Şişeden Termometre Yapımı
Bir cam şişe, renkli su ve bir pipetle, sıcaklığı gerçekten gösteren basit bir termometreyi evde adım adım yapıyoruz.
Sıvılar Isınınca Neden Genleşir
Su ve içindeki hava ısındığında moleküller daha hızlı hareket eder ve birbirinden biraz uzaklaşır. Bu yüzden aynı miktar sıvı daha fazla yer kaplar, yani genleşir. Soğuduğunda ise tam tersi olur ve büzülür.
Şişe termometrede bu küçük hacim değişimini ince bir pipet görünür hale getirir. Şişedeki su biraz genleştiğinde fazlalık pipete dolar ve seviye yükselir; soğuduğunda seviye iner. Bu yükselip inme bize sıcaklığı gösterir.
Nelere İhtiyacın Var
Malzemelerin tamamı mutfakta bulunur. Önemli olan şişenin ağzını tam sızdırmaz kapatabilmek.
- Ağzı dar, temiz bir cam şişe
- Şeffaf ince bir pipet veya cam boru
- Su ve birkaç damla gıda boyası ya da mürekkep
- Oyun hamuru veya macun (ağzı sızdırmaz kapatmak için)
- Beyaz bir karton ve kalem (ölçek için)
- Sıcak ve soğuk su (ölçeklemek için)
Şişeyi ve Pipeti Hazırlamak
Şişeyi dörtte üçüne kadar renklendirilmiş suyla doldur. Renk, su seviyesini pipette net görmeni sağlar. Ardından pipeti şişenin içine, alt ucu suyun içinde kalacak ama şişenin dibine değmeyecek şekilde yerleştir.
Pipetin büyük bölümü şişenin ağzından yukarıda kalmalı, çünkü su ısınınca bu borudan yukarı tırmanacak. Pipet ne kadar inceyse seviye değişimi o kadar belirgin olur.
Ağzını Hava Almayacak Şekilde Kapatmak
Bu adım termometrenin çalışması için şarttır. Şişenin ağzını, pipetin çevresinden hiç hava kaçmayacak biçimde oyun hamuru ya da macunla tamamen kapat. Böylece su ısınıp genleştiğinde tek çıkış yolu pipet olur.
Eğer ağız tam sızdırmaz değilse, genleşen hava kenarlardan kaçar ve su pipette yükselmez. Kapattıktan sonra hafifçe elinle şişeyi avuçla; ısınan suyun pipette birkaç saniye içinde yükseldiğini görmelisin.
Adım Adım Yapımı
Aşağıdaki akış, termometreyi hangi sırayla kuracağını özetliyor. En kritik adım ağzın tam sızdırmaz kapatılması.
Parçalar ve Görevleri
Sistemdeki her parçanın bir görevi var. Aşağıdaki çizim, şişe, su, pipet, tıpa ve ölçek kartının nasıl birlikte çalıştığını özetliyor.
Ölçeklendirmek ve Okumak
Termometreyi önce oda sıcaklığında bırak ve pipetteki seviyeyi işaretle. Sonra şişeyi bir kap sıcak suya daldır; seviye yükselince orayı, bir kap soğuk suya daldır; seviye inince orayı işaretle.
Bu iki uç nokta arasını eşit aralıklara bölerek kendi ölçeğini oluşturabilirsin. Gerçek bir termometreyle yan yana tutarsan işaretlere sıcaklık değerleri de yazabilirsin.
Parçalar ve Görevleri
Sistemdeki her parçanın bir görevi var. Aşağıdaki çizim, şişe, su, pipet, tıpa ve ölçek kartının nasıl birlikte çalıştığını özetliyor.
Ölçeklendirmek ve Okumak
Termometreyi önce oda sıcaklığında bırak ve pipetteki seviyeyi işaretle. Sonra şişeyi bir kap sıcak suya daldır; seviye yükselince orayı, bir kap soğuk suya daldır; seviye inince orayı işaretle.
Bu iki uç nokta arasını eşit aralıklara bölerek kendi ölçeğini oluşturabilirsin. Gerçek bir termometreyle yan yana tutarsan işaretlere sıcaklık değerleri de yazabilirsin.
Hassasiyeti Artırmak ve Sınırları
Daha ince bir pipet kullanırsan küçük sıcaklık değişimlerinde bile seviye belirgin oynar, yani termometre daha hassas olur. Suya bir miktar hava boşluğu bırakılan tasarımlar da çok duyarlı çalışır; burada esas genleşen şey havadır.
Suyla çalışan bu termometre donma ve kaynama sınırlarına yaklaşınca doğru ölçmez. Daha geniş bir aralık istersen su yerine alkol kullanılan tasarımlara geçilir. Yine de günlük sıcaklıkları göstermek için su gayet yeterlidir.
İzleyerek Yap
Şişe, su ve pipetle termometre yapımını adım adım gösteren bir video.
Aynı deneyi bir STEM etkinliği olarak anlatan ikinci bir örnek.
