Bojong Kenyot: Amazing! Thermometer Galileo, Bukti Indahnya Ilmu Pengetahuan

Galileo Galilei adalah seorang fisikawan, Italia matematika, astronom dan filsuf yang memiliki peran utama dalam revolusi ilmiah abad keenam belas. Dia adalah yang pertama menemukan bahwa kepadatan cairan perubahan sebagai akibat dari peningkatan atau penurunan suhu.

Meskipun ia tidak menciptakan Thermometer Galileo, itu dinamai untuk menghormatinya karena tanpa penemuannya itu akan tidak mungkin untuk menciptakan itu. Perangkat ini telah diproduksi sejak akhir abad ketujuh belas.

Termometer yg menyandang namanya ini terdiri dari sebuah silinder kaca tertutup. Di dalamnya ada cairan bening dan serangkaian bola kaca. Masing-masing memiliki berat yang melekat padanya. Karena perubahan suhu, mereka naik dan turun tergantung dari sejumlah prinsip-prinsip matematika. Namun Termometer Galileo memiliki estetika yang melampaui fungsinya, yaitu penampilannya yg unik bila di bandingkan dgn termometer biasa itu alasan yg membuat thermometer ini menjadi alasan betapa indahnya ilmu pengetahuan.

Cara kerja Thermometer Galileo

Termometer Galileo bekerja sesuai dengan prinsip daya apung. Menentukan apakah benda mengapung atau tenggelam dalam cairan, dan bertanggung jawab atas kenyataan bahwa bahkan perahu terbuat dari baja bisa mengapung (tentu saja, sebuah bar yang solid baja dengan sendirinya akan tenggelam). Satu-satunya faktor yang menentukan apakah sebuah objek besar akan naik atau turun dalam suatu cairan tertentu berkaitan kerapatan objek kepadatan cairan di mana ia ditempatkan. Jika massa benda lebih besar dari massa pengungsi cair, objek akan tenggelam. Jika massa benda kurang dari massa pengungsi cair, objek akan mengapung.

Misalkan ada dua objek, masing-masing kubus 10 cm dan lebar 10 cm (yaitu, 1 liter). Massa air yang dipindahkan oleh objek ukuran ini adalah 1 kg. Objek coklat di sebelah kiri terapung karena massa air itu lebih besar dari massa objek. Objek mengapung setengah tenggelam karena itu titik di mana massa air yang dipindahkan (0,5 kg) sama dengan massa objek. Objek hijau di sebelah kanan telah tenggelam karena massa air yang menggusur (1 kg) kurang dari massa objek (2 kg).

Tidak semua benda yang terbuat dari bahan hijau di atas akan tenggelam. Dalam Gambar 2, interior objek hijau telah cekung. Massa total objek sekarang 0,5 kg, namun volumenya tetap sama, sehingga mengapung setengah jalan keluar dari air seperti objek coklat pada Gambar 1.
Dalam contoh di atas, cairan di mana objek telah mengambang diasumsikan air. Air memiliki kepadatan 1 kg / L, yang berarti bahwa massa air yang dipindahkan oleh salah satu objek di atas ketika sepenuhnya terendam, adalah 1 kg.
Galileo menemukan bahwa kepadatan cairan merupakan fungsi dari temperatur . Ini adalah kunci untuk bagaimana termometer Galileo bekerja, seperti suhu air meningkat atau menurun dari 4oC, berkurang kepadatannya.

Gambar 3 menunjukkan benda 1 kg berongga yang terbuat dari bahan hijau. Dalam wadah tangan kiri, densitas cairan L. 1,001 kg /L berat objek kurang dari air yang dipindahkan, maka objek mengapung. Dalam wadah kanan, kepadatan cairan L. 0,999 kg /L objek lebih berat daripada massa air yang dipindahkan, maka objek tenggelam. Hal ini menunjukkan bahwa perubahan sangat kecil dalam densitas cairan dengan mudah dapat menyebabkan obyek mengapung, hampir mengapung atau tenggelam.
Dalam termometer Galileo, bola kaca kecil yang sebagian diisi dengan cairan (berwarna) berbeda. Kepadatan efektif disesuaikan dengan cara tag logam menggantung dari bawah bola kaca. Perubahan densitas dari cairan bening, dengan perubahan suhu, menyebabkan lampu naik atau tenggelam.

Gambar 4 menunjukkan representasi skematik termometer Galileo pada dua temperatur yang berbeda (tanda suhu pada contoh ini adalah dalam Fahrenheit).
Jika ada beberapa lampu di bagian paling atas (Gambar 4, kiri) dan beberapa di bawah, tapi mengambang di celah, maka satu mengambang di kesenjangan (76o hijau) menunjukan suhu. Jika tidak ada umbi di celah (Gambar 4, kanan) maka rata-rata nilai dari bola atas dan di bawah kesenjangan memberikan suhu perkiraan. Bola dan bobot harus di ukur masing" secara rinci sehingga tidak macet satu sama lain saat bola kaca mengapung atau tenggelam, setidaknya setengah ukuran diameter tabung untuk mempertahankan urutan mereka susun atau, sebagai alternatif, jauh lebih sedikit dari diameter tabung untuk secara bebas melewati satu sama lain dalam tabung.

Gambar-gamber Thermometer Galileo