る

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温度が上がると、ほとんどの物は体積が増します。
真夏の暑い日に、電車のレールが曲がることがあるのも、レールを作っている鉄が温度が上がって延びるからです。
市販の体温計や温度計も水銀やアルコールの体積が温度によって変化することを利用しています。

下図は水を使った温度計です。

気温が上がってガラス瓶の中の水が温まると、水の体積が増します。
その増した変化を読みやすくするために細いガラス管が接合してあります。
例えば、ガラス管の内側の直径を1ミリメートルとして,水の体積が1立方ミリメートル増えたとすると、ガラス管の中の水位は
1÷((1÷2)×(1÷2)×3.1415926)=1.273・・・
となって約1.3mm上昇して表れます。

この型の温度計を自作する場合は水中で管とビンを接続した方が作りやすいです。
ビンと管の接合にはゴム栓や水中でも使えるパティが良いですね。
水のように温度で体積が変化する割合を「体積熱膨張率」といい、水の場合は20度のとき 2.1×10?4/℃ です
液体を使った温度計以外にも金属が温度変化で長さが変わることを利用した温度計も作れますが、少しの変化を肉眼で見て判るくらい大きな変化にする工夫が必要です。


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