thermomètre de Galilée

Thermomètre de Galilée -

Comment fonctionne un thermomètre de Galilée ?

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Vous avez l’embarras du choix pour mesurer la température intérieure dans une habitation. Les thermomètres muraux à aiguille ou ceux à affichage numérique sont quelques-uns des outils les plus courants.

Ces accessoires sont à portée de main et peuvent vous indiquer avec précision la température ambiante au sein d’une pièce de votre maison.

Pratiques et esthétiques à la fois, ces instruments de mesure sont incontournables dans les foyers.

Pour encore plus d’élégance, le thermomètre intérieur est également disponible sous un autre aspect, très original cette fois, celui du thermomètre de Galilée.

thermomètre de Galilée

Quelle est la particularité de cet instrument ?

Comment fonctionne un thermomètre de Galilée ?

Découvrez tout ce qu’il faut savoir sur cet accessoire chic, indémodable et utile à la fois.

I. Le thermomètre de Galilée : une autre manière de mesurer la température intérieure:

Tout comprendre du fonctionnement du thermomètre de Galilée est une entreprise ardue sans connaître dans un premier temps ce qu’est cet instrument de mesure utilisé pour estimer la température intérieure.

La même interrogation revient en effet souvent chez les néophytes : qu’est-ce que le thermomètre de Galilée ?

     1. Un thermomètre singulier:

Un thermomètre de Galilée est d’abord assimilé à un véritable appareil météorologique. Le thermomètre de Galilée avec baromètre matérialise par exemple les fonctionnalités météorologiques de cet accessoire :

Il permet de connaître la température ambiante, mais aussi la pression atmosphérique dans la pièce où l’accessoire est placé.

Le thermomètre de Galilée se présente sous l’aspect d’un tube de verre, scellé. À l’intérieur de ce cylindre en verre se trouve un liquide clair, la plupart du temps transparent, contenant plusieurs petites ampoules.

Elles-mêmes façonnées en verre, ces petites enveloppes ont la particularité de flotter librement dans le fluide du cylindre.

fonctionnalités thermomètre de Galilée

     2. Comment lire la température sur ce thermomètre intérieur ?

À chaque bulle de verre présente dans le cylindre est accolée une petite pièce métallique sur laquelle un nombre est inscrit.

La valeur affichée sur l’un de ces médaillons en métal indique la mesure de la température ambiante évaluée par l’instrument.

Lire la température sur le thermomètre de Galilée est un exercice auquel tout néophyte est appelé à s’habituer, car il est nécessaire d’identifier préalablement le bon médaillon

En fonction de la température ambiante, les petites ampoules présentes dans le tube de ce thermomètre se déplacent verticalement de part et d’autre du cylindre.

Selon l’atmosphère de la pièce et la température ressentie, certaines d’entre elles, devenant plus légères, flottent vers le haut. D’autres en revanche, comme lestées de plus de poids, coulent vers le fond du tube.

L’étiquette métallique qui est attachée à l’ampoule flottant au milieu du tube indique généralement la température ambiante de la pièce dans laquelle votre thermomètre est placé.

Dans certains cas, lorsque vous ne voyez pas de bulle à mi-hauteur du cylindre, vous pouvez regarder l’ampoule située au point le plus bas pour identifier le nombre indiquant la mesure de la température ambiante.

lire thermomètre de Galilée

II. Comment fonctionne le thermomètre de Galilée ?

Si ce tour de force du thermomètre de Galilée vous semble déroutant, vous n’êtes pas le seul.

Beaucoup sont en effet fascinés par la prouesse réalisée par cet instrument fonctionnant sans électricité et donc dénué de pile et de batterie. Le mécanisme du thermomètre de Galilée n’a pourtant rien de magique. Il repose sur plusieurs principes de physique.

La combinaison de ces règles scientifiques permet à cet ensemble d’éléments d’évaluer et d’indiquer une mesure de la température intérieure.

     1. Des ampoules en verre façonnées avec une extrême précision:

Les bulles de verre présentes dans le liquide ont la particularité d’être de densités sensiblement variables.

Chaque ampoule est en partie remplie d’un liquide. Les petits pendentifs métalliques suspendus à chaque bulle ont quant à eux un poids précis et distinct chacun, de façon à ajuster finement la densité de l’ensemble constitué d’une ampoule et de son médaillon.

choix thermomètre de Galilée

     2. Un liquide aux propriétés spécifiques:

Le liquide présent dans le tube joue également un rôle essentiel. Ce fluide est en effet sélectionné pour ses propriétés.

Les changements de température externe entraînent un changement de viscosité de ce liquide et donc génèrent un état propice au déplacement vertical des ampoules vers le haut ou vers le fond du tube. 

Toute modification de température de l’air change en fait la densité du liquide. Ce passage d’une densité à l’autre du fluide provoque un mouvement des bulles dans le tube en verre du thermomètre.

La densité de ces ampoules étant sensiblement différentes, certaines vont naturellement se déplacer vers le sommet du cylindre tandis que d’autres vers la partie inférieure du tube.

L’une de ces ampoules flotte alors au centre du cylindre : son médaillon est celui qui indique la température mesurée à l’endroit où est placé le thermomètre de Galilée.

La compréhension des principes et des forces à l’œuvre qui font que toutes les pièces du thermomètre se comportent comme tel est indispensable pour maîtriser son fonctionnement.

     3. Densité, flottabilité et gravité : 3 principes réunis dans un thermomètre de Galilée:

3 lois de physique exercent une influence naturelle sur le médaillon, les ampoules ainsi que le fluide présents dans le tube. Comprendre le fonctionnement du thermomètre de Galilée est impossible sans saisir la portée de ces 3 grands principes :

          a) La densité:

Tout thermomètre de Galilée ne peut fonctionner sans prendre en compte le principe de densité. Cette notion de physique est généralement connue comme le rapport entre deux masses volumiques.

D’un autre côté, la densité est aussi un principe lié étroitement à la masse et au volume d’un objet.

Deux objets de nature différente, mais de même volume ou de taille équivalente, peuvent ainsi avoir chacun leur densité, car leur masse est différente.

Le cas d’un morceau d’éponge et d’un fragment de métal de même taille illustre cette notion. Leur densité et leur masse sont différentes, même si ces deux objets ont une taille équivalente.

fonctionnement thermomètre de Galilée

Dans le thermomètre de Galilée, la densité est le principe appliqué au liquide clair présent dans le thermomètre. Les corps fluides réagissent aux modifications de température et changent en effet de densité.

Dans un thermomètre de Galilée, le liquide n’est pas de l’eau, mais un composé d’hydrocarbures. La propriété de ce fluide est d’être plus réactive que l’eau lors des variations de température. Ce changement des conditions atmosphériques qui influe sur la densité du liquide détermine les déplacements verticaux des ampoules dans le tube.

          b) La flottabilité:

La flottabilité est une force ascendante exercée par un liquide sur un objet immergé dans celui-ci. Ce principe régit les navires conçus pour flotter au-dessus de l’eau.

La flottabilité est une notion liée étroitement lié au principe de densité : le rapport entre la masse et le volume d’un objet est en effet probablement le facteur le plus important qui détermine sa flottabilité.

La comparaison du comportement de deux objets de densités différentes permet d’illustrer le principe de flottabilité. Prenez un ballon et essayez de le pousser sous l’eau dans un seau ou dans une baignoire.

La balle commence immédiatement à résister à votre action et remonte à la surface si vous le relâchez. La densité de l’air présent dans la balle est en effet inférieure à celle de l’eau, d’où cette flottabilité.

Si vous essayez de faire la même chose avec un morceau de métal, vous remarquez que l’eau n’exerce aucune poussée ascendante lorsque vous l’immergez. Lorsque vous le relâchez, le morceau de plomb coule même au fond. La densité du métal est en effet supérieure à celle de l’eau de sorte que la force ascendante du liquide a très peu d’effet sur le mouvement de cet objet. 

plage thermomètre de Galilée

          c) La gravité:

La gravité est un phénomène entraînant un corps vers le centre de la Terre. Cette force terrestre tire ainsi les objets présents dans l’atmosphère vers son centre.

Ce principe est indépendant de la masse et de la forme de l’objet sur lequel la gravité s’exerce.

La gravité affecte ainsi chaque objet sur Terre et chacun en est conscient. Tous ont déjà eu une expérience de cette force gravitationnelle au quotidien, lorsqu’un objet échappe intentionnellement de la main et tombe par terre.

Cette force gravitationnelle joue un rôle essentiel dans le fonctionnement de votre thermomètre de Galilée.

Les interactions constantes entre densité et gravité déterminent en réalité la flottabilité des ampoules de verre présentes dans le tube rempli de liquide.

III. 4 choses à connaître sur le thermomètre de Galilée:

Le thermomètre de Galilée est un instrument de mesure apprécié pour ses nombreuses qualités. A la fois original et pratique, cet accessoire singulier reste pourtant un objet méconnu du grand public. Quelques informations sont à connaître absolument autour de cet instrument :

     1. Pourquoi s’appelle-t-il thermomètre de Galilée ?

Galilée est une personnalité scientifique ayant grandement contribué à l’évolution de différents principes.

Connu comme l’un des premiers savants à utiliser un appareil astronomique, ce mathématicien, physicien et géomètre participe grandement à la découverte de la rotation de la Terre autour de l’astre solaire.

La paternité du thermomètre de Galilée ne revient cependant pas à cet illustre savant.

Selon plusieurs observations, la conception de cet accessoire est imaginée par une société scientifique italienne appelée Accademia del Cimento ou Académie de l’expérience.

En activité à Florence vers les années 1650, ces étudiants de Galilée se sont inspirés d’une invention de leur maître, le thermoscope, pour concevoir le thermomètre.

Le nom de Galilée est ainsi rattaché à cet accessoire, car certaines théories développées par le scientifique Italien sont essentielles à son fonctionnement.

thermomètres de Galilée

     2. Quelle plage de température mesure un thermomètre de Galilée ?

La taille du tube a une influence sur les fonctionnalités proposées par un thermomètre de Galilée. Plus le cylindre est grand, plus il y a d’espace pour accueillir le fluide ainsi que les ampoules.

Selon la taille du tube, la plage de température que l’instrument peut mesurer est donc limitée.

La plupart des thermomètres de Galilée offrent ainsi une lecture de température comprise entre 18 ° C et 26 ° C. Comme il y a un nombre limité de sphères dans le cylindre, elles n’affichent pas toutes les températures présentes dans cette plage. Les médaillons d’un thermomètre de Galilée avec cinq ampoules indiquent par exemple les mesures 18, 20, 22, 24 et 26 ° C.

Les thermomètres de Galilée plus grands comprenant plus d’ampoules offrent plus de possibilités. Certains de ces accessoires contiennent ainsi jusqu’à 10 sphères, voire plus.

La plage de température mesurée est donc plus étendue, allant de 16 ° C dans certains cas à 38 ° C.

     3. Quelle est la taille d’un thermomètre de Galilée ?

Les thermomètres de Galilée peuvent varier en taille. Ces différents gabarits de cet instrument de mesure n’ont aucune incidence sur ses fonctionnalités. La taille du thermomètre intérieur affecte uniquement l’endroit où vous désirez l’installer. La plupart des thermomètres de Galilée mesurent ainsi entre 20 et 38 cm de haut, bien qu’il y en ait de plus petits mais aussi des plus grands, pouvant aller jusqu’à une hauteur d’environ 60 cm.

La majorité des thermomètres de Galilée ont un diamètre relativement petit. La base du tube est généralement façonnée en verre et elle n’est pas beaucoup plus grande que le cylindre.

D’autres variantes existent également et sont principalement accompagnées d’un cadre en bois servant de support horizontal au thermomètre.

     4. Le thermomètre de Galilée propose-t-il d’autres fonctionnalités ?

Le thermomètre de Galilée est un instrument conçu uniquement pour mesurer la température intérieure dans une pièce. Les fabricants de cet accessoire rivalisent pourtant d’imagination et proposent des thermomètres de Galilée accompagnés d’instruments divers et variés.

Le thermomètre de Galilée combiné à un baromètre en verre de forme sphérique en est une illustration. Rempli de liquide coloré, cet accessoire est un élément à la fois pratique et décoratif.

Il rehausse l’élégance d’une pièce, que celle-ci soit dans une habitation ou un endroit public comme un restaurant ou une salle de lecture dans une école par exemple.

D’autres accessoires peuvent également accompagner un thermomètre de Galilée, à l’instar d’un hygromètre ou d’une horloge.

 


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