Předchozí Obsah Následující Počátkové silozpytu

 

HLAVA III.
Rovnováha a pohybování kapalin.


A. Rovnováha (Hydrostatika).


§. 61. Vlastnosti kapalin.

Kapaliny liší se, jak již v §. 8 dotknuto, tím od těles pevných, že částice je skládající naprosto hnutelné, t, j. velmi slabě dohromady spojeny jsou, takže vlastní tíží puzeny jsouce již se rozbíhají, neb, jak říkáme, roztékají. Částice vrstev hořejších tlačíce na spodnější, způsobují, že tyto dle volné pohyblivosti své roztékati se musejí tak dlouho, až pohybu jejich odpor těles pevných, v nichž se nacházejí, konec učiní.

Z toho následuje, že samostatné podoby vnější míti nemohou, nébrž podobu nádob neb stoků, v nichž se drží, také samy přijímají, jako n. p. voda v sklenici, víno v láhvi a t. d. Jen maličké jich hmoty mají podobu samostatnou, tvoříce kapky neb krůpěje kulaté, ješto se částice jejich se všech stran stejně přitahují, a tíže tak malé hmoty nepostačuje, aby přitažlivost tuto překonati mohla. Čím větší ale krůpěj, tím více se zplošťuje tlakem vrstev hořejších na spodnější, až se konečně roztéká.

Druhá vlastnost kapalin jest jejich nestlačitelnost, též již svrchu (§. 8) vysvětlená. Nejsou sice kapaliny naprosto nestlačitelné, ale stlačitelnost jejich jest v poměru k tělesům jiného skupenství velmi malá, takže jen velikou silou objem jejich o něco málo změniti se dá. Když tlak mine, zaujímají předešlý objem zase úplně, pročež také pružné jsou, a sice dokonale pružné v mezích stlačitelnosti své. Pružnost tuto také odrážení kapek od těles pevných dokazuje.

§. 62. Stejné rozptylování tlaku.

Ob. 52
Ob. 52
Na volné hnutelnosti částic a nestlačitelnosti kapalin stanoví se zákon následující: Tlak jednostranný rozptyluje se kapalinou stejně na vše strany. Neboť tlačíme-li k. p. pístem dokonale přiléhajícím na některou část povrchu kapaliny ab (Ob. 52) v nádobě A stojící, musejí všecky částice její, na něž ab tlačí, tlaku tomuto na vše strany se vyhýbati, an na vše strany volně pohyblivé jsou. Pročež sdělují tlak tento stejnému množství částic okolních, tyto zase stejnému množství jiných a t. d., tak že tlak tento na vše strany stejnou silou se rozšiřuje. Jestli n. p. plocha pístu tlačícího ab jeden čtver. palec veliká a tlačí píst váhou 5 liber, tedy utrpí každá část kapaliny s jednoho čtver. palce plochy tlak 5 liber, a jelikož se tlak tento na vše strany až ku stěnám nádoby rozšiřuje, tedy tlačí také na každou stěnu nádoby tak velikou jako ab, jako cd, ef, gh, bk, am tentýž tlak 5 liber. Tlak tento se tedy tolikrát množí, kolikrát plocha bezprostředně kapalinu tlačící v celé ploše nádoby kapalinu držící obsažena jest. Kdyby k. p. povrch celé nádoby byl 100krát větší, než ab, tedy by vytrpěla celá nádoba tlak 500 liber a na každou část nádoby tolikeronásobný tlak působí, kolikrát v ní plocha tlačící obsažena jest.

Na tom zakládá se pres neb lis vodní, jakéhož se k mocému tlaku, k. p. k vytlačování šťávy burákovy v cukrárnách, k ohybání silných trámů při stavení lodním a jinak užívá. Při lisu takovém pumpuje se totiž voda do silné široké trouby železné, v kteréž se nachází železný těžký píst, na jehož vynikající rozšířenou hlavu se ty věci mezi silný rám kladou, které se stlačiti mají. Pumpováním vniká vždy více vody do trouby této a poněvadž odtékati nemůže, tedy tlačí vždy více na spodek pístu a zponenáhla jej vyzdvihujíc, hmoty na něm se nacházející k rámci tiskne. Tlak totiž na píst tento účinkující tolikrát se množí, kolikrát průřez pístu pumpujícího v průřezu pístu tlačícího obsažen jest.

§. 63. Účin tíže na kapaliny - hladina.

Jako všecky hmoty jsou také kapaliny těžké. Každá částečka snaží se tíží svou prostopádně klesati, a jelikož všecky naprosto hnutelné jsou , není dosti , aby toliko výslednice všech sil těchto přitahavých tíží způsobených se zrušila, když rovnováha panovati má, nébrž každá částečka pro sebe musí v rovnováze držena býti. Kapaliny tedy nemají žádného těžiště v tom smyslu jako tělesa pevná, v němž by se celá váha jejich co sestředěná, ostatní pak části za netěžké pokládati mohly: Z toho zvláštní zákony o rovnováze kapalin se udávají, a sice: Povrch kapalin pokojných jest na směr tíže svisný. Jelikož totiž každá částečka pro volnou hnutelnost svou tahu tíže následovati musí, nemůže na povrchu žádná ani výše, ani níže nad druhou zůstávati, an vyšší tak dlouho klesati musejí, až se hlubina vyplní a povrch hladinu tvoří tíží více nepohnutelnou, tedy na směr její svisnou. Na místech od sebe nedalekých jsou směry tíže vespolek rovnoběžné, tedy hladina kapalin rovnovážná neb obzorní (horizontal), kteráž proto také vodorovná slove, jako k. p. povrch kapalin v nádobách stojících, v rybnících nevelikých a t. d. Na místech ale od sebe vzdálených nemohou se více prostopádné směry tíže za rovnoběžné vespolek považovati, an všecky ku prostředu země čelí, pročež povrch kapalin rozsáhlých, jako moří, jezer, není více obzorní, ale tak jako povrch země zakulacený. Po krajích nádoby vystupuje sice kapalina, když nádobu smáčí, jako voda po krajích sklenice, a klesá, když ji nesmáčí, jako rtuť ve sklenici; když ale nádoba dosti prostranná, vždy hladina kapaliny mimo kraje v ní obzorná jest. Když tedy nalijeme vody nebo rtuti na mísku, tedy má hladina její vždy plochu obzorní, a když si ji představíme na vše strany rozšířenou, tedy nám představuje obzorník (horizont, Gesichtsfreis) proto tak nazvaný, že všecky předměty nad ním se nacházející spatřovati a obezříti můžeme, ješto nám předměty pod ním se nacházející nespatřitelné jsou.

§. 64. Trubice spojité (communicirende Röhren).

Ob. 53
Ob. 53
Ob. 54
Ob. 54
Trubice neb nádoby dohromady tak spojené, že kapalina z jedné do druhé vtékati může, slovou trubice neb nádoby spojité (communicirende Röhren) a o těch platí hydrostatický zákon následující: Ve všech nádobách spojitých, pokud nejsou příliš ouzké, stojí táž kapalina v jedné hladině obzorní. Neboť, stojí-li v nádobě jakékoli kapaliny až po AB (Ob. 53); jest povrch její AB dle prvního zákonu hladina obzorní. Představme si nyní v kapalině této postavené pevné stěny MOPN a hmotu kapaliny mezi nimi obsaženou CDOP vyčerpanou, tedy máme nádoby spojité FGMO a NPJH, v nichž povrch kapaliny AC a DB v té samé hladině AB leží. Jakékoli jsou podoby a polohy pevné stěny tyto, zůstává vždy hladina ta bez proměny, pročež ve všelikých nádobách spojitých kapalina v jedné hladině neb, jak se říká, stejně vysoko stojí.

I jsou-li n. p. trubice tak spojené jako (Ob. 54), tedy ve všech táž kapalina jednu hladinu obzorní ab tvořiti musí.

Na tomto zákonu trubic spojitých zakládá se n. p. vystupování vody ve studních. Jest totiž země vnitř plná rozsedlin, rozličnými průduchy dohromady spojených, do nichž voda vnější vniká. Studně naše jsou části takových podzemských trubic spojitých, pročež v nich vystupuje voda tak vysoko, jako povrch pramene stojí, jenž do studně přichází. Když leží pramen takový dosti vysoko, z něhož se voda ve sluji podzemní shromáždí, proudí ona nad povrch země vzhůru, když se vrstvy země nad ní ležící provrtají. Takové studně vrtané, z nichž pramen až nad povrch žene, slovou arteské.

Ob. 55
Ob. 55
Proto též vystupuje olej v lampách tak vysoko, jako stojí v nádobě s nimi spojené; proto dle výšky vody v trubici skleněné s kotlem spojené poznati můžeme, jak vysoko voda v kotli stojí a j.

Na tomtéž zakládá se váha rovnoměrná (Nivellirwage) (Ob. 55). Jest to trubice plechová AB, s níž spojeny jsou na koncích dvě skleněné AC a BD. Do těch nalije se vody a jelikož tato v obou jednu hladinu obzorní tvoří, tedy jest čára zrační Ox povrchem vody v obou trubicích tažená vodorovná neb obzorní.

§. 65. Tlak kapalin.

Ob. 56
Ob. 56
Když na nějakou rovnou plochu AB (Ob. 56) postavíme hranol neb válec pevný stejné plochy ABCD, tlačí on celou váhou svou na plochu tuto; když jest zhůru rozšířený, jako ABEF, tlačí ji více, protože jest těžší, když zoužený, jako ABGH tlačí ji méně, protože lehčí; při tělesích pevných tedy tlak od váhy těles tlačících závisí. Jinak ale jest to při kapalinách; o nich platí zákon hydrostatický následující: Ve stejných hloubkách tlačí ta sama kapalina na stejné plochy vždy stejně, jakékoli jest množství její. O tomto znamenitém zákonu přesvědčiti se můžeme takto: Spojme nádobku AB s trubicí spojitou skleněnou KLM, naplňme ji až po AB rtutí, tedy také v trubici rtuť až po hladinu AB vystoupí. Nato přišroubujme nad AB nádobou ABCD a naplňme ji vodou, tedy vystoupí rtuť tlakem vody n. p. až do n, kterýžto bod si na trubici poznamenáme. Pak nasaďme na místo předešlé nádobu ABEF, a naplňme ji zase do stejné výšky EF vodou. Množství vody jest nyní větší, tlak ale její na AB tentýž jako předešlý, neboť rtuť vystupuje v trubici opět jen až do n, ještoby výše vystoupiti musila, kdyby tlak nyní větší byl. Když pak nasadíme nádobu ABGH a naplníme ji do GH vodou, vystoupí rtuť opět do n na důkaz, že i nyní voda stejně na rtuť tlačí, ačkoli váha její menší jest.

Tlak kapaliny závisí tedy od výšky čili hloubky její a zároveň s hloubkou se rozmnožuje, nejsa závislý od pouhé váhy její. Čím hutnější ale kapalina, tím větší musí působiti tlak, pročež obdržíme tlak kapaliny na každou plochu vodorovnou, když velikost plochy této výškou kapaliny nad ní stojící a potažnou váhou její umnožíme. Tak jest n. p. tlak vody na rovnou plochu jednoho čtverečního střevíce v hloubce jednoho sáhu 56,4 X 6 = 338,4 liber, v hloubce dvou sáhů dvakrát větší a t. d.

§. 66. Tlak na dno.

Ob. 57
Ob. 57
Tak jako na každou plochu tlačí také kapaliny na dno i na stěny nádob, v nichž obsaženy jsou. Jestli plocha dna vodorovná, tedy obdržíme velikost tlaku tohoto, když a plochu dna výškou kapaliny nad ním stojící a potažnou váhou její umnožíme. Z toho patrno, že malým množstvím kapaliny veliký tlak na dno nádoby docíliti můžeme, když jen způsobíme, aby kapalina dosti vysoko nade dno dosahovala. Naplníme-li n. p. nádobu N (Ob. 57), nad níž jest vysoká trubice CD, vodou až do D, tedy jest tlak vody na dno AB tak veliký, jakoby na ně tlačil sloup vody jako AB široký a až do D vysoký; pročež, když trubice dosti vysoká, tlak tento tak silný jest, že se jím z rozličných látek bylinných v nádobě umístněných šťáva vytlačovati může. Stroj takový Realův lis se nazývá.

§. 67. Tlak postranní.

Ob. 58
Ob. 58
Tlak na stěny nádob jest menší než na dno vodorovné stejně veliké, an hloubka částí jejich rozličná jest; má však každá strana místo jedno, jehož hloubka všech ostatních prostřední jest, tak že tlak na celou plochu stěny obdržíme, když plochu tuto hloubkou prostřední a potažnou váhou kapaliny umnožíme.

Když se tlak postranní kapalin na jedné straně zruší a na druhé trvá, způsobuje pohybování nádoby, když ona dosti pohyblivá jest. Na tom se zakládá kolo Segnerovo, t. j. dutý válec A (Ob. 58), na hřídeli kolmém volně pohybný, u dna trubicemi B opatřený, v nichž u konce po jedné straně jsou dírky m. Když se nalije do A vody, vytéká ona dirkami těmito, čímž se tlak z této strany ruší, z protější ale trvá, pročež celý stroj proti vytékající vodě na hřídeli se točí.

Čím výše voda v A stojí, tím rychleji se točí, protože tlak ten tím větší jest.

§. 68. Výška kapalin rozdílných v trubicích spojitých.

Ob. 59
Ob. 59
Ze zákonu hydrostatického v §. 65 uvedeného plyne také následující: V trubicích spojitých drží se kapaliny nestejné vespolek v rovnováze, když jsou výšky v převráceném poměru hutností jejich. Nalijem-li totiž do trubic spojitých A, B (Ob. 59) nejprvé n. p. rtuti a na ni vody do trubice A, klesne v ní rtuť tlakem vody do ab a za to vystoupí v B do fg, když voda až do cd stojí. Když jsou takto obě kapaliny vespolek v rovnováze, musí býti tlak vody na plochu ab roven protivnému tlaku rtuti. Nazvem-li potažnou váhu vody S, rtuti S', tedy jest tlak vody na plochu ab dle §. 65 = ab X ac X S, protivný tlak rtuti na ni ab X hf X S', tedy ac X S = hf X S', z čehož plyne ac : hf = S' : S, kdežto ac výšku vody, hf výšku rtuti nad plochou ab znamená. Jelikož rtuť as 14krát potažně těžší neb hutnější jest nežli voda, tedy musí státi voda v A 14krát výše nežli rtuť v B.

Ob. 60
Ob. 60
Poněvadž teplá voda méně hustá jest nežli studená, musí ona v jednom rameně trubic spojitých výše státi nežli tato v druhém; naplníme-li tedy dvě nádoby jako A a B (Ob. 60) po vrchu i po zpodu trubicemi spojené vodou, a rozhřejeme nádobu A přetéká voda horká trubicí svrchní do B, a studená z B trubicí spodní do A, tak dlouho kolujíc, pokud rozdíl tepla v nádobách trvá. Stojí-li B v prostoru studenějším, tedy mu voda teplo své sděluje a jej zahřívá, pročež stroj takový k topení slouží.

§. 69. Tlak kapalin vzhůru čelící.

Ob. 61
Ob. 61
Jestli povrch kapaliny MN (Ob. 61) a v ní jakákoli část její abcd, tedy tlačí na plochu ab sloup kapaliny abfg svisno dolů. Stejnou silou musí ji ale kapalina také tlačiti ve směru protivném od zpodu kolmo vzhůru, an by jinak plocha ab buď hloub klesati nebo výše vystupovati musila. Na plochu cd tlačí sloup cdfg dolů, tedy ji musí též stejný tlak kolmo vzhůru čelící v rovnováze držeti.
Ob. 62
Ob. 62
Podobně tlak postranní na ac a bd stejný a protivný býti musí, aby se část ta na žádnou stranu nehýbala. Tlačí tedy kapalina část tuto abcd tíží sloupu abfg dolů, tíží sloupu cdfg vzhůru; jest tedy tlak vzhůru čelící právě o tíži části abcd větší nežli dolů pudící. Tlak kapaliny se nezmění, když si na místě abcd jakékoli těleso pevné toho samého objemu představíme, i to bude tlačiti kapalina vzhůru silou rovnou tíži kapaliny od něho vypuzené.

O tíži tuto stane se tedy těleso v kapalině lehčím, pročež platí zákon: Každé těleso tratí v kapalině tolik váhy své, co kapalina jím vypuzená váží. O pravdivosti zákonu tohoto můžeme se přesvědčiti zkouškou následující: Opatřme si hmotný mosazný válec a (Ob. 62), který se do válce dutého b právě vejde, zavěsme hmotný nitkou na háčku pod mískou váhy, postavme dutý na mísku tuto a učiňme rovnováhu; na to ponořme a do vody ve sklenici, tedy vystoupí míska na důkaz, že válec ve vodě na váze ztratil. Když pak naplníme válec b vodou, navrátí se rovnováha na důkaz, že ta ztráta rovna jest váze kapaliny od válce a vypuzené, jenž právě tolik vody vypuzuje, co se do válce b vejde.

§. 70. Plynutí těles.

Na zákonu zde vysvětleném zakládá se rovnováha všelikých těles pevných v kapalinách pohřízených. Jestli totiž váha tělesa ponořeného větší nežli váha kapaliny jím vypuzené, tedy v ní těleso tone, čili padá ke dnu; jestli váha jeho rovná váze kapaliny vypuzené, tedy v ní plyne docela pohřízeno; pakli ale váha tělesa menší nežli váha kapaliny jím vypuzené, tedy plyne těleso na povrchu kapaliny, jen potud v ní jsouc ponořeno, pokud váha jeho rovna váze kapaliny vypuzené částí ponořenou. Jelikož objem tělesa zcela ponořeného roven jest objemu kapaliny vypuzené, tedy stojí váhy obou v stejném poměru váhy potažné čili hutnosti obou, pročež se pravidlo to také vyjádřiti může takto: Když těleso hmotné hutnější než kapalina, tedy v ní tone, stejně hutné plyne v ní docela pohřízené, méně hutné plyne na povrchu, z části jen ponořeno jsouc. Proto plyne n. p. dřevo na vodě, že potažně lehčí jest nežli voda; železo ale v ní tone; protože potažně těžší nežli voda. Na rtuti ale plyne železo, jako dřevo na vodě, protože jest potažně lehčí nežli rtuť; platík ale ve rtuti tone jako kámen ve vodě, proto že rtuti potažně těžší jest.

Mohou sice také látky potažně těžší plynouti na kapalinách, když jsou tělesa z nich utvořená vyduta a tak rozšířena, aby méně vážila než kapalina jimi vypuzená. Tak plyne k. p. dutá koule železná po vodě, železné parolodě a j.

Taktéž, když se spojí těleso potažně těžší s potažně lehčím, jako kámen s kusem dřeva, člověk v odění korkovém na vodě a j., kdež váha obou menší než stejného objemu vody.

Těleso plyne bezpečně, když těžiště jeho ve svisné jdoucí těžištěm kapaliny vypuzené a hlouběji než toto leží, jinak ale plyne nebezpečně, do jiné polohy se převrhujíc. Proto se musí spodek lodí hmotnými břemeny obtížiti, aby těžiště jejich co nejhloub padalo a loď větrem a vlnami zvrátiti se nedala; proto nemají lidé na loďkách se převážející při nebezpečenství zvrácení vstávati, nébrž tiše seděti, sicby se tím snáze převrhla.

Také kapaliny rozličné hutnosti na sobě plynou, pořádajíce se nad sebou dle ujmy hutnosti této. Nalijem-li n. p. do sklenice rtuti, vody a oleje, usadí se rtuť vespod, nad ní voda a nad touto olej, protože rtuť nejvíce, olej nejméně hutný jest kapalin těchto. Proto vystupuje teplá voda vždy vzhůru v nádobě, když ji od spodu zahříváme, proto teplá voda nad studenou vyšší vrstvy zaujímati, studená pak, v teplé ku spodu klesati musí; proto v lázni dříve teplé vody než studené napustiti se má, aby tato onu pronikla; v zimě voda na povrchu studenější jsouc ke dnu klesá a na místo její z hloubi teplejší vystupuje, pročež dříve mrznouti nemůže, až všecka stejně vystydla. Proto času letního voda v noci teplejší bývá nežli vzduch, proto že vychladlé vrstvy hořejší ku spodu klesají a teplejší spodní na místo jich vystupují.

§. 71. Síla těles na povrch puzených.

Jelikož kapalina každé těleso v ní ponořené vzhůru pudí silou tíži kapaliny tělesem vypuzené rovnou, ješto těleso svou váhou padá, tedy jest síla tělesa potažně lehčí vzhůru pudící tím větší, čím větší rozdíl mezi váhou kapaliny vypuzené a váhou tělesa ponořeného, tedy čím větší objem tělesa a čím menší hutnost jeho. K. p, kosteční palec korky váží čtvrt lotu, ve vodě ponořen jsa vypuzuje kosteční palec vody, kterýž váží jeden lot, tedy jej pudí voda na povrch silou váze tří čtvrtí lotů rovnou, takže by tuto váhu s sebou vzhůru táhnul, kdyby se naň upevnila. Z toho patrno, že tělesa veliká a lehká veliké tíže z vody vytahovati mohou, když se pod vodou na ně upevní, jako utonulé lodi, když se na ně upevní prázdné zabedněné sudy nebo měchy vzduchem nadmuté a j.

Ob. 63
Ob. 63
Tak jako všecka tělesa potažně lehčí vystupují také plyny v kapalinách vzhůru, když se v nich nacházejí co kulaté bubliny se objevujíce, a nemohou-li těkati do vzduchu, jako v nádobách uzavřených, tedy v kapalině vždy nejvyšší místo zaujímají. Na tom zakládá se rovnička (Libelle, Wasserwage), kteréž se užívá, aby se poznalo, zdali plocha která vodorovná jest, neb aby se vodorovně postaviti mohla. Jest to trubice skleněná malinko v oblouk zahnutá, líhem naplněná až na jedinou bublinu vzduchu, která v ní ponechána jest. Tato trubice dobře uzavřená vsazena jest do pouzdra mosazného AB (Ob. 63) svrchem vykrojeného, aby hořejší část trubice s bublinou viděti bylo. Pouzdro to stojí buď na podstávku rovném CD nebo na nožkách, a šroubkem E se poloha jeho říditi dá tak, aby s CD rovnoběžně běželo. Když pak leží CD vodorovně, stojí bublina o právě ve prostředu trubice, kterýž na trubici poznamenán a vzdálenost od něho čárkami po obou stranách vyznačena. Neleží-li CD vodorovně, nébrž k. p. D výše než C, běží bublina o více ku konci B, pakli C výše leží, běží ku konci A vždy nejvyšší místo hledajíc. Chceme-li tedy plochu nějakou k. p. měřický stolek vodorovně postaviti, položme naň rovničku a řiďme stolek tak dlouho, až o ve prostřed stojí; na to ji položme na příč a řiďme stolek zase, až o ve prostředu zůstane, tedy jest stolek vodorovně postaven. Dříve však se přesvědčiti musíme, zdali rovnička sama dobře ukazuje, což se stává, když při obrácení jejím z D do C bublina na stejné místo padá; když nepadá, tedy se šroubkem E tak dlouho říditi musí. až se to uskuteční.

§. 72. Určení váhy potažné.

Poněvadž každé těleso v kapalině ponořené tolik na váze své tratí, co kapalina od něho vypuzená váží, objem pak vypuzené kapaliny roven jest objemu tělesa ponořeného, tedy udává tato ztráta na váze právě váhu stejného objemu vody, když těleso do vody ponořeno bylo. Když tedy váhu tělesa ztrátou touto v čisté studené vodě utrpenou rozdělíme, dovíme se, kolikrát těleso to těžší jest než stejný objem vody, aneb jaká jest hutnost i potažná váha jeho. Váží-li n. p. těleso nějaké 80 zrn (granů) a tratí ve vodě 10 zrn, jest 80 : 10 = 8 hutnost jeho. Když pak známou váhu jednotiny objemu vody, t, j. potažnou váhu vody počtem tímto umnožíme, tedy obdržíme potažnou váhu tělesa (§. 7). Dle nejzevrubnějších zkoušek váží vídenský palec kost. čisté vody při 3° R. tepla, kdežto nejhutnější jest, 250,56 zrn, tedy střevíc kost. 56 liber, 12 lotů, 17 zrn; vědro vody takové váží 101 liber; vídenský máz 2 libry, 16 lotů, 197 zrn.

K vážení v kapalinách slouží vážky obyčejné s jednou mískou kratší, dole háčkem opatřenou (Ob. 62), na nějž se tělesa teničkými nitkami neb žíněmi zavěsí, aby se do podstavené nádoby s vodou ponořila. Vážky takové vodoměrné (hydrostatické) slovou. Nejprvé se zevrubně odváží v suchu, pak se do vody ponoří, aby celá v ní byla pohřízena, a nikde ku sklenici nepřiléhala; tu míska vystoupí, a když se na ni vloží tolik závaží, až se rovnováha zase navrátí, udávají závaží tato ztrátu na váze tělesa ponořeného. Když těleso potažně lehčí než voda, spojí se s potažně těžším a s ním zároveň ponořené se odváží, jen že prvé ztráta tohoto samého známa býti musí, aby se od ztráty společné odtáhnouti mohla.

Podobným způsobem také hutnost kapalin vážkami vodoměrnými určiti se dá. K tomu konci slouží obyčejně kulička neb kapka skleněná k zavěšení na háčku mísky připravená. Nejdříve se nalezne ztráta na váze její v čisté vodě studené, na to v kapalině té, jejíž hutnost se hledá, a když rozdělíme tuto onou, obdržíme hutnost hledanou. Tratí-li kulička ve vodě n. p. 20 zrn, v nějaké kyselině 30 zrn, tedy jest hutnost kyseliny této 30 : 20 = 3 : 2 = 1,5. Ostatně hutnost kapalin také obdržíme, když je v nádobce té samé stejně naplněné odvážíme, a váhu nádobky prázdné vždy odtáhneme; kdežto pak hutnosti jich v stejném poměru váhy stojí. Váží-li n. p. v láhvičce voda 480 zrn, jiná kapalina 520 zrn, tedy jest 520 : 480 = 13 : 12 = 1,08 hutnost kapaliny této.

§. 73. Hustoměry (Aräometer).

Ob. 64
Ob. 64
Ob. 65
Ob. 65
Tělesa potažně lehčí než kapaliny plynou na povrchu jejich, tak hluboko se v nich ponořujíce, pokud se váha vody jimi vypuzené nevyrovná váze jejich (§. 70). Čím řidší kapalina, tím hlouběji se v ní tedy musí těleso nořiti, aby tolik jí vypudilo, co se rovná váze jeho; čím hutnější kapalina, tím menší proti tomu bude část tělesa v ní ponořená; pročež se dle velikosti části ponořené hutnost kapalin určiti dá; vezmem-li k. p. trubici skleněnou zavřenou a na spodním konci tak obtěžkanou, aby přímo stojíc plynula, pohříží se ve vodě k. p. až do A (Ob.64), a v líhu ale n. p. až do B, z čehož patrno, že líh řidší jest nežli voda, a že se rovná hutnost líhu k hutnosti vody jako část trubice AC ku části její BC, aneb, že hutnosti stojí v převráceném poměru částí ponořených.

Když pak se těleso potažně lehčí v kapalinách hutnosti rozdílné o stejnou část objemu svého ponořiti má, musí váha jeho tím větší býti, čím hutnější kapalina, aby se zase vyrovnala váze kapaliny vypuzené, tedy stojí hutnosti kapalin ve stejném poměru váhy tělesa v nich stejně hluboko ponořeného. Ponoří-li se n. p. dutý válec skleněný neb plechový A (Ob. 65) v čisté vodě až po známku m, když vložíme na mísku jeho B k. p. 50 zrn, v jiné pak kapalině musíme na ni vložiti 80 zrn, a celý válec sám váží 500 zrn, tedy jest hutnost kapaliny této 580 : 550 = 58 : 55 = 1,06.

Nástroje, jichž ponořováním hutnost kapalin se určuje, hustoměry se nazývají, a sice hustoměry se škálami, když se určuje velikostí objemu ponořeného, jako Ob. 64, kdežto části objemu na trubici rozděleny bývají na stupně čili grady, takže vrub čili škálu tvoří; a hustoměry se závažími, když se hutnost dle závaží těla pohřízeného určuje, jako Ob. 65 představuje. Těmito také hutnost těles pevných nalézti se dá. Vloží se totiž těleso takové na mísku B a k němu tolik závaží, až se ve vodě ponoří k m, čímž se obdrží jeho váha pouhá; na to se vezme s B a vloží se do košíčku Cs hustoměrem takovým spojeného, načež hustoměr z vody výše vystoupí a závaží na B přiložiti se musí, aby se opět do m ponořil. Toto přiložené závaží udává ztrátu tělesa ve vodě a když se jím rozdělí váha jeho pouhá, tedy jest podíl hutnost tělesa. Že však váha tělesa takového nesmí větší býti nežli závaží, jehož ku ponoření hustoměru ve vodě až po m potřeba jest, samo se rozumí. Hledáme-li n. p. hutnost nějakého kamene nebo jiného nerostu nevelkého; ponořme hustoměr do vody a vizme, mnoholi závaží na B vložiti musíme, aby se po známku m ponořil; budiž to n. p. 350 zrn. Když položíme nerost ten na B, musíme k němu ještě přiložiti n. p. 120 zrn, aby se též po m hustoměr ponořil, tedy váží nerost ten 350 - 120 = 230 zrn. Když jej na to vložíme do C, musíme přiložiti na B k. p. 56 zrn, aby se zase po m ponořil, jest tedy ztráta na váze 56 zrn a hutnost nerostu 230 : 56 = 4,1.

§. 74. Účin sil hmotových na kapaliny.

Síly hmotové (§. 11.) působí z každé částečky kapaliny na vše strany stejně, an se částečky tyto se všech stran stejně k sobě přitahují kapky kulaté tvoříce. Částice svrchní vrstvu kapaliny tvořící největšímu tahu do vnitř podléhají, an je žádná vyšší vrstva nazpět netáhne, pročež méně pohyblivé jsou nežli vnitřní, tvoříce jako hustější mázdru, jížto kapalina potažena jest. Odtud to pochází, že se n. p. kapka vody jako ve míšku táhne, dříve než ukápne, od čisté trubičky skleněné, jižto jsme byli do vody ponořili; že tenké plíšky, špendlíky a j. na vodě splývají, jakkoli mnohem hutnější jsou, pokud svrchní mázdru tuto neprotrhnou, v níž při plynutí patrné prohlubiny činí.

Také mezi částicemi těles pevných a kapalných panuje přitažlivost, když se vespolek dotýkají. Jestli tato větší než přitažlivost částic kapalných vespolek, tedy lnou tyto k tělesu pevnému odtrhujíce se při vzdálení jeho od kapaliny ostatní, těleso se kapalinou smáčí; pakli ale přitažlivost mezi částicemi pevnými a kapalnými menší nežli mezi kapalnými vespolek, nelnou tyto k oněm, těleso se v kapalině nesmáčí (viz §. 12). Od této obapolné přitažlivosti částic pevných a kapalných závisí také podoba povrchu kapaliny v nádobách obsažené i velikost síly vrstvu povrchní do vnitř táhnoucí. Jestli totiž kapalina nádobu smáčí, vystupuje převažující přitažlivostí částic pevných po krajích nádoby vzhůru nabývajíc tím povrchu prohlubeného, tím patrněji, čím užší nádoba jest, jakož se přesvědčíme, když trubici skleněnou čistou do vody postavíme. Když ale kapalina nádobu nesmáčí, stojí po krajích níže, povrch vypuklý tvoříc, jakož spatříme, když tutéž trubici skleněnou do rtuti postavíme; nebo zcela vodorovný povrch má. Na povrchu prohlubeném táhnou se částice menší silou do vnitř nežli na vodorovném, proto že tah vnější od stěn pevných pochozí tahu do vnitř odporuje; na povrchu vypuklém se ale zase částice svrchní s větší silou do vnitř táhnou, an tahu tomuto tah stě ještě méně se protiví nežli na povrchu vodorovném.

§. 75. Vláskovitost (Capillarität).

Ob. 66
Ob. 66
Když postavíme uzounkou, trubičku A (Ob. 66) skleněnou do vody nebo jiné kapaliny, která ji smáčí, vystoupí v ní kapalina nad povrch vnější MN vzhůru do m, a to tím výše, čím užší trubice jest; když ji ale postavíme do rtuti nebo do kapaliny, která ji nesmáčí, zůstane ona v trubici pod povrchem kapaliny vnějším tím hlouběji u n státi, čím užší rtubice tato. Totéž stává se v úzkých trubicích z jakékoli látky, rovných nebo jakkoli zakřivených; když je kapalina smáčí, vystupuje v nich vždy tím výše, čím užší jsou; když je nesmáčí, vždy tím hlouběji v nich klesá, čím užší jsou. Trubice takové uzounké, žeby jimi as vlásinu provléknouti mohl, jmenují se trubice vláskové (Haarröhrchen) a výjev tento vláskovitostí (Capillarität) se nazývá. Příčina výjevu tohoto z §. předcházejícího patrně vysvitá. Když totiž kapalina trubici smáčí, jest povrch její prohluben, na němž se tedy částice menší silou do vnitř táhnou nežli částice na povrchu vnějším vodorovném; pročež ony s těmito v rovnováze státi nemohou, nébrž vystupovati musejí v trubici tak vysoko, pokud se slabší jejich tah do vnitř váhou sloupce vyzdviženého nevyrovná, tedy tím výše, čím tenčí tento vyzdvižený sloupec jest. Když ale kapalina trubici nesmáčí, kdež povrch kapaliny v trubici vypuklý jest, táhnou se částice jeho větší silou do vnitř nežli vnější částice kapaliny na povrchu vodorovném, pročež se opět rovnováha ruší a povrch kapaliny v trubici níže státi musí o celý sloupec ten, jehož váha se většímu tahu vnitřnímu rovná, tedy zase tím níže, čím uzší trubice.

Z vláskovitosti vysvětluje se vystupování kapalin v tělesích úzkými průduchy opatřených; proč n. p. hromada písku na mokré půdě ležící celá zmokří, zeď na vlhkém základě vystavená celá zvlhne; proč se pot do šátku, inkoust do ssavého papíru vtahuje, olej neb rozpuštěný lůj v knotech lampy neb svíčky vzhůru táhne a j. Dřevo suché jen s jedné strany vodou smáčené celé zvlhne, an voda průduchy jeho jako trubkami vláskovými do něho se vtáhne, čím ono nabubřujíc se roztahuje s takovou silou, že často silné železné obruče přetrhuje. Tím způsobem i kámen se lámati dá. Zarazí se totiž do skály suché dřevěné klíny a polijí se vodou, čímž roztahujíce se skálu trhají. Suché provazy namokřeny byvše tímtéž tloustnou skracujíce se při tom takovou silou, že veliká břemena vytáhnou. Půma železná roztrhne se, když se naplní suchým hrachem a ten se pak namáčí.


Předchozí Obsah Nahoru Následující Počátkové silozpytu