A Hét 1986/1 (31. évfolyam, 1-26. szám)
1986-05-23 / 21. szám
TUDOMANY-TECHNIKA KAMERA-TÖRPE A világ legkisebb és legkönnyebb színes tévékameráját a japán Toshiba hozta forgalomba. Az iparban, a gyógyításban és más különleges területen számíthat felhasználásra. A 4,5 cm hosszú, 1,65 cm széles, 1 5 cm hosszú, 4 cm magas, doboz alakú vezérlővel. A törpe kamera kifejlesztését az újfajta töltéscsatolt készülék (CCD) alkalmazása tette lehetővé, ugyanolyan érzékennyé téve a kamerát, mint az emberi retina. FÉMEK - KŐOLAJBÓL A leningrádi kőolajkutató intézetben kidolgozott új eljárással ritka- és színesfémeket lehet kivonni kőolajból. A természetes kőolaj több mint 50 különböző elemet tartalmaz. Egyesek, például az acél szilárdságát növelő vanádium, nagyobb koncentrációban fordul elő a kőolajban, mint a szilárd ércekben. Az új eljárással gazdaságosan kivonható a vanádium a kőolajból. A fémkoncentrátum kivonása javítja a kőolaj minőségét, tüzelőanyag-frakciójának tisztaságát. MENEKÜLÉS A FÜSTBŐL A világ egyik leghatékonyabb „menekülőmaszkját" mutatták be a tűzoltóeszközök tokiói kiállításán. Két modelljét gyártják — mindkettőben nemesfém katalizátor alakítja át a füstben levő halálos szénmonoxidot széndioxiddá, hőfejlődés nélkül. Puha, tűzálló anyagból készülnek, alumínium fémezéssel. Összesen 600 gramm a tömege, könynyen szállítható bőröndben, kézitáskában. FEJEZETEK A HŐMÉRŐ TÖRTÉNETÉBŐL Az időjárás alakulása, a váratlan hőmérsékletingadozások gyakori és mindig hálás beszédtéma még ismerősök között is, az ismeretlenek pedig kizárólag erről a kérdésről cserélnek véleményt, s ha a diskurzus idővel más mederbe is terelődik, azért a „meteorológiai jelenségek" — pl. egy régen történt esemény kapcsán — csak-csak szóba kerülnek: „Emlékszik arra a kegyetlen télre 1943-ban?" vagy: „Legutoljára 25 éve volt ilyen rettenetes hőség július elején." — ilyen és ezekhez hasonló kérdések, megállapítások gyakran elhangzanak, s tulajdonképpen nem is azzal a céllal, hogy valamit közöljenek, csupán azért, hogy a beszélgetés színesebb, érdekesebb legyen. Elvégre a meteorológusok színesebb, érdekesebb és más szakmabeliek mindenkinél jobban és pontosabban tudják, hogyan is alakultak az időjárási és hőmérsékleti viszonyok ebben vagy amabban az esztendőben, van összehasonlítási alapjuk és több mint száz éve, naprólnapra rendszeresen feljegyzik a legfontosabb adatokat. Műszerek serege áll rendelkezésükre, amelyek között talán még a hőmérő a legegyszerűbb alkalmatosság. Ki hinné, hogy ez a szerkezet sem idősebb háromszáz évesnél, jóllehet a hőmérséklet értékének ismerete nem lehetett közömbös a régebbi korok embereinek sem. Elvileg már az ókorban is megszülethetett volna a hőmérő, hiszen a hőmérsékletingadozás hatására bekövetkező térfogatváltozások — a legtöbb hőmérő ezen az elven működik — néhány görög fizikus (Philón, Hérán) előtt sem voltak ismeretlen jelenségek. Az i. e. 3. században élt Philón például egy ólomgömbből és egy többszörösen meghajlított üvegcsőből olyan berendezést szerkesztett, amely demonstrálta a levegő kitágulását illetve összehúzódását. A gömbben a hevítés hatására a levegő kiterjedt és az üvegcsövön keresztül kifelé igyekezett; a vízbe merített üvegcsőből buborékok formájában távozott el a „fölösleges" levegő. Ha viszont a gömb lehűlt, a benne levő levegő is összehúzódott és az így „felszabadult" helyre víz nyomult be. Ez a fura szerkezet természetesen csak két különböző hőmérséklet összehasonlítását tette lehetővé, ezért is kell termoszkópnak („melegségfigyelőnek") nevezni, mert a hőmérő elnevezésre még enyhén szólva méltatlan. A hőmérő ötlete egyébként a nagy polihisztor, Leonardo da Vinci (1452—1519) agyából pattant ki, de mint annyi mindent, ezt sem öntötte konkrét formába. Nem kevésbé nevezetes honfitársa, Galileo Galilei (1564— 1 642) sem hőmérőt, „csak" termoszkópot készített 1597-ben, de ez már a mai fali hőmérőkre emlékeztetett: egy üveggömböt és egy cseppnyi vizet tartalmazó csövet összeforrasztott, s a gömb levegőjének hőmérséklet-változását a csőben levő vízcsepp mozgása jelezte. Magdeburg városának tudós polgármestere, az éppen háromszáz éve meghalt Otto von Guericke (1602—1686) — aki mindenekelőtt a vákuum-kísérleteivel vált hí-300 éve született Gabriel Fahrenheit réssé (v. ö.: magdeburgi féltekék) — házának falára olyan termométert (hőállapotmérőt) helyezett el, amelyben alkohol volt. A berendezés egy nagy rézgömbből és U alakban meghajlított, alkohollal félig megtöltött rézcsőből állt. Az alkohol szintje aszerint sülylyedt vagy emelkedett, ahogy a levegő öszszehúzódott vagy kitágult a gömbben. Az alkohol színén egy úszó lebegett, amelyet egy keréken átvetve vékony szál kötött össze egy pálcát tartó kis emberalakkal, amely egy skála előtt le- illetve felfelé mozgott. A skálán hét önkényesen bejelölt pont volt látható az „igen hideg"-től a „nagyon melegéig 1640 táján Firenzében már felül zárt termométert szerkesztettek, amelyben alkohol volt a táguló anyag. A római Hiúzszeműek Akadémiájának tagjai pedig felismerték annak fontosságát, hogy a skálát egységes részekre kell felosztani: kezdetben 50, 60, 70 vonalkát húztak, később 100-ra gyarapodott a beosztás, az egyes pontokat igazgyöngyökkel jelölték meg. Ami azt illeti, nem volt éppen olcsó hőmérő. De ez még nem lett volna baj, csakhogy a skálabeosztást igen önkényesen választották meg: a nullapont a leghidegebb, a századik pont a legmelegebb légköri hőmérsékletet jelölte. Valahol itt tartottak a hőmérséklet mérésében, amikor megjelent a színen történetünk hőse, Gabriel Daniel Fahrenheit. Háromszáz esztendeje, 1686. május 24-ikén született Danzig (ma Gdansk) városában. Apja kereskedő volt, s öt gyermeke közül a legidősebbet, Gábrielt is ez a pálya várta. A fiatalember a legalkalmasabb helyen, a kereskedelemből nagy gazdagságra szert tett Hollandiában igyekezett elsajátítani a mestersége fortélyait, de nem a sikeres üzlet, hanem mindenekelőtt a természettudományok iránti rajongása késztette arra, hogy végleg letelepedjen ebben az országban. Kiváló természetbúvárokkal került kapcsolatba, a kereskedés mellett az üvegfúvás tudományát is kitanulta, s vendégeit nem gazdagságával, hanem fizikai kísérleteivel ejtette ámulatba. Más kutatókhoz hasonlóan Fahrenheit is hamarosan felismerte, hogy rendet kellene teremteni a hőmérséklet mérése körül. Akkoriban számtalan javaslat elhangzott arra vonatkozólag, hogy mi legyen a hőmérsékleti skála kiindulási pontja. Carlo Renaldini (1615—1698) olasz mérnök például 1694-ben a jég olvadáspontját ajánlotta 0 foknak, a víz forráspontját pedig a végpontnak, de nem sikerült egységes álláspontra helyezkedni. Fahrenheit abból indult ki, hogy léteznek fagypont alatti hőmérsékletek is, tehát nem lenne szerencsés a jég olvadáspontját nullával jelölni. Az ő hőmérőjén a víz-jég-szalmiáksó (ammónium-klorid, NH4CI) elegy (pontosabban : eutektikum) olvadáspontja (—17,77 °C) volt a nulla pont. A jég olvadáspontját a 32-es szám jelölte, míg a víz forráspontját a 212-es szám. Amint kiszámítható, a víz fagyáspontja és forráspontja között 180 egységet jelölt be. A Fahrenheit-féle hőmérő az első olyan hőmérő eszköz volt, amely általánosan elterjedt, sőt bizonyos országokban (USA, Nagy-Britannia stb.) még a közelmúltban is ezt részesítették előnyben a Celsius-hömérövel szemben. Fahrenheit hőtani kutatásai során azt is felismerte, hogy a víz bizonyos körülmények között a fagypontja alá is lehűthető anélkül, hogy megszilárdulna. Fahrenheit 1724-ben a londoni Royal Society (Királyi Társaság) tagja lett, épp azoknak a tanulmányoknak köszönhetően, amelyeket a Társaság lapjában, a Philosophical Transactions-ben a hőmérőkkel és hőtani megfigyeléseivel kapcsolatban közreadott. A Fahrenheit-féle hőmérőket néhány év múlva más skálabeosztású szerkezetek követték. Ezek közül a legismertebb René Antoine Réaumur (1683—1757) francia természetbúvár borszeszhőmérője (a víz fagyáspontja és forráspontja közötti szakasz 80 fokra van beosztva) és Anders Celsius (1701—1744) svéd csillagász higanyos hőmérője, amely eredetileg a 0 fok a víz forráspontját, a 100 fok a fagyáspontját jelölte; csak a derék tudós halála után állította az ugyancsak svéd nemzetiségű Martin Stromer (1707—1770) a feje tetejére a Celsius által, eredetileg javasolt skálabeosztást, s ebben a formában használjuk mind a mai napig. A Fahrenheit, a Réaumur vagy a Celsius féle hőmérő persze csak relatív hőmérsékleti értékeket mutat, amelyek bizonyos anyagok fizikai tulajdonságaival vannak összefüggésben. Az ún. abszolút termodinamikai skála, amelyen a Ofok valóban a lehetséges legalacsonyabb hőmérsékletet jelöli William Thomson, a későbbi Lord Kelvin (1824— 1 907) nevéhez fűződik. Ha a Celsius-skálabeosztást vesszük alapul, akkor az abszolút nulla pont —273,16 °C-nak felel meg. Ezen a hőmérsékleten bármilyen gáz nyomása nulla. A hőmérséklet és a molekulák mozgása közötti összefüggéseket csak a kvantumelméletnek sikerült kimerítően megvilágítania, ez azonban mit sem von le a korábban élt tudósok érdeméből. Gabriel Fahrenheit a maga módján jelentős mértékben járult hozzá a termodinamika tudományának kibontakozásához, hőmérője és más hasznos szerkezete (pl. különböző sűrűségmérők, optikai műszerek stb.) fontos segédeszköze lett a tudományos kutatásoknak. Ötvenéves korában, 1736-ban halt meg Hágában. LACZA TIHAMÉR 16
