Hur man bygger en hemlagad termometer

Att bygga en hemmagjord termometer kan ta lite tid, men processen är enkel nog att slutföra och förstå. Bygg din termometer och försök att försäkra dig om att den svarar korrekt på ändringar i temperaturen. Om det fungerar bra måste du också kalibrera det innan du kan använda det för att göra mätningar på en lösning eller i en miljö.

Del 1

Bygga termometern

Förbered lösningen för mätningar. Fyll en mätkupa för hälften av vattnet och resterande hälften av alkoholen. Häll fyra till åtta droppar mat färgning i lösningen och blanda noggrant.

Observera att matfärgen inte förändrar hur lösningen reagerar på temperaturförändringar. Dess enda mål är att underlätta läsningen av vattennivån inuti halmen när termometern används.
Tekniskt sett kan du också ignorera tillsatsen av alkohol och använda bara vatten, men en termometer som innehåller lika stora delar av vatten och alkohol kommer att reagera på temperaturförändringar snabbare än vad det bara gör med vatten.
För att förstå hur mycket lösning som ska förberedas, överväg volymen av flaskan du ska använda. Du kommer att behöva förbereda tillräckligt med lösningar för att fylla flaskan helt och ha en liten del av det för att gå vidare.

Häll mätlösningen i en tom flaska. Fyll flaskan upp till nacken, häll lösningen direkt in i den. Använd en droppare för att långsamt tillsätta ytterligare färgad lösning tills den når skalen.

Du kan använda både ett glas och en plastflaska.

Undvik att lösningen hälls.

Tekniskt kan du skapa en termometer även utan att fylla flaskan i brädan. Strukturen hos denna termometer säkerställer att lösningen expanderar i halmen, istället för att öka volymen inuti flaskan, även om flaskan är delvis tom. Att fylla flaskan i fälgen kommer emellertid att orsaka att termometern svarar på temperaturförändringar snabbare än vad det skulle göra om det bara var hälften fyllt.

Sätt in ett strå i flaskan och säkra det på lämpligt sätt. Skjut in strået inuti flaskan, var försiktig så att inte häll lösningen. Låt halmen sticka ut ur flaskan (minst 10 cm) och låt inte den röra botten. Fixa halmen genom att forma lera runt den och flaskans hals.

Leran måste helt isolera flaskhalsen. Idealt sett borde ingen luft komma in i flaskan förutom den som passerar genom halmen.

Delvis gjutet vax eller plasticine kan också vara bra, om du inte har lera modellerad.

Isolering av flaskan är avgörande. En väldesignad tätning hindrar vätskan från att expandera från flaskens hals, så att den bara kan expandera inuti halmen.

Stick ett vitt kort bakom halmen. Placera kortet direkt bakom halmen och använd ett transparent genomskinligt tejp för att fästa det på plats.

Kartongen är inte absolut nödvändig, men dess användning gör det lättare att läsa nivån som nås av vätskan inuti halmen. Också om du tänker kalibrera termometern så att den faktiskt kan användas för att mäta temperaturer är detta kort nödvändigt för att indikera mätvärdena.

Lägg till lösningen för mätningar inuti halmen. Lägg försiktigt några droppar färgad lösning till toppen av halmen. I slutet ska det finnas 5 cm vatten i halmdelen utanför flaskan.

Genom att tillsätta lösningen inuti halmen kommer du att kunna lättare läsa nivån som nås inuti halmen, både när den expanderar och när den går ut.

Tillsätt en droppe vegetabilisk olja inuti halmen. Använd droppen för att tillsätta en enda droppe vegetabilisk olja inuti halmen.

Olja och vatten blandas inte, så oljan kommer att förbli ovanpå lösningen.

Genom att tillsätta oljan inuti halmen kommer du att undvika att lösningen nedan avdunstar. Därför kommer termometern att förbli korrekt tillräckligt lång efter kalibrering.

Kontrollera ditt arbete. Enheten är klar, men innan du använder den måste du kontrollera ditt arbete så att termometern är så noggrann som möjligt.

Kontrollera flaskans utsida. Se till att ingen fukt rinner ut när som helst.

Kontrollera tätheten på leran överst på flaskan för att se till att den är hermetiskt förseglad.

Kontrollera halm och kartong för att se till att båda är väl fastsatta och inte rör sig under användning.

Del 2

Testa termometern

Placera termometern i en behållare fylld med vatten och is. Fyll en liten behållare med kallt vatten och lite is. Låt vattnet bli så kallt som möjligt, sätt sedan försiktigt termometern inuti behållaren. Se till att du tydligt kan se vätskan inuti halmen.

När det kommer i kontakt med kallt vatten bör lösningen inuti halmen ingå.
All materia består av partiklar, som ständigt rör sig. Den energi som ingår i denna rörelse kallas kinetisk energi. När temperaturen av materia faller, rör sig partiklarna långsammare och dess kinetiska energi minskar.
När du använder termometern överför du temperaturen och den kinetiska energin hos lösningen du mäter till lösningen inuti termometern. Med andra ord förändras lösningen inuti termometern för att matcha villkoren för lösningen eller det utrymme du testar - resultaten är synliga och kan mätas.
De låga temperaturerna gör att partiklarna i lösningen i termometern närmar sig varandra. Som ett resultat kondenserar vätskan och faller ner i halmen.

Placera termometern i en behållare fylld med varmt vatten. Samla i en behållare med varmt kranvatten eller värmevatten på elden tills det börjar förångas, utan att låta det koka. Placera termometern försiktigt inuti behållaren och observera vätskenivån i halmen.

Tänk på att du ska låta flaskan återgå till rumstemperatur efter att ha tagits bort från isvatten. Flytta inte flaskan direkt från isen till hett vatten, eftersom plötsliga temperaturförändringar kan skada flaskan, speciellt om den är gjord av glas.

Vid exponering för höga temperaturer bör lösningen inuti halmen expandera.

Som tidigare nämnts ökar partiklarna i materien sin hastighet när temperaturen ökar. När värmen från vattnet i behållaren överförs till termometern, rör sig partiklarna i lösningen snabbare och får dem att expandera och röra sig bort från varandra. Med expansionen av partiklarna ökar lösningen i nivå inuti halmen.

Testa termometern i andra områden. Kontrollera termometern i olika områden med olika temperaturer. Kontrollera ökningen i lösningsnivå på heta platser och minska på kalla platser.

Du bör fortsätta att märka att de heta temperaturerna medför att en nivå ökar inuti halmen, medan de kalla temperaturerna gör att den faller.

Det kan vara värt att utföra dessa tester i kylskåpet, bakom ett soligt fönster, ute på kalla eller varma dagar, i ett skuggat område av trädgården, i en stationär bil, i källaren, i garaget, på vinden .

Del 3

Kalibrera termometern

Placera en kommersiell termometer bredvid din. Placera termometern i ett område som ligger vid rumstemperatur och låt lösningen återgå till den ursprungliga nivån inuti halmen. Placera en kommersiell alkoholtermometer nära ditt strå, som matchar lösningsnivån i termometern med strågen.

Kalibreringsprocessen är viktig om du vill använda din hemgjorda termometer för att faktiskt mäta temperaturen, i stället för att bara avlyssna variationerna. Om du inte kalibrerar termometern genom att markera motsvarande temperaturer kommer du bara att kunna berätta om temperaturen är högre eller lägre, men du vet inte hur aktuell temperatur faktiskt är.

Markera temperaturerna. Med en outplånlig markör med en fin spets gör du en linje på kartongen, precis intill toppen av lösningen i halmen. Markera den aktuella temperaturen vid sidan av: samma mätt av den kommersiella termometern.

När du identifierar lösningsnivån, var uppmärksam och se till att faktiskt observera nivån av den färgade lösningen och inte nivån på det oljebeskyttande skiktet som presenteras ovan.

Upprepa processen i områden vid olika temperaturer. Placera termometern tillbaka i testzonerna. Låt termometerlösningen stiga eller falla i enlighet med aktuell position och, när du stabiliserat, placera den kommersiella termometern på dess sida. Markera varje ny temperatur mätt med din termometer.

Mät högsta möjliga antal olika temperaturer. Ju fler temperaturer du kan inkludera i din termometers skala, desto lättare kan du identifiera den okända temperaturen hos en lösning eller miljö.

Använd din kalibrerade termometer för att identifiera en okänd temperatur. När du har ett acceptabelt antal temperaturer markerade på din termometer, flytta ditt instrument till ett varmt eller kallt område för att göra en mätning. Vänta på att lösningen ökar eller minskar i volymen och, när den slutar, kontrollera de nivåer som markeras på halmen. Använd de tidigare mätningarna för att kontrollera temperaturen i miljön där din termometer är för närvarande.

För att kontrollera noggrannheten på din termometer, kontrollera rumstemperaturen även med den kommersiella termometern efter att du har markerat mätningen gjord med din egen.

I slutet av detta steg är din termometer officiellt klar för användning.