2025年3月30日

科學玩具-熱學-伽利略溫度計

手邊有大型和中型的伽利略溫度計,20年前的大型購入價為1500元,15年前購入中型則花了299元。雖然它是結合科學與工藝的精緻玻璃裝飾品,然而它真的不具實用性,真的是以「觀賞用藝品擺設」為主,對於溫度變化的敏銳度也不高,真正可以使用成品來探究的次數和機會真的不多,大部分時間都是可遠觀而不可褻玩焉。


美麗的事物人人皆愛,儘管只是擺著,還是賞心悅目

不論尺寸為何,圓柱型玻璃管上端均為收合的尖端,而管內的透明玻璃浮球,則分別裝著不同密度的液體,每個浮球的下方掛著刻有溫度的銘牌。隨著溫度的變化,玻璃浮球會依序上下浮沉,如果室溫較銘牌上所刻的溫度低,浮球就會浮起,並升至玻璃管的上部。每個浮球都可視為不同密度的物體,因此調整浮球內所盛裝的液體量後封裝,便成為一項艱難的技術挑戰。


集合眾人之力,將熱能傳導給玻璃,再傳入給管內的液體
使它產生體積變化,進而改變密度

當室溫改變時,透明液體的密度會隨之改變,使得懸浮著的浮球上下移動,直到與周圍的透明液體密度相等。密度最小的浮球在最上方,最大的在最下方,玻璃管的直徑也看得出設計巧思,須小於2倍浮球直徑,才不致讓浮球交換彼此的上下位置。讀取溫度時,則要看懸浮在上部最底端的那一個浮球銘牌哦!

 
安全防護措施加上簡介與科學原理說明,就是教務處的科學玩具柑仔店
走過、路過,肯定不會錯過

由於大型溫度計的垂直高度約50公分,一旦倒了、玻璃管碎裂就毀了,裡面的液體特別難聞,如果你聞過石蠟,應該很難忘記。所以我為它做了一個複合底座,取用了生生用平板的iPad包裝盒,再與不知道為何尺寸就那麼剛剛好的地漏芯紙盒搭配,一左一右就能將溫度計夾緊,盒外再加上奈米膠帶,就不容易被移動,甚至翻倒。


學生手握溫度計並直接觀察玻璃浮球的移動
也許她會忘記浮力原理,但不會忘記曾經觸摸過的科學

既然有浮有沉,就跟阿基米德浮力原理脫離不了關係,學生也能將它跟正在學習的理化單元連結起來,讓知識不再是孤單的島嶼,而是可以跟著科學奧秘漂浮在其中,在知識的海洋中到處遷移。