Guillaume Amontons
(16631705)

Értekezés a levegõ néhány tulajdonságáról és arról a módszerrõl, amellyel a hõmérséklet a föld minden éghajlatán meghatározható*

Mémories de l'Académie Royale des Sciences, 1702

(in: William Francis Magie: A Source Book in Physics, Harvard University Press, Cambridge,
 Massachusetts, 1963)



Minden olyan kísérlet, amely az életünket jelentõ levegõ tulajdonságainak megismeréséhez vezethet, különleges figyelmet érdemel. Azok a három évvel ezelõtti kísérleteim, amelyeket a forrásban levõ víz hõjén táguló levegõvel végeztem, azt mutatták, hogy különbözõ levegõtömegek azonos súly alatt  egyenlõ mértékben növelik a levegõtömegek rugalmassági erejét azonos hõfokok mellett; ezekben a kísérletekben elsõsorban azt kívántam meghatározni, hogy a forrásban lévõ víz mennyivel növeli a levegõ rugalmasságát afölé az érték fölé, amellyel a hidegnek tartott víz esetén rendelkezik, és akkoriban arra a gondolatra jutottam, hogy ez a növekedés csak tíz hüvelyk magas higanyoszlopot tarthat fenn az atmoszféra súlyán kívül: azóta azonban folytattam a kísérleteket, és azt találtam, hogy a forrásban lévõ víz hatására megnövekedett levegõrugalmasság nem tart fenn mindig tíz hüvelyknyivel több higanyt, mint az atmoszféra súlya; hanem az, amit fenntart, többé-kevésbé arányos a levegõre nehezedõ súllyal, és a növekedés mindig körülbelül harmada a súlyoknak, ha a levegõ elõször a temperáltnak nevezett állapotban van, a harmaduknál kisebb, ha a levegõ a temperáltnál melegebb, ellenben a harmaduknál nagyobb, ha a levegõ a temperáltnál hidegebb. Ha például egy levegõtömegre temperált állapotban harminc hüvelyk higany nehezedik, beleértve az atmoszféra terhelését is, és a forrásban lévõ víz hatására rugalmassága annyira növekszik, hogy tíz hüvelyk higanyt képes fenntartani a harminc hüvelyk higanyon kívül, akkor ha ugyanezt a tömeget hatvan hüvelykkel terhelik, húsz hüvelykkel nõ meg a rugalmassága és harminc hüvelykkel, ha kilencvennel terhelik meg a többi esethez hasonlóan. Ebbõl azt a következtetést vonhatjuk le, hogy ugyanaz a hõfok, bármilyen kicsi legyen is, a levegõ rugalmassági erejét egyre jobban megnövelheti, ha erre a levegõre egyre nagyobb súly nehezedik. Amint már láttuk, a nem egyenlõ levegõtömegek egyenlõ hõfokok mellett egyenlõen növelik meg rugalmassági erejüket, ezért azt a következtetést is levonhatjuk, hogy a levegõnek nagyon kis mennyisége, bármilyen kicsi  legyen is, egyre nagyobb rugalmassági erõre tehet szert nagyon kis hõfok mellett is, ha erre a kis mennyiségre egyre nagyobb teher nehezedik. A levegõnek ezek a tulajdonságai talán elõsegíthetik a jövõben, hogy több olyan jelenséget is megmagyarázzunk, amelynek jelenleg nem ismerjük az okát.

Mindössze annyit mondtam, a kísérlet alapján arra jöttem rá, hogy az egyenlõ súlyokkal terhelt, nem egyenlõ levegõtömegek egyenlõ mértékben növelik rugalmasságuk erejét egyenlõ hõfokok mellett, és hogy azok a rugalmassági erõk, amelyekre szert tesznek, annál jelentõsebbek, minél nagyobb az összenyomásukhoz használt súly, aminek az az oka, hogy mivel ezek a levegõtömegek vagy ugyanabban a környezetben vannak, vagy ilyennek tekinthetõk, és egyenlõ súlyok nehezednek rájuk, semmi sem indokolja, hogy egyikük nagyobb rugalmassági erõre tegyen szert, mint a többi. Igaz ugyan, hogy ha ezek a levegõtömegek szabadon tágulhatnának, a nagyobbak jobban tágulnának, mint a kisebbek, de a rugalmasságuknak nem szabadna növekednie, mert Mariotte úr szabálya szerint az egyenlõen terhelt, nem egyenlõ levgõtömegek térfogatának az eredeti tömegükkel arányosan kell csökkennie, hogy új, egyenlõ rugalmassági erõre tegyenek szert; ennek a szabálynak a megfordítása szerint pedig, ha a nem egyenlõen terhelt, egyenlõ levegõtömegek szabadon tágulhatnak, az õket terhelõ súlyokkal arányos térfogatot foglalnak el; de ha nem tágulhatnak, szükségképpen ugyanezekkel a súlyokkal arányos rugalmassági erõkre kell szert tenniük.

Miután felismertem ezeket az igazságokat, az alkalmazásukkal is megpróbálkoztam, és úgy gondoltam, elõnyösen használhatnám õket azoknak az eszközöknek a tökéletesítésére, amelyek a hõ fokait mérik, és amelyeket ezért hõmérõknek nevezünk.

...

Az a hõfok, amely az egyenletesen mûködõ hõmérõk elkészítéséhez szükséges, a forrásban lévõ víz hõfoka lehet, a kísérletek ugyanis azt mutatják, hogy a víz nem tehet szert nagyobb hõfokra, bármeddig van is a tûzön és bármekkora is a tûz.

[Az ábrán] ABCD jelöli azt az egyik csövet, amelyet már az 1699-es Mémoires-ban közölt kísérletek során is használtam, hogy meghatározzam a levegõ rugalmasságának növekedését a forrásban lévõ víz hõjénél; a csõ A-nál nyitott, C-nél visszakanyarodik, és a D gömbben végzõdik. A csõ belsõ átmérõje körülbelül fél vonás [1 vonás=1/12 hüvelyk], a gömbé három és többé-kevésbé egynegyed hüvelyk; ezeknek a hõmérõknek az a nagy elõnyük a többiekkel szemben, hogy a mozgásuk egyöntetû, ami ezeknél az új hõmérõknél oly könnyen elérhetõ, és a régieknél oly nehéz; a csõ hossza A és B között 46 hüvelyk, a teljes AC hossz körülbelül 48. A gömb E nyílásától kezdve csaknem az A nyílásig higany van a csõben, tehát ha a D forrásban lévõ vízbe merül, a gömbben lévõ levegõ 73 hüvelyk higanyt tud megtartani rugalmasságánál fogva, az atmoszféra súlyát is figyelembevéve, amelyet mindig 28 hüvelyknek fogunk tekinteni, és csak 45 hüvelyket tart meg az atmoszféra súlyának beszámítása nélkül az E-hez tartozó higanyszinttõl mérve; ekkor az AB csõben az A nyíláshoz közeli higanyfelszín lesz az a pont, ahonnan az összes többi olyan hõfokot számíthatjuk, amely kisebb a forrásban lévõ vízénél; miután senki sem hallott olyan éghajlatról, ahol a hõ meg ne egyezne a forrásban lévõ vízével, és nincs olyan hely a földön, ahol ezt ne határozhatnánk meg könnyen, olyan hõfokot kapunk, amely minden országban ismert, az összes alatta lévõt magába foglalja és ettõl kezdve számíthatjuk az alatta lévõket.
 



*Ez a dolgozat írja le az elsõ olyan hõmérõt, amely a hõmérsékletet a levegõ nyomása alapján méri.

Vissza http://www.kfki.hu/chemonet/ 
http://www.ch.bme.hu/chemonet/