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Come costruire un termometro

Puoi realizzare un termometro per ambienti ragionevolmente accurato con alcuni materiali grezzi e di facile reperibilità

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Essere in grado di fare un termometro è una cosa utile da sapere. Puoi realizzare un termometro per ambienti ragionevolmente accurato con alcuni materiali grezzi e di facile reperibilità.

Cenni storici

Il primo termometro, chiamato termoscopio, fu realizzato da Filone di Bisanzio (280 – 220 a.C.), uno scienziato attivo nella biblioteca di Alessandria. Il termometro funzionava utilizzando la dilatazione termica dell’aria. Anche Galileo Galilei nel 1607 (alcune fonti parlano del 1592) realizzò un termoscopio, in seguito ne venne costruito uno ad alcool da Daniel Gabriel Fahrenheit nel 1709, a cui seguì quello a mercurio nel 1725. Nel 1732 anche René-Antoine Ferchault de Réaumur creò un termometro, oggi in disuso.

Nel 1742 Anders Celsius propose l’introduzione della scala centigrada che, sebbene inizialmente fosse inversa, è tuttora in uso. Nel settecento anche i medici cominciarono ad utilizzare questo nuovo strumento: all’epoca i pazienti dovevano alitare sul termometro o tenerlo in mano, e spesso occorreva quasi un’ora per ottenere un risultato attendibile.

I primi termometri non avevano scale per la lettura delle temperature. Ufficialmente non erano affatto termometri perché non avevano l’elemento di misurazione, erano conosciuti come termoscopi.

Dopo l’aggiunta dei segni, non era raro vedere valori arbitrari come caldo e freddo.

Le scale numeriche sono diventate più comuni dopo molto tempo dall’invenzione del termoscopio, tuttavia ogni produttore di termometri usava le proprie. Se il termometro era per uso personale, ad esempio per osservare i cambiamenti della temperatura locale, non importava molto, ma la mancanza di standardizzazione era un grosso problema per gli scienziati che volevano fare confronti.

Materiali per costruire un termometro fai da te

Acqua: non è un liquido per termometro ideale per molteplici motivi, ma è gratuito, sicuro e per lo più funziona. Dopotutto, non stiamo cercando di creare uno strumento scientifico.

Barattolo o bottiglia: un barattolo di vetro andare bene, tuttavia, qualsiasi contenitore che può essere reso a tenuta stagna è adatto: bottiglie, barattoli per alimenti, persino lattine per bibite sono tutti praticabili.

Cannucce: con un diametro di 6 mm e una lunghezza di 20 cm, in alternativa, un tubo stretto e trasparente funzionerà allo stesso modo.

Colorante alimentare: qualsiasi colore ti piaccia.

Plastilina o resina epossidica 

Pennarello indelebile: Nero a punta fine.

Adesivo: impermeabile.

Olio vegetale (opzionale): qualsiasi tipo andrà bene.

Assemblaggio

Prima di iniziare questa attività riempire il barattolo con acqua, aggiungere qualche goccia di colorante alimentare, quindi riporre in frigorifero per alcune ore o durante la notte. Quando l’acqua avrà raggiunto la temperatura minima desiderata di 5 gradi, significherà che l’altezza più bassa del termometro verrà impostata automaticamente e la calibrazione sarà parzialmente completa.

Il collo del termometro è il tubo in cui il liquido sale e scende in relazione alla temperatura circostante. Il collo è realizzato unendo insieme più cannucce di plastica. Il numero richiesto varierà, ma 3 o 4 è un numero ottimale. Le sezioni piegate possono rendere instabile il collo, quindi si possono tranquillamente tagliare.

Unisci le cannucce allargandone l’estremità in modo che sia possibile farle scivolare sopra un’altra. Fatelo a una profondità di circa 1 cm. Ruotare delicatamente la testa di un cacciavite nella cannuccia funziona abbastanza bene, così come farla ruotare all’estremità di un cucchiaino.

È estremamente importante rendere il giunto a tenuta stagna. Questo può essere ottenuto mettendo un po’ di adesivo sull’estremità non allargata e unendo le cannucce facendole scorrere e ruotandole insieme.

Evitate la supercolla ad asciugatura rapida perché si attaccherà quasi al contatto e sicuramente prima che sia stata raggiunta la profondità richiesta. Tuttavia, la supercolla può essere utilizzata per creare un cordone che si sovrapponga a un giunto asciutto e lo renda impermeabile.

Il bulbo del termometro contiene una riserva di liquido che assume la temperatura dell’aria circostante. All’aumentare della temperatura il liquido si espande e viene spinto sul collo del termometro.

Tieni presente che più grande è il bulbo, più liquido si espanderà lungo il collo. Quindi potresti ritrovarti con un termometro alto o avrai bisogno di cannucce più larghe per adattarlo. In un caso del genere, poiché un bulbo grande contiene più liquido, ci vorrà più tempo per reagire ai cambiamenti di temperatura.

Praticare un foro nel coperchio del barattolo. Un cacciavite crea un foro di dimensioni perfette. Passare la cannuccia di qualche centimetro attraverso il foro e poi avvolgere la cannuccia su entrambi i lati con la plastilina o resina epossidica a presa rapida per renderla a tenuta d’acqua. Sulla parte superiore del coperchio, fare in modo che l’imballaggio sia abbastanza alto (almeno 2-3 cm) per evitare che il movimento della cannuccia rompa il sigillo.

Aggiungere qualche goccia di colorante alimentare al bulbo e riempirlo d’acqua finché non trabocca. Avvitare con cura il coperchio. Il termometro è ora assemblato, non resta che impostare una scala di temperatura.

La scala della temperatura

Per garantire che il termometro possa misurare l’intervallo di temperature richiesto, è necessario determinarne i punti bassi e alti. Non resta quindi che creare una scala tra quei punti.

Impostare il punto basso (temperatura minima)

Se l’acqua nel bulbo è rimasta in frigo per diverse ore, è probabile che sia vicina ai 5°C. Questa è la temperatura più bassa che può essere misurata con l’acqua come liquido per termometro. Quindi, qualunque sia il livello del collo, di certo non scenderà più in basso.

Se l’acqua è molto bassa nel collo, puoi aggiungere alcune gocce lungo la cannuccia per sollevarla di un paio di centimetri. Fallo con molta attenzione: è molto facile aggiungere troppo.

Ora, con un pennarello indelebile, traccia una linea a livello dell’acqua nella cannuccia. Questa è la nostra linea minima o 5°C.

Impostare il punto più alto (temperatura massima)

Ora tecnicamente è possibile rinunciare a questo passaggio, ma poiché il termometro è progettato per la temperatura dell’aria, non c’è alcun vantaggio nel misurare oltre 50°C. Con l’aiuto di un termometro di riferimento possiamo determinare quando è stata raggiunta questa temperatura. Tuttavia, se non si dispone di un secondo termometro, l’unica opzione è quella di aumentare la temperatura massima a un valore fisso. cioè punto di ebollizione, che sappiamo essere 100°C o in termini pratici 95°C.

Creare una scala

Puoi segnare gli intervalli di temperatura direttamente sul collo del termometro con un pennarello indelebile. Anche se sarà molto meglio utilizzare un pezzo di carta in quanto per aggiungere più dettagli. Attaccarlo dietro la cannuccia con un po’ di adesivo o fissarlo al coperchio.

Il problema con l’acqua

A differenza del mercurio e dell’alcol, due liquidi per termometri comunemente usati, l’acqua non si espande in modo lineare. La sua densità massima (cioè il livello più basso nel collo) è di circa 5°C. Sotto i 4°C, quando inizia a trasformarsi in ghiaccio, in realtà inizia ad espandersi e sale più in alto nel collo. Un modo per impostare una scala è calibrare il termometro a intervalli fissi.

Inventa la tua bilancia

Chi ha bisogno di Celsius? Se non sei interessato a confrontare le temperature con chiunque altro, inventa la tua scala, proprio come i primi produttori di termometri.

Nel tempo l’acqua nel termometro evaporerà lentamente attraverso la cannuccia e diventerà imprecisa. Puoi evitarlo mettendo una goccia di olio vegetale nella cannuccia. Galleggerà sull’acqua e impedirà l’evaporazione.

Pressione atmosferica

Vale la pena ricordare che le letture del termometro possono variare di giorno in giorno a causa della pressione atmosferica. È possibile creare un altro dispositivo chiamato barometro che la misuri. Il modo per combattere l’effetto della pressione atmosferica è rimuovere l’aria dal collo e sigillarne la parte superiore. Non proprio possibile con una cannuccia di plastica. Se succhi l’aria da una cannuccia noterai che le pareti sottili collassano. È la pressione atmosferica che lo fa accadere.

Ricorda, il tuo termometro non deve essere verticale.

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