実験A-34　＜簡単ガリレオ温度計＞

A 浮沈子を作る
浮沈子:自由に浮き沈みする小さな入れ物のことをいいます。

浮沈子が浮き沈みする理由:水を満たしたペットボトルを握ると、中の水が押されます。
その水が押される力は、ミニしょう油差しにも同じ大きさで伝わります。(パスカルの原理)
すると、ミニしょう油差しの中の空気が押されて縮みます。
浮力は中の空気の体積によって変化するために結果的に浮力が小さくなり、沈んでしまうのです。

B ガリレオ温度計を作ろう
物質は、一般的に暖まると体積は大きくなりますが密度は小さくなり、
冷えると体積は小さくなり密度は大きくなります。
しかし、体積が変化しにくい密閉された浮沈子の密度はほとんど変わりません。
気温が上がるとペットボトルの水が温まり、密度が小さくなります。
一方、浮沈子の密度はほぼ変わりませんので、
相対的に浮沈子の密度の方が大きくなるため、浮沈子が沈んでいくのです。
気温が変化するのに伴って水温も変化します。
水の場合は４℃の時に一番密度が大きく、それより温度が上がると
少しずつ密度は小さくなっていきます。
その中にあまり密度が変化しない物(浮沈子)を入れてちょうど浮くようにしておくと、
わずかな水の密度の変化によって浮沈子が浮いたり沈んだりするわけです。
温度が高くなるに従って浮沈子の浮力が小さくなり、沈んで聞くことになるわけです。
ちなみに、このガリレオ温度計はインテリアとして、2千円から2万円くらいで売られています。