Předchozí Obsah Následující Počátkové silozpytu

 

HLAVA IV.
Rovnováha a pohybování plynů.


A. Rovnováha plynů. (Aërostatika.)


§. 84. Obor vzduchový (atmosféra).

Tak jako voda, tekutina kapalná, co ocean a moře as tři čtvrti povrchu zemského pokrývá, tak zase jiná tekutina plynná, totiž vzduch (Luft), celou kouli zemskou obklopuje, dutou kouli plynnou okolo ní tvoříc, kterouž oborem vzduchovým, čili atmosférou nazýváme. Vzduch jest smíšenina ze dvou plynů rozličných, kyslíka (Sauerstoffgas) totiž a dusíka (Stichgas), z nichž onen veškerou říši živočichů i bylin oživuje, horkost a oheň rozněcuje, tento pak obojí dusí a prudkost prvního zmirňuje. Mimo tyto hlavní živly ve vzduchu vždy také páry vodní a některé jiné plyny smíšeny se nacházejí.

§. 85. Fysické vlastnosti plynů.

Všeliké tekutiny vzdušné čili plynné srovnávají se s kapalnými v tom, že částice jejich pouze pohybné čili přesmykavé neb roztékavé jsou; rozeznávají však se podstatně velikou stlačitelností svou a roztaživostí neb prostranivostí (viz §. 8). Plyny se dají mnohem více stlačiti nežli kapaliny, a když tlak minul, zase úplně předešlý objem vyplňují, jsou tedy dokonale pružné, jako kapaliny; ale hranice pružnosti jejich mnohem větší jest. Mimo to mají ale ještě tu zvláštní mocnost, že se vždy víc a více roztahovati neb prostraňovati snaží, takžeby samy od sebe bezkonečně se rozptýlily, kdyby jim v tom jiná síla protivná nepřekážela. Síla tato jest tíže, která každou částečku plynu tak dobře jako každé jiné hmoty k zemi táhne, an zkušenost učí, že plyny také těžké jsou a jako jiné hmoty vážiti se dají. Neboť když z nádoby lehké a dosti veliké vzduch vysajeme a ji zevrubně zvážíme, shledáme, že méně váží, nežli když vzduchem naplněna jest. Co o vzduchu, platí také o všech jiných plynech i parách, všecky velmi pružné jsou, prostranitelné i těžké; pročež vzduch co zastance všech tekutin plynných považovati se může.

§. 86. Tlak vzduchu.

Každá část vzduchu snaží se prostranivostí svou vždy více roztahovati na vše strany a jelikož jí v tom okolní vzduch nebo nádoba, v nížto část ta uzavřena jest, překáží, tlačí ona na okolní vzduch nebo na stěny nádoby tím silněji, čím větší její prostranivost jest. Tlakem tímto tedy velikost prostranivostí se měří, kterouž napnutostí neb pružností (Spannkraft, Expansivkraft) nazývají. Že vzduch v pravdě tlak takový způsobuje, snadno jest se přesvědčiti. Naplňme sklenici vodou v nádobě větší, v níž dost vody jest, a vytáhněme ji dnem vzhůru nad vodu tak, aby otvor její ještě pod vodou zůstal, tedy spatříme, jakkoli sklenice vysoká, že celá vodou naplněna zůstává. Taktéž můžeme sklenici vodou naplněnou a listem papíru úplně přikrytou směle převrátiti, aniž voda vyteče. Co drží vodu ve sklenici, že nepadá? Nic jiného, nežli tlak vzduchu na otvor sklenice vzhůru účinkující, který větší jest nežli váha vody ve sklenici. Že tomu tak jest, přesvědčíme se snadno takto: Vezměme trubici nějakou, jejíž otvor jeden palcem zatknouti můžeme, ponořme ji otevřenou celou do vody, zatkněme na to palcem otvor hořejší a vytáhněme ji nad vodu, tedy celá vodou naplněna zůstává, pokud palec neodtáhneme; když jej ale odtáhneme, vytéká voda, proto že vzduch nyní otvorem hořejším vodu tak dolů jako dolejším vzhůru tlačí, pročež se tlak obojí ruší a voda tíží svou padá.

§. 87. Velikost tlaku vzdušního.

Ob. 71
Ob. 71
Trubici skleněnou AB (Ob. 71), as 30 palců dlouhou a 2 čárky širokou, kohoutkem C zavřenou naplňme rtutí a zatknuvše prstem otvor její B převraťme ji a ponořme B do nádobky rtutí až po MN naplněné. Po odtažení prstu klesá sice rtuť poněkud v trubici, ale ve výšce m státi zůstane, která nad povrchem rtuti MN as 28 palců obnáší, když trubice přímo stojí. Nade sloupcem rtuti, mezi m a C, prostor vzduchoprázdný čili prázdnina jest, an celá trubice prvé rtutí naplněna byla a vzduch se tam nikudy nedostal. Příčina, proč rtuť v trubici hloubě neklesá, jest tlak vzduchu na povrch MN, kterýžto tlak tíži sloupce rtuti nm rovnováhu drží; neboť když otevřeme kohoutek C, stéká rtuť rychle dolů, protože ji vzduch nyní stejnou silou dolů jako vzhůru tlačí, tedy rtuť tíží svou padá. Taková trubice slove Toricellova, protože Toricelli, žák slavného Gallilei v sedmnáctém století (l. 1643) první zkoušku tuto učiniv tlak vzduchu dokázal. Jest tedy tlak vzduchu, který rtuť v trubici zadržuje, právě tak veliký, jako tlak sloupce rtuti 28 patců vysokého, a jelikož to v stejných výškách všudy tak jest, kamkoli trubici tu se rtutí postavíme, tedy tlačí vzduch na každou část povrchu zemského s takovou silou, jakoby na ni rtuť 28 palců vysoko ležela. Poněvadž rtuť as 14krát těžší jest nežli voda, udrží tlak vzduchu sloup vody čtrnáctkrát vyšší, což dává 32 střevíců výšky. Způsobuje tedy obor vzdušný takový tlak na povrch země a všecka tělesa na něm se nacházející, jakoby na něm všudy voda 32 střevíců zvýší stála, což činí na každý čtver. palec 12 liber, na každý čtver. střevíc 18 centnýřů. Že tento mocný tlak necítíme, že se jím tělesa nesmačkají, pochází odtud, že tlak tento na ně se všech stran stejně působí a tudy sám se ruší, právě tak, jako ve hloubkách vodních něžné byliny růsti mohou, aniž se tlakem jejím ohýbají.

Tento mocný tlak vzduchu příčinou jest, že voda z plného sudu nevytéká čepem otevřeným, pokud se špunt hořejší neotevře; že se koštéřem kapalina z jedné nádoby do druhé přetahovati dá; na tomtéž pumpy, stříkačky a j. v. se zakládají, o čemž doleji jednáno bude.

§. 88. Tlakoměr (barometer).

Ob. 72
Ob. 72
Tlak vzduchu není vždy a všudy stejný, nébrž v rozličných dobách a výškách rozličný. Neboť prostranitelnost vzduchu, která tlak tento zplozuje, mění se s hutností a teplostí jeho, tím větší jsouc, čím větší tyto, pročež se také každou proměnou hutnosti a teplosti měniti musí. Velikost tlaku vzdušního zevrub znáti bývá často velmi důležité, pročež potřeba také znáti nástroj, kterýmž se tlak vzduchu měří. Nástroj takový nazývá se tlakoměr, neb po řecku barometer a není nic jiného nežli táž trubice Toricellova (§. 87) ku měření sloupce rtuti náležitě zřízená. Zřízení takové rozličným způsobem státi se může, pročež jsou také rozliční druhové tlakoměrů, z nichž jeden z nejdokonalejších jest následující:

Dlouhá rovná a stejná trubice skleněná na jednom konci zavřená zahne se tak, jako ukazuje ABCD (Ob. 72), aby konec zavřený AB as 35, otevřený CD as 12 palců délky měl a s první rovnoběžně vzhůru čelil. Vnitřní průměr trubice nejméně aspoň 2 čárky obsahovati a všudy stejný býti má, aspoň v těch místech, v kterých se rtuť pohybuje. Trubice ta naplní se rtutí čistou, kteráž se pak v trubici samé dobře vyvařiti musí, aby z ní všechen vzduch dokonale vypuzen byl. Pak se upevní na prkénko, které se na hřebu prostopádně zavěsiti dá, a mezi oběma ramenama připevní se k témuž prkénku měřítko čili škála, obyčejně mosazná ab na palce a čárky as od prostředu svého zevrubně rozdělená, šroubem g v ložiskách svých vzhůru a dolů pohyblivá a menšítkem (nonius) opatřená šroubkem h pohyblivým, kterýmž se desetiny až stotiny jedné čárky měřiti mohou. Při začátku menšítka jakož i při začátku škály jsou rovné rafičky n a m, které se při pozoru vždy právě na povrch rtuti potáhnouti musí, a sice nejprvé m šroubem g a pak n šroubem h. Míra tlaku vzdušního jest pak vždy výška sloupu rtuti mn, kterouž menšítko na škála udává. Když tlak vzduchu zrůstá, klesá rtuť v rameni DC a vystupuje v AB, rafička m pak se musí potáhnouti níže, n výše, tedy na škále ku většímu počtu padá, což naopak se děje, když se tlak vzduchu zmenšuje, kdežto pak rtuť v CD vystupuje a v AB klesá. S každým pravým tlakoměrem musí býti spojen také teploměr t, který stupeň tepla rtuti udává, a dle něhož se výška tlakoměrná vždy opraviti musí, jak dále ukázáno bude.

Aby se tlakoměr takový z jednoho místa na druhé bez úrazu přenášeti mohl, opatřen jest na konci otevřeném zátkou, jižto činí proutek z kostice na spodním konci hebounkým hedbávím ovinutý, aby v trubici dobře přiléhal. Při obyčejném stavu jest povytažen do dutiny k, aby vzduch kolem něho na povrch rtuti zde volně tlačiti mohl, prach ale aby tam nepadal. Když se má tlakoměr na jiné místo přenésti, nahne se tak, aby rtuť trubici AB zcela naplňovala a zátka tato se postrčí z k až do l, kdežto trubice trochu zoužena jest, aby tam zátka pevně zaléhala, jenž se pak zvláštním šroubkem v poloze této upevní.

Ob. 73
Ob. 73
Nyní se může tlakoměr bezpečně přenášeti a žádný vzduch do něho vniknouti nemůže. Při pozoru musí viseti tlakoměr prostopádně a pokojně; nejprvé se zaznamená teploměr, pak se spodním koncem tlakoměr trochu nazdvihne a zase spustí, aby se rtuť pohybovala a na skle nelpěla, načež, když se ustanoví, teprv rafičky na povrchy její se postaví a stav ten zaznamená.

Obyčejný tlakoměr (Ob. 73), jehož se ku poznávání nastávajících proměn v povětrnosti užívá, bývá zahnut v baňku A, jejíž svrchní dirkou vzduch na rtuť tlačí, a na tabulce B udáno počasí, jaké nastati má, když rtuť až k čáře té vystoupí nebo klesne. Nástrojem tímto neměří se tlak vzduchu, pročež to vlastně tlakoměr není, nébrž jen se jím značí, zdali tlaku přibývá neb ubývá, a jelikož se stálým vysokým tlakem obyčejně jasné, se stalým nízkým obyčejné pošmourné povětří spojeno bývá, tedy se očekává počasí jasné, když tlakoměr vystupuje; deštivé, když padá. Příčinou toho jest, že se tlak vzduchu zmenšuje, když páry vodní v něm se vždy nacházející kapalnějí, tvoříce mračna, déšť a sníh, a naopak se tlak zvětšuje, když tyto zase v páry přecházejí a tedy sucho

nastává, kdež pak páry pružností svou tlak vzduchu zvětšují. Že však rovnováha vzduchu zvláště rozličným pohybováním a prouděním jeho, t. j. větry se mění, musí se také tlak vzduchu s větrem měniti, pročež tlakoměr i před vlhkou povětrností vystupovati a naopak před suchou padati může. Rychlé a silné padání jeho, velikou a náhlou proměnu v tlaku vzdušném objevující, obyčejně silné větry a bouře předchází.

§. 89. Změna pružnosti vzduchu.

Ob. 74
Ob. 74
Ob. 75
Ob. 75
Prostranivost vzduchu a následkem jejím napnutost neb pružnost mění se s hutností a teplostí jeho. Čím hustější a teplejší vzduch a plyn jedenkaždý, tím jest také pružnější, tím větší tedy způsobuje tlak. Při stejné teplosti roste pružnost vzduchu zároveň s hutností jeho. Zákon tento, dle vyskoumatele jeho, Mariottův nazvaný, dokazuje zkouška následující: Do dlouhé trubice skleněné, zahnuté jako AB (Ob. 74), u A otevřené u B zavřené, suchým vzduchem plné, nalívá se rtuti a měří se výška její v obou ramenou. V rameni zavřeném nemůže rtuť vystupovati tak jako v otevřeném, protože se jí uzavřená v něm část vzduchu stlačuje a pružností svou výstupu rtuti brání. Když stojí rtuť v rameni A až do m, v B až do n, tedy drží vzduch v B uzavřený pružností svou tlaku vzduchu volného i tlaku sloupce rtuti om rovnováhu; tedy se pružnost jeho rovná tlaku tomuto. Když B se přilije rtuti až m', vystoupí ona v B až do n' vždy více vzduch uzavřený zde stlačujíc, a nyní jest pružnost jeho rovna tlaku vzduchu o sloupec rtuti o'n' zvětšenému. Když tlak tento dvojnásobný jest předešlého, pozoruje se, že vzduch v B uzavřený také o polovic menší prostor než prvé zaujímá, že tedy dvakrát více stlačen, aneb dvakrát zhuštěn jest. Taktéž se nachází při tlaku trojnásobném objem vzduchu stlačeného třikrát menší, tedy hutnost jeho třikrát větší a t. d., t. j. čím více se vzduch stlačuje, právě tím větší nabývá hutnosti a právě tím větší stává se pružnost jeho.

Tentýž zákon také o vzduchu zředěném platí. Čím menší hutnost, tím menší pružnost čili tlak vzduchu. To zase dokazuje zkouška následující: Rovnou trubici skleněnou AB (Ob. 75), při jednom konci A kohoutkem opatřenou a na čárky rozdělenou ponořme při otevřeném kohoutku do rtuti k. p. až po čárku m a zavřeme kohoutek, tedy jest nyní v trubici uzavřen vzduch objemu am, jehož pružnost tlaku vzduchu vnějšího rovna. Nyní vytáhněme trubici ze rtuti až k o, tedy v ní klesá rtuť až do n, objem vzduchu zavřeného jest an a pružnost jeho předešlé menší o tíži sloupce rtuti no. Ukazuje-li tlakoměr n. p. 27 palců a on má 9 palců, tedy jest poměr obou 27 : 27 - 9 = 27 : 18 = 3 : 2, a tu se shledává, že také am : an = 2 : 3, t. j. čím roztaženější, tedy čím řidší vzduch, tím menší pružnost jeho.

Pružnost vzduchu i všech plynů roste také s teplostí jejich. O tom nás již přesvědčuje úkaz ten, že měchýř vzduchem naplněný a zavázaný v teple více než v studeně se nadýmá a to tím více, čím větší teplo naň působí. Zevrubné o tom zkoušky učí, že pružnost plynů zároveň s teplostí postupuje a od stupně tepla, při kterém sníh taje, až do stupně, při kterém se voda vaří (t. j. od bodu mrazu až k bodu varu čili od 0° R. až do 80° R.) o 11/30 se zvětšuje, což na každý stupeň 218tý díl dává.

§. 90. Pumpa vzdušní čili vývěva.

Ob. 76
Ob. 76
Ku poznání fysikálních vlastností vzduchu slouží obzvláště pumpa vzdušní (Luftpumpe) čili vývěva, t. j. nástroj, kterým se v nějaké nádobě vzduch zřediti nebo zhustiti dá. Skládá se hlavně z dutého válce (boty) A (Ob. 76), v němž se píst B zevrub přiléhající klikou vzhůru i dolů pohybovati dá: Od spodu boty vede trubice čili průduch (kanál) C k talíři DE mosaznému, silnému a rovně uhlazenému, k otvoru průduchu F přišroubovanému, na nějž se nádržka (recipient) G staví, t. j. nádoba, v nížto se vzduch zřediti nebo zhustiti má. Ku zředění bývá to zvon skleněný, po krajích dokona rovně uhlazený, aby na talíř dokonale přiléhaje žádný vzduch po stranách nevpouštěl. Svrchu mívá zátku, kterouž se vzduchohustě prostrkuje drát háčkem opatřený, aby se na něm rozličné věci ve zvonu zavěsiti mohly. Pod spodem boty opatřen jest průduch kohoutkem H, jenž má dvojnásobný otvor, a jdoucí přímo kohoutkem veskrz a o čtvrt kruhu dále b, který jda podél kohoutku na konci c vyniká. První otvor spojuje botu s nádržkou, druhý se vzduchem vnějším. Místo kohoutku bývají také zámyčky (Ventille) na dně boty a v pístu, jimiž vzduch z nádržky vystupovati a ven vycházeti může. Často bývají k rychlejšímu účinku dvě boty vedlé sebe, jejichž písty se jednou pákou zároveň pohybují, tak že vždy jeden vystupuje, když se druhý dolů tlačí.

Zřeďování vzduchu v nádržce děje se takto: Kohoutek se otevře do a, t. j. postaví se tak, aby otvor a právě pod otvorem na dně boty se nacházel, tedy botu s nádržkou spojoval, a píst se vytáhne vzhůru. Tu se dělá v botě pod pístem prázdnina, do kteréž vzduch z nádržky průduchem a kohoutkem vstupuje a ji vyplňuje; na to se zatočí kohoutek do b, čím se průduch zavře a spojení boty se zevnějškem otevře, píst se tlačí dolů a vzduch z boty ven vypuzuje. Nato se kohoutek opět otočí do a, píst zase vzhůru vytáhne; nová část vzduchu přechází z nádržky do boty, zase otvorem b se vyhání, a to samé se dle potřeby dále opakuje. Jelikož v nádržce tím způsobem pořád vzduchu ubývá, on ale dle prostranivosti své nicméně pořád celou nádržku naplňuje, tedy musí při každém výtahu pístu hutnosti pozbývati, čili více a více řidnouti. Při zhušťování vzduchu vytáhne se nejprvé píst vzhůru a kohoutek otevře se do b; tu vstupuje vzduch vnější do boty, vyplňuje ji, načež se zatočí kohoutek do a, píst dolů se tlačí a vzduch do nádržky pudí. Ta však musí býti k talíři dosti připevněna, aby ji zhuštěný vzduch nevyrazil. Aby se kohoutek rukou otáčeti nemusil, bývá s klikou pístu spojen, která jej při pohybu sama náležitě otáčí.

Ob. 77
Ob. 77
Ob. 78
Ob. 78
Vývěvou místo kohoutku zámyčkami opatřenou zřeďuje se vzduch takto: Jedna zámyčka m (Ob. 77) nachází se na otvoru dna, druhá n v provrtaném pístu samém, a obě do vnitř se otvírají. Když jde píst vzhůru, otvírá se m a vzduch vstupuje z nádržky do boty; když jde píst dolů, zavírá se m a odmyká se n pružností vzduchu stlačovaného, kterýž pak otvorem o ven vyniká. Má-li sloužiti vývěva taková ku zhušťování vzduchu, tedy se zámyčky naopak otvírati musejí.

Ku stlačování vzduchu slouží nejlépe jednoduchá hustička (Compressionspumpe) (Ob. 78); to jest trubice s pístem mající u spodního otvoru zámyčku a na vnějšek se otvírající a opatřená závitkem b, jímž se k nádobě přišroubovati dá, v níž vzduch zhustiti čili stlačiti chceme. To se stává takto: Píst se vytáhne až nad dírku c, jížto vzduch do trubice vstupuje a pak se tlačí dolů. Tím se stlačuje vzduch v trubici, otvírá zvětšenou pružností svou zámyčku a a vstupuje do nádoby. Při vytahování pístu zamkne se zase zámyčka tlakem pružného péra pod ní umístěného, otvorem c vstupuje nová část vzduchu do trubice a pístem znovu do nádoby se pudí, v kteréž se tedy vždy více vzduchu shromažduje, on tedy vždy hustějším se stává. Tak se zhušťuje n. p. v láhvi větrnice (Windbüchse) a vypouštěn jsa klapkou, velikou pružnosti svou ránu z hlavně vystřeluje.

§. 91. Míra řidkosti a hustosti vzduchu.

Ob. 79
Ob. 79
S vývěvou spojen bývá také řidkoměr, jímžto se poznati dá, jak daleko již vzduch v nádržce zředěn jest. Obyčejně to jest zkrácený tlakoměr dvouramenný AB (Ob. 79), ve zvláštním pouzdře AB skleněném zasazený, jenž se na zvláštní otvor průduchu vývěvy přišroubuje, aby v něm tak jako v nádržce vzduch vyssáváním zřeďován byl. Zavřené rameno A jest celé rtutí naplněno, která v otevřeném B n. p. až po m dosahuje. Když se vzduch již tak zředil, že pružnost jeho menší nežli tlak sloupce rtuti m A, počíná rtuť v A padati a v B vystupovati, tím více, čím dále zředování pokračuje. Padla-li rtuť v A n. p. až do n a vystoupila v B až do O, tedy jest pružnost vzduchu zředěného rovna tlaku sloupce rtuti o'n, jehož výška se měřitkem mezí AB umístěným udává; jelikož pak hutnost vzduchu v stejném poměru s pružností stojí, tedy se tím stupeň řidkosti jeho měří. Jest-li n. p. tlak vzduchu vnějšího 27 palců, když o'n 4 čárky měří, čili třetinu jednoho palce: tedy se rovná hutnost vzduchu nezředěného ku zředěnému jako 27: 1/3, aneb jako 81:1, t. j. vzduch v nádržce vývěvy jest pak 81krát zředěn.

Ku měření hutnosti při zhušťování vzduchu nástroj ten tak zřízen jest, že zpočátku rtuť v obou ramenách stejně vysoko stojí, při zhušťování pak v zavřeném rameni vystupujíc vzduch v něm obsažený stlačuje.

§. 92. Meze zřeďování i zhušťování.

Prostranivost vzduchu působí, že se vývěvou nikdy prostor úplně vzduchoprázdný docíliti nedá, protože vzduch, jakkoli zředěný, vždy předce celou nádržku vyplňuje. Jestli n. p. prostor nádržky prostoru boty roven, uchází z ní prvním tahem polovice vzduchu a polovice zůstává v nádržce celou ji vyplňujíc; pročež hutnost jeho polovic předešlé; druhým tahem ubývá zase polovic této polovice, tedy hustost zbytku čtvrt předešlé a t. d. ; takže hustosti ubývá v pořadí 1, 1/2, 1/4, 1/8. . ., pročež ona nikdy ouplně zničena býti nemůže. Ale ani bezkonečně zmenšiti se nedá, jakby dle řady této následovalo; neboť v tom překáží prostor mezi dnem boty a povrchem kohoutku nebo zámyčky, do něhož píst dokonale zasahovati a vzduch z něho vypuzovati nemůže, kterýž proto prostorem škodným se nazývá. Když totiž vzduch v nádržce již tak zředěn, jako ten, jenž se z prostoru škodného ve prostor boty roztahuje, tedy z nádržky žádný více do boty přecházeti a dále se zředovati nemůže. Podobně zase, když v nádržce již tak zhuštěn, že plná bota do škodného prostoru vtlačena byvší není hutnější, tedy žádný více do nádržky vstupovati nemůže a zhušťování ukončeno jest. Čím větší tento prostor škodný, tím menší stupeň možného zředění a zhuštění.

§. 93. Zkoušky vývěvou.

Vývěvou se rozdíl pružnosti i jiných účinků vzduchu zředěného i zhuštěného dokazuje zkouškami následujícími:

  1. Nádržka při vyssávání vzduchu tak pevně na talíř přiléhá, že ji odtrhnouti nemůžeme. An totiž vyssáním hutnost, tedy také pružnost vzduchu vnitřního zmenšena, převládá tlak vzduchu vnějšího k talíři ji přitiskujíc.
  2. Když nádržka svrchu otevřená mázdrou pevně obvázána jest, tlačí vzduch vnější mázdru do vnitř tak dlouho, až s výbuchem pukne; tenké sklo nádržku dokona přikrývající tlakem tím se rozdrtí.
  3. Dvě vyduté mosazné polokoule, z nichž jedna kohoutkem opatřená na otvor vývěvy se přišroubuje a druhá dokonale přiléhající na ni se položí, když vzduch se vyssaje mezi nimi, drží tak pevně dohromady, že ani velikou silou od sebe odtrženy býti nemohou. Polokoule takové jmenují se Magdeburgické, protože je vynálezce vývěvy, Otto Querike, přednosta Magdeburgský, léta 1650 první utvořil.
  4. Jestli nádržka svrchu dřevěnou prohlubinou opatřena a nalijeme, do ní rtuti, tedy protlačí vzduch zevnitřní rtuť skrze dřevo, když se vzduch v nádržce zřiďuje, takže rtuť do nádržky prší.
  5. Měchýř zavázaný, v němž se něco vzduchu nachází, nadýmá se pod nádržkou, an se vzduch v něm obsažený, hustější nežli v nádržce, roztahuje.
  6. Z kousku dřeva, z vejce, jablka neb jiného tělesa ve sklenici s vodou ponořeného, množství bublinek vzdušných se vyvinuje, an vzduch hutnější, na povrchu a průduších jejich přebývající do prostoru zředěného se prostraňuje, načež dřevo ke dnu padá.
  7. V trubici vysoké, z nížto vzduch vyssán, padají hmoty zcela nestejné, k. p. pírko a peníz stejnou rychlostí.
  8. Ve vzduchu zředěném pod nádržkou zní zvoneček mnohem slaběji, než když se tam vzduchu napustí.
  9. Svíce hořící zhasne rychle pod nádržkou, když se z ní vzduch vyssává, an vzduch řidký dostatek kyslíku k hoření potřebného nemá.
  10. Z téže příčiny zvířátka pod nádržku daná, pták, myš a j. se zalknouti musí.
  11. Líh teplý, pod nádržkou při vyssávání vzduchu vařiti se počíná, an tlak vzduchu varu jeho nepřekáží.
  12. Když se dá pod nádržku jedna míska s vodou, druhá s kyselinou sirkovou a vzduch rychle se vyssává, zmrzne voda a kyselina horkosti nabude. Z vody totiž rychle vyvinují se páry, jež kyselina pohlcuje, kterýmžto výparem voda tepla tratí a kyselina ho nabývá.

§. 94. Potažná váha plynů.

Již v §. 68. řečeno, kterak se vzduch jakož i všecky jiné plyny také vážiti dá. Zevrubným vážením takovým nalezeno, že kosteční střevíc vzduchu při tlaku 28 pařížských palců a teplosti 0° R. váží 564 zrn aneb 2 1/3 lotů, takže vzduch 770krát potažně lehčí jest nežli voda. Podobným způsobem také potažná váha plynů ostatních nalezena jest., Hutnost vzduchu klade se za jednotinu, s níž se hutnosti plynů ostatních porovnávají. Tak vyšetřeno, že plyn vodíkový ze všech nejlehčí jest, as 15krát lehčí nežli vzduch; plyn uhlokysliční pak as 11/2krát, solíkový as 2 1/2krát těžší nežli vzduch.

§. 95. Ztráta na váze ve vzduchu.

Ob. 80
Ob. 80
Jelikož plyny tak jako kapaliny tekuté a těžké jsou, musí každé těleso v nich pohřízené z té samé příčiny jako v kapalinách tolik ztráty utrpěti na váze své, jako vzduch nebo plyn od něho vypuzený váží. O ztrátě na váze ve vzduchu přesvědčíme se zkouškou následující: Na bidélku malé váhy (Ob. 80) zavěsme na jednom konci dutou plechovou kouli A, na druhém plné závaží B a učiňme přibližováním neb vzdalováním jeho od osy rovnováhu. Když pak postavíme vážky tyto pod nádržku vývěvy, ruší se rovnováha; A klesá, když se vzduch zřeďuje, proto že méně na váze své tratí nežli prvé, tedy těžším se stává; vystupuje pak, když se vzduch zhušťuje, an ztráta na váze jeho tím větší čím hutnější vzduch. Pročež jen tělesa stejného objemu stejnou váhu ve vzduchu mají, větší pak vlastně těžší jest, protože více na váze tratí, a při větší té ztrátě předce stejnou váhu dává. Tak jest n. p. libra peří těžší nežli libra olova, pakli není peří tak stlačeno, aby objem jeho větší nebyl nežli objem závaží olověného.

§. 96. Koule vzdušná (Aërostat).

Když jest těleso nějaké tak veliké a při tom tak lehké, že váha jeho menší nežli váha vzduchu jim vypuzeného, musí ono rozdílem obojí váhy ve vzduchu vzhůru vystupovati tak vysoko, až se tíže obou vyrovná. Na tom zakládá se koule vzdušná neb ballon vzdušný (aërostat, Luftballon), t. j. veliká dutá koule z lehké látky, papíru, tykyty a j, buď vzduchem horkým nebo jiným plynem, potažně lehčím naplněná, která ve vzduchu vystupuje nesouc obyčejně připevněnou loďku, v nížto větroplavec se nachází. Když se chce výše vznésti, vyhodí písku z loďky, aby se balon ulehčil, když chce klesati, vypustí zvláštní klapkou část plynu z balonu, až přijde do tahu větru toho, který jej dle směru žádaného dále nese.

§. 97. Ujma tlaku vzduchu do výšky.

Jelikož hořejší vrstvy vzduchu na dolejší tlačí, jsou tyto tím více stlačeny, čím více vrstev nad nimi stojí aneb čím hlouběji se nacházejí, pročež také tím větší jest pružnost jejich a tlak, jejž pružností svou způsobují. S pružností ale roste také zároveň hutnost jejich, kteráž opět tlak zvětšuje, pročež ve vzduchu stejně teplém tlak s hůry dolů roste, aneb zdůly nahoru ubývá a sice v řadě geometrické, jako výšky v řadě aritmetické vystupují. Kdyby byl tlak vzduchu v nějaké výšce n. p. o jednu desetinu menší než dole, bylby v dvojnásobné výšce takové zase o desetinu této desetiny čili o stotinu menší, v trojnásobné výšce o desetinu stotiny čili o tisícinu menší než dole a t. d. Dle zákonu tohoto dá se tedy určiti, jaký tlak v jistých výškách vzduchu panuje, a naopak zase výška vypočítati, když tlak vzduchu ve výšce této se změří. Měří pak se tlak vzduchu tlakoměrem, pročež tlakoměr také ku měření výšek slouží.

Že vzduch, čím výše nad zemí, pořad řidší jest, mnohé výjevy dokazují. Měchýř n. p. nedocela vzduchem naplněný nadýmá se, když s ním na kopec vystupujeme, na důkaz, že hutnost vzduchu v něm uzavřeného větší jest než okolního; váha vzdušná (Ob.80) na kopci rovnováhu tratí, kterou dole měla, tak že A hlouběji klesá, pročež ztráta na váze její menší, vzduch tedy řidší býti musí. Nejlépe pak dokazuje to tlakoměr, v němž rtuť vždy níže klesá, když s ním do výše vystupujeme. Odtud pochází obtíž v dychání na vysokých horách, kdežto vzduch již příliš řidký dosti kyslíku neposkytuje. Ve výšce as 5ti mil nad povrchem zemským musí býti vzduch již tak řidký, jak se i nejlepší vývěvou zřediti nedá. Z toho též následuje, že koule vzdušná docela se plynem naplniti nesmí, aby ve výškách nepukla, kdežto se plyn vždy více roztahuje, a že jen do jisté výšky, sotva přes míli vystoupiti může, an vzduch výše již tak řidký jest, že kouli výše tlačiti nemůže.

§. 98. Měření výšek tlakoměrem.

Výšky se počítají od rovného povrchu zemského, t. j. od hladiny morské kolmo vzhůru. Na hladině morské jest průměrná výška tlakoměrná 28 pařížských palců, t. j. vzduch tlačí na hladinu morskou tak jako vrstva rtuti 28 palců vysoká. Jest pak rtuť 10467krát těžší nežli vzduch nad hladinou při stejné teplosti, tedy by musila vrstva vzduchu tlak tento způsobující právě tolikrát vyšší býti, kdyby všudy byla stejně hustá. Na jeden palec výšky rtuti přišlo by tedy 10467 palců výšky vzduchu, na jednu čárku rtuti 10467 čárek, aneb 72,6 střevíců, a na jednu desetinu čárky 7,26 střevíců. Ve výšce 7 1/4 střevíců nad hladinou musí tedy tlakoměr o jednu desetinu čárky, ve výšce 72 1/2 střevíců o celou čárku padati. Když tedy při vystupování tlakoměr o desetinu čárky padl, víme, že jsme o 7 1/4 střevíců výše vystoupili; když padl o dvě desetiny, vystoupili jsme dvakrát výše a t. d.; když padl o 1 čárku, obnáší výška 72 1/2 paříž. střevíce, za 2 čárky dvakrát tolik a t. d. Jelikož však hutnosti vzduchu do výšky ubývá, musí vrstva vzduchu jedné čárce tlakoměrné rovnováhu držící ve větších výškách nad mořem také větší býti. Kde jest n. p. jako v Plzni průměrná tlakoměrná výška 27", tu jest hutnost vzduchu v poměru 27 : 28 k hutnosti jeho nad hladinou, pročež zde výška vrstvy té vynáší 72,6 × 28/27= 75,2'; za každou desetinu čárky tlakoměrné tedy výška 7 1/2 střevíců. Když rozdíl výšek nepříliš veliký, může se v nich hutnost vzduchu za stejnou považovati, dle čehož pak rozdíl tento následujícím pravidlem určiti se dá: Rozdíl výšek tlakoměrných stejnou dobou pozorovaných v čárkách vyjádřený umnož počtem 75,2, tedy obdržíš rozdíl výšek těchto v pařížských střevících. K. p. Na jednom místě A ukazoval tlakoměr v jisté době 27" 5"',3; na druhém B v tutéž dobu 27" 1,"' 8, tedy jest rozdíl výšek tlakoměrných 3"',5, pročež rozdíl výšky obou míst 3,5 × 75,2 = 263,2 pař. střev., t. j. místo B leží o 263 1/5, pař. střev. výše než A.

Mění se však tlak vzduchu také s teplostí jeho, tak sice, že přírostkem tepla o každý stupeň teploměru Reaumurova vždy o 218tý díl zrůstá (§. 89); pročež se musí při měření výšek vždy také teploměr ve vzduchu volném ve stínu zavěšený pozorovati a dle něho výška opraviti takto: Vezmi průřez obou teplostí, umnož jím rozdíl výšky, rozděl součin počtem 218 a přidej podíl takto obdržený k výšce té. Byla-li k. p. na stanovišti A teplost vzduchu 15° R.; na stanovišti B 13° R : jest průřez obou 14° R. Neopravený rozdíl výšky byl 263',2, tedy 263,2 × 14 = 3684,8 a 3684,8 : 218 = 16,9; tedy jest opravený rozdíl výšky 263,2 + 16,9 = 280 pař. střevíců.

K zevrubnějšímu vypočítání slouží zvláštní tabule horoměrné, (hypsometrické), jichžto si snadno zjednati.

Znamenati sluší, že se výšky tlakoměrné, jichžto se dle pravidla hořejšího upotřebiti má, vždy dle teploměru opraviti musí, jenž se při tlakoměru nachází, protože se rtuť v tlakoměru také teplem roztahuje, pročež výška tlakoměrná při vyšším stupni tepla větší, při nižším menší jest, nežli toho tlak vzduchu žádá. Dle zkušenosti se roztahuje rtuť vzrůstem teplosti o 1° R. vždy o veličinu 1/4440 objemu, jejž při 0° R. měla, pročež se veličina tato 4440 počtem stupňů a výškou pozorovanou umnožiti, součin pak tento od pozorované výšky tlakoměrné odtáhnouti musí, čímž se tlak vzduchu na rtuť 0° R. studenou obdrží. Ukazuje-li teploměr na tlakoměru n. p. 15°, tlakoměr 27" 8"' = 332"' : tedy jest oprava 332 × 15/4440 = 1"', 12, pročež opravená výška tlakoměrná 332 - 1,12 = 330"',88. Stojí-li teploměr pod 0°, tedy se oprava k výšce tlakoměrné přidati musí. Při zevrubných výměrech také roztahování mosazné škály tlakoměru rozličnou teplostí hleděti třeba. Obě opravy tyto v deskách horoměrných obyčejně se nalézají.

§. 99. Stroje vzduchotlačné.

Ob. 81
Ob. 81
Ob. 82
Ob. 82
Tlaku vzduchu užívá se při rozličných strojích ku pohybování a zdvíhání vody neb jiných kapalin, jako při krokvicích, pumpách a j., z nichž nejhlavnější zde vysvětlíme.

1. Krokvice rovná, koštéř (Stechheber) (Ob.81) jest trubice vydutá, po obou stranách otevřená, k tomu sloužící, aby se jí kapalina z jedné nádoby do druhé přenášeti mohla. To se stává takto: Konec B ponoří se do kapaliny a koncem A vyssaje se část vzduchu z trubice, načež tlak vzduchu vnějšího kapalinu v trubici vzhůru pudí. Když jí tam již dost, zatkne se A palcem, krokvice se vytáhne a kapalina do jiné nádoby přenésti se dá, nevytékajíc dříve, pokud se A neotevře, protože ji tlak vzduchu na otvor B v trubici zadržuje. (§. 86.)

2. Krokvice ohnutá (d. gekrümmte Heber) (Ob. 82) jest trubice na dvě nestejně dlouhá ramena zahnutá, k tomu sloužící, aby kapalinu z jedné nádoby do jiné přepouštěla neb přetahovala. K tomu konci ponoří se otvor A kratšího ramena do kapaliny, otvorem delšího ramena B vyssaje se z krokvice vzduch neb jinak se vypudí, a tu vytéká kapalina otvorem B tak dlouho, pokud A v ní ponořeno jest a povrch její výše než B stojí. Příčina toho jest následující: Vzduch tlačí otvory A i B kapalinu stejnou silou vzhůru, an rozdíl výšky A nad B nepatrný; když ale krokvice kapalinou naplněna, odporuje tlaku na A tlak kapaliny v rameni kratším výšky CD, tlaku na B ale tlak kapaliny v rameni delším výšky CE. Jest tedy tlak na B o tlak kapaliny CE-CD = DE menší nežli tlak na A, čili tlak na A o totéž větší; pročež se kapalina v AC vzhůru pohybovati a z B vytékati musí, pokud povrch její z D do E neklesne.
Ob. 83 a Ob. 84
Ob. 83      Ob. 84

3. Pumpy neb čerpadla jsou stroje k čerpání vody z hlubiny do výše. Bývají dvojího druhu: ssavostroje totiž a tlakostroje. Ssavostroj (Saugwerk) (Ob 83) skládá se z trouby AB, boty, pístem C opatřené, jenž se v ní pomocí bidélka vzhůru a dolů pohybovati dá. S tou jest spojena dlouhá trouba ssavá BD, spodním otvorem D do vody sahající. Ve dně boty i v pístu provrtaném nacházejí se zámyčky m a n vzhůru se otvírající. Když jde píst vzhůru, povstává v botě prázdnina, tlakem vzduchu vnějšího otvírá se zámyčka m, voda vystupuje v troubě ssavé a vniká do boty; když jde píst dolů, zamyká se m a odmyká n, voda vystupuje nad píst a vylévá se postranním otvorem ven. Jelikož tlak vzduchu vodu na nejvýš 32 střevíců zdvíhá, nesmí býti zámyčka m nad vodou nikdy výše než 32', ano mnohem níže botu nad vodou postaviti radno, protože se v ní pumpováním vzduch toliko zředuje, tedy tlak zpáteční z části vždycky zůstává.

Tlakostroj (Druckwerk) (Ob. 84) liší se od ssavostroje tím, že píst žádné zámyčky nemá; za to se však nachází jiná zámyčka o v troubě výstupné (Steigrohr) E, která se otvírá, když dolů jde, čímž voda do E vnikajíc vždy výše vystupuje, až. se na patřícím místě vylévá.

Když ssavostroj vodu vylévá, tlačí na píst od spodu vzhůru vzduch tlakem zmenšeným o tlak vody až k pístu vyzdvižené, s hora dolů tlakem o tíži vody nad ním až k otvoru stojící zvětšeným, pročež jest to tolik, jakoby naň tížíl sloup vody, jehož výška rovna výšce otvoru nad vodou a tlouštka rovna průřezu pístu; takové tedy síly potřeba jest ku pohybování pumpy, jaká tíži tuto vyzdvihovati stačí. Čím výše tedy otvor pumpy nad vodou a čím širší bota, tím větší síly potřeba k pumpování.

Ob. 85
Ob. 85
Ob. 86
Ob. 86
4. Baňka Heronova (Heronsball) (Ob. 85) jest nádoba, k jejímuž ústí jest přišroubována trubice kohoutkem opatřená, skoro až ke dnu baňky dosahující. Když se do ní nalije vody a vzduch pomocí hustičky k otvoru trubice přišroubované zhustí, tedy vystřikuje voda po otevření kohoutku malou dirkou násadky m po odstranění hustice k trubici přišroubované, protože ji vzduch nad povrchem AB stlačený zvětšenou pružností svou vzhůru pudí. S ubýváním vody roztahuje se vzduch, hutností a pružností jeho vždy více ubývá, papršlek vody vystřikující se vždy více krátí, až docela vystřikovati přestává , když hutnost vzduchu v baňce rovna hutnosti vzduchu vnějšího. Podobně stříká baňka Heronova také pod nádržkou vývěvy při vyssávání vzduchu, an se pak vzduch okolní řidším stává nežli v baňce obsažený.

5. Zdroj Heronův (Heronsbrunn) složen jest z baňky Heronovy A (Ob. 86) a nádoby spodní B, do které trubice ab od svrchní mísky C skoro až ke dnu sahá. Druhá trubice cd jde od povrchu u nádoby B nedocela ku povrchu nádoby A. Když se nalije vody do A a na mísku C, vtéká ona trubicí ab do B, pudí skrze trubici cd vzduch do A, jenž se tím zde zhušťuje a trubkou ef vodu vyhání. Ta padá na mísku C, teče opět do B vypuzujíc vždy více vzduch z B do A a tento zase vodu z A ven a do B tak dlouho, pokud se v A voda a v B vzduch nachází.

Ob. 87
Ob. 87
Ob. 88
Ob. 88
6. Stříkačky. Když ponoříme trubici A (Ob. 87) pístem opatřenou malým otvorem a do kapaliny a táhneme píst vzhůru, vtlačí vzduch kapalinu do trubice. Když pak ji vytáhneme a píst do trubice tlačíme, vystřikuje voda otvorem a tím dále, čím širší píst a čím rychleji se pohybuje. Taková jest stříkačka ruční; stříkačka na oheň (Ob. 88) skládá se obyčejně ze dvojnásobného tlakostroje A, B, jímžto se voda do báně Heronovy čili kotle vzdušného C tlačí, aby tlakem zhuštěného v něm vzduchu nepřetržený proud vody vystřikoval. Písty oba pohybují se bidelcem jedním, tak že jeden jde vzhůru, když druhý dolů, když jde vzhůru, odmyká se zámyčka a a voda vstupuje do boty; když jde dolů, zamyká se a, odmyká b, voda se tlačí do kotle a z něho trubou střikací ven.

§. 100. Rovnováha plynů smíšených.

Když se nacházejí rozličné plyny zároveň v jednom prostoru, tedy nastane mezi nimi rovnováha, když stejně spolu smíšeny jsou. Plyny totiž nepřekážejí sobě tak jako kapaliny, aby se dle poměru váhy potažné na sebe klásti musily, nébrž jeden plyn jest druhému toliko jako stěna velmi průdušná, na vše strany stejně proniknutelná, v které se tedy plyn na vše strany stejně rozšiřuje. Rozšiřování tato děje se tak jako ve prostoru prázdném, s tím toliko rozdílem, že se to v prázdnině rychleji stává, ješto plyn ve prostoru se nacházející jinému tam tak snadno vnikati nedá, an se toliko skrze průduchy jeho tam vedrati může. Pokud plyny ještě stejně smíšeny nejsou, musí plyn okolní na vnikající tak jako na každé těleso cizí působiti; proto vystupuje potažně lehčí vzhůru, potažně těžší klesá; brzy však vnikají částice jednoho v mezery neb průduchy mezi částicemi druhého, což tak dlouho trvá, až všudy stejně smíšeny jsou. To se stává, třeba plyn potažně lehčí nad patažně těžším stál a oba jen úzkým průduchem spojeny byly. Když postavíme n. p. na láhev naplněnou plynem kyselouhličnatým jinou vodíkem naplněnou a spojíme láhve otvory trubicí jakkoli úzkou, shledáme po čase, že se v obou láhvích stejná smíšenina obou plynů nachází. Proto se žádný plyn v nádobě jakkoli zevrubně uzavřené dlouhý čas bez smíšení udržeti nedá; proto kyslík ve vzduchu dycháním a hořením strávený rychle zase z okolí se dosazuje; proto vzduch všudy s parou vodní smíšen jest.

Pružnost plynů v jednom prostoru stejně smíšených jest dle zkušenosti rovna součtu pružností plynů jednotlivých a každý plyn zachovává ve smíšení s jinými tu samu pružnost, kterouby měl, kdyby se samoten ve prostoru tom nacházel. Jen když plyny chemicky na se působí, čili se slučují, v zákonu tom změna nastává.

§. 101. Přilnulost a pohlcování plynů.

Jako kapaliny k tělesům pevným, tak plyny lnou k obojím, čímž se stává, že na povrchu jejich silně lpíce větší hutnosti nabývají, která až v kapalnost se měnívá při parách vodních. Odtud to přichází, že šatstvo a jiné věci rozličnými výpary načichnou a jich často dlouho nepozbývají; že vrátivše se z čerstvého povětří vždy vrstvu jeho na těle svém do pokoje přinášíme; že látky mnohé, k nimž vlhký t. j. vodní páry obsahující vzduch silně lne, velmi snadno vlhnou, jako dříví, papír, sklo, kostice, slonové kosti, vlasy a j. Příčinou větší nebo menší přilnulosti této jest větší neb menší přitažlivost částic pevných a kapalných k částicím plynným jich se dotýkajícím, pročež, čím větší tato a čím větší povrch tělesa, tím větší jest množství plynu na něm zhuštěného. Tělesa silně průdušná nebo práškovitá poskytají i při malé hmotě veliký povrch plynům, v nichž se nacházejí, pročež musejí při dostatečné přitažlivosti veliké množství plynu do sebe vssávati čili pohlcovati. To činí zvláště uhlí čerstvě pálené a ve rtuti hašené, dříví silně děrkavé, vlna, hedbáví, prášek čili hubka platíková, která tolik vodíku pohlcuje, že zhušťováním jeho žežaví. Ve vodě a jiných kapalinách vždy množství vzduchu pohlceného se nachází, jenž z ní v bublinách vystupuje, když se buď kapalina zahřeje, buď tlak vzduchu nad ní zmenší; proto pivo byvši v láhvích uzavřené a víno žampaňské se perlí, pohlcenou kyselinu uhličnatou trvajícím kvašením v nich zplozenou ze sebe vypouštějíce.


Předchozí Obsah Nahoru Následující Počátkové silozpytu