Come Costruire un Termometro

In questo Articolo:Costruire il TermometroTestare il TermometroCalibrare il Termometro

Costruire un termometro fatto in casa può richiedere un po’ di tempo, ma il processo è abbastanza semplice da portare a termine e da capire. Costruisci il tuo termometro e provalo per assicurarti che risponda correttamente alle variazioni di temperatura. Se funziona bene, dovrai anche calibrarlo, prima di poterlo usare per effettuare delle misurazioni su una soluzione o in un ambiente.

Parte 1
Costruire il Termometro

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    Prepara la soluzione per le misurazioni. Riempi un misurino per metà di acqua e per la metà rimanente di alcool. Versa da quattro a otto gocce di colorante alimentare all’interno della soluzione e mescola con cautela.[1]
    • Nota che il colorante alimentare non altera il modo in cui la soluzione reagisce ai cambiamenti di temperatura. Il suo unico obiettivo è quello di facilitare la lettura del livello dell’acqua all’interno della cannuccia, quando usi il termometro.
    • Tecnicamente, potresti anche tralasciare l’aggiunta dell’alcol e usare solamente acqua, ma un termometro che contiene parti uguali di acqua e alcool risponderà ai cambiamenti di temperatura più rapidamente di quanto non faccia solamente con l’acqua.
    • Per capire la quantità di soluzione da preparare, considera il volume della bottiglia che userai. Dovrai preparare abbastanza soluzione da riempire interamente la bottiglia e deve avanzarne ancora una piccola parte.
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    Versa la soluzione per la misurazione in una bottiglia vuota. Riempi la bottiglia fino al collo, versando la soluzione direttamente al suo interno. Usa un contagocce per aggiungere lentamente della soluzione colorata aggiuntiva, finché non raggiunge l’orlo.
    • Puoi usare sia un bicchiere che una bottiglia di plastica.
    • Evita che la soluzione si versi.
    • Tecnicamente, puoi creare un termometro anche senza riempire la bottiglia fino all’orlo. La struttura di questo termometro assicurerà che la soluzione si espanda nella cannuccia, anziché aumentare di volume all’interno della bottiglia, anche se la bottiglia è parzialmente vuota. Riempiendo la bottiglia fino all’orlo, tuttavia, farà sì che il termometro risponda ai cambiamenti di temperatura più velocemente di quanto non farebbe se riempita solamente a metà.
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    Inserisci una cannuccia nella bottiglia e fissala in modo appropriato. Fai scorrere la cannuccia all’interno della bottiglia, facendo attenzione a non versare la soluzione. Lascia che la cannuccia sporga al di fuori della bottiglia (per almeno 10 cm) e non permettere che tocchi il fondo. Fissa la cannuccia modellando dell’argilla attorno ad essa e al collo della bottiglia.[2]
    • L’argilla deve isolare completamente il collo della bottiglia. Idealmente, non deve entrare aria nella bottiglia, tranne quella che passa attraverso la cannuccia.
    • Della cera parzialmente fusa o della plastilina possono anche andare bene, nel caso tu non possieda dell’argilla modellabile.
    • Isolare la bottiglia è fondamentale. Un sigillo ben realizzato evita che il liquido, espandendosi, fuoriesca dal collo della bottiglia, quindi fa sì che possa espandersi solamente all’interno della cannuccia.[3]
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    Attacca un cartoncino bianco dietro alla cannuccia. Posiziona il cartoncino direttamente dietro la cannuccia e usa un pezzo di nastro adesivo trasparente per fissarlo in posizione.[4]
    • Il cartoncino non è strettamente necessario, ma il suo utilizzo rende più agevole la lettura del livello raggiunto dal liquido all’interno della cannuccia. Inoltre, se intendi calibrare il termometro in modo che possa effettivamente essere usato per misurare le temperature, questo cartoncino è necessario per indicare i valori di misurazione.
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    Aggiungi della soluzione per le misurazioni all’interno della cannuccia. Aggiungi con cautela alcune gocce di soluzione colorata in cima alla cannuccia. Al termine, dovrebbero esserci 5 cm di acqua nella parte di cannuccia al di fuori della bottiglia.
    • Aggiungendo della soluzione all’interno della cannuccia, sarai in grado di leggere più facilmente il livello raggiunto all’interno della cannuccia, sia quando si espande che quando si contrae.
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    Aggiungi una goccia di olio vegetale all’interno della cannuccia. Utilizza il contagocce per aggiungere una singola goccia di olio vegetale all’interno della cannuccia.
    • L’olio e l’acqua non si mescolano, quindi l’olio rimarrà in cima alla soluzione.
    • Aggiungendo l’olio all’interno della cannuccia, eviterai che la soluzione sottostante evapori. Quindi, il termometro rimarrà accurato abbastanza a lungo, a seguito della calibrazione.
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    Controlla il tuo lavoro. Il dispositivo è completato, ma prima di utilizzarlo dovrai controllare il tuo lavoro per assicurarti che il termometro sia il più accurato possibile.
    • Controlla l’esterno della bottiglia. Assicurati che non fuoriesca dell’umidità in alcun punto.
    • Controlla la tenuta dell’argilla in cima alla bottiglia per assicurarti che sia chiusa ermeticamente.
    • Controlla la cannuccia e il cartoncino per assicurarti che entrambi siano ben fissati e non si muovano durante l’uso.

Parte 2
Testare il Termometro

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    Posiziona il termometro in un contenitore pieno di acqua e ghiaccio. Riempi un piccolo recipiente con acqua fredda e un po’ di ghiaccio. Lascia che l’acqua diventi il più fredda possibile, poi posiziona con cautela il termometro all’interno del contenitore. Assicurati di poter vedere chiaramente il liquido all’interno della cannuccia.
    • Quando viene a contatto con l’acqua fredda, la soluzione all’interno della cannuccia dovrebbe contrarsi.
    • Tutta la materia è costituita da particelle, le quali sono in continuo movimento. L’energia coinvolta in questo moto è detta energia cinetica. Quando la temperatura della materia scende, le sue particelle si muovono più lentamente e la sua energia cinetica diminuisce.
    • Quando usi il termometro, trasferisci la temperatura e l’energia cinetica della soluzione che stai misurando alla soluzione interna al termometro. In altre parole, la soluzione all’interno del termometro cambia per adeguarsi alle condizioni della soluzione o dello spazio che stai testando; i risultati sono visibili e possono essere misurati.
    • Le temperature basse fanno sì che le particelle della soluzione nel termometro si avvicinino fra loro. Come risultato, il liquido si condensa e scende verso il basso all’interno della cannuccia.
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    Posiziona il termometro in un contenitore pieno di acqua calda. Raccogli in un contenitore dell’acqua calda del rubinetto o scalda dell’acqua sul fuoco finché non comincia a evaporare, senza lasciare che giunga a bollore. Posiziona con cautela il termometro all’interno del contenitore e osserva il livello del liquido nella cannuccia.
    • Tieni in considerazione che dovresti permettere alla bottiglia di ritornare a temperatura ambiente dopo averla rimossa dall’acqua ghiacciata. Non spostare direttamente la bottiglia dall’acqua ghiacciata a quella calda, dato che il cambiamento repentino della temperatura potrebbe danneggiare la bottiglia, specialmente se è di vetro.
    • Quando viene esposta a temperature alte, la soluzione all’interno della cannuccia dovrebbe espandersi.
    • Come detto precedentemente, le particelle all’interno della materia aumentano la loro velocità al crescere della temperatura. Quando il calore dell’acqua presente nel contenitore viene trasferita al termometro, le particelle della soluzione si muovono più velocemente, causando un’espansione e un allontanamento le une dalle altre. Con l’espansione delle particelle, la soluzione aumenta di livello all’interno della cannuccia.
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    Testa il termometro in altre aree. Controlla il termometro in zone differenti con diverse temperature. Controlla l’aumento del livello della soluzione in luoghi caldi e la diminuzione in luoghi freddi.
    • Dovresti continuare a notare che le temperature calde causano un aumento di livello all’interno della cannuccia, mentre le temperature fredde ne provocano una diminuzione.
    • Potrebbe valere la pena di effettuare questi test nel frigorifero, dietro a una finestra assolata, all’esterno in giornate fredde o calde, in una zona ombreggiata del giardino, all’interno di una macchina ferma, in cantina, nel garage, nell’attico.

Parte 3
Calibrare il Termometro

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    Posiziona un termometro commerciale vicino al tuo. Posiziona il termometro in una zona che si trovi a temperatura ambiente e lascia che la soluzione ritorni al livello originario all’interno della cannuccia. Posiziona un termometro commerciale ad alcool vicino alla tua cannuccia, facendo corrispondere il livello della soluzione nel termometro con quello della cannuccia.
    • Il processo di calibrazione è essenziale se vuoi usare il tuo termometro fatto in casa per misurare effettivamente la temperatura, anziché solo per intercettarne le variazioni. Se non calibri il termometro segnando le temperature corrispondenti, sarai in grado solo di dire se la temperatura è più alta o più bassa, ma non avrai idea di quale sia effettivamente la temperatura attuale.
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    Contrassegna le temperature. Con un pennarello indelebile a punta fine, fai una riga sul cartoncino, proprio accanto alla parte superiore della soluzione nella cannuccia. Segna a fianco la temperatura attuale: la stessa misurata dal termometro commerciale.
    • Quando identifichi il livello della soluzione, presta attenzione e assicurati di osservare effettivamente il livello della soluzione colorata e non quello dello strato protettivo oleoso presente al di sopra.
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    Ripeti il procedimento in zone a temperature differenti. Posiziona nuovamente il termometro nelle zone di test. Lascia che la soluzione del termometro si alzi o si abbassi a seconda della posizione attuale e, una volta stabilizzato, posiziona il termometro commerciale al suo fianco. Contrassegna ogni nuova temperatura misurata dal tuo termometro.
    • Misura il numero più alto possibile di temperature differenti. Più temperature puoi includere nella scala del tuo termometro, più facilmente potrai identificare la temperatura sconosciuta di una soluzione o di un ambiente.
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    Usa il tuo termometro calibrato per identificare una temperatura sconosciuta. Una volta che possiedi un numero accettabile di temperature contrassegnate sul tuo termometro, sposta il tuo strumento in una zona calda o fredda per effettuare una misurazione. Attendi che la soluzione aumenti o diminuisca di volume e, quando si arresta, controlla i livelli contrassegnati sulla cannuccia. Usa le precedenti misurazioni per controllare la temperatura dell'ambiente in cui il tuo termometro si trova attualmente.
    • Per verificare l'accuratezza del tuo termometro, controlla la temperatura dell'ambiente anche con il termometro commerciale dopo esserti segnato la misurazione effettuata con il tuo.
    • Al termine di questo passaggio, il tuo termometro è ufficialmente pronto per l'uso.

Avvertenze

  • Fai attenzione quando lavori con l’alcool. Non permettere che venga in contatto con i tuoi occhi e non ingerirlo.

Cose che ti Serviranno

  • Acqua di rubinetto
  • Alcool
  • Colorante alimentare (qualsiasi colore)
  • Misurino da 1L O beaker da 600 ml
  • Bicchiere trasparente o bottiglia di plastica, alta da 20 a 25 cm
  • Cannuccia di plastica trasparente, lunga almeno 20 cm
  • Contagocce di plastica
  • Olio da cucina vegetale
  • Argilla modellabile, cera o plastilina
  • Righello
  • Pennarello a punta fine
  • Cartoncino Bianco
  • Nastro adesivo trasparente
  • Ciotola di acqua fredda
  • Ciotola di acqua calda
  • Termometro Commerciale (per la calibrazione)

Informazioni sull'Articolo

Categorie: Hobby & Fai da Te

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