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Dans cet article, je vous montrer qu’il faut parfois se méfier de l’eau qui dort, même en sciences !
Parmi les exemple de phénomènes curieux qui peuvent être interprétés de façon incorrecte se trouve le thermomètre de Galilée.

thermomètre de galilée
Un thermomètre de Galilée (image)

Ce thermomètre, inventé par Galilée il y a 350 ans se présente comme un tube fermé rempli de liquide et dans lequel flottent des ampoules scellées, elles aussi remplies en partie de liquide (coloré pour la décoration).
Le fonctionnement repose sur un équilibre entre la densité des fluides et celle des ampoules, et qui est déplacé en fonction de la température.

Mais contrairement à ce que ceci peut laisser entendre ou ce que l’observation du thermomètre peut laisser penser, la densité des ampoules ne varie pas : le liquide dans les ampoules change de pression et de température, mais le volume et la masse des ampoules ne changent pas, elle : la densité des ampoules reste donc constante.

C’est la densité du fluide transparent qui varie partout autour : quand la température monte, ce fluide se détend et sa densité diminue : quand cette densité atteint celle d’une ampoule et passe en dessous, l’ampoule, baignant alors dans un liquide devenu moins dense qu’elle, se met à couler.
Vu que la température est indiquée sur la l’ampoule, il suffit de la lire pour connaître la température ambiante.

Alors certes, le thermomètre est lui aussi scellé, mais le haut du tube principal n’est pas rempli de liquide : il est rempli d’air (ou un autre gaz) : grâce à cela, le liquide peut se détendre dans le gaz (qui se comprime) sans que le thermomètre en lui-même ne se déforme.

Lors de la fabrication de ces thermomètres, la densité des thermomètres doit être calibrée de façon très précise par rapport au liquide principal du thermomètre. Si le liquide principal est de l’eau, la densité varie assez peu avec la température : entre 20 °C et 21 °C, la densité de l’eau ne diminue que de 0,021 %. Entre 20 °C et 90 °C, la différence de densité n’est que de 3 %.

Pour résumer donc : ce n’est donc pas parce que ce sont les ampoules qui montent et qui descendent, que c’est là que se passe toute la science. Il faut parfois voir plus large, plus grand que juste ce qui attire notre attention ;-).

4 commentaires

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TD a dit :

Est-ce pour des raisons de contamination que l’enceinte du thermomètre est scellée ?

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Lokoyote a dit :

Intéressant, j'ai toujours cru que ça se passait au niveau des ampoules la dilatation...

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Quentin Saison a dit :
Passionnant, j'avais jamais compris comment ça marchait :)


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