2020.08.18
カテゴリ： お手軽実験 観察 工作系
暑いですー。
こんな時に作ってみたくなるのが温度計？
というわけで今回は温度計づくりに挑戦してみました。
＜＜その１ 空気の体積変化を使うもの＞＞
使うもの
適当な瓶，お湯で柔らかくなる粘土，ストロー，スポイト
柔らかくした粘土をストローの周りに粘土を付け，
なるべくぴったり瓶に栓ができるように成形します。
(写真では青い粘土を使っていますが，透明だと栓の中にストローの
水面が来たときも読み取れてお勧めです。)
容器に色水を入れ，先ほど作った栓を挿し，
スポイトで支えておかないと，ストローに空気が入ってしまいます。
見やすい位置に吸い上げる量を調整し，位置が決まったらボンドで
密封します。
いろいろやってみて，こんな風に割りばしで止めるのが
やりやすかったです。
（ストローが潰れないように紙を挟んでいます。）
ボンドが乾けば完成。
1週間ほど置いて変化を見てみました。なかなかの再現性。
でも空気だと体積変化が大きくて32℃で溢れてしまいました。
おうちのあまり温度変化がないところでないと使えません。
＜＜その２ ハーバリウムオイルを使ったもの＞＞
１を改良すべく，空気ではなく溶媒の体積変化を用いる温度計
を作ってみました。
温度による体積変化は，気体より液体の方が小さいので，
空気の代わりに液体を用いれば広い範囲で温度が測れるものを
作ることができます。
体積変化は液体により異なり，ハーバリウムオイルは，
水と比較して温度による体積変化の大きい液体なので
ストローの液面の変化もしっかり読み取れました。
前に作った２層のオブジェに栓をつけて温度計にしてみました。
灼熱のベランダの温度も測れました。
小さな25ｍＬ三角フラスコでも十分変化が読み取れました。
逆に大きいものは一度温度が上がると，下がるのに時間がかかります。
可愛い温度計ができて，うれしい～。
あちこち温度を測って，眺めて，お仕事の友にしようと思います。
ここでもう一息実験。
溶媒による体積変化の違いを測ってみました。
水，ハーバリウムオイルの他にアルコール３０％液を
用意して冷えた状態で体積を揃え，お湯に替えて温めます。
水色が最初の量，赤の部分が増えた高さ（ｃｍ）です。
(空気は実験結果ではなく理論値です。)
アルコール３０％溶液やハーバリウムオイルは
水の倍くらい膨張しました。
空気は計算値で，絶対温度に比例するとして333/278倍しました。
ハーバリウムオイルで空気の約4分の１くらい，
水だと10分の１くらいの増加量になるという
計算結果になりました。
アルコールは３０％でも水とはっきりと違いが出るんですね。
こちら のデータをグラフにしてみると，
１００％エタノールと３０％エタノールの
密度の変化はあまり差がありません。
水が温度計に用いられない理由は，温度による体積変化が
複雑なため，と書いてあるものもありました。
確かに凍ってしまったらどうなるのかな？？
この冬の楽しみにしたいと思います
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晴れたらいいね。
理学部化学科出身。 モノづくり大好き。 色々なものを作ったり、可愛いものを見つけたりする日々の雑多な記録です。 おうち実験，プログラミング学習に関する記事は↓から飛べます。
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