這個互動式旋轉式溫度模擬器 (Rotary Thermometer Simulator) 旨在幫助學生視覺化物理學中的熱膨脹 (Thermal Expansion) 現象。透過這個工具，你可以清楚地觀察到兩種不同金屬在溫度變化時，因膨脹程度不同而產生的彎曲形變，以及此原理如何被應用在旋轉式溫度計 (Rotary Thermometer) 中。
Bimetallic Thermometer Mechanics
雙金屬溫度計原理
Billy Sir's Interactive Physics: Thermal Expansion.
物理互動：熱膨脹
Temperature (T) | 溫度
15°C
Coil Status | 線圈狀態
Neutral 中立
1. THE PRINCIPLE | 原理
Straight Strip 直條
2. THE APPLICATION | 應用
Rotary Coil 螺旋線圈
Brass (yellow) has a higher expansivity than steel (gray). When heated, brass expands more, causing the strip to bend towards the steel side. In a coiled thermometer, this unequal expansion forces the coil to unwind or tighten, moving the pointer across the scale.
黃銅（黃色）的膨脹率高於鋼（灰色）。加熱時，黃銅膨脹較多，導致雙金屬片向鋼的一側彎曲。在螺旋線圈溫度計中，這種不均勻的膨脹會迫使線圈鬆開或收緊，從而帶動指針在刻度盤上移動。
Brass 黃銅
Steel 鋼
如何使用 (How to Use):
- 調整溫度 (Adjust Temperature)： 使用下方的滑桿即時改變環境溫度，範圍從 -20°C (Cold) 到 50°C (Hot)。
- 觀察直條雙金屬片 (Straight Strip)： 在上方圖表中，觀察黃銅 (Brass) 與鋼 (Steel) 黏合而成的雙金屬片如何隨著溫度變化而向上或向下彎曲。
- 觀察螺旋線圈 (Rotary Coil)： 在下方圖表中，觀察相同的雙金屬片被捲成螺旋狀後，溫度變化如何迫使線圈收緊 (Winds Tighter) 或鬆開 (Unwinds)，進而帶動紅色指針 (Pointer) 旋轉。
觀察與討論 (Reflection / Observation):
在操作模擬器時，請特別注意黃銅 (Brass，黃色) 與鋼 (Steel，灰色) 的變化差異：
你會發現，黃銅的線膨脹係數 (Linear expansivity) 高於鋼。當溫度升高 (加熱) 時，黃銅膨脹得比鋼更多，導致雙金屬片向鋼的那一側彎曲；相反地，當溫度降低 (冷卻) 時，黃銅收縮得也比鋼多，導致雙金屬片向黃銅的那一側彎曲。
在螺旋線圈溫度計的應用中：
- 當溫度高於基準值 (15°C) 時，外層的黃銅膨脹較多，迫使線圈鬆開 (Unwinds)，帶動指針順時針指向高溫。
- 當溫度低於基準值 (15°C) 時，外層的黃銅收縮較多，迫使線圈收緊 (Winds Tighter)，帶動指針逆時針指向低溫。
這完美地展示了如何利用固體的不均勻熱膨脹，將微小的長度變化轉換為明顯的機械旋轉運動。