Lesbók Morgunblaðsins - 08.05.1960, Blaðsíða 14

Lesbók Morgunblaðsins - 08.05.1960, Blaðsíða 14
256 LESBÓK MORGT/NBLAÐSINS Hægt er að breyta stigum á Fahrenheit í stig á Celsius og öf- Ugt, án mikillar fyrirhafnar. Eins og sjá má á því, sem fyr er sagt, þá greinist fljótandi vatn í 180 stig á Fahrenheit, en 100 stig á Celsius. Á þessu má fljótt sjá að 9 stig á Celsius jafngilda 5 stigum á Celsi- us. Ef breyta skal frá Celsius í Fahrenheit, þá er reikningsaðferð- in þessi: F = 9/5 + 32 en ef breyta skal frá Fahrenheit i Celsius, þá er dæmið svo: C = 5/9 (F-32). Kelvin-mælirinn Franskur efnafræðingur, Jacqu- es Alexandre César Charles upp- götvaði árið 1787, að þegar gas er hitað, þenst það út jafnt og þétt, og dregst einnig reglulega saman þegar það er kælt. Þessi breyting nam 1/273 af magni þess við hvert stig á Celsius. Nú er enginn vandi að fást við þensluna, en það verður annað uppi á teningnum þegar gasið kólnar og dregst saman. Setjum svo að magn gassins sé 273 teningssentimetrar við 0 stig á Celsius. Síðan er það kælt, og við -i-1 stig er það ekki nema 272 ten- ingssentimetrar, við -h2 stig ekki nema 271 teningssentimetri. Og sé nú haldið áfram niður í -=-273 stig, þá er gasið ekki orðið að neinu, það er horfið. Nú er þetta að vísu ekki svo í reyndinni, því að gasið er orðið fljótandi áður en það kólnar svo mjög, en mönnum þótti dæmið ein- kennilegt. Á fyrra hluta 19. aldar komust menn að þeirri niðurstöðu, að gas væri samsett úr ótal einingum, sem menn kölluðu sameindir, og að þessar sameindir væri á síf elldri flugferð, reglulaust. Þessar eining- ar höfðu því hreyfiafl (kinetic en- ergy), og þetta hreyfiafl mátti rnæla með hitamælum, því að hita- stig gassins og hreyfiafl lækka og hækka samtímis. Það er þó ekki svo, að allar sameindir gassins hafi sama hreyfiafl á sama tíma og við sama hitastig, og valda þvi árekstrar sameinda. Við árekstur- inn eykst hreyfiorka þeirra, en aðrar sameindir hafa óbreytta orku. En þegar miðað er við nokk- urn tíma og allar sameindirnar, þá kemur fram „meðal hreyfiafl" við hvert hitastig. Árið 1860 samdi brezki stærð- fræðingurinn James Clerk Max- well líkingar, er sýndu hreyfiafls útstreymi gas-sameinda við öll hitastig, þannig að hægt var að reikna alltaf út meðal hreyfiork- una. Skömmu seinna kom brezki vís- indamaðurinn William Thomson (er seinna var aðlaður og nefndist þá Kelvin lávarður) fram með þá uppástungu að hreyfiafl sameind- anna mætti nota sem hitamæli. Við 0 stig á Celsius er meðal hreyfiorka allra sameinda ákveðin. Við hvert stig, sem hitinn lækkar, missa sameindirnar 1/273 af orku sinni. Þetta þýðir það, að við -=-273 stig á Celsius (eða þó rétt- ara sagt -H273,12 stig), er hreyfi- orkan 0. Lengra er ekki hægt að komast því að hreyfiorka verður ekki mæld með neikvæðum tölum. Af þessu leiðir að hámarks kuldi er talinn -f-273,12 stig á Celsius, eða 0 stig eftir hinum nýa mæli, sem kallaður er Kelvin-mælir. Menn munu nú spyrja hvaða gagn sé að slíkum mæli, en þá ber þess að geta, að margir eiginleikar efnisins breytast eftir því hvert hitastigið er. Vér skulum taka sem dæmi hið hreina gas, sem Charles Law var að f ást við. Fyrirf erð þess breytist eftir hitastigum þótt loft- þrýstingurinn sé alltaf jafn. Það væri mjög handhægt að mæla þessar breytingar ef þær skyldu til dæmis tvöfaldast við tvöfaldan hita. En þetta er ekki hægt, ef not- aður er Celsius-mælir. Ef vér segjum að hitinn sé hækkaður úr 20 st. C í 40 st. C, þá eykst ekki fyrirferð gassins um helming. Hún eykst aðeins um 1/11. En ef Kelv- in-mælirinn er notaður, þá eykst fyrirferð gassins jafnt og hitinn, þannig að ef hitinn er hækkaður úr 20 í 40 K, síðan í 80 K, og enn í 160 K, þá tvöfaldast fyrirferð gassins í hvert skifti. Kelvin-mælirinn er því hand- hægari þegar útlista skal áhrif hit- ans á geiminn, heldur en Celsius, eða nokkur mælir annar, vegna þess að hann mælir frá algjörum kulda. (Úr grein eftir Isaac Asimov) Nýflzku kuldamælir BELL Telephone Laboratories hafa nýlega búið til örlítinn kuldamæli, sem þó getur mælt hinn mesta kulda. Hann er gerður úr krystalli og er ekki stærri en títuprjónn. Honum er stutt á það sem mæla skal og síðan er veikum raf- magnsstraumi hleypt á hann. Mótstaða krystalsins gegn rafmagninu eykst hlutfallslega við hvert kuldastig, og kemur það fram á sérstökum stiga- teljara, sem festur er við krystallinn. Mælirinn er alltaf jafn öruggur, enda þótt hann verði fyrir hitabreytingum. Vísindamenn segja að mælir þessi muni verða mjög hentugur í geim- ferðum, þegar mæla skal helkuldann úti í geimnum. Benjamín átti 100 ára afmæli, og auðvitað komu blaðamenn að tala við hann. Einn þeirra spurði: „Getið þér gert yður grein fyrir hvernig á því stendur að þér hafið náð svona háum aldri". „Já, það er alveg augljóst mál", svar- aði Benjamín. „Eg fór að eta fjórefna- töflur daglega eftir að eg varð 99 ára".

x

Lesbók Morgunblaðsins

Beinir tenglar

Ef þú vilt tengja á þennan titil, vinsamlegast notaðu þessa tengla:

Tengja á þennan titil: Lesbók Morgunblaðsins
https://timarit.is/publication/288

Tengja á þetta tölublað:

Tengja á þessa síðu:

Tengja á þessa grein:

Vinsamlegast ekki tengja beint á myndir eða PDF skjöl á Tímarit.is þar sem slíkar slóðir geta breyst án fyrirvara. Notið slóðirnar hér fyrir ofan til að tengja á vefinn.