温度計

最後に紹介する方法は、最も簡単かもしれません。

＜材料＞
　・ビン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１個
　・穴の開いたフタ（ゴム栓・コルク栓でもOK）　　　　１個
　・ストロー（ガラス管）　　　　　　　　　　　　　　　　　　１本
　・白い厚紙　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１枚
　・洗面器などビンよりも大きな容器　　　　　　　　　　1個
　・着色した水

ストローやガラス管とフタとの間を密着させて、空気や水が漏れたりしない状態にします。　このフタでビンに栓をします。　絵の具やインクなどで着色した水を大きな容器に入れます。　この容器の水にストローの先端が浸かるように逆さにしたビンを立てます。　このままでは水はストローの中に入っていかないので、ビンを濡れた暖かいタオルなどで温めます。　すると中の空気が膨張してストローの口から泡となり出て行きます。　しばらく温めてから冷やすと膨張した空気が冷やされ収縮してストローの中に水が入っていきます。　水の水位が見やすい位置になるように調整してください。　白い厚紙をストローの後ろに、水の高さが分かりやすい位置に接着します。

これで出来上がりです。

この温度計は、現地の気圧が高いと水位も高めになり、低いと水位も低めになります。

「簡易的な温度計の作り方 (1)」　では水を使った温度計を作りましたが、この温度計の欠点はガラスビンの中の水の量が多すぎて、すぐに温まったり冷えたりしないので、変化の激しい温度は測りにくいという欠点があります。

今度紹介する温度計は、空気を使います。　空気は水に比べて　「比熱」　が小さいので、周囲の温度が上がればセンサーとなる空気の温度も上がり、周囲の温度が下がればセンサーの空気の温度も下がり、温度変化に対する反応がすばやくなります。

＜材料＞
　・ビン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１個
　・穴の開いたフタ（ゴム栓・コルク栓でもOK）　　　　１個
　・ストロー（ガラス管）　　　　　　　　　　　　　　　　　　１本
　・白い厚紙　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１枚
　・食用油　（もしくは水）

少量の食用油もしくは水をストローの中に入れ込みます。　ストローやガラス管とフタとの間は密着されていて、空気や水が漏れたりしない状態にします。　 ビンにストローを刺したフタで閉めます。　ストローの中の食用油や水は、栓より上の見やすい位置に調整します。　白い厚紙をストローの後ろに、水の高さが分かりやすい位置に接着します。

この簡易温度計の欠点は、大気の圧力、つまり気圧に影響することです。　つまり、同じ温度を測定しても、現地の気圧が高いときはストローの中の水面・油面は大気圧に押されてやや低くなり、低気圧のときはやや高めになります。　また、ストローとフタの隙間が本当に空気の行き来がないようにピッタリと合わさっているのか確認するのが難しいです。

温度とは、物の熱さや冷たさを表します。　物質がもつ熱エネルギーの一部です。　全てのエネルギーは最終的に熱エネルギーにたどり着くので、その一部である温度を正しく測ることは、物理現象を正しく理解するには最も基本的で、最も重要な手段になります。

このように、温度とは重要な現象であるため、比較的安価で精度の高い温度センサーを購入することが出来ます。

ですが、ここでは比較的高価で精度の悪い温度計を苦労してつくってみましょう。　温度とは何か、が分かるようになります。


＜材料＞
　・ビン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１個
　・穴の開いたフタ（ゴム栓・コルク栓でもOK）　　　　１個
　・ストロー（ガラス管）　　　　　　　　　　　　　　　　　　１本
　・白い厚紙　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１枚
　・水

水を満たしたビンに、ストローやガラス管を刺したフタをする。　ストローやガラス管とフタとの間は密着されていて、空気や水が漏れたりしない状態にする。　水はストローの中の、栓より上の見やすい位置まで上がるようにする。　白い厚紙をストローの後ろに、水の高さが分かりやすい位置に接着する。

これで、ビンを温めると水が膨張してストローの中の水位が上に上がります。　そして、ビンを冷やすと水位が下がります。　正確に測れる温度計をもってきて、実際の温度を測り、厚紙に水位に目盛りと温度を記入して下さい。　これを様々な温度で繰り返すと簡易温度計が出来上がります。

この仕組みは、数日で中の水が蒸発して温度と水位の関係が変わってしまうので、ストローの中に油を１滴たらしてみてください。　少しは長持ちするようになります。