Lesbók Morgunblaðsins - 08.05.1960, Síða 14

258
LESBÓK MORGUNBLAÐSINS
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
é 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).
I
Kel vin-mæ lirinn
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
H-l stig er það ekki nema 272 ten-
ingssentimetrar við -í-2 stig ekki
nema 271 teningssentimetri. Og sé
nú haldið áfram niður í h-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 sífelldri
flugferð, reglulaust. Þessar eining-
ar höfðu því hreyfiafl (kinetic en-
ergy), og þetta hreyfiafl mátti
rt|æla 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 -=-273,12 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 -=-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 fást við. Fyrirferð 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)
Nýt'izku 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
hvemig á því stendur að þér hafið náð
svona háum aldri“.
„Já, það er alveg augljóst mál“, svar-
aði Benjamín. „Eg fór að eta fjörefna-
töflur daglega eftir að eg varð 99 ára“.