Волфианская экспериментальная физика.
Часть третия. О опытах и наблюдениях около перемен атмосферы

ЧАСТЬ ТРЕТИЯ

О ОПЫТАХ И НАБЛЮДЕНИЯХ ОКОЛО ПЕРЕМЕН АТМОСФЕРЫ

Глава 1

О БАРОМЕТРЕ

§ 68

Оттон де Герикк, который изобрел воздушный насос (§ 33), первый приметил, что вышина ртути в Торрицеллиевой трубке, а, следовательно, и тягость воздуха переменяется (§ 42) беспрестанно, которую перемену с переменою погод согласну быть приметил, что показывает его письмо, которое он послал к езуите Каспару Шотту. Оно напечатано в его книге, называемой Шоттовой Куриозной технике,¹⁸ в книге 1, гл. 22, стр. 52, с чем должно снесть самого автора новые опыты, в безвоздушном месте учиненные, кн. 3, гл. 20, лис. 100.

§ 69

И сия есть причина, для которой торрицеллиева трубка, к измерению тягости воздуха употребленная, называется барометр или бароскоп, который инструмент ныне весьма известен.

§ 70

Во Франции примечено, что ртуть вышины своей не переменяет больше 24 линей по парижскому королевскому футу.¹⁹ Дергам в Англии приметил, что лествица²⁰ всея перемены не больше 2¹²/₁₀₀ дюйма лондонского фута.²¹ Во Франции нашел Амонтоний самое большее повышение барометра 28 дюймов 4 линеи, самое меньшее 26 дюймов и 4 линеи.

§ 71

Для того лествица DE [фиг. 25], которая придается торрицеллиевой трубке, чтобы ей быть барометром, немного больше бывает двух дюймов парижского фута. Вышину должно считать от поверхности ртути, налитой в сосудец B, который толь широк быть должен, чтобы в нем повышение не было чувствительно, когда ртуть чрез сию лествицу опустится, для того чтобы перемена, от разной тягости воздуха происшедшая, не меньше казалась, какова она есть в самой вещи.

§ 72

Лествица становится больше, ежели верхняя часть трубки BC будет наклонена [фиг. 26], чтобы ртуть накосо всходила и опускалась, ибо наклоненная лествица BC и прямая BD, также и части BF и BC от низу равную вышину имеют. Знатный между учеными людьми Иоанн Бернуллий обыкновенную лествицу поставил у сосудца AB [фиг. 27], а другую у горизонтальной трубки CD, в которой находящаяся ртуть до равновесия с воздухом и со ртутью в сосуде AB и в трубке BC ничего не надлежит. Сим образом лествицу можно увеличить, сколько кто хочет.

§ 73

Христиан Гугений, когда старался помянутую лествицу увеличить, выдумал сложенный барометр ABCDEFG [фиг. 28], который в A залит, а в G отверстие имеет. Расстояние сосудцев BC и FE есть толь велико, сколь долог бывает простой барометр. Сосудцы до половины и трубка CDE наполнены бывают ртутью, а другая часть сосудца EF и часть FP трубки F — водою, в которой примешана шестая часть так называемой золотой крепкой водки, для того чтобы вода зимою не мерзла. Сверх воды наливают немножко мигдального масла,²² чтобы она не высыхала. Ртуть, опустившись из N в I, в сосудце из H в K поднимается и воду из P в O встать понуждает. Для того в сложенном барометре повышение воды в трубку FG легость, а понижение тягость воздуха показывает.

§ 74

Перемены тягости воздуха, которые чрез повышение и понижение ртути в барометре показываются (§ 68), с переменами погод имеют следующее согласие. Ежели ртуть выше половины лествицы взойдет, воздух бывает ясен, ежели ниже оной опустится, тогда бывают облаки и дождь. А если ртуть вдруг много опустится, тогда последует ветр, тем больше, чем она ниже опустится. Буря больше становится, когда ртуть беспрестанно понижается; помалу утихает, когда ртуть зачнет вставать кверху. А как сие с метеорологиею сходствует, что дождливый воздух бывает легок, ясный тяжел, внезапная убыль его тягости ветр производит, то в физике истолковано. Однако нечего таить, что согласие перемен в погодах с переменою повышения ртути в барометре не совсем точно определено, что чрез обстоятельнейшие наблюдения в метеорологии искусных людей, может быть, впредь определено будет.

Глава 2

О ТЕРМОМЕТРЕ

§ 75

Воздух в стеклянном шаре от теплоты скоро расширяется, а от стужи сжимается, и тем показывает повышение и понижение жидкой материи в трубке, с шаром соединенной (§ 49). Для того славный изобретениями оптическими и механическими голландец Корнелий Дреббель употреблял сей инструмент к показанию и определению теплоты и стужи в воздухе, погрузив конец трубки в жидкую материю, в сосудец влитую, и приложив к боку ее лествицу, по которой бы определить количества повышения и понижения жидкой материи [фиг. 29]. Сосудец BE в E имеет отверстие и соединен с трубкою CD.

§ 76

Подлинно, что и маленькие перемены теплоты и стужи весьма скоро и чувствительно в сем инструменте видеть можно; однако сожаления достойно, что оные перемены не очень верно в нем бывают показаны. Ибо когда воздух становится тяжеле, тогда в трубке жидкая материя также кверху всходит, равно как бы воздух стал холодняе; напротив того, жидкая материя опускается, когда воздух, становится легче, равно как бы воздух от теплоты распространился.

§ 77

И сия есть причина, для чего иного термометра искали флорентинские академики.²³ Изобретенный от них термометр называется флорентинским, который состоит из стеклянного шара A, наполненного крашеною двойною водкою, и из трубки BDC, в C залитой [фиг. 30]. Ибо двойная водка, от теплоты расширившись, всходит, от стужи сжавшись, опускается, и тем количество теплоты и стужи показывает.

§ 78

Двойная водка примет на себя цвет красный, ежели коренем анхузы²⁴ настоена будет, желтый цвет получает от кореня куркумы, голубой — от чищеной яри²⁵ с нашатырною водкою.²⁶

§ 79

Нашатырная водка препятствует несколько двойной водке расширяться, для того господин Вольф, оную примешивая, отведывал привести термометры в согласие, чтобы в том же воздухе водка в них равно всходила и опускалась, чего обыкновенно не бывает. Но понеже сим образом весьма трудно термометры привесть в согласие, для того взял он в помощь другой механический способ: то есть, у термометра, который скоряе и чувствительнее действует, убавлял сосудца, пока он с другим, в котором перемены тише происходят, привел в согласие, и для того советует он, чтобы у таких термометров были сосуды цилиндрической фигуры или какой-нибудь другой, которую бы мастерам легко прибавить и убавить можно было. Таких два термометра получил автор 1714 года от Фаренгейта, о которых точном согласии он чрез 10 лет довольно удостоверился. Сии термометры имеют цилиндрические сосудцы и наполнены голубою водкою, и для того он не сомневается, что Фаренгейт оные тем же способом сделал. Трубки и сосудцы упомянутых термометров очень тонки.

§ 80

Флорентинские термометры зимою не всегда верно показывают количество стужи, ибо, когда во время великого морозу двойная водка близко к шару опустится, то при умалении стужи позже всходит, так что ниже стоит тогда, когда снег и лед тает, нежели во время жестокой стужи. Сему назначил причину господин Вольф в рассуждении о зиме 1709 года²⁷ (§ 5), что из водки, морозом сжатой, выходит воздух в верхнюю порожнюю часть трубки, который после того повышению двойной водки противится, пока с нею снова не соединится, что он нарочным иным^16* и подобным тому наблюдением подкрепил; то есть, когда шар флорентинского термометра положил в снег, с солью смешанный, чтоб двойная водка, сжавшись, и всего шара не наполнила, а потом, из снегу выняв, поставил в теплом воздухе, тогда водка, поднявшись в средине, часть воздуху заключала, который чрез несколько дней купно с нею поднимался и опускался, пока водка, вобрав его в себя, попрежнему соединилась. То же после того само собою учинилось, когда двойная водка от жестокой стужи внутрь шара вобралась.

§ 81

По большей части жидкая материя в термометре опускается на восхождении солнца. Сие бывает для того, что в расширившемся от теплоты воздухе (§ 49) холодные пары упадают и нижний воздух прохлаждают.

Глава 3

О МАНОМЕТРЕ

§ 82

Когда воздух станет легче (§ 58), тогда нижний от верхнего меньше сжимается и, следовательно, редеет (§ 47). Ежели, напротив того, атмосфера будет тяжеле (§ 68), тогда нижний воздух, от верхнего больше сжавшись, гуще становится (§ 47). Сверх того, хотя бы тягость налегающего воздуха ничем не переменялась, однако нижний воздух от теплоты реже, а от стужи гуще становится (§ 49). И для того барометр густости и редкости воздуха показать не может, но только одну тягость определяет; того ради другой инструмент выдуман, который называется манометр.

§ 83

Сей инструмент сперва изобретен (§ 62) от Оттона де Герикка, который, невзирая на действие теплоты и стужи в перемене густости воздуха, тот же инструмент употреблял вместо барометра, манометром его не называя. То есть, шар немалого диаметра воздушным насосом опорознив и внешнему воздуху не оставив в него проходу, прицепил к чувствительным вескам. Сей шар в редком воздухе был оного пропорционально тяжеле, в густом легче (§ 16). Гериккианский манометр предложил после в Англии Роберт Боил, авторова погрешения не исправив, под именем бароскопа статического.

§ 84

Господин Вольф сделал манометр [фиг. 31] из широкой трубки AD, в A BCDF, по горизонту лежащей, везде равного диаметра, которого пропорцию к широкой трубке можно узнать, налив какой-нибудь жидкой материи, например ртути. Выгнав несколько воздуху теплотою, частицу ртути F сквозь отверстие E впустить должно, ибо если воздух от какой-нибудь причины гуще бывает, частица ртути к широкой трубке AB подвинется, а если реже, то от ней отдалится. Ртуть стоит в горизонтальной трубке и для того равновесию включенного в широкой трубке A

§ 85

Манометров при метеорологических наблюдениях по сие время физики не употребляли, хотя они великую пользу подать могут, что в догматической физике видно.

Глава 4

О ЕОЛИПИЛЕ

§ 86

Еолипилою [фиг. 32] называется шар медный AB, внутри тощий, с узенькою^17* трубкою AE, диаметр горлышка величиною бывает едва с диаметр иглы.

§ 87

Когда сей шар, положив на горячее уголье, жаром воздух из него выгонишь (§ 50) и горлышко в воде погрузишь, тогда в полость его вода вступит (§ 57). После того, когда тот же шар снова на уголье положишь, тогда пар из горлышка быстро побежит и, равно как ветр, легкие вещи, недалече от горлышка повешенные, двигать будет.^18* Близ горлышка горяч, а далее от него холоден, и горячий уголь, равно как мехом, раздувает; однако, ежели в узкое горлышко стеклянного сосуда собран будет, то садится он по бокам в капли. Ежели вместо воды употребишь водку, в которой камфара распущена, то пар загорится от свечи стремительным пламенем. А будучи собран, водочный пар в сосуде снова в капли стекается, которые помянутой водки вкус и запах весь в себе имеют.

§ 88

Вода и двойная водка от жару в пары распускаются, также и упругость воздуха в шаре напрягается, чем он больше места занять понужден бывает (§ 48). А понеже сквозь узкое горлышко не скоро выгнан быть может, для того тем большею скоростию устремляется, чем горлышко у́же. И для того у сего инструмента всегда скважинка очень мала бывает.

§ 89

Понеже водяные и водочные пары в воду и в водку снова собираются и водочные загораются, как и сама водка, для того сим опытом ясно доказывается, что Аристотелевы последователи напрасно утверждают, будто бы стихии одна в другую, например, вода в воздух переменялась, и воздух — в воду.

§ 90

Ежели кто причину примечает, для чего пары с распространившимся воздухом толь быстро устремляются (§ 88), тот легко усмотрит, что древние и некоторые нынешние ученые люди происхождение ветров чрез показанные в сей главе опыты напрасно толкуют, будто бы ветр произойти не может, ежели воздух парами наполнен не будет.

Глава 5

§ 91

Откуду ветры происходят, ясно показывают опыты, учиненные способом воздушного насоса. Ибо, ежели воздух в трубе насоса или в медном шаре сжат будет (§ 45) [фиг. 13], отвернутым гвоздем²⁸ с устремлением прорывается и перо или что-нибудь другое легкое, на нитке повешенное, равно как ветр бьет. То же воспоследует, ежели в стеклянном колоколе AB к крючку G

§ 92

Понеже с умалением редкости воздушной купно и упругость убывает (§ 44), с умножением прибывает (§ 47), из того видно, что от нарушения равновесия в упругости воздуха на разных местах ветр рождается. Барометр показывает, когда от того ветр происходит, как у нас воздух легче станет, или от того, когда в другом месте отяжелеет, ибо если ветр сильно станет веять и ртуть вдруг опустится, тому должна быть первая причина. А ежели в начале ветра ртуть на себе никакой перемены не покажет, тому ветру надлежит произойти от второй причины.

§ 93

Во время сильной бури давление воздуха умаляется, для того во всяком случае ртуть во время бури должна опуститься. Что особливым опытом доказал Гоксбей в опытах физико-механических,²⁹ FG с трубками DE и HI, с обеих сторон прикрепленными, из которых сквозь одну трубку DE воздух, сжатый из шара AB, быстро течет через поверхность ртути, находящейся в сосудце, а другою трубкою HI

§ 94

От той же причины ветр произведен бывает мехами [фиг. 34], ибо когда бока мехов разжимаются, то язычек отворяется и воздух входит, а когда бока сжимаются, тогда воздух, стеснившись, трубкою с устремлением выходит (§ 92).

§ 95

Ветр верхний по движению облаков, нижний по флюгорам познается. Часто примечено по разному облаков движению, что верхний ветр с разных сторон веет и с нижним не сходствует. Нижний ветр, твердым телом будучи воспящен, переменяет течение в противную сторону. Что должно рассуждать в познании стороны, с которой ветр веет.

6

О ПАРАХ И О ДОЖДЕ

§ 96

Когда двойная водка зажжена будет в жестяном сосудце и под колоколом стеклянным, медью по краям обложенным, поставлена так, чтобы пламень входил в его полость, а потом колоколом крепко к кругу воздушного насоса прижат, и воздух из него несколько вытянут будет, тогда весь колокол наполнится туманом, который, ходячи вкруг косами, опустится и верхняя часть колокола ясна будет. Но как скоро внешний воздух войдет, чтобы под колоколом был одной густости со внешним, туман тотчас исчезнет. А ежели воздух под колоколом снова убавится, туман, равно как прежде, возвратится и опять пропадет, коль скоро внешний воздух впущен будет. Сей опыт можно повторить, сколько раз кто пожелает.

§ 97

§ 46), откуду видно, что пары двойной водки в воздухе держатся, пока он не станет редок.^19* И, следовательно, пары имеют с густым воздухом ту же пропорциональную тягость, а редкий воздух тягостию превосходят (§ 24).

§ 98

Сверх того явствует (§ 96), что сожженные или каким другим образом исчезающие материи в ничто не обращаются, но только по воздуху рассыпаются и что ясный воздух не совсем чист от паров и курений, ибо они в редком воздухе видны бывают, а в густом, рассыпавшись, исчезают.

§ 99

§ 27), что в темной каморке видеть можно, ежели на пары, из теплой воды встающие, в солнечном луче, сквозь дирку в каморку впущенном, посмотришь сквозь микроскоп.

§ 100

Искусство показывает, что вода и во время стужи пары испускает. Боил в примечаниях о атмосферах твердых тел³⁰ показывает, что я́ица и самый лед в жестокую зимнюю стужу на воздухе легче становятся. Теплота, от великой стужи выходя на воздух, водяные частицы пузырьками с собою уносит.

§ 101

³¹ часть 2, лист 43 и проч. Во Франции с 1699 года по 1721 год чрез Филиппа де ла Гира, а по смерти его чрез его сына и Маралда. В Германии с 1715 года по 1720 чрез Алгевера, от которого остался опыт любопытной иетометрии.³² Сии наблюдения делают таким образом: в широкий сосуд дождь и снег в непокрытом месте сбирают, так чтобы по наклоненному дну вода в узкий сосуд сбиралась, и, в пары бы обратившись, не убывала. По прошествии месяца выкладкою определяют вышину воды в большем сосуде, ибо сосудов^20* одной фигуры вышины суть^21* в обратной пропорции, которую имеет дно одного сосуда ко дну другого. Сверх сего воду из меньшего сосуда в больший вылить можно, чтобы вышину в нем глазами определить; однако легче то учинить по выкладке.

§ 102

Мы запотребно рассудили предложить здесь в следующей таблице парижские наблюдения, где первые числа значат дюймы парижского фута, а другие оного линеи.

Глава 7

О ИГРОМЕТРАХ

§ 103

³³ разумеется инструмент, который показывает сухость и влажность воздуха.

§ 104

Сии инструменты делают из таких материй, которые, втянув в себя влажность с воздуха, чувствительно переменяются.

§ 105

веревки или струны AB, привязанной одним концом ко крючку A и через блочок или кружок B перевешенной; к другому ее концу привязана гирька CG, которая стрелкою L или O — сухость, поднимаясь, — влажность воздуха на прямой или округлой лествице показывает.

§ 106

Ежели надобно, чтобы перемены были больше чувствительны, тогда веревка или струна должна быть обведена около многих кружков, чтобы она, будучи долга, в небольшом месте убраться могла.

§ 107

Для украшения расположение игрометров бывает разным образом, чего здесь пространно для краткости не предлагаем.

§ 108

Еще игрометры составляются из губки, в распущенном нашатыре или поташе обмоченной и к вескам у коромысла на одном конце привешенной в равновесии с гирькою [фиг. 36], ибо когда губка влажность с воздуха в себя втянет, то тяжеле будет, и стрелка D к M наклонится, а когда на сухом воздухе влажность из ней выйдет, тогда стрелка к равновесию обратится или, оное перешед, к N склонится.

§ 109

Примечания

¹⁸ § 68. Шоттова Куриозная техника — книга: P. Gasparis Schotti Technica curiosa, Herbipoli, 1664 (Шотт П. Г. Любопытная техника. Вюрцбург, 1664). Упоминаемое здесь письмо О. Герике к Шотту от 30 февраля 1661 г. помещено на стр. 47—53 этой книги Шотта.

¹⁹ § 70. 24 линей по парижскому королевскому футу — равны 54.12 мм.

²⁰ § 70. Лествица — шкала.

²¹ § 70. Лондонский фут — равен 30.48 см; 2.12 дюйма лондонского фута равны 53.85 мм.

²² § 73. — миндальное масло.

²³ § 77. Флорентинские академики — группа итальянских ученых (Эванджелиста Торричелли, Винченцо Вивиани, Джиованни-Альфонсо Борелли, Николай Стено, Франческо Реди, Доминико Кассини и др.), основавших в середине XVII в. во Флоренции ученое общество, ставившее своей задачей исследование природы при помощи опытов и именовавшееся „Академией опыта“ (Academia del Cimento). В период с 1657 по 1667 г. эти ученые произвели множество опытов и предложили большое число приборов, среди которых был и упоминаемый в этом параграфе термометр.

²⁴ § 78. Корень анхузы или алканный корень — корень растения Anchusae tinctoriae, известного у нас под именем воловика, и Alcannae tinctoriae, содержащий смолянистое красящее вещество анхазин, или алканин, красно-малинового цвета.

²⁵ § 73. Ярь или ярь-медянка — минеральная краска, состоящая из уксуснокислых солей меди, имеющая, в зависимости от химического состава, либо зеленый (2Cu·(C₂H₃O₂₎₂·2Cu(HO)₂), либо синий (2Cu·(C₂H₂O₂)·(OH)+5H₂O) цвет. В данном параграфе упоминается, очевидно, последняя.

²⁶ § 78. — нашатырный спирт.

²⁷ § 80. Вольф в рассуждении о зиме 1709 года — здесь имеется в виду диссертация Вольфа Consideratio physico-mathematica hiemis proxime praeterlapsae (Физико-математическое рассуждение о прошедшей зиме), опубликованная на латинском языке в книге: Thümmig L. Ph. Meletemata varii et rarioris argumeni. Lipsiae, 1727 (Тюммиг Л. -Ф. Рассуждения на различные редкие темы), а на немецком языке в книге: Wolf Chr. Gesammelte kleine philosophischen Schriften. Halle, 1736. (Собрание мелких философских статей).

²⁸ § 91. отвернутым гвоздем — при поворачивании крана.

²⁹ § 93. Гоксбей в опытах физико-механических — имеется в виду книга: Hauksbee Fr. Physico-mechanical experiments on various subjects touching light and electricity. London, 1709 (Гауксби Фр. Физико-механические опыты на различные темы над светом и электричеством. Лондон, 1709).

³⁰ § 100. Бойл в примечаниях об атмосферах твердых тел — о работе Р. Бойля Exercitationes de atmospnaeris corporum consistentium, см. выше, стр. 552, заметка 150.

³¹ § 101. — наблюдения над дождями, произведенные Таунли, опубликованы в статье Дж. Ловторпа в журнале The philosophical transactions and collections, to the end of the year 1700. Abridg’d, vol. II, London, 1705, стр. 43—46.

³² § 101. чрез Алгевера, от которого остался опыт любопытный иетометрии — имеется в виду книга: Algöwer, D. Specimen hyetometriae oder Abmessung der jährlichen Regen — und Schneewässer von 1715—21. Ulm, 1721 (Алгевер Д. Образчик дождеизмререния или ежегодные измерения дождевых и снеговых вод с 1715 по 1721 г. Ульм, 1721).

³³ § 108. Игрометр или игроскоп — гигрометр или гигроскоп.

^16* В рукописи оным.

^17* узкогорлою.

^18* В рукописи движет.

^19* В рукописи вместо слов стоит пока он густ, в туман собравшись опускаются, когда он станет редок.

^20* В рукописи сосуды.

^21* В рукописи