Isaac Newton
(1643–1727)

Newton a hõ mérésérõl
1701

Philosophical Transactions, Abridged, Vol. II.

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


Az alábbi rövid dolgozat eredetije név nélkül jelent meg. Az írás szerzõje Newton, és kisebb mûvei kiadásában (Opuscula) így is szerepel. Newton hõmérõje az elsõ olyan eszközök közé tartozik, amelyeket két pont rögzítésével osztottak be fokokra.


A hõfokok skálája
0   A levegõnek az a hõje [hõmérséklete] télen, amelynél a víz fagyni kezd. Ez a hõ úgy határozható meg, hogy a hõmérõt olvadó, öszzetömörített hókupacba helyezik.
0, 1, 2   A levegõ hõi télen.
2, 3, 4   A levegõ hõi tavasszal és õsszel.
4, 5, 6   A levegõi hõi nyáron.
6   A levegõ hõje júliusban, délben.
12 1 Az a legnagyobb hõ, amelyet a hõmérõ az emberi testtel érintkezve felvesz. Körülbelül ezen a hõn költi ki a madár a tojásokat.
14 3/11 1 1/4  Körülbelül annak a legmelegebb fürdõvíznek a hõje, amely egy ideig elviselhetõ, ha a kéz belemerül és állandóan mozog. Csaknem ugyanekkora a frissen kiömlõ vér hõje.
17 1 1/2 Annak a legmelegebb fürdõvíznek a hõje, amely egy ideig elviselhetõ, ha a kéz belemerül és nyugalomban van. 
20 2/11 1 3/4 Annak a fürdõnek a hõmérséklete, amelyben a folyékony, úszkáló viasz megkeményedik, és a fürdõ hûlése közben elveszíti átlátszóságát.
24 2 Annak a fürdõnek a hõje, amelyben az úszkáló viasz megolvad a fürdõ melegítése közben, és forrás nélkül állandó mozgásban marad.
28 3/11 2 1/4 A viasz olvadása és a víz forrása közötti átlagos hõ.
34 2 1/2  Az a hõ, amelynél a víz hevesen forr, és amelynél két rész ólom, három rész ón és öt rész bizmut keveréke hûlés közben megszilárdul. A víz 33 rész hõnél kezd forrni, és alig ér el 34 1/2-nél nagyobb hõt, amikor forr. A hûlõ vas 35 és 36 rész között szûnik meg forrást elõidézni, ha meleg vizet, és 37 résznél, ha hideg vizet folyatnak rá cseppenként. 
40 4/11 2 3/4 Az a legkisebb hõ, amelynél egy rész ólom, négy rész ón és öt rész bizmut keveréke cseppfolyósodik a hevítés hatására és állandó áramlásban van.
48 3 Az a legkisebb hõ, amelynél egyenlõ rész ón és bizmut keveréke cseppfolyósodik. A keverék hûlés közben 47 rész hõnél szilárdul meg.
57 3 11/14 Az a hõ, amelynél két rész ón és egy rész bizmut keveréke, valamint három rész ón és két rész ólom keveréke megolvad; de öt rész ón és két rész bizmut keveréke ezen a hõn szilárdul meg a hûlés során. Ugyanez az eset az egyenlõ rész ólmot és bizmutot tartalmazó keverékkel.
68 3 1/2 Az a legkisebb hõ, amelynél egy rész bizmut és nyolc rész ón keveréke megolvad. Az ón maga 72 rész hõnél olvad meg, és hûléskor 70 rész hõnél szilárdul meg.
81 3 3/4 Az a hõ, amelynél a bizmut megolvad, valamint négy rész ólom és egy rész ón keveréke megolvad. Öt rész ólom és egy rész ón olvadt keveréke azonban ezen a hõn szilárdul meg a hûlés során.
96 4 Az a legkisebb hõ, amelynél az ólom megolvad. Hevítés hatására az ólom 96 vagy 97 rész hõnél olvad meg, hûléskor 95 rész hõnél szilárdul meg.
114  4 1/4  Az a hõ, amelynél az izzó testek, hûlés közben, nem fénylenek tovább az éjszakai sötétben, felmelegítésükkor azonban ugyanebben a sötétben világítani kezdenek, de csak nagyon gyenge, alig látható fénnyel. Ennél a hõnél az egyenlõ részt ónt és antimont tartalmazó keverék megolvad, a hét rész bizmutból és négy rész antimonból álló keverék hûléskor megszilárdul.
136 4 1/2 Az a hõ, amelynél az izzó testek éjszaka fénylenek, de szürkületben alig. Ennél a hõnél nemcsak a két rész antimon és egy rész bizmut, hanem az öt rész antimon és egy rész ón keveréke is megszilárdul hûlés közben. Az antimon maga 146 rész hõnél szillárdul meg.
161  4 3/4  Az a hõ, amelynél az izzó testek szürkületben, közvetlenül napkelte elõtt vagy napnyugta után, jól láthatóan fénylenek, de nappali világosságban egyáltalan nem vagy csak nagyon halványan.
192 5 Annak a szénnek a hõje, amely egy kis konyhai, zsíros szénnel rakott, fújtatóval gerjesztett tûzben ég. Ugyanennyi a hõje annak a vasnak is, amely ilyen tûzben ég, ha a lehetõ legjobban fénylik. A fából rakott kis konyhai tûz hõje kissé nagyobb, talán 200–210 rész. A nagy tûz hõje még nagyobb, különösen akkor, ha fújtatóval gerjesztik.

Az elsõ oszlopban a számtani haladvány szerint rendezett hõfokok vannak, számításuk részben azon alapszik, hogy a kezdõpont az a hõ, amelynél a víz fagyni kezd, s ez úgy tekinthetõ, mint a hõ legalsó foka vagy a hõ és a hideg megszokott határa, részben azon, hogy az emberi test külsõ hõjére megállapított érték 12 rész. A második oszlopban a hõfokok geometriai haladvány szerint növekednek, tehát a második fok kétszer akkora, mint az elsõ, a harmadik kétszer akkora, mint a második, a negyedik kétszer akkora, mint a harmadik; az elsõ hõfok az emberi test külsõ hõje, amely érzékelhetõen állandó. A táblázatból  kitûnik, hogy a forrásban lévõ víz hõje csaknem háromszor akkora, mint az emberi testé, hogy az a hõ, amelyen az ón megolvad, hatszor akkora, az a hõ, amelyen az ólom megolvad, nyolcszor akkora, az a hõ, amelyen az antimon megolvad, tizenkésztszer akkora, és az a hõ, amelyen a közönséges konyhai tûz ég, tizenhat–tizenhétszer akkora, mint az emberi test hõje.

A táblázat hõmérõ és felhevített vas segítségével készült. A hõmérõvel addig a hõig határoztam meg az értékeket, amelyen az ólom megolvad, a többit forró vassal állapítottam meg. Az a hõ, amelyet a forró vas közöl adott idõ alatt a mellette levõ testekkel, vagyis az a hõ, amelyet a vas adott idõ alatt veszít, a vas teljes hõjével arányos. Ezért ha a hûlési idõtartamok egyenlõk, a hõk a geometriai haladványt követik, következésképp logaritmustábla segítségével könnyen kiszámíthatók. Elõször tehát azt tapasztaltam, hogy ha a lenmagolajjal készített hõmérõt olvadó hóba helyezve az olaj által elfoglalt térfogatot 10000-nek veszem, ugyanez az olaj az elsõ fok vagy az emberi test hõjének hatására kiterjedve 10256 rész, az éppen forrásba jövõ víz hõjénél 10705, a heves forrásban lévõ víz hõjénél 10725, az olvadt ón hõjénél, amikor az ón hûlés közben kezd megszilárdulni és konzisztenciája amalgámszerû lesz, 11516, és amikor teljesen megszilárdul, 11496 rész térfogatot foglal el. Tehát az olaj 40:39 arányban tágul az emebri test hõjénél, 15:14 arányban a forró víz hõjénél, 15:13 arányban a hûlõ ón hõjénél, amikor az ón kezd kicsapódni és megmerevedni, és 23:20 arányban annál a hõnél, amelynél az ón teljesen megszilárdul. Azonos hõ mellett a levegõ tágulása tízszer nagyobb az olajénál, és az olaj tágulása körülbelül tizenöt fokozattal nagyobb az alkoholénál. Ezeknek az értékeknek a meghatározása után, és miután a hõket az olaj tágulásával arányosan megállapítottuk és az emberi test hõjét 12 résznek vettük, azt kaptuk, hogy a víz hõje a forrás megindulásakor 33 rész, hevesebb forráskor 34 rész; az ón hõje, akár akkor, amikor megolvad, akár akkor, amikor hûlés közben elkezd merevedni, és konzisztenciája amalgámszerû lesz, 72 rész, s amikor a hûlés során teljesen megszilárdul, 70 rész. Amikor ezeket a pontokat meghatároztam, a többiek vizsgálatához izzásig hevítettem egy elegendõen nagy vastömböt,  még izzás közben kivettem a tûzbõl egy fogóval, és azonnal hideg helyre tettem, ahol a szél egyenletesen fújt. Különbözõ fémek és más, cseppfolyósítható testek kis darabajait helyeztem rá, majd egészen addig feljegyeztem azokat a hûlési idõket, amelyek alatt a testek elvesztették fluiditásukat és megszilárdultak, amíg a vas el nem érte az emberi test hõjét. Ezután annak feltevésével, hogy azok a hõk, amelyekkel a vas és a megszilárduló testek meghaladják a légkör hõmérõvel meghatározott hõjét, a geometriai haladványt követik, ha az idõtartamok a számtani haladvány szerint nõnek, az összes hõt meghatároztam. A vasat nem szélcsendes helyre tettem ki, hanem egyenletes szélbe, hogy a vastól felmelegedõ levegõt a szél folyamatosan elszállítsa, és a hideg levegõ egyenletes mozgással foglalja el a helyét. Ezért egyenlõ levegõmennyiségek egyenlõ idõtartamok alatt melegedtek fel, és a vas hõjével arányos hõt szállítottak el. Az így kapott hõk ugyanúgy aránylottak egymáshoz, mint a hõmérõvel kapott értékek, ezért helyesen tételeztük fel, hogy az olaj tágulásai arányosak az olaj hõivel.


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