XI. FEJEZET.

ILLATOS ANYAGOK HATÁSA A SUGÁRZÓ HŐRE. – AZ OZON HATÁSA A SUGÁRZÓ HŐRE. – A GÁZOK ÉS GŐZÖK HŐNYELÉSÉNEK ÉS HŐSUGÁRZÁSÁNAK MEGHATÁROZÁSA MINDEN, A GÁZALAKU TESTEN KÍVŰL FEKVŐ HŐFORRÁS NÉLKÜL. – A SUGÁRZÁS A FÖLD LÉGKÖRÉN KERESZTÜL. – A LÉGKÖR VIZGŐZEINEK HATÁSA A SUGÁRZÓ HŐRE. – A VIZGŐZÖK HŐNYELŐ ÉS HŐSUGÁRZÓ EREJE ÉS A METEOROLOGIAI TÜNEMÉNYEK KÖZÖTTI VONATKOZÁS.
FÜGGELÉK: MÉG NÉMELY RÉSZLET A NEDVES LEVEGŐ HATÁSÁRÓL.

435. Az illatok és általában a kigőzölgések már rég óta magukra vonták a gondolkodó férfiak figyelmét, s kedvelt példákul szolgáltak az "anyag oszthatóságá"-ra. Soha egy chemikus sem mérte meg a rózsa illatát, de mi a chemikus mérlegénél sokkal pontosabb kémszernek vagyunk birtokában. E kémszer a sugárzó hő. Azon eredmények után, melyeket az elóbbi fejezetben terjesztettem önök elé, nem fognak csodálkozni, ha azt állítom, hogy ha valaki önök közül csak egyet szippant agancsszeszes üvegcséjéből, az illékony anyagnak e közben kiszabadult mennyisége erősebb hatást gyakorol a sugárzó hőre, mint az oxygénnek és nitrogénnek e szobában foglalt összes mennyisége. Tegyük meg e próbát más illatokon s nézzük meg, vajjon – majdnem végtelenül gyérített voltuk daczára – nem gyakorolnak-e megmérhető hatást a sugárzó hőre?

436. Nagyon egyszerű módon fogunk benne eljárni. Itatós papiros darabkák, széle-hossza mindeniknek ugyanaz, mintegy két hüvelyk hosszú hengerekké vannak összegöngyölítve.

319

A papirhengerkéket megnedvesítjük, egyik végöket zamatos olajba mártván; az olaj a hajcsöves vonzásnál fogva felkúszik a papirosba, míg az egész henger nedves nem lesz. Ezután beteszszük a hengert oly átmérőjű üvegcsőbe, hogy tele legyen vele, de szorongás nélkül. Ez üvegcsövet most már beigtatjuk a szárítókészülék és a kisérleti cső közé. A kisérleti cső ki van ürítve, és a tű a zéruson áll. Megnyitván e csapot, az itatós papiros redőin száraz levegő vonul át lassacskán. E levegő felveszi a zamatos olaj illatát s magával viszi a kisérleti csőbe. Egységül az egy légnyomású száraz levegő hőnyelését veszszük fel; s világos, hogy a hőnyelésnek mindazon többletét, melyet e kisérletek mutatnak, a levegőt kisérő illatnak kell tulajdonítanunk.

437. A következő tábla tömör áttekintésben tünteti elé a benne elésorolt anyagok hőnyelését, az imént említett egységre vonatkoztatva.

Illatszerek
név hőnyelés
pacsuli
szantálfa
geránium
szegfűolaj
rőzsaolaj
bergamot
neroli
levendulavirág
czitromülaj
narancsolaj
kakukfű
rozmarin
babér-olaj
székfű-virág (pipitér)
cassia-olaj
levendulalevél
ánizs 		30
32
33
34
36
44
47
60
65
67
68
74
80
87
109
355
372

438. Az e csőben foglalt levegőatómok számát, az illatszerek atómjainak számához képest, majdnem végtelen nagy-

320

nak kell tekintenünk; s mégis ez utóbbiak noha nagyon gyéren vannak közbehintve, a levegőnél mennyiszerte több hőt tartóztatnak le: a pacsuli 30 annyit, a rózsaolaj 36 annyit iekaszabol, a kakukfű 74, a levendulalevél 355-ször és az ánizs 372 annyit. Balgaság volna, az e kisérleteknél használt anyagok mennyiségéről okoskodni. Valószinű, hogy egy pár millióval szorozva, érné csak el a közönséges levegő nyomását. E szerint –

          – A lágy szellő,
Mely violaágyon piheg,
Lopva és osztva illatot

oly hatónak köszöni lágyságát, mely végtelenül gyérítve bár, még is erősebben gátolja a földi sugárzást, mint az egész légkör a violaágytól fel az egekig.

439. A zamatos olajokkal tett kisérletek függelékeképen illatos füvekkel is foglalkoztam. Néhányat közülök a Covent Gardeni piaczról kaptam; a közönséges szólásmóddal élve: el voltak száradva, azaz nem zöldek, hanem fonnyadtak voltak. Még is tartok tőle, hogy a velök nyert eredményeket nem lehet tiszta eredményekül venni, vízgőzök hozzákeverődésének lehetősége miatt. A növény illatos részeivel 18 hüvelyk hosszú és 1/4 hüvelyk átmérőjű üvegcsövet tömtem meg, melyet a kisérleti csővel való összecsatoltatása előtt, egy külön légszivattyúval kötöttem össze s nehány perczig száraz levegőt eresztettem át rajta. Ez után a kisérleti csőhöz kapcsoltam s úgy bántam velök, mint elébb a zamatos olajokkal; csak az volt az egyedüli különbség, hogy a füvek nem két, hanem 18 hüvelyk hosszú tért foglaltak el.

A kakukfűnek harminczhárom akkora volt a hatása, mint a közötte vezetett levegőé.

A borsos mentának harmincznégy akkora volt a hatása, mint a levegőé.

A zöld mentának harmincznyolcz akkora volt a hatása, mint a levegőé.

321

A levendulának harminczkét akkora volt a hatása, mint a levegöé.

Az ürömnek negyvenegy akkora volt a hatása, mint a levegőé.

A fahéjnak ötvenhárom akkora volt a hatása, mint a levegőé.

A mint már emhtettem, lehetséges, hogy ezen eredményeket megzavarta a vízgőzök behatása; ezek mennyiségének különben észrevehetetlennek kellett lenni.

440. Van még egy a chemikusra nézve nagy érdekű anyag, melyet a sugárzó hő kémszerének alá fogunk vetni, s melyet csak oly csekély mennyiségben nyerhetünk, hogy a mérést majdnem kikerüli. Azt a rendkivüli anyagot értem, melynek ozon a neve. Tudjuk, hogy e test a tevőleges [pozitív] áram-végen szabadul ki, midőn vizet bontunk villanyáram segélyével. Három különböző vízbontó czellát szerkesztettem, hogy megvizsgáljam az ozon hatását. Az elsőnél (1-ső szám) az áramvégekül használt platinalemezek területe körülbelül négy négyzethüveiyk, a másodiknál (2-ik szám) használt lemezeké két négyzethüvelyk, a harmadiknál (3-ik szám) alkalmazottaké pedig csak egy négyzethüvelyk volt.

441. Hogy különböző területű áramvégeket használtam, annak következő az oka: midőn először alkalmaztam sugárzó hőt az ózon vizsgálatára, oly bontókészüléket szerkesztettem, melyben, az áram ellenállásának csökkentése végett, igen nagyok voltak a platinalemezek. Az így nyert oxygén, melyben az ózonnak lennie kellett volna, alig mutatta ezen anyag kémhatásait. Alig szintelenítette a jódkáliumot s majdnem minden hatás nélkül volt a sugárzó hőre. Egy másik, kisebb lemezü bontókészüléket használván, a hatás igen eltökélt volt, úgy a jódkáliumra, mint a sugárzó hőre. Mivel pedig lehetetlen volt e különbséget más oknak tulajdonítani, mint a lemezek különböző nagyságának, a fennleírt három czellával dolgozva, alaposabban vizsgáltam meg a dolgot. Legyen a villanybontásbeli, tiszta oxygén hatása annyi mint egy, akkor

322

az oxygént kisérő ozonnak hatását a következő tábla mutatja:

czellák száma hőnyelés
1-ső számú
2-ik számú
3-ik számú		 20
34
47

442. Az ozon azon csekély mennyiségének tehát, mely az oxygént kisérte s mely emennek mennyiségéhez képest elenyésző, az első lemezpárnál 20-akkora, a harmadik lemezpárnál pedig 47-akkora volt a hatása, mint az oxygéné. E kisérletekkel meggyőzőleg ki van mutatva a lemezek nagyságának, vagy más szavakkal, az áram sürűségének – a folyadékba lépésekor meglevő sürűségnek – befolyása az ózon képződésére.

443. Szeleteket vágtam le a 2-ik számú czella lemezeiből, úgy hogy e lemezek még kisebbek lettek a 3-ik számú czellabelieknél. E kisebbítést a sugárzó hőre gyakorolt hatás növekedése követte; 34-ről egyszerre

65-re

szökött a hőnyelés.

A 2-ik számbeli kisebbített lemezek itt felülmúlják a 3-ik számbelieket, melyek az első kisérleteknél legnagyobb hatást gyakoroltak.

Kisebbitetteni ez után a 3-ik számbeli lemezeket úgy, hogy valamennyi között legkisebbek lettek. Ekkor

85

volt a 3-ik számú czellában kifejlődött ozonnak hőnyelése. Látjuk tehát, hogy fogyasztván az áramvégek nagyságát, növesztjük a sugárzó hőre gyakorolt hatást.

Tudva lévő dolog, hogy a hő nagyon megrontja az ozont, s mert gyanítottam, hogy a legutóbb használt kis áramvégek mellett hő fejlődött a czellában, törött jég és só keverékével raktam körül a czellát. Hidegen tartva

136-ra

emelkedett a kifejlődött ozon hőnyelése.

323

444. Ezen eredmények tökéletesen megegyeznek azokkal, melyekre de la Rive, Soret és Meidinger urak jöttek, habár kisérletezésünk módszere között épen nincs hasonlatosság. Az ily egyezés csak erősítheti bizodalmunkat, melyet a tömecsbeli mibenlét puhatolása körül a sugárzó hőbe helyezünk. *

* Meidinger azzal kezdi értekezését, hogy kimutatja az eltérést a kisérlet és elmélet között, midőn vizet szétbontunk alkatrészeire. A kellőnél csekélyebb volt ugyanis az oxygén mennyisége, s e hiány nagyon határozottan mutatkozott, ha nagy volt az áram erőssége. Meidinger azt találta, hogy e különbség megszünt, ha az elektrolytet megmelegítette; ekkor ugyanis meglett az oxygénnek kellő mennyisége. Ebből azonnal azt következtette, hogy a különbség az ozon képződésének tulajdonítandó. De hogyan hat ezen anyag az oxygén csökkentésére? Ha e hiány az ozon nagy sürűségére rovandó, úgy ezen anyagnak a meleg által eszközölt szétdulatásakor, helyre kell állania az oxygén igazi térfogatának. Erős hevítés azonban, mely az ozont szétdúlta, meg nem változtatta a térfogatot; s ebből Meidinger azt következtette, hogy az a hatás, melyet ő megfigyelt, nem az oxygénnel keverve maradt ozontól eredett. Végül arra a következtetésre jutott s ezt kielégítő kisérletekkel be is bizonyította, hogy az oxygénbeli veszteség hydrogénsuperoxydtól ered, mely az ozon hatása következtében a vízben képződik; ily módon oxygén elvonatik a csőtől, melybe gyülemlenie kell. Meidinger, valamint előtte de la Rive, különböző nagy áramvégekkel tett kisérleteket s azt találta, hogy az oxygénbeli veszteség sokkal jelentékenyebb akkor, ha kisebb az áramvég, mint ha nagyobb. Ebből pedig Meidinger azt következtette, hogy az ozon képződését könnyíti az áram sürüségének azon helyen való gyarapodása, melyen az áramvég és az elektrolyt találkoznak. Ugyanezen következtetésre vezetnek a sugárzó hővel tett fennebbi kisérletek is. Két dolog között nem lehet nagyobb különbség, mint e két módszer között van. Meidinger az eltünt oxygént kereste s megtalálta a folyadékban; én a szabaddá lett oxygént vizsgáltam s azt találtam, hogy az ehhez kevert ozon mennyisége növekedett, midőn az áramvégnek csökkent a nagysága. Hozzá tehetem még, hogy elolvasván Meidinger értekezését, a kisérleteket az én vizbontó czelláimmal ismételtem s azt találtam, hogy azok, melyek legnagyobb hőnyelést adtak, egyúttal legnagyobb hiányt mutattak a szabaddá lett oxygénben.

324

445. A föntebbi kisérletekben fejlődött ozonmennyiségek közönséges eszközökkel egyáltalában megmérhetetlen csekélyek lennének. S még is a sugárzó hőre gyakorolt hatása oly nagy, hogy e tekintetben az olajképző gázzal vagy a bórsav-aetherrel is vetekedik. Egyenlő tömeg mellett mind a kettőt felülmulná. Az általam megvizsgált elemi gázok között egy sincs, mely csak közelítőleg is úgy viselné magát, mint az ozon. Lengéseiben hatalmasan meg kell az étert rezdítenie. Ha az ozon oxygén, úgy csoportokká egyesült oxygénatómokból kell állnia. Vajjon csakugyan oxygén-e vagy a hydrogénnek valami vegyülete, e kérdésnek feloldását következő módon kisérlettem meg. A hő szétdúlja az ozont. Ha az ozon csupan oxygen, úgy a hő közönséges oxygénné alakitaná; ha pedig mint némely chemikusok vélték, hydrogénvegyület, hgy oxygénné és még vízgőzzé változtatná. Egymagában a gáz az oxygénnek semleges hatását tanusítaná a kisérleti csőben, de valószinű, hogy a gáz meg a vízgőz, észrevehetően erősebb hatást gyakorolnáuak. A villanyos vegybontáskor fejlődött és megszárított gázt először vörös izzásig hevített üvegcsövön át egyenesen vezettem be a kisérleti csőbe, azútán pedig megszárítás nélkül, közvetetlenül vezettem be. Biztosan eddig nem állapíthattam meg különbséget a szárított és nem szárított gáz között, s ha a hevítés csakugyan fejlesztett is vízgőzöket, úgy az eddig alkalmazott kisérleti segédeszközök nem voltak elegendők a vízgőzök fölfedezésére. Ez okból most még megmaradok azon hitben, hogy az ozont az elemi oxygén atómainak rezgő csoportokká való egyesülése alkotja s hogy a hevítés e köteléket felbontja s az atómokat egyenként engedi rezegni. Ily módon képtelenekké válnak az atómok, úgy a mozgás letartóztatására, mint annak gerjesztésére, holott rendszerekké egyesülve képesek lehetnek mind a kettőre *.

* Az ozon alkatára vonatkozó fentebbi következtetésemet oly időben tettem, melyben az ozont a legnagyobb tekintélyek egyes atómokból állónak, a közönséges oxygént pedig atómcsoportnak tartották. Chemiai vizsgálatok azóta azt a nézetet alapították meg, mely a sugárzó hővel tett fentebbi kisérletekből vezettetett le.

325

446. Oly tényekre fogom most irányozni figyelmöket, melyek igen megleptek és megzavartak engemet, midőn azokat megfigyeltem. Egy alkalommal annyi alkoholgőzt bocsátottam a kisérleti csőbe, hogy egy hüvelyknek 0,5 részével leszorítsa a higanyoszlopot. E gőz 72 fokú elhajlást okozott. Mialatt a tű e magas számra mutatott s mielőtt a gőzt kiszivattyúztam volna, száraz levegőt eresztettem a csőbe s azalatt, míg beáramlott, véletlenségből a galvanométerre pillantottam.

447. Meglepetésemre a tű hamarosan a zérusra esett s aztán 25 fokig haladott a másik oldalon. A hatástalan légnek belépte nem csak semlegesítette az elébb megfigyelt hőnyelést, sőt még jelentékenyen fel is billentette a mérleget, az oszlopnak a hőforrás felé néző oldala javára. Ismételvén e kisérletet, a tű 70 fokról zérusra ment s innét 38 fokra a másik oldalon. Kén-aether-gőznek csekély mennyisége hasonlóképen 30 fokú elhajlást idézett elé: s midőn száraz levegővel töltöttem meg a csövet, a tű gyorsan a zérusra esett s 60 fokra csapott át az ellenkező oldalon.

Látván e rendkívüli hatásokat, először azt gondoltam, hogy a gőzök hőgátló hártyákként csapódtak le a kősólemezekre; s hogy a levegő, midőn belépett, e hártyákat eltávolította s szabad átmenetet szerzett a hőforrás hevének.

448. Azonban csak rövid meggondolás kellett e föltevés eloszlatására. A hártyák eltávolítása legfeljebb azon állapotot állíthatta volna ismét vissza, mely a gőznek a csőbe való lépte előtt volt. Az elgondolható, hogy a tűt visszaterelhette volna zérusra, de nemleges elhajlást nem idézhetett elé. Még is szétszedtem a csövet s pontos vizsgálat alá vetettem a kősólemezeket. Csapadékot, a milyet gyanítottam, nem vehettem észre. A só, mialatt a gőzzel érintkezett, tökéletesen átlátszó maradt. Hogyan lehet tehát a fennleirt hatásokat megmagyarázni?

449. A hőhatást, mely a levegőnek valamely űrbe való beáramlásakor létesül, már ismerjük. Tudjuk, hogy a levegő

326

a borító oldalaihoz ütődvén, megmelegszik. Lehetséges-e, hogy a levegő az így támadt hőt az alkohollal és az aethergőzökkel közölvén, s ezek azt az oszlop felé sugározván, az elnyelt hő ne csak pótoltassék, hanem még többlet is származzék? A döntő kísérlet itt magától kinálkozik. Ha a megfigyelt hatást csakugyan annak kell tulajdonítani, hogy a levegő megmelegszik, midőn a légritkított térbe, melyben a gőzök vannak, beáramlik; akkor ugyanazt a hatást úgy is meg kell kapnunk, ha az eddig használt hőforrásokat egészen eltávolítjuk is. Ez pedig arra az új s az első pillanatban tökéletesen paradoxnak látszó feladatra vezet bennünket: határoztassék meg valamely gáznak vagy gőznek sugárzása és hőnyelése, a gázalakú testen kívül levő hőforrás nélkül.

450. Állítsuk fel tehát készülékünket, elhagyván mind a két hőforrást. Itt van az üvegcsövünk; egyik végét kősólemez zárja, a másikat üveglemez, mert arra most nincs szükségünk, hogy a hő e végen átmenjen. A galvanométerrel közlekedő oszlop a sólemez előtt áll. Külön hőforrás most ugyan nem hat az oszlopra, még is látják, hogy a tű nem épen a zéruson áll meg. E szoba falai ugyanis és a körül ülő emberek mind meg annyi hőforrások, melyeket hogy semlegesítsék és a tűt a zérusra tereljem, az oszlopnak hidegebb oldalát meg kell kissé melegítenem. Megtehetem pedig ezt minden nehézség nélkül, langyos vízzel telt koczkát állítván fel egy bizonyos távolságban. A tű most a zéruson áll.

451. Ki lévén a kisérleti cső szivattyúzva, most belé eresztem a levegőt, míg meg nem tölti. A levegő most meleg; mindenik atóm rezeg, s ha ezen atómoknak elegendő erejök volna, hogy mozgásukat az éterrel közöljék, úgy minden egyes atóm kiinduló pontja volna egy-egy hullámsornak, mely az oszlop lapját találná. De önök alig vehetnek észre mozgást a galvanométer tűjén, s ebből azt következtethetik, hogy a lég sugározta hőnek rendkívül csekély a mennyisége. Az elhajlás mindössze 7 fok.

327

452. De még e hét foknyi elhajlás sem tulajdonítható a levegő sugárzásának. De hát minek? Kinyitván a cső egyik végét, béllés gyanánt darabka fekete papirost teszek bele; e papiros nem egyéb, mint oly gyürű, mely 12 hüvelyknyi hosszan födi a cső belső felületét. Zárjuk be ismét a csövet s ismételjük a kisérletet. A levegő beömlik; de tessék a tűre nézni: már is végig repült a hét foknyi iven. Ime, látják e darabka papiros-béllés befolyását. A levegő megmelegíti e papirost s ez sugároz oly dúsan az oszlop felé. Ugyanezt, habár csekélyebb mértékben, kell tennie a cső felületének is, s véleményem az, hogy e felület sugárzásának és nem magának a levegő sugárzásának kell tulajdonítanunk az imént nyert hét foknyi elhajlást.

453. El lévén a papiros-béllés a csőből távolítva, levegő helyett nitrogénoxydult bocsátunk a csőbe; a tű 28 fokra csap s mutatja, mennyivel nagyobb e gáz sugárzása a levegőénél. Ha a légszivattyút megindítjuk, a csőben lévő gáz meghűl; s az oszlop kölcsönöz neki meleget. Ime 20 foknyi elhajlás az ellenkező oldalra lett a következmény.

454. Nitrogénoxydul helyett olajképző gázt bocsátok a kiürített csőbe. Azt már láttuk, hogy e gáz jelentékeny hőnyelő és sugárzó. Atómjai most meg vannak melegítve s ugyancsak megmutatják erejöket. A tű 67 foknyi ivet fut meg. Hadd adjon a gáz túl a melegén, a tű pedig térjen vissza a zérusra. Járatván a szivattyút, a csőben lévő gáznak be állott hűlése 40 fokú elhajlást idéz elé a hideg oldalán. E tények biztosan megadják a nyitját az alkoholnál és az aethergőznél elébb megfigyelt rejtélyes hatásoknak.

455. Nevezzük a gáznak az űrbe való beömlése okozta megmelegedését, kényelem kedvéért, dynamikai megmelegedésnek, kisugárzását dynamikai kisugárzásnak és hőnyelését, midőn szivattyúzás következtében meghűl, dynamikai hőnyelésnek. Ha e kifejezéseket elfogadjuk, akkor a következő tábla megmagyarázza maga magát. Azon

328

legszélsőbb határ van benne adva, meddig a tű akkor lengett, midőn a gáz a kisérleti csőbe lépett.

A gázok dynamikai sugárzása
Név Az első lengés
határa
levegő
oxygén
hydrogén
nitrogén
szénoxyd
szénsav
nitrogénoxydul
olajképző gáz		 7°
7
7
7
19
21
31
63

456. Észreveszszük, hogy a sugárzó erőknek ezen új meghatározás által nyert rendje ugyanaz, melyet elébb, egészen különböző módszert alkalmazva, találtunk. Nem szabad elfeledni, hogy a dynamikai sugárzásnak felfedezése nem régi dolog s hogy erre vonatkozólag még nincsenek kikutatva a tökéletes pontosság feltételei; de annyi bizonyos, hogy a kisérletnek e módja a pontosság legmagasabb fokáig vihető.

457. Térjünk most vissza gőzeinkhez. Velök foglalkozván, azon leszek, hogy oly két hatást egyesítsek, melyek az első pillanatban tökéletesen ellentéteseknek látszanak. Azt már láttuk, hogy valamely csiszolt, fémes felületnek rendkívül csekély a sugárzása, de azt is, hogy e sugárzás igen bő, ha máz födi a felületet. A fém atómjai közvetítőre szorulnak, midőn mozgást kell közölniök a térbeli éterrel * s e közvetítőjök a máz. Bemázolhatják a fémes felületet valamely hatásos gáz réteggel is. Azon berendezéssel, melyet maguk előtt látnak, képes vagyok a G

* Ha megváltoztathatnók vagy a világtérben lévő közegnek a nevét vagy azt a nevet, melyet a chemikusok bizonyos illékony folyadékoknak adtak, ez nagyon czélszerű volna, mert bajosan kerülhetjük ki, hogy félre ne értessünk, midőn ugyanazt a szót használjuk oly egészen különböző tárgyak kifejezésére. (Lásd a magyar kiadáshoz készített függeléket.)

329

88-ik ábra.

(88. ábra) gáztartóban lévő olajképző gázból finom áramot kibocsátani ab hasított csövön keresztül, úgy, hogy C koczkának melegitett felületén vonuljon végig. Most a gáz még nem foly ki s C-nek sugárzását C' semlegesíti; de íme megindítom az áramot s habár a koczka felületének okvetetlenül meg kellett hűlnie, mert hiszen kénytelen volt az elvonuló gázt megmelegíteni, hatása mégis a sugárzás fokozásában nyilvánul. A mint a gázáram megindul, megindul a tű is s 45 foknyira hajlik el.

458. Ezen esetben fémet vontunk be gázzal, de érdekesebb és finomabb az a hatás, midőn valamely gáznemű testet más gázzal mázolunk be. E palaczkban valamelyes eczet-aether van, melyről tudják, hogy illékony anyag és igen erős hőnyelő. Odaerősítem e palaczkot a kisérleti csőhöz s úgy intézkedem, hogy annyi gőz ömöljék a csőbe, amennyi félhüvelykkel nyomja le a higanyoszlopot. Jelenleg tehát félhüvelyknyi nyomású gőz van a csőben. E gőzt mázul fogom használni. Az oxygén lesz azon elemi anyag, arany, ezüst vagy réz helyett, melylyel a csőben lévő gőz be fog mázolódni. A tű e pillanatban zéruson áll. Száraz oxygén ömölvén a csőbe, e gáz dynamikailag megmelegszik, de tudjuk, hogy nem képes melegét kisugárzani; a jelen körülmények

330

között azonban érintkezés áll be közötte és az eczet-aether gőze között, s midőn hőmozgását közvetetlen ütközés folytán a gőzzel közli, ez tovább küldheti a mozgást az oszlop felé. Tessék a tűre figyelni: 70 fokra hajtja a gőztömecsek sugárzása. Nem szükséges újra hangsúlyoznom azt a tényt, hogy e kísérletben ugyanaz a vonatkozás van a gőz és az oxygén között, mely a máz és a fém között volt az elébbi kísérletekben.

459. Kissé várakozunk, hogy a gőz túladhasson melegén; e gőz az oxygén által kifejtett hőmozgásnak a kisütője. A tű ismét a zéruson áll. Megindítván a légszivattyút, a csőben lévő gőz meghűl s íme, a tű majdnem 45 fokra csap a zérus másik oldalán. Igy lett meghatározva a következő táblában elésorolt gőzök dynamikai sugárzása és hőnyelése; oxygén helyett azonban levegő volt a gőz megmelegítésére szolgáló anyag. Itt is úgy, mint elébb, a tűnek első lengése van följegyezve.

A gőzök dynamikai sugárzása és hőnyelése.

  

elhajlás

sugárzás hőnyelés
1. Szénkéneg
2. jódmethyl
3. benzol
4. jódaethyl
5. methylalkohol
6. amylchlorid
7. amylén
8. alkohol
9. kén-aether
10. hangya-aether
11. eczet-aether		 14°
20
30
34
36
41
48
50
64
69
70		 60
8
14
16
18
23
26
28
34

43

460. Itt 11 különböző nemű gőzt használtunk a levegő bemázolására; s azt találjuk, hogy a hőnyelés tökéletesen azon rendben gyarapodik, melyben a külső hőforrásokkal tett kísérleteknél gyarapodott. Azt is látjuk, mily tökéletesen megfelel egymásnak a dynamikai sugárzás és hőnyelés, s mint növekszik és fogy egyik a másikkal.

331

461. Az anyagnak azon csekély mennyisége, mely a sugárzó hőre gyakorolt e hatások némelyikénél tekintetbe jő, már meg volt említve; s most egy kísérletet kivánok leirni, mely e mennyiségre nézve az eddigieknél még meglepőbb például fog szolgálni. A bórsav-aether gőzének hőnyelése felülmulja (lásd a 433-ik §.) az eddig megemlített, valamennyi anyag hőnyelő képességét, s feltehető, hogy dynamikai sugárzása is lépést tart hőnyelésével. A kísérleti csövet kiszivattyúzzuk, oly tökéletesen, a mint csak lehet; s annyi bórsav-aether gőzt bocsátunk belé, a mennyi 1/10 hüvelykkel nyomja le a higanyoszlopot. A barométer ma 30 hüvelyken áll; a csőben lévő gőz nyomása tehát most annyi, mint egy légnyomásnak 1/300 része.

Száraz levegőt eresztvén a csőbe, e levegő megmelegíti a gőzt s a dynamikai sugárzás 56 fokú elhajlást idéz elé.

Megindítván a légszivattyút, addig csökkentem a csőben a nyomást, míg 0,2 hüvelykre nem esik; ez pedig annyi, mint a légnyomásnak 1/150 része. A bórsav-aether gőzéből egy bizonyos rész bennmarad a csőben. E maradék nyomása, 1/150 része a csőbe először bebocsátott gőz nyomásának. Ismét száraz levegőt bocsátván be, 42 fokú a gőzmaradék dynamikai sugárzása által eléidézett elhajlás.

Jártassuk újra a légszivattyút mindaddig, míg 0,2 hüvelyk nem lesz a légnyomása. A csőben maradt aethergőz mennyisége most megint 1/150 része annak, mely az utolsó kisérletben jelen volt. E maradék dynamikai sugárzása 20 fokú elhajlást ad.

Két további kisérlet, ugyanily módon megtéve, 14 és 10 fokú elhajlást adott. Most az a kérdés, milyen volt a bórsav-aether gőz sürűsége ez utóbbi két elhajlás esetében? Feleletet ad e kérdésre a következő tábla.

332

A bórsav-aether gőzének dynamikai sugárzása.

Nyomás a légnyomás hányadrészeiben

    elhajlás
  

1

300

       56°
  

1

150

 ×

1

300

  = 

1

45000

 42
  

1

150

 ×

1

150

 ×

1

300

  = 

1

6750000

 20
  

1

150

 ×

1

150

 ×

1

150

 ×

1

300

  = 

1

1012500000

 14

1

150

 ×

1

150

 ×

1

150

 ×

1

150

 ×

1

300

  = 

1

151875000000

 10

462. A levegő megmelegítvén a cső belsejét, egymagában 7 fokú elhajlást idéz elé. A 10 fokú elhajlást tehát nem lehet egyedül a gáz sugárzásának tulajdonítanunk. Tíz fokból hetet levonva, maradna három fok. De ha szabad egészen mellőznünk az utolsó kísérletet, nem lehet benne kétségünk, hogy a 14 fokú elhajlásnak legalább felét a bórsavas aethergőzök maradékának kell tulajdonítanunk; ezt pedig, mint a mérésekből látjuk, 1000 millióval kellené szoroznunk, hogy megüsse a közönséges légköri levegő nyomását.

463. Még egy más, figyelemre méltó gondolat ötlik itt elénk. Kísérleti csövünkbe annyi olajképző gázt bocsátottunk, amennyi belé fért s ekkor meghatároztuk a gáz dynamikai kisugárzását. Vegyük már most tekintetbe e meleg-sugárzó gázoszlop állapotát a kisérlet alatt. Világos, hogy e gázoszlopnak a hővillanyoszloptól legtávolabb eső részei az előttök levő gázon keresztül kénytelenek sugárzani s hogy a gázoszlopnak előrésze sokat nyel el azon sugarak közül, melyek a hátul eső részekből indulnak ki. Kétséget nem szenved, hogy elég hosszúvá tévén gázoszlopunkat, az elöl-levő részeknek olyan volna a hátulsók sugárzására gyakorolt hatása, mint valamely áthatlan ernyőé. Elhagyván tehát gázoszlopunknak a hővillanyoszloptól legtávolabb eső részét,

333

ezzel csak igen csekély mértékben csökkentenők a sugárzás mennyiségét, mely a hővillanyoszlopot tényleg eléri.

464. Hasonlítsuk most össze valamely gőznek dynamikai sugárzását az olajképző gázéval. A gőzöknél csak félhüvelyknyi nyomást használtunk, a gőz sugárzó tömecsei tehát sokkal távolabb állanak egymástól, mint a 60-akkora nyomás alatt lévő olajképző gáz tömecsei; ebből pedig az következik, hogy a gőzoszlop hátsó részei sugárzásának aránylag szabad az útja, melyen ama sugárzás a hővillanyoszlopot elérheti. E szemlélődésből kitünik, hogy a kisebb nyomású gőznél a cső hosszának nagyobb része működik a sugárzás javára, mint a nagyobb nyomású olajképző gáznál. Ez ismét azon következtetésre vezet, hogy ha a csövet rövidebbé teszszük, ezzel a sugárzást erősebben csökkentjük a gőznél, mint a gáznál. Vizsgáljuk meg elmélkedésünket kisérlet által.

465. A következő négy anyag dynamikai sugárzását – 2 láb és 9 hüvelyk lévén a kisugárzó oszlop hossza, – meghatároztam, s a melléjök irt elhajlásokat találtam:

olajképző gáz
kén-aethergőz
hangya-aether
eczet-aether 		63°
64
69
70

Legcsekélyebb dynamikai sugárzást tanusított ez esetben az olajképző gáz.

466. Egészen hasonló módon, de 3 hüvelyk – az elébbinek 1/11 része – hosszú csővel tett kísérletek következő elhajlásokat adtak:

olajképző gáz
kén-aethergőz
hangya-aether
eczet-aether 		39°
11
12
15

Okoskodásunk tehát teljesen igazolva van. Be van bizonyítva, hogy a hosszú csőben a gőz dynamikai kisugárzása felülmúlja a gázét, a rövidben pedig a gáz dynamikai sugár-

334

zása múlja felül a gőzét. Az eredmény bebizonyítja, ha bizonyítás még egyáltalán szükséges, hogy a gőztömecsek, habár a légben csak igen ritkásan vannak is elhintve, valóban ezek a sugárzás középpontjai.

467. Szándékosan kerültem eddig a mi világunkban legfontosabb gőzre, a vízgőzre való minden hivatkozást. Tudják, hogy e gőz mindig el van terjedve légkörünkben. A legderültebb nap sem ment tőle, sőt az Alpokban épen a legtisztább ég gyakran a legcsalfább, mert kék szinét a levegő vízgőztartalmának gyarapodása még kékebbé teszi. Arra tehát nem szükséges emlékeztetnem, hogy vízgőzről lévén szó, nem olyasmit értünk alatta, a mi látható; a vízgőz nem köd, nem is felhő, sem pedig párafüst. Mindezek vízzé sürűdött gőzből képződtek; de a valódi gőz, melylyel foglalkozni akarunk, láthatatlan, átlátszó lég. A légkörben mindenütt el van terjedve, habár igen különböző arányban.

468. Bebizonyítandó, hogy a bennünket most környező levegőben van vízgőz, egy rézedény áll az asztal előrészén, mely egy órája meg lett töltve törött jégből és sóból álló keverékkel. Akkor fekete volt a felülete, most pedig fehér; egészen ellepte a dér, mely úgy képződött, hogy a vízgőzök az edény falain elébb vízzé sürűdtek, azután megfagytak. E fehér tömeg levakarható, s a mint a fagyott gőz le van szedve, ismét elétünik az edény fekete felülete. Most már annyi van lekaparva a megfagyott gőzből, hogy egy tisztességes hólabdát csinálhatok belőle. Menjünk egy lépéssel tovább. E havat beteszem egy mintába s jégtömbbé sajtolom össze önök előtt. Ezzel pedig, ki sem menve a szobából, kísérletileg megmagyaráztuk a glecscserek csinálódását eleitől vegig. Az edény befödésére használt üveglemezen, a gőz nem fagyott meg, csak összesürűdött, de oly bőségesen, hogy a lemezt oldalvást tartván, patakban foly le róla a víz.

469. E gőznek csekély a mennyisége. Légkörünknek körülbelül 991/2 százaléka oxygén és nitrogén; a többi 0,5-ből

335

0,45 a vízgőz*; a maradék szénsav. Ha még nem tudnók, hogy végtelen csekély mennyiségű anyag is gyakorolhat a sugárzó hőre hatást, úgy kétségbe eshetnénk azon, vajjon észlelhető mérvű lesz-e légkörünk vízgőzének hatása? És valóban, egy ideig elhanyagoltam ezen anyag hatását, s alig hittem az első eredménynek, midőn műhelyünk vízgőzének hatását 15-akkorának találtam, mint azon levegőét, melyben a vízgőz el volt terjedve. Ez azonban még épenséggel nem fejezi ki a vízgőznek és a száraz levegőnek valódi viszonyát.

470. E pontot felvilágosítandók, visszatérünk elébbi (1-ső rajzlap) berendezésünkhöz, sárgarézcsövet használván, és a két hőforrást a hővillanyoszlop ellenkező oldalaira helyezvén. Elébb a száraz levegővel tett kisérletet ismétlem, ilyen levegőt eresztvén a kisérleti csőbe. A tű nem mozog észrevehetőleg. Ha egészen közel lennének, körülbelül egy foknyi mozgást láthatnának. S még csekélyebb volna a hatás, ha egészen tiszta levegőt kaphatnánk. Még egyszer kiszivattyúzzuk a kísérleti csövet s belé bocsátjuk e szoba levegőjét és pedig közvetetlenül s nem a szárítókon keresztül. Látják, a mint a levegő belép, a tű is megindul s végleges elhajlása 48°. A tű állandóan fog e számra mutatni mindaddig, míg a hőforrások állhatatosak maradnak és a levegő benn marad a csőben. E 48 fokú elhajlás 72-vel kifejezett hőnyelésnek felel meg, vagyis azon vízgőz, melyet e szoba levegője ma foglal magában, 72-akkora hatást gyakorol a sugárzó hőre, mint maga a levegő.

471. Ezen eredményre könnyen, de még is csak kellő gondossággal juthatunk. Száraz levegőt nedvessel hasonlítván össze, okvetetlenül szükséges, hogy az anyagok tiszták le-

* E csekély sürűség indította Magnus tanárt arra, hogy midőn első kisérleteit tette a levegő vízgőzével, ezeket mondja: "már előre is világos, hogy az ily gőznek nem lehet észrevehető befolyása." Ha a máskülönben oly óvatos vizsgáló úgy vette volna vizsgálat alá a tárgyat, mint mi az elébbi kisérletekben, úgyhiszem, nem mondta volna ez állítását.

336

gyenek. Hónapokig dolgozhatunk tökéletlen szárítókkal és soha sem kapunk oly levegőt, mely a sugárzó hőre való hatásnak majdnem teljes hiányáról tanuskodnék. A szerves tisztátalanságoknak oly mennyisége, mely szemmel ki nem vehető, elegendő, hogy ötven akkorává növeszsze a levegő hatását. Ismervén a hatásokat, melyeket bizonyos esetekben az anyagnak majdnem végtelen csekély mennyisége eléidézhet, jobban el vannak e tényekre készülve, mint én voltam, midőn azok először felébresztették figyelmemet. Az imént nyert kísérleti eredménynek pedig, feltéve hogy helyes, oly nagy befolyása lesz a meteorologia tudományára, hogy magát ezen eredményt csakis a leggondosabb vizsgálat után szabad elfogadnunk. Mindenek előtt tessék e darab kősót megnézni; a másik szobából hozattam ide, hol vízmedencze mellett állott, de látható nedvességgel nem érintkezett. Nedves lett. A kősó nedvszívó anyag s felületén könnyen megsűríti a nedvességet. Itt van egy csiszolt lemez ugyanazon anyagból, s most egészen száraz. Rálehellek s íme, a nedvességhez való vonzalma azt okozza, hogy lehelletem gőze a vékony levelkék szineit * igen szépen mutató hártya alakjában lepi el felületét. A 353-ik §-beli táblából tudjuk, hogy a kősó oldata mily rosz átbocsátója a hősugaraknak, s így kérdés támad: vajjon nem mértük-e mi a kősólemezünkre lecsapódott efféle oldat vékony rétegének hatását, midőn az imént nem szárított levegővel tettünk azon hiszemben kísérletet, hogy tisztán a levegő vízgőzeinek hatását mérjük?

472. Ha vigyázatlanul dolgozunk, vagy ha a sólemezeket szántszándékkal megnedvesítjük, könnyen kaphatunk víz-

* Ha a csiszolt kősólemeznek olyan az állása, hogy a reá eső fénysugarat valamely ernyőre veti; s ha a lemez előtt egy lencse áll és pedig oly helyzetben, hogy a lemez csiszolt felületének képe az ernyőn keletkezzék; és ha ekkor üvegcsövön keresztül lehelünk a kősólemez felé, azonnal keletkeznek gyürűk a legszebb szivárványszinekben, melyeket százan és százan láthatnak egyszerre. A szinek sorrendje ugyanaz, mint a Newton-féle gyürűkön.

337

gőzcsapadékot. E pontra nézve minden tapasztalt kisérlettevő csakhamar tisztába jő magával; de a helyes kisérletezésnél az a fődolog, hogy azon körülmények mind kizárassanak, melyek a természethez intézendő, világos és egyszerű kérdéseket behomályosítják és összebonyolítják. Most támasztott gyanúnk elhárítására meg kell mindenekelőtt a sólemezeket vizsgálnunk; ha kellően végeztük a kisérletet, úgy a nedvesség legkisebb nyomának sem szabad a felületen mutatkoznia. Hogy még biztosabbá tegyem e kisérlet sikerét, valamit változtatok készülékünk berendezésén. Hővillanyoszlopunk, a maga két visszaverőjével együtt, eddig egészen kívül állott a kisérleti csövön. Most leveszem az oszlopról a bal oldalon lévő visszaverőt és betolom a kisérleti csőbe. A visszaverő üres kúpja fel van hasítva az alján (89. ábra), (ez az 1-ső rajzlapbeli felállítás azon egyetlen különbséggel, hogy a P oszlop egyik visszaverője most benn van a csőben), úgy hogy saját feszülésénél fogva szorosan oda nyomódik a cső belső felületéhez. A visszaverő külső és a cső belső felülete közötti tér meg van töltve olvadt chlórmész-darabkákkal, melyeket huzalfátyol akadályoz a kihullásban. Ez meglévén, a kősólemezt ismét visszaerősítem. Ha most még az oszlop lapját közel állítom a kősólemezhez, de úgy, hogy egymással ne érintkezzenek, akkor a felállítás be van fejezve.

89-ik ábra.

473. Először is megjegyzendő, hogy az a sólemez, mely a hőforrás közelében áll, soha sem nedvesül meg, föltéve,

338

hogy nem nagyon durvák a kisérletek. Minthogy közel áll a hőforráshoz, ennek melege a legparányibb nedvességet is képes elűzni felületéről. A veszedelemnek a másik lemez van kitéve s épen azért, hogy egészen szárazak maradjanak e másik lemez szélei, használunk chlórmeszet. E lemez széleit tehát nedves levegő el nem érheti, közepére pedig, melynek területe körülbelül egy négyzet hüvelyk, az egész sugárzást rávetjük. A priori is beláthatjuk, hogy nedvhártyának itt lehetetlen összegyülnie; s a tény igazolja következtetésünket. Megvizsgálván ismét, mint elébb, e terem száraz és nem szárított levegőjét, azt találjuk most is, hogy a nem szárított hetvenakkora hatást idéz elé mint a szárított. A tűt most a nem szárított levegő hőnyelése tereli el; hagyjuk e levegőt a csőben, csavarjuk le a sólemezt s vizsgáljuk meg felületét. Nagyító lencsét is használhatunk e czélra, de nagyon kell vigyáznunk, hogy lehelletünk ne érje a lemezt. Gondosan meg volt e lemez csiszolva, a midőn ráerősítettük a csőre; most is tökéletesen sima. Üveg vagy hegyi-kristály felülete sem lehetne mentebb a nedvességnek minden nyomától. Végig vonván felületén száraz kendőbe burkolt újamat, semmi nyom sem marad rajta. Nedvesség lecsapodásának legkisebb nyoma sem mutatkozik; s a mint láttuk, a hőnyelés még is bekövetkezett. E kisérlet döntő azon feltevés ellenében, hogy a megfigyelt hatások nem a vízgőznek, hanem a sósvizes hártyának volnának tulajdonítandók.

474. De még mindig fennmaradhatna az a kétely, hogy talán mégis jelen van a nedvesség, habár nyomát sem fedezhetjük fel. E kételyt következő módon hárítjuk el: a kísérleti csövet leoldom az előkamráról s mind a két sólemezt eltávolítom. A cső most mind a két végén nyitva van, s majd e nyitott csőbe bocsátván száraz és nedves levegőt, összehasonlítom a sugárzásra gyakorolt hatásukat. Itt is, úgy mint minden más esetben, a kisérlettevőnek érvényesíteni kell gyakorlati tapintatát. Egyfelől a hőforrás, másfelől az oszlop is ki van téve a szabad levegőnek; a legparányibb rázkódás,

339

az egyiket vagy a másikat érvén, az általunk keresett hatást vagy megzavarná, vagy egészen elrejtené. A levegőnek e szerint, úgy a hőforrás, mint az oszlop közelében, a legcsekélyebb rázkódás nélkül kell a kisérleti csőbe bevezettetnie. A kísérleti cső hossza most 4 láb és 3 hüvelyk; a C csap (90. ábra) egy kaucsuk-tömlővel áll kapcsolatban, melybe közönséges levegő van, szorítva egy rátett súlynak gyönge nyomása által. A másik, D mellett lévő csapot t hajlékony cső a légszivattyúval köti össze. C csap és a kaucsuktömlő közé illesztjük a szárító csöveket; s ha a csapot kinyitjuk, a levegő lassacskán átmegy a szárító csöveken s bevonul a kísérleti csőbe. Ezzel egyidejűleg a légszivattyú lassan dolgozik, minek következtében a száraz levegőt D felé vonjuk. A C csap és az S hőforrás köze 18 hüvelyk; D csap és P oszlop között pedig 12 hüvelyk. A C pótkoczka és a H ernyő ugyanarra a czélra valók, mint elébb. Elszigetelvén ekként a cső közép részét, a száraz levegőt nedvessel cserélhetjük fel, vagy a nedveset szárazzal, anélkül, hogy bármily mozgás érné akár a hőforrást, akár az oszlopot.

90-ik ábra.

475. Most a csőben a műhely közönséges levegője van; s a galvanométer tűje állandóan a zérusra mutat. Ez után oly levegőt bocsátok C-n át a nyitott csőbe, mely a szárító készüléken ment át s mialatt bevonul, a légszivattyúval dolgozom a fennebbi leírás szerint. Jegyezzék meg a hatást. A midőn a száraz levegő belép, a tű megindul s mozgásának

340

iránya mutatja, hogy több hő megy át most, mint az imént. Az, hogy a műhely levegőjének helyét száraz levegő foglalta el, a hősugarak jobb átbocsátójává tette a csövet. Az így nyert végleges elhajlás 45°. E helyen a tű veszteg marad s a száraz levegőnek további bevezetése által e ponton túl nem hajtható.

476. Szüntessük meg a száraz levegő bevonulását s a légszivattyú járását. A tű visszafelé megy, de nagyon lassan s ezzel azt jelzi, hogy a külső levegő vízgőze szintén lassan terjed el a cső száraz levegőjében. Megindítván a légszivatytyút, gyorsítjuk a száraz levegő kitakarodását s a tű gyorsabban megy vissza; most a zérusra mutat. Százszor egymásután ismételhetjük e kisérletet, nem lesz eltérés az eredményben. Ha száraz levegő vonul a csőbe, a tű változatlanul 45 fokra megy s a hőátbocsáthatóság gyarapodását árulja el; ha ellenben nem szárított levegő lép a szárított helyébe, a tű visszamegy a zérusra s hőnyelés gyarapodásáról tanúskodik.

477. De a légkör ma nincs telítve vízgőzökkel; következéskép ha telítve volna, még erősebb hatást várhatnánk. Eltávolítom a szárító készüléket s U-alaká csövet teszek a helyébe. E cső tele van párolt vízzel nedvesített üvegdarabkákkal. Most ezeken vonul át a tömlőből kiszorított levegő, s ha egyúttal a légszivattyút is jártatjuk, a műhely nedves levegőjét még nedvesebbel cseréljük fel. Nézzék az eredményt. A tű mozog és pedig oly irányban, mely a hőnyelés gyarapodásáról tanúskodik. A végleges elhajlás 150.

478. Lényegében tehát itt is ugyanarra az eredményre jutottunk, mint elébb, mikor kősólemezek zárták csövünket; nem lehet tehát a hatást a lemezek felületére lecsapódott nedv-hártyának tulajdonítani. Legyen pedig még megjegyezve, hogy e kísérletekben, ha helyesen vannak téve, a szeszélyeskedésnek vagy bizonytalanságnak nyoma sem látszik. Különböző napokon és évszakokban tétettek; a cső le volt véve és ismét visszatéve; hires férfiak megjegyzései, kik megszem-

341

lélték a kísérleteket és vizsgálat alá vették az eredményeket, tekintetbe vétettek; de eltérést a közlött eredményektől nem lehetett észlelni. Bármiféle lég vonul be a csőbe, mindenkor föllép az illető lég jellemző hatása; a tű a legteljesebb ellenőrzés alatt áll; szóval, a szilárd vagy folyékony testekkel tett kísérletek közül egynek sem oly biztos a sikere, mint a száraz és nedves levegővel imént tett kisérleteké.

479. Könnyen kiszámíthatjuk az összes sugárzás azon százalékát, melyet a közönséges levegő C és D pontok között nyelt el. Ha ezt az ónernyőt a kísérleti cső és a hővillanyoszlop közé állítjuk, úgy a hőforrások egyike tökéletesen el lesz vágva, s a másik hőforrás által eszközölt elhajlás az összes sugárzást ábrázolja. Megtartván az eddig felvett egységet, ezen elhajlás körülbelül 780-nak felel meg, az egység azon mennyisége levén a hőnek, mely a tűt 0 fokról 1 fokra hajtja. A 45 fokú elhajlás 62 egységnek felel meg; 780-ból tehát ez esetben 62-t nyelt el a nedves levegő. Százalék szerint a következő arány fejezi ki a hőnyelést:

780 : 100 = 62 : 7,9

A légköri levegőnek azon gőze tehát, mely C és D között volt a csőben, majdnem 8 százaléknyi hőnyelést okozott. A tökéletesen telített levegő jóval nagyobb hőnyelést ad.

480. Bekövetkezik pedig e hőnyelés, noha a hő már a forrástól a C felé, és D-től az oszlop felé vezető útjában félig-meddig átszűrődött. Azon felül még valószínű, hogy a nedves levegőt csak félig-meddig pótolta a száraz. Más kisérleteknél 4 láb hosszú s belül csiszolt csövet használván, azt találtam, hogy a légkör gőze közép szárazságú napon 10 százalékot nyelt el hőforrásunk sugárzásából. Ha a földet hőforrásnak tekintjük, úgy hevéből a földfelülettől mért 10 lábnyi magasságig már legalább 10 százaléknak le kell tartatnia. * Ezen egyetlen

* Teljes okom van hinni, hogy a hőnyelés még ennél is jóval jelentékenyebb.

342

tény is figyelmesekké tesz bennünket arra, mily roppant befolyásúnak kell lennie a vízgőz ezen újabban felfedezett tulajdonságának a meteorologia tüneményeire.

480 a. De még sem hárítottunk el minden kifogást. Arra figyelmeztettek, hogy műhelyünk levegője tisztátalan lehet, s a londoni levegőben szétoszlott szénrészecskékre is utaltak, mint a vízgőznek tulajdonított hőnyelés lehető okára. De a fennebbi eredményeket úgy is megkaptam, ha a készüléket kivittem a műhelyből; elékerültek e teremben is. Azonfelül levegőt hozattam különböző helyekről, áthatlan tömlőkben: Hyde Park-, Primrose Hill-, Hampstead Heath-, Epsom Downs-ról (a Grand Stand közeléből); egy mezőről Newport mellett, Wight szigetén; St. Catharine's Downból, Wight szigetén; a tengerpartról Black Gang Chine mellett. Mindezen helyek levegőjének vízgőze, a fenn-leírt módon vizsgálva, 70 akkora hatást gyakorolt mint a levegő, melyben e vízgőz szét volt oszolva.

481. Ez után következő módon tettem kisérleteket. A műhelyből való levegőt addig szárítottam és tisztítottam míg hőnyelése csekélyebb lett egy-nél. A tisztított levegőt átvezettem U alakú csövön, mely tele volt párolt vízzel nedvesített, de máskülönben tökéletesen tiszta üvegdarabkákkal. A szárított levegő semmi hatást sem mutatott, bizonyságaúl annak, hogy a bajt okozható anyagok mind el voltak belőle távolítva; midőn pedig az U-csövön átvonult, tiszta vízgőznél nem vehetett fel egyebet. A kísérleti csőbe így bebocsátott gőznek 90 akkora volt a hatása, mint azon levegőé, mely e gőzt magával vitte.

482. De a helyes és tudományos kritika még ezzel sem éri be. Az a cső, melylyel e kísérleteket tettem, belül csiszolva van, s következéskép azt lehetne gyanítani, hogy a nedves levegő gőze, midőn bevonul, lecsapódik a cső felületére, csökkenti e felület visszaverő erejét s a külszín szerint ép oly

343

hatást okoz, mintha hőnyelés ment volna végbe. Erre először azt lehet felelni, hogy a letartóztatott hőmennyiség a jelenlévő lég mennyiségével arányos. Mutatja ezt a következő tábla, adva lévén benne a nedves levegő hőnyelése 5-től egészen 30 hüvelyknyi higanyoszlopnak megfelelő nyomásig.

Nedves levegő.

Nyomás hüvelykekben megfigyelt kiszámított

hőnyelés
5
10
15
20
25
30		 16
32
49
64
82
98		 16
32
48
64
80
96

483. E tábla harmadik, függőleges sora azon feltevés szerint van kiszámítva, hogy a hőnyelés arányos a csőben lévő gőzmennyiséggel. A kiszámított és a megfigyelt eredmények egyezése mutatja, hogy a megfigyelés határain belül ez csakugyan úgy van. Nem lehet feltételezni, hogy oly szabályos hatásokat, mint a milyenek ezek, melyek oly összevágók a más gőzök, sőt állandó gázok csekély mennyiségeivel nyert eredményekkel, a cső felületén végbemenő gőz sürűdésének kelljen tulajdonítani. Továbbá még az is áll, hogy midőn a csőben lévő levegő nyomása 5 hüvelyknyi volt, egy hatodrésze sem volt benne azon gőznek, mely e tér telítésére szükséges. A legszárazabb nap sem közelíti meg ezt a szárazságot. Hogy pedig sürűdés, különösen oly sürűdés állhasson itt elé, mely a visszaverő belső felületére hatva, épen a jelenlevő anyaggal tökéletesen arányos hőmennyiséget romboljon le, azt alig lehet elgondolni.

484. Kivánságom azonban az volt, hogy e fontos kérdés megoldásában a puszta okoskodás, ha még oly következetesnek lássék is az, egészen számkivetve legyen. Elhatároztam tehát, hogy nem csak a kősólemezeket hagyom el, hanem még a kisérleti csövet is, s a szabad körlég egy részét majd

344

mással fogom pótolni. E czélra a következő berendezésről gondoskodtam: C forró vízzel telt koczka szolgál hőforrásúl. Y felfelé álló üres sárgarézhenger, melynek szélessége 3,5 hüvelyk, magassága pedig 7,5 hüvelyk. P a hővillanyoszlop, G' a pótkoczka. G' és P között áll egy beigazító ernyő, az oszlop hátulsó lapjára eső hő szabályozása végett. Az egész berendezést egy borító födte, melynek belső terét ónlevelek egyes osztályokra osztották; ezek pedig lazán be voltak töltve papirossal vagy lószőrrel. Szükségesek voltak ezen, csak lassanként kitalált elévigyázati rendszabályok azért, hogy meg legyen gátolva a helybeli áramok képződése és visszatartóztatva a külső levegő szabálytalan hatása. A most mérendő hatás ugyanis igen csekély; el kell tehát minden okot távolítani, mely zavart idézhetne elé s csorbát ejthetne a hatás világosságán és tisztaságán.

91-ik ábra.

485. A henger alsó vége alá gyürűalakú r gázégetőt állítottam, melytől egy cső vonult a levegővel telt kaucsuktömlőhöz. A henger tele volt párolt vízzel nedvesített hegyi-kristály darabkákkal. A levegő tehát, a nyomásnak alávetett kaucsuktömlőből gyöngéden hajtva, lassan benyomúlt a kristály-darabkák közé; itt megrakódott vízgőzökkel s tovább

345

áramlott az oszlop és a C koczka között lévő térbe. A tű elébb a zéruson állott, de a mint a telített levegő a hengerből emelkedni kezdett, mindjárt megindult s végleges elhajlása 50 lett. Az elhajlás irányából kitűnt, hogy a telített levegő gyarapította az oszlop és a C koczka között lévő tér átlátszatlanságát.

486. A kvarcz-darabkákat ez után eltávolítottam s friss chlórmészdarabkákkal raktam tele a hengert, melyeken a levegő átvonult, úgy, mint az elébbi kisérletben a kvarczon. Mialatt azonban a chlórmeszen átvonult, nagy részben megfosztatott vízgőzétől s most már megszárítva foglalta el a közönséges levegő helyét a hőforrás és az oszlop között. A tű megindult, s 10 foknyi állandó elhajlást ért el; az elhajlás iránya mutatta, hogy a levegő közbelépte növelte a tér hőátbocsáthatóságát. Helyesen osztván be a levegő bevonulását, a tű kibillenését 15 egészen 20 fokra lehetett emelni. Eltérést ezen eredményektől a kisérlet ismétlése nem mutatott. A telített levegő mindannyiszor növelte a hőforrás és az oszlop közötti térben az átlátszatlanságot, a száraz levegő pedig mindannyiszor a hőátbocsáthatóságot. El voltak tehát hagyva nem csak a kősólemezek, hanem maga a kisérleti cső is, s az eredmények, a mennyiben a vízgőznek a sugárzó hőre gyakorolt hatását illetik, mind teljesen összevágók. *)

486 a. E nézetek támogatására sok figyelemre méltó észleletet tett közzé Richard Strachey ezredes, a kitünő meteorolog és királyi mérnök. És bizonysága annál nagyobb értékű, mert oly megfigyeléseken alapszik, melyek jóval elébb tétettek, még mielőtt valamit tudtunk volna a vízgőznek imént kifejtett tulajdonságáról. E fontos értekezésből, mely a Philosophical Magazine 1866. juliusi számában jelent meg, a megfigyeléseknek csak egyetlen egy jellemző sorozatát fogom idézni. Történtek pedig azok 1850-ik év márczius havának 4-ik és 25-ik napja között, mely időben "az ég feltűnően

* Lásd e mű végén a magyar kiadáshoz készített függeléket.

346

tiszta maradt, holott a vízgőz mennyisége nagyon változott". Az első függőleges sor a vízgőz feszültségét adja, a második pedig a hőmérőnek esését délutáni 6h 40m-től reggeli 5h 40m-ig.

A gőz feszültsége a hőmérő esése
0,888 hüvelyk
0,849    "
0,805    "
0,749    "
0,708    "
0,659    "
0,605    "
0,554    "
0,435    "		 6,0 °
7,1
8,3
8,5
10,3
12,6
12,6
13,1
16,5

Az egészben vett eredményt lehetetlen félreérteni. Hideg éjszakákon a hőmérő esését, mint a sugárzás erősségének kífejezőjét, megszabja a levegőben foglalt átlátszó vízgőz sokasága. A gőz jelenléte gátolja a sugárzás okozta veszteséget, távolléte pedig kedvez a sugárzásnak s előmozdítja az éjszaka hidegét.

487. Később még más, nyomós bizonyítékokat csatolunk az itt felhozottakhoz. Nem időzöm vala e tárgynál oly sokáig, ha oly fontos nem volna. Kötelességemnek tartottam elébe állani minden ellenvetésnek, hogy a meteorologok a legkisebb aggodalom nélkül értékesíthessék e kisérletek eredményeit. Tudományukra a nyert eredmények számtalanféleképen alkalmazhatók; s csak sajnálatomat fejezhetem ki, hogy ismereteim hiányossága nem engedi, magamnak megtennem a kellő alkalmazásokat. Engedelmökkel mind a mellett megérintek nehány pontot, melyek többé-kevésbbé szoros kapcsolatban látszanak lenni az imént megállapított tényekkel.

488. Meg kell pedig mindenekelőtt jegyezni, hogy a gőz, mely oly mohón nyeli a hőt, bőven is sugározza azt. E ténynek nagy mértékben kell szerepelnie a forróöv alatt. Tudjuk ugyanis, hogy a nap roppant gőztömegeket emel ki

347

az egyenlítői oczeánból s hogy közvetetlenül alatta, a szélcsöndek táján, a, gőz megsürűdéséből keletkezett eső özönben szakad. E dolgot eddig a fölemelkedő levegő tágulásával járó hűlésnek tulajdonították, s e hűlés, mint igazi ok, csakugyan elé is idézi az aránylagos hatást. De magának a gőz sugárzásának is kell befolyást gyakorolnia. Gondoljanak egy oszlopot telített levegőből, mely az egyenlítői oczeánról felemelkedik; egy darabig az ezen levegőbe keveredett gőzt majdnem tökéletesen telített levegő környezi. A fölemelkedő gőz sugároz, de a környező gőzbe sugároz. Kirchhoff pedig bebizonyította, hogy akármely gőz sugárzásának ugyan a fajta gőz kiválóan rosz átbocsátója. Fölfelé emelkedő oszlopunk sugárzását tehát egy darabig felfogja a körülfekvő gőz, s nagy részét vissza is téríti. Sürűdés, ily körülmények között, nem állhat be. A levegő vízgőzeinek sokasága azonban gyorsan csökken, a mint a magasba emelkedünk. Hooker, Strachey és Welsh megűgyeléseiből kitűnt, hogy a vízgőzök feszültsége erősebben csökken, mint a levegöé. Gőzoszlopunk tehát végre túl van emelve a védő ernyőn, mely kiterült fölötte, emelkedése kezdetén. Gözüres térben van. E térbe pedig akadály és visszapótlás nélkül sugározhatja melegét; s bizonyos, hogy egyrészt az ekként bekövetkezett hővesztésnek kell tulajdonítanunk a gőz megsürűdését és záporszerű földre szakadását.

489. Hasonló megjegyzések illenek a gomoly-felhők képződésére a mi szélességi fokaink alatt. Az ily felhő feje oly gőzoszlopnak, mely a föld felületéről fölemelkedik s megsürűdik, mihelyt egy bizonyos magasságot elért. A látható felhő tehát: vízgőzzel telt, láthatatlan légoszlopnak a tetőzete. Bizonyos, hogy az ily oszlop csúcsának, ha egyszer kiemelkedett a földet környező, alacsonyabb gőzernyőből s a szabad térbe meredez, sugárzás következtében meg kell hűlnie. Már egyedül e hatásban még van bizonyos mértékben a felhők képződésének physikai oka.

348

490. A hegyek sürítők gyanánt hatnak, egyrészt saját tömegök hidege által; e hideget pedig annak köszönik, hogy magas a fekvésök. Felettök nem terül eléggé sürű gőzernyő, hogy felfogja melegöket; hevök tehát visszapótlás nélkül áramlik a térbe. Mutatja e veszteséget a hőmérő gyors esése, a nap eltávozta után. Ezen esés pedig nem a levegő sugárzásának tulajdonítandó, hanem a föld, vagy maga a hőmérő sugárzásának. E szerint két hőmérő között, melyek közül az egyik kellően beburkolva, igazán megmutatja az éji levegő hőmérsékét, a másik pedig szabadon sugároz a tér felé, nagyobb lesz a különbség, ha magasabban, mintha alacsonyabb helyen vannak. A megfigyelés tökéletesen igazolja e következtetést. Martins és Bravais urak például a Mont-Blanc Grand-Plateau-ján 24 F. fokúnak találták az ily két hőmérő között a különbséget, míg Chamouniban csak 10 F. fokú különbséget észleltek.

491. De a hegyek azért is hatnak sürítők gyanánt, mert a nedves szeleket fölfelé terelik s ezzel a levegő kitágulását eszközlik. Az így eléidézett hálós ugyanaz, mely a meleg légoszlopnak a légkörben való közvetetlen fölemelésével karöltve jár; a fölszállt levegő munkát fejt s ehhez képest fogy saját melege. Ezen okok mellett tekintetbe kell vennünk még az ekként felszálló nedves levegőnek sugárzó erejét is. E levegő túlemelkedik a föld közetlen közelében levő vizes réteg védelmén, melegét tehát szabadon árasztja a térbe és ezzel saját magát süríti. Úgy gondolom, nem lehet a felett kétségünk, hogy a víz sugárzó erejének, melyet minden halmazatában tanusít, nagy szerepet kell játszania a hegyi vidékeken. Mint gőz kisugározza melegét a térbe s elősegíti a sürűdést; mint folyadék kisugározza melegét a térbe s elémozdítja a fagyást; mint hó kisugározza melegét a térbe s azt eszközli, hogy a felületek, melyekre esik, sokkal erősebb sürítőkké válnak, mint milyenek máskülönben lettek volna. A víznek rendkívül nagy képessége van hőmozgást

349

közölni a világtérben lévő éterrel, s e tulajdonsága sok csodálatos tulajdonságai között nem a legkevésbbé fontos.

492. Általában könnyen elillanhatna a hő a föld felületéről, úgy mint a magasban lévő gőztömegekről, ha vízgőz nem lenne a földet környező levegőben. A sugárzó hő átbocsátását illetőleg, a légkör fő testének valóban olyan a magaviselete, mintha jóformán üres volna. Oly tájékon, melynek száraz a légköre, gyorsan be kell következnie a meghidegülésnek a nap lenyugvása után. Már maga ezen egyetlen ok hatása is elegendő, hogy a holdat hozzánk hasonló lényekre lakhatatlanná tegye. Kisugárzását nem gátolják vízgőzök, s így roppant nagynak kell lennie havi maximuma és minimuma között a különbségnek. Ugyanezen oknál fogva majdnem tűrhetetlen a tél Tibetben. Nézzék, mint hajlanak télen éjszakról Ázsia felé az egyhevű vonalak, bizonyságául annak, hogy e tájék hőmérséke alacsony. Humboldt kiemelte az e kontinens benső részeinek "hidegítő erejét", s ellenmondott azon nézetnek, hogy e hidegítés a magas fekvésből megmagyarázható; mert hiszen vannak nagy földterületek, melyek nem nagyon magasan fekszenek a tengerszín felett, s mégis igen alacsony a hőmérsékök. Humboldt azonban nem ismervén az imént vizsgáltuk befolyást, úgy hiszem, ezért hanyagolta el a hidegnek legfontosabb okozóját. Rendkívül nagy a hűlés éjjel, ha a levegő száraz. Ha a vízgőzök csak egy éjszakára távolíttatnának el Angolország légköréből, úgy ezzel karöltve járna mindazon növényeknek elpusztulása, melyeket a fagyás hőmérséke megöl. Szaharában, a hol "a talaj tűz, a szél pedig láng" gyakran alig tűrhető az éjszaka hidege. Jég is képződik e tájon éjszakán át. Ausztráliában is nagy a hőmérsék naponkénti változása s közönségesen 40 és 50 fokra rúg a különbség. Szóval, biztosan meg lehet előre jósolni, hogy mindenütt, a hol a levegő száraz, nagy is egyszersmind a hőmérsék naponkénti változása. Ez azonban egészen más, mintha azt mondanám, hogy ott leszen nagy a hőmérsék változása, a hol a levegő tiszta. A fény-

350

nek jó átbocsátása tökéletesen összefér a hő rosz átbocsátóságával. A légkör tele lehet vízgőzökkel, bárha sötétkék felettünk az ég boltozata; s ily esetekben, mind a mellett hogy a levegő "tiszta", mégis visszatartóztatóra bukkanhat a föld sugárzása.

92-ik ábra.

493. És itt könnyen megmagyarázhatunk egy tapasztalást, mely Lesliet nyilván zavarba hozta. E híres experimentator egy készüléket szerkesztett, melyet aethrioskop-nak nevezett el, s melynek az ég felé irányult sugárzás meghatározására kellett szolgálnia. A készülék két üveggolyóból állott; ezeket egy üvegcső kötötte össze, melynek oly szűk volt a csatornája, hogy kis folyadékoszlop saját tapadásánál fogva megállhatott benne. Az alsó D (92. ábra) golyó, fémburkolattal védve, a levegő hőmérsékét vette fel; a felsőt B, mely be volt feketítve, C fémcsésze fogta körül, azon czélból, hogy e golyót a föld kisugárzása ellen megvédje.

494. "E készülék" mondja a feltaláló, "ha tiszta időben kiteszszük a szabad levegőre, mindenkor, éjjel és nappal jelezni fogja a magasabb regiókból lefelé bocsátott hideg hatását... Meglepő e készülék érzékenysége, mert a folyadék emelkedik és esik azonnal, a mint felhő vonul el. De nem mindenkor tűnik elé ily világosan a változások oka. Néha, midőn szép kék az ég boltozata, az a ethrioskop 50/1000 fokú hideget jelez, holott más napokon, melyeken a levegő szintoly tisztának látszik, alig 30/1000 fokú a hatás."

351

Ezen anomalia egyedül a levegőben foglalt vízgőz különbségének tulajdonítandó, s maga Leslie is következő szavakban foglalja össze a vízgőz hatását: "valószinű, hogy a levegőben foglalt hygrométeri nedvesség nyomása * hat a készülékre". Azonban nem a nyomás teszi e hatást. A láthatatlan vízgőz meggátolta jelenlétével ugyanis az aethrioskop kisugárzását, távollétekor pedig a készülék szabadon bocsáthatta sugárzását a térbe. A föld sugárzására vonatkozó kisérleteket illetőleg, a "tiszta nap" kifejezésnek újabb értelmezést kell adni. Bizonyos, például, hogy pyrhellométerrel tévén kisérleteket **, két nap, mely látszólag egyenlően tiszta, egészen különböző eredményeket adhat. Azt is tudjuk, hogy e készülék kisugárzása gyakran olyankor is bukkan akadályokra, midőn nem lehet látni felhőket. Ha azonban láthatókká tehetnők a légkör alkatrészeit, a gőzt is beleértve, akkor ugyancsak láthatnók ezen eredménynek az okát.

495. Egy másik érdekes és e tárgygyal közel vonatkozásban álló pont, a felhőtlen esőnek elmélete. Melloni ezt irja: "azon rendkívül finom esőt, mely az évnek szép szakában, tiszta időben, mindjárt a nap lenyugvása után esik, sok író a levegő sugárzásából eredő hidegnek tulajdonítja." "De mert nincs" folytatja tovább, "biztos adatunk arra, hogy a tiszta, átlátszó, rugalmas folyadékok fel vannak-e ruházva kisugárzó erővel*** , megfelelőbbnek látom é. u. t." [és úgy tovább (?)] – Ha csak ez volna a felhőtlen esőnek elméletében az egyedüli nehézség, akkor az elmélet megállana, mert most már be van bizonyítva, hogy rugalmas folyadékok valóban birtokában vannak azon kisugárzó erőnek, melyet az elmélet feltételez. A hűlés azonban nem a levegő sugárzásának tulajdonítandó,

* Lehetséges, hogy "pressure" (nyomás) nyomda-hibáből áll "presence" (jelenlét) helyett.
** Lásd a XIV. fejezetet.
*** E kifejezés jelezi, hogy milyen volt a hőtan álláspontja a gázalakú testekre vonatkozólag azon időben, melyben az itteni kisérletek megindíttattak.

352

hanem egyedül magának azon test sugárzásának, melynek sürűdése a felhőtlen esőnek eléidézője.

496. Legyen megengedve még hozzá tennem, hogy a mennyire a dolgot eddig megitélhetem, a vízgőz és a folyékony víz ugyanazon nemű sugarakat nyeli el; ez pedig csak más alakja azon állításnak, hogy a tiszta víznek ugyanaz a szine van, mint a víz gőzének. A légkör tehát, a vízgőz jelenlétének következtében, kék szinű. Már meg volt említve, hogy az égboltozat kék színe úgy, mint a távol fekvő domboké sötétebb, ha nagyobb a levegőben foglalt vízgőzök mennyisége. Világos azonban, hogy azon anyagnak, mely változást idéz elé a szín fokozatában, magában a színezet létesítésében is közre kell működnie. Vajjon az égnek kék szine – a meteorologiának legnehezebb kérdése – megmagyarázható-e ebből, azt ez alkalommal nem kivánom kutatni*.

* A gázok hőnyelésére és sugárzására vonatkozó vizsgálataimmal kapcsolatban, örömmel emlékezem meg azon gyors és értelmes segítségről, melylyel Becker úr – West Strand, Elliot czége – kezemre járt. Becker úr egészen pontosan ismeri a kisérletekhez szükséges készülékeket.
A légköri sarkultság okára vonatkozó elmélkedést egészen elhagyom, mert attól tartok, hogy nagyon eltérnék a tárgyamtól. Megjegyzem azonban, hogy a hő sarkítása azon csillámoszlopok által lőn bebizonyítva, melyekkel J. D. Forbes tanárnak először sikerült a sarkítás tényét megállapítania.
JEGYZET. Magnus tanár egy legközelébb megjelent értekezésében ellentmond azon nézeteknek, melyeket a megelőző szakaszban a vízgőz hatásáról kifejtettem. Kitünő barátom kisérleteit és elmélkedéseit, (melyek nem győztek meg) kellő figyelembe fogom venni, mihelyt idővel rendelkezem**.
JEGYZET. E kötet XV. fejezete az ég fénye színének és sarkultságának van szentelve.

** Lásd e mű végén a magyar kiadáshoz készített függeléket.

353

FÜGGELÉK A XI. FEJEZETHEZ.

Kivonatok "a föld légkörén való átsugárzásról" tartott előadásból.

Senki sem szerzett még fogalmat a vonalról Euklid értelmezéséből: "hosszúság szélesség nélkül". Valóságos physikai vonalről veszszük e fogalmat, oly vonalról, melyet tollal vagy rajzónnal vonunk, melynek tehát van szélessége. E fogalmat azután az abstractio művelete által mind jobban és jobban összeegyeztetjük az értelmezés feltételeivel. A physikai jelenségekkel is épen így áll a dolog; a láthatatlan fogalmában úgy segítünk magunkon, hogy a láthatóból megfelelő képeket alkotunk magunknak, s azután tisztázzuk képzeteinket a kellő fokig. A képzet határozottsága, midőn physikai jelenségekkel van dolgunk, a legnagyobb hasznú, még akkor is, ha alkotásakor némi tekintetben a pontosság ellen vétenénk is. Nagy kérdés valójában, vajjon a physikai kutatásban jártas buvár találhatna-e valaha nyugtot, ha nem alkotna magának valamiképen fogalmat azon folyamatokról, melyek érzékei körén kívül esnek s melyekből az érzékileg észrevehető tünemények erednek.

Midőn a légkörön át történő sugárzásról szólunk, szükséges, hogy határozott physikai képzeteket kapcsolhassunk úgy a "légkör", mint a "sugárzás" kifejezéshez. Ismeretes dolog, hogy légkörünk nagyjában két elemből van összetéve, oxygénből és nitrogénből. Ezen elemi atómokat apró golyócskáknak képzelhetjük, melyek sűrűn szét vannak hintve abban a térben, mely földünket közvetetlenül körül veszi. Légkörünk körülbelől 99 1/2 százaléka ezekből áll. Ezen atómokhoz keveredve vannak még benne egyebek, teljesen elütő jellegűek: a szénsav, az ammoniak, a vízgőz tömecsei vagy atómcsoportjai. Ezen anyagokban különböző atómok állottak össze, kis atómrendszereket képezvén. A víznek tömecsében például két hydrogén-atóm egy oxygén-atómmal egyesült, s e tömecsek kis triádok gyanánt keverednek a nitrogén és oxygén monádjai közé, melyek a légkörnek nagy tömegét alkotják.

354

Ezen atómok és tömecsek külön vannak egymástól, de egy közös medium karolja át valamennyit. Légkörünkben még egy másik és finomabb légkör is van, melyben mint lebegő szemcsék a nitrogén és az oxygén atómjai lógnak. (*) E finomabb légkör nem csak atómot kapcsol atómhoz, hanem csillagot is csillaghoz; s valamennyi nap és valamennyi csillag fénye tulajdonképen egy neme a zenének, melyet a világközi lég visz odább. Ha világosan felfogták e képet, úgy egy lépéssel tovább mehetünk. Képzeljük, hogy az atómok e közegben nem csupán lebegnek, hanem még rezegnek is. Az atómok e mozgása teszi azt, a mit melegségüknek nevezünk. "A mi bennünk meleg", jól mondja Locke, "magukban a testekben nem egyéb, mint mozgás". Továbbá képzeljük, hogy e mozgás közlődik a mediummal, melyben az atómok rezegnek, s hogy e mozgás hullámosan tovagyürűzik felfoghatatlan gyorsasággal egészen a tér határáig. A mozgás ezen alakját, mely nincs hozzá fűzve a közönséges anyaghoz, hanem a világközi mediumon fut végig, sugárzó hőnek nevezzük; és ha képes a látás idegeit ingerelni, úgy fénynek hivjuk.

"Be van bizonyítva, hogy a vízgőz láthatatlan gáz. Gőzt vízszintes irányban nagy erővel kieresztettek egy csőből, mely kis kazánnal állott kapcsolatban. A megsürűdött gőz fellegének útját erősen megvilágították villanylámpa fényével. A mit azonban láttak, az nem volt gőz, hanem vízzé sürűdött gőz. A gőzsugár látható végén túl a felleg valóságos gőzzé oszlott szét. Lámpát tartottak a sugár alá különböző pontokon; a felleg élesen elmetsződött e pontokban s egészen eltűnt, ha a láng a kiáramlás nyílása közelében állott. A lámpa melege tökéletesen meggátolta a lecsapódást. Ugyane gőz megsürűdött és jéggé fagyott egy edény felületén, mely hideg keveréket foglalt magában. A jéggé fagyott gőzből, az edény felületéről annyit le lehetett vakarni, hogy jókora kis hógolyó formálódott belőle. A villanylámpa fénynyalábja még át is volt vezetve egy légszivattyú borítóján. Egyetlen egy húzás a légszivattyúval lecsapódást eszközölt a bontó alatt levő vízgőzben; a fénynyaláb szépen megvilágította a csapadékot, a hátul álló ernyőn pedig gazdagon szinezett udvar támadt, a borítóban levő kis felleg okozta fényhajlítás eredményeképen.

"A hőhullámok földünkről a légkörön keresztül a világtér felé sietnek. Utjokban e hullámok a nitrogén és oxygén atómjaiba és a vízgőz tömecseibe ütköznek. Minthogy ez utóbbiak oly gyéren vannak elhintve, nem igen gondolhatnók rólok, hogy a hőhullámoknak gátul szolgáljanak. Azt hihetnők, hogy a nagy térközök, melyek a gőztömecsek között vannak, tárt kapuk a hőhullámok átmenetére; és hogy ha e hullámokat egyáltalában valami letartóztatja, ezt azon anyagoknak kellene tenniök, melyek a légkörnek 99 1/2 százalékát képezik.

(*) Ez a "második légkör" az éter, amelyet a korszak tudománya széltében használt, noha hipotézisnél soha nem jutott felsőbb szintre. A XX. század elejének felfedezései az éterről bebizonyították, hogy nem létezik. [NF]

355

Három vagy négy év előtt azonban az előadó azt találta, hogy a vízgőznek e parányi mennyisége 15-annyi hőt tartóztat le, mint maga a levegő, melybe hintve van. Később azt észlelte, hogy a száraz levegő, melylyel e kisérleteket tette, nem volt egészen tiszta, s hogy mennél tisztább lett a levegő, annál inkább közeledett az üresség jellegéhez; és a vízgőznek aránylag mindinkább növekedett a hatása. Kitűnt, hogy a gőz 30, 40, 50, 60, 70-szer nagyobb erővel hatott mint a levegő, melyben el volt oszolva; s nem lehetett kétség a felett, hogy a Royal Institution hallgató terme levegőjében levő vízgőz az előadás alatt 90- vagy 100-szor több hőt nyelt el, mint a szoba levegőjének igazi tömege. Az egyes atómokra gondolva, körülbelől minden 200 nitrogén és oxygén-atóm közé csak egyetlen 1 vízgőztömecs esik. Ez az egy 80-szor hatalmasabb mint ama 200; ha pedig egy nitrogén vagy egy oxygénatómot hasonlítunk össze a vízgőz tömecsével, azt következtethetjük, hogy az utóbbinak 16000-akkora a hatása, mint egynek az elébbiek közül.

"Nem lehet kétség a felett, hogy ezen anyag rendkívül rosz átbocsátója a sötét hő sugarainak, s különösen azon sugaraknak, melyeket a föld küld ki, miután a nap által megmelegíttetett. Oly takaró a vízgőz, mely Anglia növényéletének szükségesebb, mint az embernek a ruha. Tünjék el egyetlen egy nyári éjszakára a vízgőz abból a levegőből, mely ez ország felett elterül, s bizonyosan meghal minden oly növény, melyet a fagyás hőmérséke megölhet. Mezőink és kertjeink melege pótolatlannl kiáramlanék a térbe, s a nap oly sziget felett kelne fel, melyet a fagy vas marka szorít össze. Lokális gát a vízgőz, mely a hőmérséket gyarapítja a föld felületén; a gátnál azonban végre is bekövetkezik a túlömlés, így aztán mindent átadunk a világtérnek, a mit a naptól vettünk.

A nap fölszívja az egyenlítői oczeán vízgőzeit; fölemelkednek, s e közben egy ideig gőzernyő terül el felettök és köröttök. Mennél magasabban emelkednek azonban, annál inkább közelednek a tiszta, üres térhez; és ha könnyűségöknél fogva áttörnek a földfelület közelében levő gőzernyőn, mi történik azután?

Mondtuk, hogy atómot atómhoz hasonlítva, egy vízgőzatóm * hőnyelése 16000-akkora, mint egy légatómé. De a hőnyelő képesség tökéletesen kölcsönös és arányos a sugárzó képességgel. Ennélfogva egy vízgőzatóm 16000-szer nagyobb erővel fog kisugározni, mint egy légatóm. Gondolják már most e hatalmas sugárzót a térben, hol nincs ernyő, mely gátat vet sugárzásának. Kiárasztja a maga melegét a térbe, meghűl, megsürűdik s a forróövi esőszakadás a következmény.

* Lásd e mű végén a magyar kiadáshoz készített függeléket.

356

Kétséget nem szenved, hogy a levegő kitágulása is hűti a gőzt, de ha vízözönökről kell számot adni, úgy a gőz saját sugárzása okozta hűlésének is nagy szerepet kell vinnie. Mint gőz válik el az cső az oczeántól s mint víz tér hozzá vissza. És mi történt azzal a temérdek hőkészlettel, mely a gőznek a folyékony állapotba való menete által szabaddá lett. Nagy része, kétségkivűl, szétszóródott a térben kisugárzás folytán. Hasonló megjegyzések illenek a mai szélességi fokaink alatt képződő gomolyfelhőkre is. A megmelegített levegő, gőzzel telve, oszlopokban emelkedik fölfelé s áthatol a földet környező gőzernyőn; minden ily oszlop csúcsa, a tér felé sugárzás folytán, elszórja melegét, gomolyfelhővé sürűdik s látható tetőzetet alkot a vízgőzzel telített láthatatlan légoszlopon. Számtalan más meteorologiai tüneményt fejthetünk meg, ha tekintetbe veszszük a vízgőz sugárzó és hőnyelő tulajdonságait.

A gőz sugárzó ereje arányos hőnyelő erejével. A szárított és nem szárított levegő dynamikai kisugárzására vonatkozó kísérletek bebizonyították, hogy mint sugárzó ez utóbbi előnyben van. A következő kisérlet, melyet Dr. Frankland a Royal Institution hallgató termében tett, nagy közönségnek mutatta be e hatást. Egy parazsas melegítő, 14 hüvelyk magas és 6 hüvelyk átmérőjű, két lábnyi távolságra volt téve a hővillanyoszlop elé. Magának a melegítőnek sugárzását egy fémernyő fogta fel. Azon elhajlást, melyet a forró szénsav fölemelkedő oszlopának kisugárzása idézett elé, gondosan semlegesítette az előadó egy a hővillanyoszlop ellenkező lapja felé sugárzó állandó hőforrás által. Ez meglévén, vízgőz-áramot hajtottak felfelé, függőleges irányban, a melegítőn keresztül. A galvanométer tűje elhajlott, gyorsan és erősen. Ha a gőzáramot megakasztották, a tű visszatért a zérusra. Gőzáram helyett légáramot hajtottak a melegítőn keresztül s a csekély hatás azt mutatta, hogy a hővillanyoszlop meghűlt, a helyett hogy melegedett volna. E kisérletben Dr. Frankland a vízgőzt nem a levegővel hasonlította össze, hanem a sokkal erősebben ható szénsavval s bebizonyította, hogy a sugárzás tekintetében a vízgőznek elsőbbsége van. *

Hooker "Himalayan Journals"-jében – első kiadás II. köt. 407. lap – olvasható, figyelemre méltó, itt következő megjegyzése is e tárgyra vonatkozik: "számos felületes észleletből azt következtetem, hogy 7400 lábnyi magasságon 52 fokra vagy a levegő hőmérséke felett 37 C. fokra rúg a közép hatás, melyet a napsugarak feketített gömbű hőmérőre gyakorolnak.... Ezen eredmények, habár jóval felülmúlják a Calcuttában szerzetteket, még sem sokkal nagyobbak –

* Phil. Mag. vol. XXVII., p. 326.

357

ba egyáltalán nagyobbak – azoknál, melyek India síkságain vétettek észre. Jelentékenyen emeli a hatást a fekvés magassága. 10,000 lábnyi magasságban lévén, deczemberben, reggel 9 órakor láttam, hogy a hőmérő higanya 56 C. fokra hágott, holott a szorosan mellette fekvő árnyékolt hónak –5 /2 C. fokú volt a hőmérséke. 13000 lábnyi magasban, januárius havában, reggel 9 órakor 37 fokon állott és a különbség 38 fokra rugott; 10 órakor reggel pedig 46 fokon, 45 fok különbséggel, holott napkeltekor a sugárzó hőmérő a havon –18 C. fokra esett.

Ez óriási különbségeket, melyek az árnyékolt és a nem árnyékolt levegő, továbbá a levegő és hő között mutatkoznak, kétségkívül annak kell tulajdonítani, hogy aránylag igen csekély e magasságban a vízgőz mennyisége. A levegő képtelen meggátolni akár a nap akár a föld sugárzását; s ez az oka, hogy a meleg maximuma a napon és a hideg maximuma az árnyékban oly annyira eltérnek egymástól. Ugyanezen ok magyarázza meg a különbséget Calcutta és India síkságai között.

Dr. Livingstone "Délafrikai utazás"-ában meglepő példákat említ, hogy mily különböző az éjszakai hűlés, ha száraz és ha nedves a levegő. Déli Középafrikában azt találja, hogy a hőmérő juniusban reggel 6-foktól 11 C. fokig mutat; délben 34 egészen 36 fokra; a közepes különbség tehát napkelte és dél között 27 fok. Valószinű, hogy a különbség még nagyobb lett volna, ha a hőmérőt nem sátra árnyékában függeszti fel, melyet a közelben található legvastagabb fa alatt ütött fel. Hozzá teszi még azonfelűl, hogy a hideg nagyon éles a nap melege után. Ezen évszakban a Balondák reggel 9 és 10 óra előtt el nem hagyják a tüzet. Minthogy itt oly kemény volt a hideg, Linyantiban bizonyosan fagyott; attól tartottam tehát, hogy veszedelem éri ottani fiatal fáimat." **

Dr. Livingstone ez után átszeli a continenst s Zambesi folyóhoz ér az év elején. Itt 27-ről 7 C. fokra estek vissza a hőmérsékbeli különbségek. Következőleg írja le a változást, melyet akkor érzett, midőn a folyó völgyébe lépett: "Meglepett bennünket, hogy a mint a Zambesi folyót kisérő hegylánczolat közé érkeztünk, az esők melegek lettek. Napkeltekor a hőmérő 28 és 30 között állott, délben a leghűvösebb árnyékban, egy árnyékos fa alatt felütött kis sátramban, 36 és 38 között, napnyugtakor pedig 30 fokot mutatott. Elüt ezen eredmény valamennyi, a continens belsejében tett észleleteinktől." **

Tovább haladván a folyó torkolata felé, január 16-án még a következőket észleli: "a Zambesi itt (Zumbo mellett) nagyon

* Livingstone's Travels, p. 484.
** Livngstone's Travels, p. 575.

358

széles, hanem sok lakott szigetet képez. 16-án egy ilyennek átellenében háltunk; Shibanga a neve. Az éjszakák melegek voltak, mert a hőmérsék 27 foknál nem szállt alább; sőt napnyugatkor 33 fokú volt. A vizet még az edény körül csavart nedves gyolcscsal sem lehetett hűsíteni." *

Középausztráliában még nagyobbak a naponkénti hőmérsékbeli változások. A következő kivonat W. S. Jevonsnak "Ausztrália és Ujseeland klimájára vonatkozó néhány adatáról" szóló értekezéséből van véve: "Az ausztráliai continens belsejében rendkívül emelkednek a hőmérsék ingadozásai. Rettenetes ott nyáron a levegő melege, mint Sturt kapitány mondja, ki a déli szélesség 30° 50' és a keleti hosszúság 141° 18' alatt lévén, ezeket írja: "árnyékban a hőmérő naponként vagy 47 fokra emelkedett, a napsugarak közvetetlen behatása alatt pedig 60 egész 65 fokra hágott." És egy másik helyen: "januárius 21-én (1845.) délután egy negyed négyre a hőmérő 55 fokra emelkedett az árnyékban és 68 fokra a napsugarak közvetetlen behatása alatt... Télen –4,5 fokot figyeltek meg, ez pedig majd 60 foknyi különbséget ad.

A hőmérsék ingadozásai gyakran igen nagyok voltak; hirtelen állottak be s nagyon nehezen voltak tűrhetők. Egy alkalommal (október 25-én) a hőmérsék nappal 43 fokra emelkedett, de minthogy szél kerekedett, 3 fokra csökkent a legközelebbi napkeltéig; nem is kellett huszonnégy óra, hogy 40° fokkal változzék. Mitchellnek, midőn utolsó ízben utazott az éjszaknyugati rész belsejében, nagyon hideg fagyos éjszakái voltak. Május 22-én –11 fokon állott a hőmérő a szabad levegőben ....... nappal mégis meleg volt a levegő, s roppant nagyok voltak naponként a hőmérsékbeli változások. Junius 2-án például napkeltekor –11,5 fokon állott a hőmérő, s 19 fokra emelkedett délutáni 4 óráig, e szerint tehát közel 31 fokon át haladott. Junius 12-én 29 fokot tett a különbség és sok más napon szintén majdnem akkora volt.

Magában Sidneyben is 12 fokot teszen a naponkénti hőmérsékbeli változások középértéke, holott Greenwichben ezen érték csak 9,40° "Úgy látszik tehát, hogy Ausztráliában a klimának naponkénti közép változásai, még az oczeán közelében is, nagyon jelentékenyek. Legkevésbbé jelentékenyek e változások őszszel, s legnagyobbak a tavasz felhőtlen napjaiban." Jevons összeállított egy táblát, melyben megmutatja, mennyi eső esik Ausztráliában a különböző évszakokban s az után megjegyzi: "világosan be van bizonyítva, hogy a keleti

* Livingstone's Travels, p. 589.

359

parton az ősz a legesősebb évszak, azaz márczius, április és május. Legszárazabbnak látszik a tavasz; nyár és tél középett állanak."

Nem is kell Európát elhagynunk, találunk oly helyeket, melyeken a hőmérsék nappal nagyon magasra hág, holott a napkelte előtti óra érzékenyen hideg. Gyakran éreztem ezt Németországban, a póstakocsikon; hallottam, hogy a parasztok Magyarországban, ha az éjszakát a szabadban töltik, forróság idejében is, nehéz bundákkal védik magukat az éjszakai hideg ellen. Bravais és Martins uraknak a Mont-Blanc Grand Plateau-ján tett észleleteit már említettem. Martins még legközelébb is szaporította ismereteinket, megfigyelvén a talaj megmelegedését nagy magaslatokon, s a Pic du Midi csúcsán azt találta, hogy a napnak kitett földtalaj melegebb a levegőnél és pedig két-annyival mint a völgyben, a hegy talpán. "Az hogy a földtalaj" írja Martins "a magaslatokon jóval erősebben megmelegszik, mint a levegő ugyanott, annál is inkább méltó a figyelemre, mert hiszen e helyeken a sugárzás eszközölte éjszakai hűlés sokkal nagyobb mint a síkságon." A Schlagintweit-ek megfigyelései, ha nem csalódom, sok példával szolgálnak a vízgőz hatására nézve s nem kétkedem benne, hogy mennél inkább fog e kérdés vizsgáltatni, annál világosabban tűnik majd ki, hogy a vízgőznek hőnyelő és hősugárzó erői fontos szerepet juttatnak ezen anyagnak a meteorologiai tüneményekben.