Otto von Guericke
(16021686)

A légszivattyú

Ottonis de Guericke Experimenta nova (ut vocantur) magdeburgica

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


Elsõ kísérlet a vákuum elõállítására víz kiszivattyúzásával


Miközben az ûr mérhetetlenségérõl elmélkedtem, és arra jutottam, hogy mindenhol jelen kell lennie, a következõ vizsgálatot terveztem el.

Arra gondoltam, hogy egy boros vagy sörös hordót megtöltök vízzel, és mindenhol tömítem, hogy a levegõ ne hatolhasson be kívülrõl. A hordó alsó részébe egy fémcsövet terveztem, amellyel a vizet ki lehet szívni; a víz ekkor a súlya miatt süllyedni kezd, és a hordót levegõ nélkül s így minden anyag nélkül hagyja maga mögött.

26. ábra

Hogy az eredmény megfeleljen ennek a tervnek, az abc sárgaréz nyomószivattyút (26. ábra) úgy rendeztem el, ahogyan a tüzeknél szoktuk; a c vagy az f dugattyú és a g dugó nagyon gondosan volt megmunkálva, hogy a levegõ ne juthasson ki vagy be az oldalai mentén. A szivattyúban volt még két, bõrbõl készült szelep is. A belsõ szelep, a vagy d, a szivattyú végén a víz beengedésében, a külsõ szelep, b, a kifolyásában mûködött közre. Miután a szivattyút az e gyûrûvel rögzítettük a hordó alsó részéhez (négy kengyel tartozott a gyûrûhöz), hozzáláttam a víz kiszívásához. Mielõtt a víz követte volna a dugattyút, a kengyelek eltörtek, és azok a vascsavarok, amelyek a szivattyút a hordóhoz rögzítették, kijöttek.

A próba azonban nem volt haszontalan. Miután erõsebb csavarokat szereztünk és végül három erõs emberre bíztuk a szivattyú mûködtetését, a víz távozott a felsõ, b, szelepen át. De amikor idáig jutottunk, a hordó minden részébõl zizegõ zaj hallatszott, mintha a víz hevesen forrna, s mindez addig tartott, amíg a hordót meg nem töltötte a kiszívott víz helyére nyomuló levegõ.

Elejét kellett vennem ennek a sajnálatos eredménynek. Készítettem egy kisebb hordót, és ezt a nagyobba tettem. Miután egy hosszabb csövet helyeztem a szivattyúba, és mindkét hordó alján átvezettem, megtöltöttem a kisebb hordót vízzel, lezártam a nyílását, és miután a nagyobb hordót is megtöltöttem, újrakezdtem a munkát. Most ki tudtuk szívni a vizet a kisebb hordóból, s a helyében kétségkívül vákuum maradt.

De amint a nap nyugovóra tért, a munkát abbahagytuk s minden elcsendesedett, váltakozó hangot hallottunk, amely idõnként abbamaradt, mint az énekesmadár csicsergése. Ez három teljes napon át tartott.

Amikor ezután a kisebb hordó száját kinyitottuk, azt tapasztaltuk, hogy nagyobbik része vízzel és levegõvel telt meg. Egy része mindazonáltal üres maradt, mert nyitás közben valamennyi levegõ bejutott.

Mindannyian rettentõen elcsodálkoztunk, hogy víz juthatott abba a hordóba, amelyet olyan gondosan mindenütt  betapasztottunk szurokkal. A sokszor megismételt kísérlet után megértettem végül, hogy a nagy nyomás alatt álló víz áthatolt a fán, és a nyomás, valamint a fán való ható áthatolás közben ébredõ súrlódás miatt egy kis levegõ szabadult fel a vízbõl a hordóban (amit a jövõben észben kell tartanunk). A hordó azonban nem telhetett meg teljesen levegõvel amiatt az ellenállás miatt, amelyet a fa gyakorolt az áthatolással szemben. Amikor a nyomás megszûnt, nem jutott be több víz és levegõ, ezért kaptunk csak félig üres hordót.
 

Elsõ kísérlet a vákuum elõállítására levegõ kiszivattyúzásával

Miután szemügyre vettem és megvizsgáltam a fa porózusságát, arra a véleményre jutottam, hogy céljaimra alkalmasabb lenne egy rézgömb (amelyet Schott tisztelendõ atya a magdeburgi vizsgálatokról szóló könyvében "Cacabus"-nak nevez). Ez az A gömb (27. ábra) 6070 magdeburgi kvart [kb. 6070 liter] nagyságú volt. A tetejére B sárgaréz csapot szereltünk. A szivattyút az alján vezettük be, és jól rászorítottuk. Ezután ugyanúgy, mint korábban, hozzáláttam a víz és a levegõ kiszivattyúzásához.

27. ábra

A dugattyú elõször könnyedén mozgott, de hamarosan egyre nehezebben tudtunk vele bánni, annyira, hogy végül két erõs ember is alig tudta a dugattyút kihúzni. Miközben az emberek még mindig a szivattyú mûködtetésével voltak elfoglalva, és már-már azt hitték, hogy szinte az összes levegõt kiszivattyúzták, mindannyiunk legnagyobb elképedésére a fémgömb úgy omlott be nagy zajjal, mint amikor ruhaanyagot morzsolgatunk az ujjaink között, vagy mintha a gömböt egy torony tetjérõl vetettük volna le.

Azt hiszem, a munkások tapasztalatlansága okozta a dolgot, mert a gömböt nem formázták pontosan gömb alakúra. A lapos rész, bárhol lehetett is, nem tudott ellenállni a külsõ levegõ nyomásának, míg a pontosan elkészített gömb könnyen ellenállt volna a nyomásnak, mert részei kölcsönösen támogatták volna egymást, s együttesen kellõ ellenállást tanúsítottak volna.

Ezért a munkásoknak tökéletes gömb alakú gömböt kellett készíteniük. Ebbõl a levegõt elõször könnyedén, majd egyre nagyobb erõvel kiszivattyúztuk.

A gömb tökéletes evakuálását az bizonyította, hogy a szivattyú felsõ szelepén nem távozott több levegõ.

Másodjára sikerült vákuumot kapnunk.

Amikor a B csapot kinyitottuk, a levegõ hatalmas erõvel nyomult a rézgömbbe, és úgy tûnt, mintha egy ott álló embert is magával ragadhatott volna. Ha elég közel tettük az arcunkat, elszívta a lélegzetünket, és nem tarthattuk a kezünket a csap fölött anélkül, hogy ne kellett volna a beszippantásától tartanunk.

Bár a gömb tökéletesen üresnek tûnt, a tapasztalat azt mutatta, hogy amikor egy-két napra magára hagytuk, ismét levgeõvel telt meg, amely a szivattyú dugója, a szelep és a csap mellett szivárgott be. Ezt a hibát is ki kellett küszöbölni, amint a késõbbiekben megmutatom. ...


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