Termometro di Galileo: come funziona

Termometro di Galileo: come funziona il termometro galileiano e come è stato costruito. Principi di funzionamento e informazioni utili.

La moderna meteorologia pone le sue radici nel 1500 quando nacque la prima forma ancestrale di termometro. In realtà, Galileo non ha inventato quello che noi chiamiamo comunemente “termometro galileiano” ma qualcosa che vede un funzionamento molto simile: il termoscopio di Galileo.

Termoscopio di Galileo

Simile al termometro galileiano è il termoscopio di Galileo. Se le origini del Termometro di Galileo sono incerte, non lo sono quelle del suo termoscopio. Nel termoscopio l’acqua funge da indicatore e la dilatazione termica è indotta dall’aria. Il termoscopio è costituito ad un’ampolla di vetro, poco più grande di un uovo, l’ampolla è caratterizzata da un collo molto lungo e sottile.

Come funziona?

L’ampolla, tenuta tra le mani e immersa parzialmente in acqua (in posizione rovesciata), registra un fenomeno di scambio termico: come funziona? Quando viene sottratto alla caraffa il calore delle mani, l’aria contenuta si raffredda e il suo volume diminuisce e ciò determina la salita dell’acqua lungo il collo stretto dell’ampolla. Se si torna a riscaldare la caraffa con le mani, il volume dell’aria aumenta e determina la discesa dell’acqua lungo il collo. Si tratta di una sorta di termometro molto rudimentale ma che apre le porte alla meteorologia come scienza.

Il termoscopio di Galileo aveva la sola funzione di “misurare il freddo e il caldo” e fu il primo abbozzo ancestrale di un termometro. Il termoscopio evidenzia le variazioni della densità dell’aria prodotte dai cambiamenti di temperatura. Con l’inserimento di dettagliate scale graduate, il termoscopio si trasformo nel termometro ad ampolla.

Sul modello del termoscopio di Galileo fu sviluppato il termometro ad alcol, quello che oggi tutti conoscono come termometro di galileo.

Termometro galileiano

Quello che noi chiamiamo “termometro di Galileo” è un termometro ad alcol ed è stato messo a punto dagli allievi di Galileo Galilei dagli studiosi dell’Accademia del Cimento, scuola fiorentina datata 1657. Per le sue origini e il suo funzionamento, il termometro galileiano è anche detto “termometro fiorentino ad alcol”.

Il termometro di Galileo, in origine, è nato con scale graduate diverse e con misure diverse: la conseguenza? Gli strumenti non erano tarati / standardizzati, così le misurazioni che restituivano non potevano essere confrontate. I termometri di Galileo che troviamo oggi in commercio, sono stati tarati sfruttando misurazioni standardizzate che si sono affermate più avanti nei secoli.

Solo nel 1700, infatti, il mercurio è entrato in scena insieme a numerose scale termometriche differenti. Tra le quali ebbero maggiore riscontro le due scale termometriche utilizzate attualmente: la scala di Celsius (i nostri gradi centigradi quando cuociamo una pietanza in forno o quando vediamo la temperatura della febbre!) e la scala Fahrenheit, più usata negli USA.

Il mercurio andava a sostituire l’alcol del termometro di Galileo e questa volta l’ampolla con il collo graduato era molto più semplice. Come punti fissi delle scale, furono scelti la temperatura del ghiaccio fondente e la temperatura di ebollizione dell’acqua.

Termometro di Galileo: come funziona

Come premesso, il funzionamento di base è molto simile a quello descritto per il termoscopio di Galileo. Il termometro fiorentino ad alcol consiste in un cilindro di vetro verticale, riempito di alcool nel quale sono sospese delle boccette. Su ogni boccetta è indicata una temperatura.

Le boccette sono riempite, a loro volta, di un liquido colorato così da essere identificate in base alla temperatura. Le boccette fluttuano nell’alcol sempre per il principio della dilatazione termica. In situazione di equilibrio termico, la temperatura può essere rilevata osservando le boccette più in basso tra quelle poste nella parte alta dell’ampolla.

In condizioni di equilibrio termico, infatti, si vanno a formare due gruppi di boccette: il primo posto nella parte alta della colonna e il secondo posto nella parte del fondo della colonna.

Il funzionamento del termometro di Galileo sfrutta il principio di Archimede. Da un punto di vista fisico, infatti, se abbiamo due corpi (o fluidi) di densità differenti, quello con densità minore tenderà a salire verso l’alto mentre quello con densità maggiore tenderà a scendere verso il basso.

Anche in questo caso, dunque, proprio come nel termoscopio, il termometro galileiano evidenzia le variazioni della densità prodotte dai cambiamenti di temperatura.

Dove comprarlo?

A “questa pagina Amazon” se ne trovano di diversi modelli. Un consiglio? Se compri un termometro di Galileo piccolo (entro 30 cm) non spingerti oltre le 5-6 ampolline interne, se ne compri uno grande (oltre i 30 cm), acquistane uno con 7 – 10 ampolline. In questo modo riuscirai ad avere misurazioni di temperatura più o meno precise.

Pubblicato da Anna De Simone il 6 Giugno 2019