Osnovni nauki fizike in kemije za meščanske šole. I -—u- V treh stopnjah. Spisal JLnclrej Senekovič e. kr. gimn. ravnatelj. Cena vezani knjigi 60 kr. V Ljubljani. Tiskala in založila Ig. pl. Kleinmayr & Fed. Bamberg. 1894. C30oW8oS'l Kazalo. A. Pizika. I. Iz nauka o toploti. Stran Stran § 1. Žarjenje toplote .... 1 § 3. Vrednost različnih goriv . 7 § 2. Izvori toplote.3 II. Iz nauka o magnetizmu. § 4. Magnetni odklon. Magnetni naklon. 9 § 5. Zemlja kot magnet . § 6. Astatične igle . . . 11 12 III. Iz nauka o elektriki. § 7. Elektrofor ali elektronos . 12 § 8. Elektrika vzbujena po do¬ tiki .13 § 9. Galvanski člen .... 15 § 10. Galvanska baterija . . 16 § 11. Različni galvanski členi . 17 § 12. Svetlobni in toplotni učinki galvanskega toka . . 18 § 13. Fizijologični učinki gal¬ vanskega toka ... 19 § 14. Kemijski učinki galvan¬ skega toka.20 § 15. Galvanoplastika .... 22 IV. Iz nauka o mehaniki. § 16. O gibanju sploh ... 23 § 17. O silah sploh .... 24 § 18. Težišče.27 § 19. Položaj teles.27 § 20. Stalnost položaja teles. (Stojalnost).29 §21. Stroji.30 § 22. Vzvod ali navor ... 30 § 23. Uporaba navorov pri teht¬ nicah .33 § 24. Škripec.35 § 25. Kolo na vretenu ... 38 § 26. Delo sil.39 § 27. Sestavljanje in razstav¬ ljanje sil.41 § 28. Jednakomerno gibanje . 45 § 29. Nihalo.46 § 30. Ovire gibanja .... 51 § 31. Določevanje gostote trdnih in kapljivo tekočih teles 53 I ». Kemija. A. Fizika. I. Iz nauka o toploti. (Glej I. stopnjo § 21.—35.) § l. Žarjenje toplote. Stojiš li blizu zakurjene peči, čutiš vročino le na oni strani telesa, ki je obrnena proti peči; ta vročina pa tekdj neha, če postaviš pred se kak zaslon, če tudi je le papirnat. Vročino pa čutiš tekoj z nova, če odstraniš zaslon. — Toplota prehaja skozi zrak do tebe, ne da bi se zrak pri tem izdatno segrel, kajti sicer bi toploto moral čutiti tudi zadaj za zaslonom. Toploto prehajajočo z jednega toplega telesa na drugo, mrzlejše, skozi tretje telo, katero se pri tem ne segreje, imenu¬ jemo žarečo toploto (strahlende Warme). Natančneja opazo¬ vanja uče, da se žareča toplota širi istotako premočrtno, kakor se širita premočrtno svetloba in zvok, ali, da topla telesa iz- ž ari vaj o toploto v premih merili v mrzlejšo svojo okolico. Preme kažoče meri, v katerih se širi žareča toplota, ime¬ nujemo toplotne trakove ali žarke (Warmestrahlen). Zadenejo li toplotni žarki ob površje kakega telesa, od¬ bijajo se deloma na tem isto tako, kakor svetloba, deloma pa prodirajo v to telo, katero jih potem več ali manj p>ropušča skozi svojo tvarino, kakor prozorna telesa svetlobo, ali pa jih vsrkava ter se potem segreva. Neprozorna telesa jo navadno odbijajo, prozorna pa propuščajo. Glede na to, ali telesa nanja vpadajoče toplotne žarke propuščajo ali pa vsrkavajo, so telesa toploti prehodna (dir atherman) ali neprehodna (atherman). Seneko v i č , Fizika in kemija. IT. 1 2 Najbolj prehodni telesi sta suh zrak in kamena sol. Poskusa: a) Vzemi kovinsko posodo kockaste oblike, jedno stran jej ugladi, drugo razpraskaj, da dobi prav hrapasto površje, tretjo stran prevleci s svinčeno beljo, četrto s sajami. V tako pripravljeno posodo nalij vrele vode ali vrelega olja. Ako postavljaš potem občutljiv termometer v jednakih razdaljah zdaj pred to, zdaj pred drugo stran, kaže ti termometer najvišjo temperaturo, ko je stal sajasti strani nasproti, najnižjo pa, ko je dobival izžarjene toplote od uglajene strani. — b) Vzemi dve steklenici jednako veliki in popolnem si podobni, jedno počrni od zunaj s sajami, druge pa ne; potem napolni obe posodi s toplo vodo iste temperature ter ju postavi na kak hladen prostor, čez nekoliko časa najdeš, da se je voda v počrnjeni steklenici dosti bolj ohladila kakor v drugi. Izmed več teles, ki imajo isto temperaturo, izžarivajo nekatera v istem času več toplote nego druga; — telesa imajo torej različno žariji vos t (Ausstrahlungsvermbgen). Jedno in isto telo pa izžariva v istem času temveč toplote, čim večjo ima temperaturo. Naj večjo žarljivost imajo črna in na površju hrapava telesa, najmanjšo svetla in uglajena. Poskus: Dve jednako veliki stekleni posodi, kojih jedna je zunaj s sajami prevlečena, napolni z vodo ter ju potem iz¬ postavi solnčnim žarkom. V istem času se segreje voda v po¬ črnjeni posodi do višje temperature nego v drugi. Zareči toploti neprehodna telesa vsrkavajo žarečo, nanja vpadajočo toploto v različni meri; n aj v e č j e v s r k a v aj o 6 n a t e 1 e s a, ki i m a j o t u d i v e č j o zarij ivost. Saje vsrkavajo malo ne vso nanje vpadajočo toploto; telesa temne, barve, posebno če so na površju hrapava, vsrkavajo dosti več toplote nego svetla in gladka. V poletnem času nosimo obleko bolj svetle, v zimskem času bolj temne barve. — Sneg skopni hitreje nego sicer, če ga posujemo s pepelom ali 3 sajami. — V belih in leskih posodah ostajajo jedila delj časa gorka nego v temnih ali sajastih. — Listje in drugi deli rastlin so na strani, proti nebu obrneni, gladki, spodaj pa bolj hrapavi. To jih varuje po dnevi prevelike vročine, po noči, ko izžarivajo toploto, pa mraza. (Zakaj ?) — Kako varujemo v zimskem času pohištvo blizu peči, da od prevelike vročine ne razpoka? — Železne peči nam sobo sicer hitreje segrejejo nego prstene, pa se tudi hitreje ohlade. § 2 . Izvori toplote. 1.) Največji izvor toplote je solnce. Ono nam pošilja svetlobo in toploto ob jednem; brez njega bi imeli večno temo in večen mraz. Zrak je solnčni toploti zelo prehoden, to nam pričajo visoke gore, ki so leto in dan pokrite s snegom, to so dokazali tudi zrakoplovci, ki so našli v ozračju tem večji mraz, čim više so se dvignili. Zemlja pa vsrkava od solnca prihajajočo toploto ter se tako segreva; svojo toploto podeljuje zračnim plastem, ki se je neposredno dotikajo. Te se razredčijo, vzhajajo kvišku, na njih mesto pa prihajajo zopet druge, mrzlejše, ki se isto tako segre¬ vajo. Zrak torej dobiva svojo toploto neposredno od zemlje, a ne od solnca. Grejoča moč solnca je tem večja, čim bolj navpično vpadajo solnčni žarki in čem več časa zadevajo ob zemljo. Ker je solnce v primeri z našimi zemeljskimi daljavami od nas zelo, zelo oddaljeno, smatramo solnčne trakove med¬ sebojno vzporedne. Posledek tega pa je ta, da zadeva isto ploskev največ trakov takrat, ako vpadajo nanjo pravokotno, tem menj pa, čim bolj je proti meri vpadajočih trakov na¬ klonjena. Na strehah in rebrih proti solncu obrnenih skopni sneg preje, nego drugod, v prisolnčnih krajih zoreva sadje hitreje nego v odsolnčnih. Tudi kakovost zemeljskega površja vpliva zelo na to, ali se zemlja bolj ali menj segreje. — Gola, peščena tla se v istem času in na istem kraju dosti bolj se¬ grejejo, kakor s travo obrastena. Na ravniku vpadajo solnčni žarki sploh bolj navpično, kakor na krajih proti tečajema, torej je ob ravniku sploh tudi l* 4 višja temperatura nego v krajih proti tečajema. — Na jednem in istem kraju zadevajo solnčni žarki zemljo v poletnem času v bolj navpični meri nego po zimi, torej imamo poletu tudi višjo temperaturo. Od solnčnega vzhoda do poludne narasta temperatura, od poludne naprej pa pojema. Najnižja temperatura je ob času solnčnega vzhoda, najvišja pa v zimskem času ob dveh, v po¬ letnem času pa med 3. in 4. uro popoludne. — V naših krajih je meseca januvarija največji mraz, meseca julija ali avgusta pa največja vročina. 2. ) Zemlja. Zemeljske tvarine so sploh slabi prevodniki toplote; v poletnem času ne prodere toplota globoko v zemljo in isto tako ne mraz v zimskem času. V globočini približno 20 m nahajamo leto in zimo stalno temperaturo; do sem ne sega torej niti mraz niti vročina na zemeljskem površju. Ako od te plasti stalne temperature kopljemo 25 —30 m globokeje, najdemo temperaturo stalno za 1 0 C višjo, nego je v plasti stalne tempe¬ rature. V globočini 50— 60 m pod plastjo stalne temperature poviša se temperatura že 2° G i. t. d. Ta okolščina, dalje ognje¬ niki in toplice opravičujejo misel, da je zemlja znotraj zelo vroča, in sicer toliko vroča, da je v globočini kacih 10 milj že vse kamenje raztaljeno. V kletili Pariške zvezdarne, 27'5 m globokih, kaže termometer od leta 1783. stalno 11-8° C . — V zimi so kleti toplejše, po letu hladnejše, nego je zunaj. — Kmetovalci čuvajo repo, krompir i. t. d. mraza s tem, da ga precej globoko v zemljo zakopljejo. — Izmed toplic omenjamo: Karlove vare s temperaturo -f- 75° C, Wiesbadenske s temperaturo -f- 70° C i. t. d. 3. ) Mehanični izvori toplote, a) Razvoj toplote z drgnenjem. Ako dva lesa drugega ob drugem drgnemo, segrejeta se oba, časih celo toliko, da se užgeta. Svedri, pile, žage segrejejo se z drgnenjem bolj ali menj. Užigalne klinčke užigamo s tem, da jih drgnemo ob hrapavi ploskvi. b) Razvoj toplote z udarom in pritiskom. Ako kovač železo dolgo jednakomerno kuje, segreje se mu; more 5 ga na ta način celo razbeliti. — Pod konjskimi Slika 1. kopiti se iskri, ako s podkovami ob kamenje udar¬ jajo. — Vzemi močno stekleno cev, kakeršno vidiš v sliki 1.; na spodnji konec bata deni košček kre¬ silne gobe. Ako potisneš bat naglo v cev, torej močno stisneš zrak v cevi, segreje se toliko, da užge kre¬ silno gobo. Taka priprava se zove zračno uži- galo (pneumatisch.es Feuerzeug). Ako se plinasta telesa naglo raztezajo, nareja se mraz; n. pr. vodene pare velike napetosti od¬ hajajoče skozi ozko cev so zunaj cevi tekdj izdatno ohlajene. 4. Kemijski izvori toplote. Gorenje. Ako poliješ žgano vapno z vodo (ga gasiš), dobi veliko toploto; isto tako se čista žveplena kislina izdatno segreje, ako ji priliješ nekoliko vode. Sploh se razvija vsaki- krat toplota, kedar se tvarine kemijsko spajajo. Največ toplote pa se razvija takrat, kedar se kisik spaja z drugimi prvinami in se ob jednem razvija tudi svetloba — pri gorenji (Ver- hrennung). Pri gorenji jemljemo v poštev: a) gorivo ali kurivo (Brennstoff), t. j. tvarino, ki se spaja s kisikom, b) netivo (Ziindstoff), tvarino, ki pospešuje gorenje in c) izgorine ( Verbrennungsproducte), to so tvarine, ki se pri gorenju razvijajo. Navadna goriva so ogljik, vodik, žveplo in njih spojine. Pogoji gorenju so: 1.) Gorivo mora imeti določeno temperaturo. Treba ga je prižgati, t. j. segreti do neke temperature in ga potem vzdržati pri tej temperaturi. Uže prižgano telo razvija navadno samo toliko in še več toplote, kolikor je treba, da ima gorivo stalno višjo temperaturo nego je ona, pri kateri se užge. Razmaljeno gorivo se užge laže nego nerazumljeno. Različna goriva se užigajo pri različnih temperaturah. (Zveplenke ali užigalni klinčki se užgejo z malim drgnenjem, še laže se užge fosfor.) 6 2.) Gorivo mora dobivati zadostno množino kisika. Tega dobiva navadno iz zraka, večkrat ga daje tudi samo, namreč takrat, kedar ga ima samo v sebi, n. pr. solitar. Cim več dobiva gorivo kisika, tem živahneje je gorenje. Kisik privajamo gorivu s tem, da skrbimo za dober prepih, ki donaša na jedni strani čistega zraka, na drugi strani pa odpravlja izgorine. S plamenom gore tvarine, katere se pred zgoretjem pretvarjajo v pline, n. pr. sveče, olje, petrolej, premog; druge pa le žare, n. pr. železo, baker. Slika 2. predstavlja plamen goreče sveče. Raz¬ topljeno gorivo prilazi po stenju do plamena, tukaj se razkraja in pretvarja v svetilne pline. Ti plini tvorijo teman prostor a okoli stenja (jedro plamena). Jedro obdaje okoli in okoli zelo sveteči plašč b. V tem gori vodik, ker v ta kraj prihaja premalo kisika, ogljik v njem le žari in daje plamenu svetli¬ vost. Plašč b je obdan od drugega plašča c, v ka¬ terem tudi ogljik popolnem zgoreva, ker dobiva za¬ dosti kisika. Modri rob na spodnjem koncu plamena nastane od gorečega ogljikovega okisa. Svetlivost dobiva plamen od trdnih, v njem žarečih tvarin. Svetlivost je tem večja, čim več je trdnih tvarin v plamenu in čim višja je njih temperatura. Nobene svetlivosti nimajo one goreče tvarine, pri katerih se ne razvijajo nobena trdna telesa, n. pr. goreč vinski cvet, vodik. Ako dobiva gorivo toliko kisika, da izločeni ogljik tekčj zgoreva ter ne žari, ne sveti se plamen; vender ima zelo veliko temperaturo. (Svetilni plin gori navadno s svetlim pla¬ menom; ako mu primešamo dovolj zraka, rekše kisika, izgubi vso svetlivost, dobi pa visoko temperaturo [Bu n seno v go¬ rilnik]). — Gorivo more dobivati tudi premalo kisika; vtem slučaju se ne spaja ves ogljik s kisikom, — plamen dela saje ali gorivo se kadi (petrolejska svetilnica, ako nima steklene cevi). Slika 2. 7 Barvo dobiva plamen od tvarin, katere se v plamenu pretvarjajo v žareče pare. (Kuhinjska sol daje plamenu rumeno, bakrov klorid zeleno barvo i. t. d.) Gorenje moremo ustaviti ali gorečo tvarino ugasniti: a) ako gorivo pod temperaturo ohladimo, pri kateri se je užgala; h) ako zapredimo zraku, rekše kisiku, pristop h gorivu. Goreča drva z vodo polita ugasnejo. — Velicega ognja z malo vode ni moči ugasiti. Velika toplota razkraja vodo v njeni sestavini; kisik pospešuje gorenje, vodik pa sam gori, torej postane ogenj še hujši. Gorečo svečo ali svetilnico ugasnemo, ako dovolj močno nanjo pihnemo; dovolj silen puh ohladi plamen. — Ogenj ugasne tudi, ako gorivo zakrijemo, n. pr. s prstjo, pepelom i. t. d. — Gorečih tolšč z vodo gasiti ni varno. Voda je težja od tolšč, pade torej na dno, tam se segreje in izpariva. Vodene pare odhajajoče na piano razmetavajo tolščo na vse strani. 5. ) Životna toplota. Podobne pojave, kakor pri gorenju, opazujemo pri delovanju živalskega ustroja. S hrano donašamo telesu ogljičnate tvarine, kisika pa vdihavamo. Kisik se spaja v telesu z ogljičnatimi tvarinami; pri tem pa se razvija toplota kakor pri navadnem gorenju. Životna toplota se razvija v večji množini, ako prihaja več kisika. (Pri delu se segrejemo, ker hitreje dihamo.) Pri hlapenju vode skozi kožo se utaja toplota in to učini, da ostaja temperatura našega telesa stalna. Zdrav človek ima stalno temperaturo -j-37° C. Otrok diha hitreje in ima nekoliko višjo temperaturo. Ptiči imajo temperaturo 40—41° C. 6. ) Konečno nam je kot izvora toplote omeniti tudi še elektrike. § 3. Vrednost različnih goriv. Gorenje je našemu življenju zelo velike važnosti, kajti toploto, s katero si prirejamo jedila, s katero v zimskem času varujemo svoja stanovanja mraza, s katero pretvarjamo v parnih kotlih vodo v pare, da nam gonijo različne parne stroje, do¬ bivamo potom gorenja. Za goriva nam služijo drva, premog, šota in še druga telesa. 8 Poskusoma so učenjaki dognali, da se razvija pri zgoretju, recimo jednega kilograma jednega in istega telesa ista množina toplote, bodi si, da telo zgoreva počasi ali hitro, v čistem kisiku ali v navadnem zraku; razloček je le ta, da počasi goreče telo razvija to toploto bolj polagoma in da se je vsled tega precej mnogo izgubi v okolico, ne da bi povišala temperaturo go¬ rečega telesa samega. Pri hitrem gorenju se vsa toplota razvija kar na mah ter vsled tega prouzročuje višjo temperaturo. Poskusoma je dognano, da razvija jeden kilogram spodaj navedenih goriv ali kuriv pri popolnem zgoretju toliko toplote, da more ta toplota zraven pristavljeno število kilogramov ali litrov vode segreti od 0°—100° C vodik .230 petrolej.117 loj. 80 lesni ogelj. 73 vinski cvet. 68 črni premog . . 66—70 svetilni plin .... 64 koks. 60 rujavi premog ... 40 suh les (poprek). . 30 šota (najboljša) . . 30 šota (navadna) ... 15 Iz teh podatkov se razvidi absolutna vrednost raz¬ ličnih kuriv, njih praktično vrednost pa dobimo, ako vzamemo v poštev tudi ceno, za katero si moremo priskrbeti to ali ono kurivo. V poštev jemati moramo tudi to, da ima kurivo manjšo vrednost, če je vlažno ali pa če pušča veliko pepela. Vlažna goriva gore le takrat, ako so izgubila potom izparivanja svojo vlago, k čemer se potrebuje več ali menj toplote, ki gre na ta način v izgubo. 9 II. Iz nauka o magnetizmu. (Glej I. stopnjo § 36.-39.) § 4. Magnetni odklon. Magnetni naklon. Poskus: Določi natančno mer od juga proti severu, t. j. poldnevno črto, ter si jo zaznami na kaki mizi ali drugem hori¬ zontalnem predmetu.* Ako na to mizo postaviš magnetno iglo, vrtečo se okoli vertikalne, skozi njeno težišče idoče osi (slika 3.), opazuješ, da njen severni pol ne kaže natančno proti severu, ampak nekoliko v stran na levo, južni pa nekoliko na desno. Poldnevna črta in mag¬ netna os mirujoče magnetne igle se ne ujemata, marveč oklepata kot, katerega imenujemo mag¬ netni odklon (magnetische Declination). * Poldnevno črto dobiš najlaže na ta način, da načrtaš na horizontalni deski več koncentričnih krogov (slika 4.) in postaviš v njih skupnem središču kratko palico vertikalno ali navpično na desko. Ako desko in palico obseva solnce, opazuj dopoludne točke a , b , c, v katerih se palična senca vrstoma do¬ tika več krogov. Ravno tako opazuj popoludne točke a ', b ', c\ v katerih se palična senca dotika ravno istih krogov. Razpoloviš li potem po vrsti kote aOa ', bOb r , cOc r , najdeš, da imajo vsi jedno in isto razpolovnico OiV; ta je poldnevna črta, v to mer kaže palična senca točno ob poludne. Slika 4. Slika 3. n 10 Magnetna igla, ki se more v horizontalni ravnini vrteti okoli vertikalne osi, imenuje se odklonska igla ali od¬ klon e n i c a (Declinationsn adel). Magnetni odklon ni povsod jednak; v Evropi, Afriki in zahodnem delu Azije kaže severni pol odklonske igle nekoliko proti zahodu (zahodni odklon), v vzhodnji Aziji in v Ameriki pa nekoliko proti vzhodu (vzhodni odklon). V nekaterih krajih pa se magnetna os odklonske igle in poldnevna črta na¬ tančno ujemata (odklonski kot je jednak ničli). Tudi na istem kraju se od¬ klonski kot polagoma nekoliko izpreminja. — V Ljubljani n. pr. znaša magnetni odklonski kot približno 10 °, a zmanjšuje se vsako leto približno za tri minute. S pomočjo odklonske magnetne igle določujemo strani sveta. Odklonske igle, ki so nalašč v to zvrho narejene, ime¬ nujemo busole (Bussolen), če so bolj majhne, ali pa kompase (Compcisse), če so bolj velike. Pri obojih je odklonska igla spravljena v posebni medeni okrogli ali štirioglati, s stekleno ploščo pokriti škatljici. Pod iglo pa je načrtana vetrovnica ali časih samo v stopinje razdeljen krog, katerega središče se ujema z iglino osjo. Kitajci so kompas poznali neki že 1. 1100. pr. Kr.; Evropci so ga začeli rabiti v 12. stoletju. Kompas je neobhodno potrebno orodje mornarjem in rudokopom, služi pa tudi na kopnem, posebno v nepoznatih krajih. Poskus: Jekleno iglo, katera tiči v Slika 5. medenih vilicah tako, da se more vrteti okoli horizontalne, skozi njeno težišče idoče osi, obesi na tanko svilnato nit (slika 5.). Dokler igla ni magnetna, ostane mirna, spravi jo v katero koli ležo. Ako pa iglo omagnetiš, umiri se sama ob sebi le tedaj, ko stoji njena os v meri od¬ klonske igle in je njen severni pol nekoliko navzdol naklonjen. Spraviš li potem iglo iz te njene ravnotežne leže, umiri se le tedaj, ko se je vrnila v to svojo ležo nazaj. Kot, katerega oklepata magnetna os tako pripravljene in mirujoče magnetne igle in 11 horizontalna ravnina, imenujemo magnetni naklon (mag- netische Inclination); na opisani način prirejene magnetne igle pa naklonske igle ali naklonenice (Inclinationsnadeln). Na severni zemeljski polukrogli je severni pol naklonske igle naklonjen proti zemlji, na južni polukrogli pa južni. — Magnetni naklon ni povsod jednak, ob ravniku je jednak ničli, to se pravi, naklonska igla stoji v horizontalni meri, od ravnika proti tečajema pa polagoma narasta: največja njegova vrednost je 90°. § 5. Zemlja kot magnet. Poskusa: a) Na mizo položi magnetno palico, nad njo pa drži naklonsko iglo tako, da stoji os, okoli katere se vrti, pravokotno na magnetni osi palice. Ako držiš naklonsko iglo nad središčem palice, postavi se magnetnica horizontalno; ako potem iglo polagoma premičeš proti severnemu polu magnetne palice, naklanja se nje južni pol proti palici, in sicer tem bolj, čim bliže prihajaš koncu palice; nad južnim polom se postavi igla vertikalno. Na severno magnetni strani palice se naklanja proti njej južni pol magnetnice ter se postavi nad polom verti¬ kalno. — b) Dolgi železni drogi, ležeči v meri mirujoče na¬ klonske igle, postanejo nekoliko magnetni, o čemer se prav lahko prepričaš z občutljivo iglo magnetnico. Primerjamo li ta poskusa s pojavoma magnetnega od¬ klona in naklona, smemo sklepati, da ima zemlja svojstvo mag¬ netnega telesa, da je torej velik magnet. Njena magnetna pola sta v 6nih dveh točkah, kjer se postavi naklonska igla vertikalno, kjer je torej magnetni naklon jednak 90°; magnetna razmeja pa je blizu ravnika, ondu, kjer miruje naklonska igla v hori¬ zontalni meri. Zemeljska magnetna pola se ne ujemata z zemlje¬ pisnima poloma, marveč sta od teh nekoliko oddaljena. — Zemlja kot magnet deluje na jeklo, železo in magnetna telesa, kakor vsak drug magnet. 12 § 6 . Astatične igle. Dve magnetni na tanki svilnati niti viseči igli, ki sta jednako dolgi in tako zvezani druga z drugo, da sta njuni magnetni osi vzporedni in raznoimenska pola drug nad drugim, imenujemo astatično dvojico igel ali kratko asta- tično iglo (astntische Nadel). — Ako imata obe igli jednako magnetnost, nima zemeljski magnetizem na nji nobenega vpliva, ker hoče jeden konec igel zavrteti z isto silo proti jugu kakor drugi proti severu. Astatična igla ostane mirna v vsaki leži, ne da bi se zavrtela v mer odklonske igle. — Astatične igle uporabljamo posebno pri nekaterih električnih pripravah. III. Iz nauka o elektriki. (Glej I. stopnjo § 40.—52.) § 7. Elektrofor ali elektronos. Za vzbujanje torne elektrike služi nam poleg električnega kolovrata tudi elektrofor. Ta je tako-le sestavljen: V okroglo plitvo posodo od pločevine je vlita zmes od kolofonija, terpentina in šelaka, ki je na površju prav gladka in se zove smolna pogača (Harzkuchen). K tej pripada nekoliko manjši okrogel pokrov od pločevine, ka¬ terega moremo s steklenim držalom osamljenega nanjo pokladati in isto tako od- vzdigovati (slika 6.). — Tepeš li smolno pogačo z lisičjim repom ali s kako drugo kožuhovino, postane negativno električna. Ako položiš potem pokrov na Slika 6. 13 pogačo, deluje elektrika pogače nanj razdelilno in razsebuje nekoliko elektrike v pokrovu; pozitivno privlači na spodnjo stran ter jo veže, negativno pa odbija na gornjo stran pokrova. Negativna elektrika v pokrovu je prosta in odvodna; odvedeš jo tako, da se pokrova dotakneš s prstom. Vezano pozitivno elektriko pa oprostiš, če pokrov s steklenim držalom od- vzdigneš; potlej jo lahko preneseš na druga telesa, n. pr. na lejdensko steklenico. Ker s tem postopanjem smolni pogači ne jemlješ njene negativne elektrike, moreš pokrov na pogačo večkrat z istim uspehom kakor prvikrat pokladati in zopet od- vzdigovati. Paziti pa moraš, da se vsakikrat dotakneš pokrova, ležečega na smolni pogači, popreje s prstom, nego ga od- vzdigneš z držalom, kajti sicer bi se po razdelbi vzbujena pozitivna in negativna elektrika tekoj zopet združili, ko pri¬ vzdigneš pokrov in ne dobil bi nobene proste elektrike. § 8 . Elektrika vzbujena po dotiki. Poskus: Na bakreno ploščo elektroskopa z zlatima listkoma (slika 7.) položi tanko stekleno ploščo b, na robih po¬ mazano s Selakom, raztopljenim v vinskem cvetu; na ploščo pa košček papirja, namoče¬ nega v zelo razredčeni žvepleni kislini a. Ako zvežeš za hip bakreno ploščo s kapljevino po osamljeni bakreni žici cd, in ako potem žico odstraniš in stekleno ploščo odvzdigneš, ne da bi se bakra dotaknil, kažeta listka razhod; ona sta torej električna. Z drugim elektro- skopom se lahko prepričaš, da sta listka nega¬ tivno električna. Baker, dotikajoč se razredčene žveplene kisline, postal je torej negativno električen; ker kažeta listka večji razhod še le takrat, ko stekleno ploščo odvzdigneš, moraš sklepati, da je postala razredčena žveplena kislina, dotikajoča se bakrene žice, istotoliko pozitivno električna Slika 7. 14 in da se elektriki bakra in razredčene žveplene kisline deloma vežeta, dokler je steklena plošča na elektroskopu. Ako vzameš namesto bakrene plošče na elektroskopu ploščo od cinka, in namesto bakrene žice cd cinkovo žico ter jednako postopaš, kakor poprej, prepričaš se, da postane cinek, dotikaj e se žveplene kisline, negativno električen, in sicer v večji meri nego baker, kajti zlata listka kažeta v tem slučaju večji razhod. Jednako postopaje moremo dokazati, da postajata sploh po jedna kovina in elektriko vodeča kapljevina električni, ako se dotikata. Jedno telo dobiva pozitivne elektrike, drugo pa isto toliko negativne elektrike. Po dotiki dveh teles vzbujeno elektriko imenujemo tično, galvansko ali časih tudi voltovsko elektriko (Be- riihrungs-, galvanische oder voltaische Elektricitat). Uzrok elek- tričnosti dotikajočih se teles je elektrobudna sila (elektro- motorische Kraft) ali galvanizem (Galvanismus). (Cim več elektrike dobivata dotikajoči se telesi, tem jačjo si moramo misliti med njima delujočo elektrobudno silo.) Telesa, katera postajajo po dotiki električna, imenujemo elektrobudnike ( Elektromotoren). Raznovrstni poskusi uče: 1. Elektrobudna sila se vzbuja tudi po dotiki dveh različnih kovin, ali jedne kovine in oglja, vender je slabša nego elektrobudna sila, ki se vzbuja po dotiki po jedne kovine ali oglja s kako kapljevino, elektriko pre- vajajočo. Posebno jaka elektrobudna sila se vzbuja po dotiki kake kovine ali oglja z razredčeno kislino ali z raztopino kake soli. 2. Elektrobudna sila deluje le na mestih, kjer se dve telesi dotikata ter je nje jakost zavisna od tvarine dotikajočih se teles, a nezavisna od kolikosti tične ploskve. Galvanska elektrika je bistveno ista kakor torna, razlika med njima je le ta, da ji vzbujamo na različna načina. Galvani je (1. 1789.) prvi opazoval, da se po dotiki teles vzbuja elektrika, vender je mislil, da vzbuja to elektriko živalsko življenje, a ne samo dotika. Volta je (1. 1793.) opazoval, da se vzbuja sploh elektrika, ako se dotikata dva dobra elektrovoda. 15 § 9 . Galvanski člen. V stekleno posodo, napolnjeno z razredčeno žvepleno kislino, postavi plošči od bakra in cinka tako, da se v kaplje¬ vini nikjer ne dotikata in nekoliko centimetrov iz nje molita (slika 8.). Preiskuje iz kapljevine moleča konca plošč najdeš baker pozitivno, cinek negativno električen. Baker, dotikajoč se razredčene žveplene kisline, dobi vsled delo¬ vanja elektrobudne sile negativne elektrike, kapljevina pa pozitivne. Kapljevina je dober elektrovod, torej podeli tudi cinku pozitivne elektrike, da je električna gostota na obeh, na cinku in kapljevini, ista. Cinek, dotikajoč se razredčene žveplene kisline, dobi vsled delo¬ vanja elektrobudne sile med njim in kapljevino, isto tako kakor baker, negativne elektrike, kaplje¬ vina pa pozitivne. Kapljevina podeli zopet toliko svoje elektrike bakru, da je električna gostota na obeh jednaka. Med cinkom in razredčeno žvepleno kislino delujoča elektrobudna sila pa je jačja nego je elektrobudna sila med bakrom in razredčeno žvepleno kislino, torej mora biti na cinku več negativne nego pozitivne elektrike, na bakru pa več pozitivne nego negativne, ali: iz kapljevine moleči cinek mora imeti proste negativne, iz kapljevine moleči baker pa proste pozitivne elektrike. Ako zvežemo iz kapljevine moleča konca bakra in cinka z bakreno žico, teče po tej pozitivna elektrika od bakra proti cinku, negativna pa nasprotno od cinka proti bakru. Jednake množine raznoimenskih elektrik se uničujejo. Elektrobudna sila, Slika 8. 16 ki neprestano deluje, nadomestuje tekbj odteklo elektriko. Torej mora po žici neprestano teči pozitivna elektrika k negativni in nasprotno negativna k pozitivni, dokler se ne začnb vršiti na kovinah ali kapljevini kake izpremembe. Tako gibanje elektrike imenujemo galvanski tok (galvanischer Strom). Samo ob sebi je umevno, da imamo dvojni tok, pozitivni in negativni. V sledečem bodemo govorili navadno le o meri pozitivnega toka. Vsako pripravo, v kateri zlagamo dve kovini ali sploh dva dobra trdna elektrovoda s kapljevino, ki prevaja elektriko, v to zvrho, da dobivamo galvanski tok, imenujemo galvanski ali vol to v s ki člen (galvanisches Element). Iz kapljevine moleči konec trdnega telesa, na katerem se zbira prosta pozitivna elektrika, imenujemo pozitivni pol. iz kapljevine moleči konec drugega trdnega telesa, na katerem se zbira prosta negativna elektrika, pa negativni pol. V opisanem členu, ki se imenuje posebej tudi Voltov člen, je baker pozitivni, cinek negativni pol. Galvanski člen je s klen en (geschlossen) , ako sta oba pola zvezana z dobrim elektrovodom, da more teči elektrika od jednega k drugemu. Žica, s katero vežemo oba pola, imenuje se polarna žica (Polar- oder Schliessungsdraht). Galvanski člen je odprt ali prek in en (offen), dokler pola nista zvezana s polarno žico. § 10. Galvanska baterija. Ako zvežemo več galvanskih členov tako, da je pozitivni pol prvega kovinsko zvezan z negativnim drugega, pozitivni pol drugega z negativnim tretjega, i. t. d., imenujemo tako sestavo galvansko baterijo (galvanische Batterie). Slika 9. kaže galvansko baterijo ali galvanski lanec, zložen iz petih členov; baker prvega člena je zvezan s cinkom drugega, baker drugega s cinkom tretjega, i. t. d. Iz kapljevine moleči 17 cinek prvega in baker zadnjega člena imenujemo pola gal¬ vanske baterije. Pozitivna elektrika bakrene plošče v prvem členu se razprostira čez vse elektrovode sledečih členov; pozitivna elektrika bakrene plošče v drugem členu se razprostira čez elektrovode sledečih ,, Slika 9. členov, negativna elektrika cinkove plošče drugega člena pa čez elektrovode pred njim stoječega člena. Pozitivna elek¬ trika tretjega, četrtega, . . . člena se razprostira čez elektrovode vseh sledečih členov, negativna elektrika tretjega, četrtega, . . . člena pa čez elektrovode pred njim stoječih členov. Iz povedanega torej sledi, da sta električna gostota in električni napon na cinku prvega člena in na bakru zadnjega člena petkrat večja nego na cinku in bakru posameznega člena. Ako zvežemo pola galvanske baterije s polarno žico, kroži po njej dosti jačji galvanski tok, nego je tok v sklenenem po¬ sameznem členu. § 11. Različni galvanski členi. Razven opisanega Voltovega člena rabijo fiziki še celo vrsto drugih členov; v sledečem hočemo nekatere našteti. 1. ) Dani el lov člen (slika 10.). V stekleni valjasti posodi V stoji odprt cinkov valj Z, v njem luknjičast prsten valj (dia¬ fragma) D, v lonec pa je postavljen odprt bakren valj C. V prstenem loncu je nasičena raztopina modre galice, zunaj njega pa razredčena žveplena kislina. Cinek je negativni, baker pozitivni pol. 2. ) Bunsenov člen se razločuje od Daniellovega v tem, da je baker nadomeščen z ogljem, raztopina modre Senekovič, Fizika in kemija. II. 2 18 galice pa z nasičeno solitamo kislino. Ogelj je pozitivni pol. 3. ) Gr o vej e v člen ima isti kapljevini kakor Bunsenov, le da namesto oglja stoji v solitarni kislini plošča od platina. 4. ) Smeejev člen. V štiri¬ oglati stekleni posodi visita dve cinkovi plošči medsebojno kovinsko zvezani, med njima pa srebrna plošča s platinom na površju pre¬ vlečena tako, da se cinka nikjer ne dotika. Posoda je napolnjena z razredčeno žvepleno kislino. Srebro je pozitivni, cinek negativni pol. 5.) Leclanchejev člen. V stekleni posodi stoji prstena in luknjičasta valjasta posoda, v tej pa ogljena plošča v zmesi od ogljenega prahu in rujavega manganovca. Zunaj prstene posode tiči cinkova palica. Posoda je polna salmijakove raz¬ topine. Ogelj je pozitivni, cinek negativni pol. V vsakem imenovanih členov je cinek amalgamiran ali prevlečen z živim srebrom. Iz posameznih členov sestavljamo baterije, kakor smo učili pri Vol- tov e m členu. § 12. Svetlobni in toplotni učinki galvanskega toka. Poskus: a) Ako pritrdiš na vsak pol galvanske baterije precej debelo bakreno žico, vidiš v hipu, ko spraviš konca polarnih žic v dotiko, da nastane na dotikališču svetla iskra. Druga iskra nastane, ko polarni žici ločiš, ali galvanski tok prekineš. Ta iskra je bolj živahna, ako postaviš jedno žico v živo srebro, drugo pa vtikaš vanje, a zopet izvlačiš. — Ako pritrdiš jedno žico na pilo, z drugo pa vlačiš po njej, siplje pila iskre. Slika 10. 19 Poskus: b) Ako zvežeš polarni žici s tanko in kratko železno žico, razgreje in razbeli se in tudi stali, ako teče po njej precej jak galvanski tok. Isto opazuješ tudi na drugih kovinah. Cim slabši elektrovod je kovina, čimtanša in krajša je, čim jačji je po njej krožeči gal¬ vanski tok, tem bolj se s e g r e j e. Poskus: c) Na konca polarnih žic pritrdi priostrena oglja. Ako spraviš njijini osti v dotiko, a ji potem zopet ne¬ koliko oddaljiš, opazuješ med njima zelo bliščečo luč, izvira¬ jočo iz plamena, ki šviga od osti do osti. To luč imenujemo električno luč; nje svetlivost je za solnčno najjačja. Oglja se pri tem na osteh razbelita in ob jednem krajšata. Električni tok odtrguje namreč ogljene delke, ki prevajajo potem elektriko z osti na ost. Najhitreje se krajša pozitivni ogelj, t. j. ogelj, s katerega prehaja pozitivna elektrika na drugega; ta ogelj ima tudi višjo temperaturo nego drugi. Plamen med ogljema ima toliko temperaturo, da se v njem tale vse kovine, tudi platin. Luč ugasne sama ob sebi, če sta se oglja preveč oddaljila. Da jo zopet prižgeš, moraš ogljeni osti spraviti v dotiko. Da dobiš električno luč, moraš imeti prav jako baterijo, sestoječo iz mnogoštevilnih galvanskih členov. — Orodja, služeča v to zvrho, da ostaja razdalja med ogljema delj časa neizpremenjena, imenujemo električne s-vetilnice. Dandanašnji so izumili veliko število takih svetilnic. — Davy je (1. 1813.) prvi prirejal električno luč, in sicer z 2000 Daniell- ovimi členi. § 13. Fizijologični učinki galvanskega toka. Poskus: Na konca polarnih žic pritrdi kovinska valja. Ako'vzameš valja v mokre roke, čutiš po udih nekak pretres, ko galvanski tok skleneš ali prekineš. Dokler teče tok nepre¬ nehoma z isto jakostjo skozi tvoje telo, ne čutiš nobenega po¬ sebnega pretresa. 2 * 20 Za hitro prekidanje galvanskega toka služi Neefovo p reki dalo (Neefscher Stromunterbrecher) (slika 11.), Kovinski kotač, vrtljiv s pomočjo ročice okoli horizontalne osi, ima na obodu celo vrsto zarez, katere so izpol- Slika 11. njene s slonovo kostjo ali z drugim slabim elektrovodom. Na kotačev obod se naslanja prožno pero tako, da se ob njem nekoliko drgne; na drugem koncu tega peresa je pritrjena v pritiskalnem vijaku žica z valjem n. Drugi valj m je po žici zvezan z jednim polom galvanske baterije; drugi pol baterije pa je po žici zvezan s kotačevo osjo. Galvanski tok je sklenen, ko leži pero na kovini, prekinen pa, ko leži na slonovi kosti. Kotač okoli njega osi hitro vrteč moreš galvanski tok prav hitro sklepati in prekidati. § 14. Kemijski učinki galvanskega toka. Poskus: a) Skozi dno steklene po¬ sode A (slika 12.) sta napeljana dva pla- tinova listka, imajoča na zunanjih koncili pritiskalna vijaka ff. V posodi je voda, kateri je primešanih nekoliko kapljic žveplene kisline, da dobi večjo prevod- ljivost. Nad platinova listka sta povezneni stekleni cevi h in o polni vode. Ako pri¬ trdiš polarni žici galvanske baterije v vi¬ jakih ff, da kroži galvanski tok skozi okisano vodo, vzhajajo nad listkoma plinavi mehurčki, kateri izpodrivajo vodo iz cevij. V cevi nad listkom, kjer vstopa pozitivni 21 tok v vodo (nad pozitivnim polom), razvija se le polovica toliko plina, kakor nad cevjo, kjer vstopa negativni tok (nad nega¬ tivnim polom). Preiskujoč plina v ceveh h in o najdeš, da je plin v cevi nad pozitivnim polom čist kisik, kajti tleča trska vzplamti v njem ravno tako kakor v čistem kisiku; plin v cevi nad negativnim polom pa je vodik. Poskus uči: Galvanski tok, tekoč skozi vodo, razkraja jo v njeni sestavini: v kisik in vodik. Poskus: b) V posodo, katera je napolnjena z raztopino modre galice, obesi dve platinovi ploščici toliko vsaksebi, da se nikjer ne dotikata; jedno teh ploščic zveži s pozitivnim, drugo z negativnim polom galvanske baterije. Ako je galvanski tok nekoliko časa tekel skozi raztopino, postane negativna ploščica, to je ona, po kateri vstopa negativni tok v raztopino, rudečkasta ter se prevleče s skorjo, ki se da z nožem odluščiti in spoznati za čisti baker; pozitivna platinova ploščica pa ostane svetlo bela. — (Modra galica je kemijska spojina bakra in žveplene kisline.) Poskus torej kaže: Galvanski tok, krožeč skozi raztopino modre galice, jo razkraja ter izločuje iz nje čist baker. Dokazati moremo, da razkraja galvanski tok celo vrsto kemijskih spojin. Takšen razkroj imenujemo električni razkroj ali elektrolizo (Elektrolyse ); kemijske spojine, ki so razkrojne po galvanskem toku, imenujemo elektrolite (Elektrolyte). Konca žic, v katerih vstopa in izstopa galvanski tok v elektrolit, imenujemo elektrode (Elektroden), in sicer je anoda (vhod, Anode ), kjer vstopa pozitivni tok, katoda (izhod, Kathode), kjer vstopa negativni tok v elektrolit. Izkušnja uči med drugimi ta-le zakona: 1.) Kemijske spojine so električno razkrojne le takrat, ako so dobri elektrovodi in njih mole¬ kuli zelo gibljivi; trdna telesa le takrat, ako so raztopljena ali staljena. 22 2.) Sestavine elektrolita se izločujejo samo na elektrodah, in sicer v istem težinskem raz¬ merju, v katerem se nahajajo v elektrolitu. § 15. Galvanoplastika. Na poskus b), opisan v poprejšnjem paragrafu, se opira galvanoplastika (Galvanoplastik), to je ponarejanje plastičnih predmetov v bakru s pomočjo galvanskega toka. To se vrši tako-le: Od predmeta, katerega hočemo v bakru ponarediti, napravimo si najprej negativni odtis od voska ali druge plastične tvarine s tem, da predmet prav močno n&njo pri¬ tiskamo. Površje tega odtisa posujemo s kovinskim prahom ali grafitom, da postane prevodno. Tako pripravljeni odtis obesimo potem v kadičko od slabega elektrovoda na drog B (slika 13.), Slika 13. kadičko pa napolnimo z nasičeno raztopino modre galice. Na drugi drog D obesimo v raztopino večjo bakreno ploščo. Drog B zvežemo potem z negativnim, drog D pa s pozitivnim polom galvanske baterije. Na negativnem odtisu se izločuje čist baker v obliki skorje, katera je tem debelejša, čim delj časa kroži galvanski tok po raztopini. Ta skorja se da odluščiti ter je predmetu v vsem podobna; zove se pozitivni odtis. Z jednim in istim negativnim odtisom moremo si narejati po več pozitivnih odtisov. 23 Galvanoplastiko sta 1. 1838. izumila Jakobi v Petrogradu in Anglež Spencer. — Predmete od kovin moremo na podoben način s pomočjo gal¬ vanskega toka tudi posrebriti in pozlatiti. III. Iz nauka o mehaniki. § 16. O gibanju sploh. Telo se giblje, ako izpreminja svojo ležo glede teles v svojem obližju, sicer pravimo o njem, da miruje. V železniškem vlaku sedeč človek miruje gledč rečij na vlaku, a z vlakom vred se vender giblje; gora miruje glede predmetov na zemlji, a gledč nebeških teles se giblje z zemljo okoli zemeljske osi in okoli solnca. Ker se gibljejo tudi ne¬ beška telesa, smemo reči, da mirovanje ni nikjer popolno, ampak le primerno. Gibanje teles more biti časih le navidezno. Ce se peljemo n. pr. na ladji, dozdeva se nam, da miruje ladja in mi na njej ter da se gibljejo predmeti ob obrežju v nasprotni meri. Pri vsakem gibanju je treba v poštev jemati: 1. ) Gibljivo (das Bewegliche ), t. j. tvarino, katera se giblje. Gibljivo more biti veliko ali zelo majhno telo, tvarna točka (materieller Punkt). 2. ) Mer gibanja, t. j. premo črto, po kateri se telo giblje, ako ga nič ne ovira, ali v kateri se vsaj hoče gibati. 3. ) Obliko poti. Vse točke v prostoru, skozi katere je teklo telo v nekem določenem času, tvorijo črto, katero ime¬ nujemo pot. Pot more biti premočrtna ali krivočrtna. Pri krivočrtnem gibanju je mer gibanja v vsaki točki poti drugačna; določujemo jo po tangenti, katero potegnemo na pot v tej točki. Dolžino poti merimo z dolgostno mero: z metri, kilo¬ metri i. t. d. 4. ) čas, v katerem se telo giblje. Merimo ga z jed- notami časa, navadno s sekundo. 24 5. ) Hitrost. Isto pot more narediti jedno telo v krajšem času nego drugo; pravimo torej, da se giblje hitreje ali z večjo hitrostjo. Primerjajoč dolžino poti s časom, v katerem telo naredi kako pot, dobimo hitrost g i b a n j a. Ako je gibanje tako, da so poti v jednakih časovnih delih vedno jednako dolge, imenujemo gibanje jednako- merno (gleichfdrmig). (Jednakomerno se giblje n. pr. kazalec na uri ali pa zemlja okoli svoje osi.) Gibajoče se telo more narediti v jednakih časovnih delih različno dolge poti, n. pr. železniški vlak; gibanje takih teles je nejednakomerno (ungleichformig). Nejednakomerno gibanje je pospeševano (beschleunigt), ako nareja gibajoče se telo v naslednjih časovnih delih vedno daljše poti, in pojemalno (verzogert), ako nareja v naslednjih časovnih delih vedno krajše poti. Pospeševano, oziroma po¬ jemalno gibanje je jednakomerno pospeševano, oziroma jednakomerno pojemalno, ako poti v istih časovnih delih jednako narastajo, oziroma jednako pojemajo, se krajšajo. 6. ) Uzrok gibanja, t. j. gibajoče sile. § 17. O silah sploh. Vsako telo ima svojstvo vztrajnosti, t. j. ono ne more samo iz sebe svojega stanja preinačiti; mirujoče telo se ne more samo ob sebi začeti gibati, gibajoče se pa ne samo ob sebi se umiriti. Vsakikrat more nanje delovati kak vnanji uzrok. Uzroke izpremembam v stanju teles glede mirovanja ali gibanja imenujemo sile (Krafte). (Take sile so n. pr. prožnost, težnost, magnetizem, elektrika, prožnost plinov, mišične sile ljudij in živalij i. t. d.) Glede na to, ali sile prouzročujejo gibanje ali je ovirajo, delimo sile v gibajoče in uporne sile. Pri vsaki sili treba v poštev jemati: 1.) Prijemališče (Angriffspunkt) , t. j. točko, v kateri sila neposredno deluje in telo prijema. 25 2. ) Mer sile, t. j. ono premo črto, v kateri sila giblje telo ali je vsaj teži gibati, ako se telo v meri sile ne more gibati. Leži li v meri delujoče sile več s prijemališčem nepre- trgljivo zvezanih toček, ne izpremeni se učinek sile, če tudi preložimo nje prijemališče v katero koli teh toček. Sila ne more prouzročiti gibanja, ako je prijemališče ali kaka druga v meri sile ležeča in s prijemališčem trdno zve¬ zana točka nepremakljiva. 3. ) Kolikost sile (Grofie der Kraft). Sile same ob sebi so nevidne; meriti jih moremo jedino le po njih učinkih. Delovanje sil pa se nam javi kakor gibanje ali kakor tlak ali te g. (Kamen n. pr. pade, ako ga spustimo, ali tlači svojo podlago, ali nateza nit, na katero smo ga obesili. Vsi trije po¬ javi so učinki jedne in iste sile, težnosti.) Cim večji je učinek kake sile, tem večjo si moramo misliti silo samo. Iz¬ med dveh sil je dna 2, 3, 4, . . . m krat večja nego druga, katera v svoji meri 2, 3, 4, . . . n krat jačje tlači ali vleče. Za jednoto sile jemljemo kilogram, t. j. tlak jednega kubič¬ nega decimetra kemijsko čiste vode pri temperaturi -j- 4° C na horizontalno podlago. N. pr. Hočemo li zvedeti, kolike sile je treba, da se kaka nit pretrga, treba, da obesimo na nit polagoma večje uteži, dokler se nit ne pretrga. — Ako na prožno pero položimo utež, upogne se toliko, da je vzbujena prož¬ nost jednaka tlaku uteži na pero. Za merjenje sil služijo nam Slika 14. silomeri (slika 14.), katere smo natančneje opisali v I. delu. Glede jakosti (Inten- sitat) so sile ali stalne (con- stant) ali izpremeni j i ve (variabel); stalne sile de¬ lujejo ves čas z isto jakostjo, izpremeni j ive so časih jačje, časih slabše. 26 Ker moremo sile po njih jakosti meriti, moremo jih tudi na¬ črtovati ; treba le, da vzamemo neko daljico za jednoto sile. Vzemimo, da zaznamlja (slika 15.) črta mn jednoto sile kg , potem zaznamljajo daljice: aa' = d mn, bb' = o mn, cc' = 6 mn tri druge sile, katerih prva ima 3, druga 5, tretja 6 jednot. Načrtuje sile moremo ob jednem zaznamovati prijemališče, mer in kolikost sile. Začetna točka preme, koja predstavlja silo, zaznamlja prijemališče, mer te preme zaznamlja mer, v kateri deluje sila, in dolžina preme kolikost sile. V sliki 15. zaznamlja daljica aa' silo 3 kg, prijemajočo v točki a in delu¬ jočo v meri ax, bb' zaznamlja silo 5 kg, prijemajočo v točki b in delujočo v meri by i. t. d. Ako delujeta na isto telo dve sili istočasno, more biti n j i j i n učinek dvojen: a) da se stanje telesa ne izpremeni, t. j. da prej mirujoče telo ostane tudi še dalje mirno, ali da se prej gibajoče se telo z jednako hitrostjo in v jednaki meri giblje kakor poprej; b) da se stanje telesa izpremeni, t. j. da se prej mirujoče telo začne gibati, ali da že prej gibajoče se telo menja svojo hitrost ali mer svojega gibanja. Dve sili sta si ravnotežni (halten sich das Gleicli- geivicht), ako obe istočasno na telo delujoči ne izpreminjata njegovega stanja. Za osnovni resnici smemo jemati ta zakona: 1. ) Dve jednako veliki, v isti točki, a v na¬ sprotnih mer ih delujoči sili sta si ravnotežni. 2. ) Vsaka sila prouzročuje gibanje, ako jej ni nobena druga sila ravnotežna. Govoreči o silah in njihovih učinkih, moramo se ozirati na to, ali so si ravnotežne ali prouzročujejo gibanje. Nauk o silah in njih delovanju se zove mehanika; deli pa se v dva dela: v nauk o ravnotežju sil, statiko (Statik), in v nauk o gibanju, dinamiko (Dijnamik). Slika 15. 27 § 18 . Težišče. V vsakem telesu najdemo poskusoma točko, v kateri jedini je treba telo podpreti, da ne pade, da ostane mirno in horizontalno. Ta točka je težišče (Schwerpu,nkt) ; v tej si smemo misliti maso vsega telesa združeno, to točko smemo smatrati kot prijemališče njegove teže. Vsako skozi težišče potegneno premo imenujemo težiš- nico (Schwerlinie)\ težišnico, katera je ob jednem tudi verti¬ kalna, pa črto namernico (Richtungslinie) , ker nam kaže mer prosto padajočega telesa. Težišča teles določujemo na dvojen način: a) s tem, da telo obešamo zaporedoma v dveh različnih točkah; b) s tem, da telo v dveh različnih merih polagamo na oster prem rob, n. pr. na ravnilo. V prvem slučaju imajo težišnice mer napete niti, na kateri telo visi; v drugem slučaju pa mer ostrega premega roba, na katerem ostane telo mirno. Težišče leži vsakikrat v pre¬ sečišču dveh tako določenih težišnic. (Primerjaj I. stopnjo, str. 9.) Težišče preme, povsodi jednako debele in jednako goste palice se nahaja v njenem razpolovišču; sploh imajo pravilna in na vse strani jednako gosta telesa težišče v svojem središču. V telesih nepravilne oblike se težišče premakne bolj na ono stran, kjer se nahaja največja masa. — Težišče otlih teles se nahaja v njih otlini, torej izven njih tvarine. Poskus: Iz tanke deske ali iz lepenke izreži pravilen kolobar ter ga prevrtaj na mestu izven njegovega središča. Ako nasadiš ta kolobar na horizontalno os, n. pr. na premo žico, da se more vrteti okoli nje, in ako zavrtiš kolobar okoli te osi, umiri se vsakikrat tako, da pride njegovo središče, kjer se nahaja ob jednem tudi težišče, vertikalno pod os. Iz tega poskusa povzameš, da sili težišče vsakega telesa vedno na n a j n i ž j e mesto. § 19. Položaj teles. Telo je v ravnotežju, t. j. ne pade, ako je njegovo težišče ali katera druga v namernici ležeča in ž njo nepretrgljivo zvezana točka nepremična. Okoli horizontalne, izven težišča 28 ležeče osi vrtljivo telo more biti v ravnotežju le takrat, ako leži os v meri namernice. Pri tem more bili težišče ali pod osjo ali nad njo. Recimo, da se nahaja težišče pod osjo. Ako tako telo ne¬ koliko zasukneš okoli osi, pride njegovo težišče nekoliko više ter se bolj oddalji od zemeljskega površja. Spustiš li telo, vrne se samo ob sebi zopet v svojo prvobitno ležo, kajti pri tem pride njegovo težišče zemeljskemu površju kolikor največ blizu. Tak položaj teles imenujemo stalen (stabil) . . . i.). Ako se nahaja težišče nad nepremično osj6, spravi vsaka še toli majhna vrtnja težišče zemeljskemu površju nekoliko bliže. Telo se ne vrne več v svojo poprejšnjo ležo, marveč se zavrti toliko, da pride njegovo težišče vertikalno pod os. Tak položaj je padljiv (labil) . . . 2.). Recimo, da gre horizontalna os neposredno skozi težišče, potem ostane težišče pri vsaki poljubni vrtnji na istem mestu in telo je v vsaki leži v ravnotežju; položaj takega telesa je nerazločen (indifferent) . . . 3.). Položaj na niti visečega kamena je stalen. — Položaj stožca na vrhu stoječega je padljiv, na osnovnici stoječega stalen, in ob strani ležečega neraz¬ ločen. (Zakaj ?) -- Lesen kolobar, ki ima na eni strani vlitega svinca, teče nekoliko po poševni ravnini na¬ vzgor. — Kupica z okroglim in debelim dnom se stavi sama po koncu. — V sliki 16. vidiš lesen stožec B, skozi njega je potegnena ukrivljena žica, imajoča na koncih uteži PP. Ako to pripravo postaviš na stojalo A, moreš jo nagibati in vrteti, a vender ne pade. Njen položaj je torej stalen. (Zakaj ?) O telesu pravimo, da je podprto (unterstiitzt) , ako leži nepremična os ali točka pod težiščem, in da visi (ist aufgehangt) , ako je nepremična os ali točka nad težiščem. Slika 16. 29 § 20 . Stalnost položaja teles. (Stoj&lnost.) Da je položaj podprtega telesa stalen, ne zadostuje telo podpreti samo v jedni ali v več premo ležečih točkah, ampak najmenj v treh točkah, ki se ne nahajajo v premi črti. Ploskev, katero oklepajo skozi skrajna podporišča potegnene preme, imenujemo podporno ploskev (Unterstutzungsflache). Položaj podprtega telesa je le tedaj stalen, ako seče namernica pod¬ porno ploskev; postane pa padljiv, ako leži težišče nad robom podporne ploskve. Podporna ploskev mize je četverokotnik, njegovi vrhi leže ob skrajnih robih n6g. — Podporna ploskev na obeh nogah stoječega človeka je trapeč i. t. d. Zakaj pošev stoječa stolpa v Pizi in Bolonji ne padeta? — V levi roki breme noseč človek se nagiblje nekoliko na desno; na hrbta breme noseč pa nekoliko naprej. (Zakaj?) — Gredoči premičemo težišče svojega telesa od podporne ploskve pod jedno nogo na podporno ploskev pod drugo nogo. Vsako telo, čeravno je v stalnem položaju, d4 se vender podreti, treba, da ga n. pr. v horizontalni meri delujoča sila ob robu njegove podporne ploskve toliko zavrti, da namernica ne seče več podporne ploskve. Zato pa so pri raznih telesih po¬ trebne razno velike sile. Telesu prisojamo večjo stojalnost (Standfestigkeit), ako je treba večje sile, da ga podere. Izkušnja uči; Telesa imajo večjo stoj alno st, ako imajo: a) širjo podporno ploskev; b) večjo težo; c) ako je njih težišče blizu podporne ploskve; d) ako pri¬ jema njih podirajoča sila blizu podporne ploskve. Stolom in mizam dajemo na zunaj ukrivljene noge, da stoje bolj stalno. — Svetilnice, svečniki i. t. d. so spodaj široki in s svincem ali peskom obteženi. — Vozovi s slamo ali senom visoko naloženi se kaj radi vzvra- čajo. — Kamenit steber podereš najlaže takrat, ako ga kolikor najviše na stran pritiskaš. — Ako v čolnu stojiš, je nevarnost, da se čoln vzvrne, dosti večja, kakor če v njem sediš. — Na ladjah nakladajo najtežje blago vedno na dno, ne pa na krov. 30 § 21. Stroji. Stroj (Maschine) imenujemo vsako orodje, na katerem se javi učinek delujoče sile na drugem mestu in v drugi meri, kakor deluje sila. Upor, kateri se stavi delujoči sili nasproti in katerega hočemo zmagovati s pomočjo sile, imenujemo breme (Last). Težek kamen moreš nekoliko privzdigniti, ako pod njega od strani zabijaš klin. — Da premagamo zveznost teles, rabimo nože, škarje, za- gvozde i. t. d. — Klin, nož, škarje, zagvozda so torej stroji. Stroji so ali jednostavni (einfach) ali sestavljeni (zusammengesetzt). Prvi sestoje iz delov, katerih ne moremo smatrati za stroje; drugi pa iz delov, ki so sami ob sebi že stroji. § 22. Vzvod ali nšvor. Vzvod ali navor (Iiebel) imenujemo vsak okoli nepre¬ mične osi vrtljiv drog, katerega težita dve sili vrteti v na¬ sprotnih merili. Mesto, v katerem je navor podprt in vrtljiv, zove se podpori šče (JJnterstutzungs^unkt). Ona sila, katero hočemo z drugo premagati, je breme (Last). Razdalja prije- mališča vsake sile od podporišča je navorova rama (Hebel- arm), in sicer je rama bremena razdalja med bremenskim prijemališčem in podporiščem, rama sile pa razdalja med prijemališčem breme zmagujoče sile in podporiščem. Navor, katerega težišče je v podporišču, imenujemo jednostaven ali matematičen, vsak drugi pa fizičen. Navod je dvo- ramen (zweiarmig), ako je podporišče med prijemališčema bremena in sile; jednoramen (einarmig) pa je oni navor, pri katerem sta prijemališči bremena in sile na isti strani podporišča. Ravnotežje na navoru. Poskusi: Drog AB (slika 17.) je vrtljiv okoli osi C, idoče skozi njegovo težišče, ter ima v jednakih razdaljah kljukice, da moreš nanje obešati uteži. Ta drog je jednostaven navor ter ostaje sam zase v vsaki poljubni leži v ravnotežju. 31 Ako obesiš na levi strani Slika 17. v razdalji 6 utež 4 dg, zavrti se drog na levo. Da ostane v ravnotežju, moraš obesiti na desni strani v razdalji 6 ravno toliko utež, namreč 4 dg. (Raz¬ dalje štej vedno od podporišča.) Isto tako je utež 4 dg viseča na 7., 8. . . . kljukici ravnotežna j ednaki uteži viseči na drugi strani podporišča na 7., 8. . . . kljukici. Iz tega izvajamo: Jednakoramen navor, to je navor, pri katerem je rama bre¬ mena j e d n a k a rami sile, ostane v ravnotežju, bremenu . . . 1.) Na 6. kljukico na levi strani obesi utež 24 dg. Da dobiš ravnotežje, obesi na desni strani ali 12 dg na 12. kljukico ali pa 48 dg na tretjo kljukico. S tem si dobil nejednakoramen navor. Ako smatraš utež 24 dg za breme, potem je razdalja 6 njegova rama. V stanju ravnotežja imaš silo 12 dg in njeno ramo 12, ali pa silo 48 dg in nje ramo 3. — Iz tega izvajamo: Na nej ednakoramnem navoru je jednemu in istemu bremenu ravnotežna 2, 3, 4... krat manjša sila, ako je njena rama 2, 3, 4 . . . krat večja, ali: Na nejednakoramnem navoru sta si sila in breme ravnotežni, ako sta si kakor obratno njijini rami. . . 2.) Ker je 24 X 6 = 12 X 12 = 48 X 3 = 144, moremo navedeni zakon izraževati tudi tako-le: Na navoru je ravnotežje, ako je produkt sile in njene rame jednak produktu bremena in nje¬ gove rame . . . 3.) ako je sila j e d n a k a Produkt sile in njene rame imenujemo statični mo¬ ment (statisches Moment). Oziraje se na to, slove zakon 3.) tudi tako-le: Na navoru je ravnotežje, ako je statični moment s i 1 e j e d n a k statičnemu momentu bre¬ mena . . . 4.) razdalji 2 utež 5 dg, v razdalji 4 utež 2 dg in v razdalji 6 utež 4 dg. Te uteži so si ravnotežne. Vsota statičnih momentov dveh sil, ki težita navor za¬ vrteti na levo stran, je 10 X 3 -j- 3 X 4 — 42; vsota statičnih momentov drugih treh sil, ki teže navor zavrteti na desno, je 5 X 2 -|- 2 X 4 -\- 4 X 6 = 42. Iz tega izvajamo: Ako deluje na navoru več vzporednih sil, ravnotežne so si, ako je vsota statičnih momentov sil v istem smislu delujočih jednaka vsoti sta¬ tičnih momentov sil v nasprotnem smislu delu¬ jočih . . . 5.) Vsi ti zakoni veljajo tudi pri jednoramnem navoru. Pri fizičnem navora je treba ozirati se tudi na njegovo težo, to je silo, prijemajočo v težišču vertikalno navzdol. Ravnotežje na fizičnem na¬ voru določuj po zakonu 5 ) Zaporna ranta pri železnici ali mitnici je dvoramen navor, isto tako so navori: klešče, škarje, vile, motika, podnožki pri brusih, kolovratih i. t. d. Imenuj še drugih navorov ter povej, kdo daje silo, kdo breme ! Na drogu, podprtem v njegovem težišču, leži v razdalji 40 cm 400 kg težek kamen; v kateri razdalji na drugi strani podporišča je utež 15 kg temu kamenu ravnotežna? — Jedna rama jednostavnega navora meri 24 cm. druga 54 cm ; kolika sila je ravnotežna bremenu 20 kg, ako visi breme a) na Poskus: Na dvo- Slika 18. ramen jednostaven in v točki m vrtljiv navor (slika 18.) obesi na levi strani v razdalji 3 utež 10 dg in v razdalji 4 utež 3 dy\ na desni strani v 33 koncu krajše; b) na koncu daljše rame? — Zakone o ravnotežju pri navorih je spoznal Grk Arhimedes (287—212 pr. Kr.). Ravnotežje na navoru se poruši, ako je jedna izmed sil večja ali manjša nego mora biti za stanje ravnotežja. Potem nastane gibanje v meri večje sile. Spoznavši zakone o ravno¬ težju poznamo tudi pogoje, pod katerimi se navor začne gibati v meri delujoče sile. § 23. Uporaba navorov pri tehtnicah. I. Trgovska tehtnica (Kramerivage), (kakeršno rabijo v prodajalnicali, lekarnah i. t. d.) je jednakoramen navor AB (slika 19.), narejen od kovine — prečka ali gredelnica (Wagebalken). Ta se vrti v Škarjah E okoli horizon¬ talne osi C. Na koncih prečke visita skledici; v jedno devamo telesa, katera hočemo stehtati, v drugo pa uteži. Pravokotno na prečki stoječi jeziček D kaže, kedaj da stoji tehtnica horizontalno t. j. kedaj je uravnana. Pri kemijskih teht¬ nicah (slika 20.) sestoji os iz ostrega jeklenega klina, ležečega s svojim ostrim robom na vertikalnem stebru v jamičastem valju od jekla ali ahata. Jeziček kaže navzdol, in njegov konec se giblje pred krožno delitvijo, každč na ničlo, ko stoji prečka horizontalno. Skledici visita na kljukicah, vrtljivih okoli ostrih robov. Slika 19. Senekovič, Fizika in kemija. II. 3 34 Slika 20. Od vsake tehtnice ter¬ jamo, da je: 1.) njen položaj stalen, t. j. da se vrne, nekoliko v stran odklonena, sama v horizontalno ležo (te¬ žišče navora mora biti pod podporiščem); 2.) točna ali pravična; 3.) občut¬ ljiva. Tehtnica je točna (richtig), ako se vsakikrat postavi v ravnotežje, ko sta sila in breme jednaki, ako je torej neobtežena ali obtežena z jednakimi utežmi v ravnotežju. Da je tehtnica točna, treba, da sta: a) oba dela prečnice jednako dolga in jednako težka; b) da sta njijini težišči od osi jednako oddaljeni; c) da imata skle¬ dici sami z&se jednaki teži. Je-li tehtnica točna ali ne, o tem se prepričamo, če skledici zamenimo; — ako po zameni skledic tehtnica ni več v ravnotežju, daljši je jeden del prečke od drugega in težja jedna skledica od druge. Občutljiva (empjindlich) je dna tehtnica, katere prečka se izdatno uklone, ko je jedna skledica le nekoliko bolj ob¬ težena od druge. Tehtnica je zelo občutljiva, ako ima: a) dolgo prečko, b) malo težo, c) težišče blizu osi in d) ako so v skledicah male uteži. Da so tehtnice občutljive in da morejo nositi precejšnje teže, sestav¬ ljene so prečke iz štirioglatih medenih palčic v obliki trapeča (glej sliko 20.). Težo kakega telesa določujemo s pomočjo tehtnice s tem, da položimo v jedno skledico dotično telo, v drugo pa toliko utežij, da se postavi tehtnica v ravnotežje — da se uravna — kar spoznamo iz tega, da stoji jeziček pred določenim zna¬ menjem; te uteži določujejo potem težo tega telesa. 35 Z dvakratnim tehtanjem, kakeršno je izumil Bor d a, moremo teže teles natančno določevati tudi na netočnih tehtnicah. V jedno skledico se položi telo, katero treba stehtati, v drugo pa toliko kamenčkov ali šiber i. t. d., da se tehtnica uravna. Potem se odstrani telo in nadomesti s toliko utežmi, da se tehtnica zopet uravna. Uteži mesto dotičnega telesa v skledico po¬ ložene kažejo natančno njegovo težo. II. Rimska tehtnica ali tehtnica s k e m b1j e m (romische oder Schnell-Wage) je nejednakoramen navor AB (slika 21.), vrtljiv okoli osi C. Telo, katero treba stehtati, visi na kljuki A; na drugi rami pre¬ mice se pa določena utež 0, kembelj (Laufgeuricht) od osi C proti B za toliko, da ostane prečnica horizontalna, kar kaže jeziček nad C. Ako je tehtnica sama ob sebi v ravnotežju, torej njeno težišče v točki C: tedaj je teža telesa P tolikokrat večja nego teža kemblja O, kolikorkrat je AC krajša od CD. Navadno pa tehtnica sama ob sebi ni v ravnotežju. V tem slučaju se deli prečka CB poskusoma. Na kljuko A se obesi utež 1 kg, kembelj se pa premakne toliko, da se tehtnica uravna. Na mestu, kjer visi kembelj, naredi se zareza z na¬ pisom 1 kg. Isto treba ponavljati z utežmi 2, 3, ... n kg. Tehtnica s kembljem ni niti zelo občutljiva niti točna; uporabljamo jo takrat, ako hočemo telesa stehtati hitro in z malimi utežmi. § 24. Škripec. Škripec (Bolle) je okrogla plošča v Škarjah vrtljiva okoli osi, idoče skozi njeno središče; na obodu pa ima žleb, okoli katerega se vije vrv. Škripec je nepremičen (unbeiveglich, fix), ako je njegova os v prostoru nepremakljiva; a premičen 3 * Slika 21. 36 (beweglich), ako se njegova os more gibati v prostoru, ko se vrti škripec okoli svoje osi. Na nepremičnem škripcu (slika 22.) visi breme Q na jednem koncu vrvi, na drugem koncu de¬ luje sila P, hoteča breme dvigniti. Ta škripec je prav za prav dvoramen navor; A O in BO sta njegovi rami. Ker je AO = BO, velja zakon: Nepremični škripec ostane v ravnotežju, ako je sila jednaka bremenu. Nepremični škripec je zaradi tega priročen, ker more na njem sila delovati v meri, zanjo najpripravnejši. Uporabljamo ga, da vzdigujemo bre¬ mena (sila more delovati navzdol ali pa pose v); da se zapirajo duri same ob sebi; da narejamo viseče predmete premične, n. pr. svetilnice, svečnike i. t. d. Slika 22. Na premičnem škripcu (slika 23.) je jeden konec vrvi pri A trdno privezan, od tod se vije vrv po žlebu pre¬ mičnega škripca BI) in po žlebu nepre¬ mičnega škripca. Na drugem njenem koncu prijema sila P. Breme Q visi na Škarjah premič¬ nega škripca. Ako sta oba dela vrvi vzporedna in vertikalna, nosita oba vse breme jednakomerno, torej nosi vsak le polovico bremena. Da ostane premični škripec v ravnotežju, treba vrv pri D natezati s silo P = u Premični škripec ostane v ravnotežju, ako je sila jednaka polovici bremena; toda vrv mora biti vertikalno napeta. Prav za prav se mora bremenu prištevati še teža premičnega škripca. 37 Premični škripec moreš smatrati za jedno- ramen navor, ki je vrtljiv okoli točke B. Rama sile je dvakrat daljša nego rama bremena. S e s t a v 1 j e n i škripci (Flaschen- zug) sestoje iz več premičnih in nepre¬ mičnih škripcev, .zvezanih z jedno samo vrvjo. Pri navadno sestavljenih škripcih (slika 24.) so po trije škripci v jednih Škarjah. Zgornji trije škripci so nepre¬ mični, spodnji trije pa premični. Slika kaže, kako se vije vrv čez vse škripce. Breme visi na Škarjah premičnih škripcev. V tem slučaju visi vse breme na šestih delih vrvi. Da si postaneta sila in breme ravnotežni, treba oni del vrvi, kateri se vije čez zadnji zgornji škripec, natezati s silo, ki je jednaka šestemu delu bremena. Pri navadno sestavljenih škripcih je r a v n o t e ž j e, a k o je sila jednaka tolikemu delu bre¬ mena, kolikor je škripcev. Bre¬ menu je prištevati tudi teža vseh pre¬ mičnih škripcev. Slika 24. Ako sestavimo več nego šest škripcev, potrebujemo še manjše sile, da je ravnotežna danemu bremenu; ali potem postane tudi trenje (o katerem bodemo pozneje govorili) večje in prijemališče sile mora narediti daljšo pot, da vzdignemo breme v določeno višino. Kolika sila je ravnotežna bremenu 80 kg, visečemu na premičnem škripcu, ako teže škripca ne jemljemo v poštev? — Koliko ljudij more vzdr¬ žati s pomočjo sestavljenih 6 škripcev ravnotežje bremenu 1420 kg , ako je teža premičnih treh škripcev = 20 kg in ako vsak mož vleče s silo 40 kg ? — Koliko je breme na premičnem škripcu, kateremu je sila 16 kg ravnotežna, ako tehta škripec 0‘4 kg? 38 § 25. Kolo na vretenu. Kolo na vretenu ( Wellrad) je sestavljeno iz valjastega, okoli svoje osi vrtljivega telesa, vretena (Welle), in iz pravokotno na vreteno, a sosredno z njim, nabitega kolesa (slika 25.). Slika 26. Breme Q visi na obodu vretena, sila P deluje pa na obodu kolesa. — Breme in sila delujeta sicer v raznih ravninah; ker pa je vreteno v trdni zvezi s kolesom, smatrati smemo brez razločka v učinku obe sili v isti ravnini delujoči. Potem pa je ta stroj dvoramen navor. Rama bremena je jednaka polurnem vretena AO, rama sile je jednaka polumeru kolesa BO. Kolo na vretenu je v ravnotežju, ako sta si sila in breme kakor polu mer vretena in polumer kolesa. Mesto celega kolesa je na vretenu dostikrat jedna ali več ročic (slika 26.). Sila prijema potem na koncu ročice. Kolo na vretenu, čegar os je horizontalna, imenuje se m o t o v i 1 o (Haspel); ono, čegar os je vertikalna, pa vitel (Winde). Kolika sila mora delovati na obodu kolesa s polumerom 1/4 m, da je ravnotežna bremenu 200 kg, visečemu na vretenu s polumerom lemi — Vitel ima 4 ročice 60 cm dolge, te vrtijo 4 možje, vsak s silo 10 kg ; koliko sme biti breme na vretenu, čegar polumer je 20 cm, da sta si sila in breme ravnotežni ? 39 § 26. Delo sil. Da dvigneš kamen na določeno višino, zmagovati moraš ves čas dviganja njegovo težo; ako cepiš drva, zmagovati moraš molekularno zveznost. Da se telo po horizontalni ravnini giblje, zmagovati treba trenje med njim in podlago. Da se telo po toploti razteza, zmagovati mora toplota molekularne privlačne sile in zračni tlak. Vsakikrat, ko vidimo učinek kake delujoče sile, zmago¬ vati mora sila neki poseben upor na določeni poti. S tem, da zmaguje sila kak upor, opravlja delo (leistet Arbeit). Ako nese j eden izmed dveh dela vcev 50 kg težko breme 20 m daleč, drugi pa isto breme 40 m daleč, potem je drugi de¬ lavec opravil dvakrat večje delo. Isto tako opravi delavec dvakrat večje delo, ako nese 50 kg težko breme 20 m daleč, kakor takrat, ko je nesel ravno tako daleč breme 25 kg. Iz tega izvajamo: Delo dane sile'je 2, 3, 4 . . . krat večje, ako je pot, po kateri je delujoča sila zmagovala isti upor, 2, 3, 4 . . . krat večja . . . 1.). Delo dane sile je 2, 3, 4 . . . krat večje, ako zmaguje sila na isti poti 2, 3, 4 . . . krat večji upor . . . 2.). Da moremo delo sil medsebojno primerjati in izraževati s števili, jemljemo za jed n o to dela (Arbeitseinheit) delo one sile, katera more jeden kilogram težko breme dvigniti jeden meter visoko, in imenujemo to jednoto k i 1 o g r a m m e t e r (kgm). Ako dvignemo 1 kg težko breme 5 m visoko, opravimo po 1.) delo 5 kgm, če pa dvignemo 10 kg težko breme 5 m visoko, opravimo po 2.) delo 50 kgm. Delo, katero je opravila kaka sila, dobimo, ako množimo premikano breme (zmagani upor) z dolžino poti ... 3.) Zmagani upor moramo v račun jemati v kilogramih, pot pa v metrih. 40 Da ne pade telo, mora nanj delovati v vertikalni meri navzgor sila, ki je jednaka teži tega telesa, torej jednaka bremenu, katero zmaguje. Ako to silo nekoliko povečamo, nastane gibanje v njeni meri, t. j. telo se premika vertikalno navzgor. Pot delujoče sile je jednaka višini, do katere je sila vzdignila telo (breme). Zakon 3.) moremo torej tudi izraziti tako-le: Delo sile je j e d n a k o produktu delu j oče sile in dolžine poti, katero naredi njeno pr ij em ališče . . . 4.). Mereč delo večjih sil, n. pr. pri parnih strojih, uporab¬ ljamo večje jednote nego je kilogrammeter, namreč konjsko silo (Pferdekraft) ; ta je določena na 75 kgm. Izkušnja namreč uči, da more navaden konj v vsaki sekundi opravljati delo 75 kgm. Da prav ocenimo delo sil, treba se ozirati tudi na čas, v katerem ta ali dna sila kako delo opravi, posebno pri mišičnih silah ljudij in živalij. Primerjavna števila dobivamo, ako jemljemo v poštev pote narejene v jednakih časih, n. pr. v jedni sekundi. Konjsko silo moremo potem imenovati delo sile, katera dvigne v sekundi 75 kg težko breme 1 m visoko. Jasno je, da mora biti sila večja, ako ima v določenem času opraviti večje delo. Kar popelješ z jednim konjem dvakrat, lahko popelješ z dvema jedenkrat. Koliko delo si opravil dvignivši 8 kg težko breme 4 m visoko ? — Človek, 70 kg težek, zleze v 4 minutah 15 m visoko; koliko delo je opravil? — Iz studenca je treba v vsaki minuti 30 m visoko dvigniti 800 l vode; koliko delo je za to potrebno, in kolika sila je more opraviti? Opazujoč pogoje ravnotežja pri premičnem škripcu smo našli, da mora biti sila jednaka polovici bremena. Recimo, da je breme = 40 kg; njemu je ravnotežna sila 20 kg. Ako silo 20 kg nekoliko povečamo, nastane gibanje v njeni meri, breme se vzdiguje kvišku, prijemališče sile pa pada, iu sicer vedno dvakrat toliko, za kolikor, se je vzdignilo breme, o čemer se uverimo, ako obe poti zmerimo. 41 Produkt iz dvignenega bremena in njegove poti je jednak produktu iz sile in poti, narejene od njenega prijemališča. Isto najdemo pri navoru, kolesu na vretenu in pri se¬ stavljenih škripcih, ako pri teh nastane gibanje, da se breme za določeno višino vzdigne. Iz tega izvajamo: Ako s priporno čj o strojev dvignemo kako breme, naredi prijemališče sile tolikokrat daljšo pot, koli k or kr at je sila manjša od bremena, da mu je ravnotežna. Na stroju g 1 e d č dela nimamo nobenega do¬ bička; delo je isto, ako dvignemo n. pr. 40 kg neposredno 3 m visoko, ali pa s pomočjo stroja; kar na stroju prihranimo sile, izgubimo na poti (torej tudi na času). Ker imamo na vsakem stroju še trenje, katerega doslej nismo jemali v poštev, treba je za zmagovanje tega tudi po¬ sebnega dela. Pri strojih imamo še po tem takem izgubo na delu. Navzlic temu uporabljamo jih zategadelj, ker moremo z njihovo pripomočjo opravljati dela, katerih drugače ni možno. Nobeden človek ne vzdigne neposredno 1000 kg težkega bre¬ mena; s pomočjo strojev mu je to prav lahko. § 27. Sestavljanje in razstavljanje sil. Poskusi: Kamen, katerega vzdigneta dva dečka, more vzdigniti jeden sam krepak mož. — Jeden konj vleče na vozu toliko breme, kakor pet močnih ljudij. — Dva slaba konja moreš pri vozu nadomestiti tudi z jednim samim, se ve da močnejšim. Na jedno in isto telo more istočasno delovati več sil, bodi si v isti ali nasprotni meri, ali tako, da tvorijo njih meri oster, prav ali top kot; učinek njih delovanja more biti, da so si ravnotežne, ali da nastane gibanje. Ako nastane gibanje, more se telo gibati le samo v jed ni meri. Potem pa more 42 biti tudi možno dve ali več sil nadomestiti z jedno samo, ka¬ tera v meri gibajočega se telesa nanje deluje z istim uspehom kakor vse druge sile. Dve ali več sil z istim uspehom nadomeščujoča sila se zove njih p o slednjič a (Resultierende); nadomeščene sile pa sile sestavljače (Componenten). Ako iščemo poslednjico dveh ali več sil, imenujemo to postopanje sestavljanje sil (Zusammensetzung der Krdfte). Nasprotno moremo tudi jedno silo nadomeščati z dvema drugima z istim uspehom delujočima. Tako postopanje je raz¬ stavljanje sil (Zerlegung der Krdfte). a) Sestavljanje sil s skupnim prijemališčem in v isti meri delujočih. Poskus: Ako položiš v skle¬ dico navadne tehtnice dve uteži 2 kg in 3 kg, uspeh je ravno tisti, kakor če položiš vanjo utež 5 kg. Poslednjica v jedni točki istomerno delu¬ jočih sil je jednaka vsoti sestavljač ter ima isto mer in isto prijemališče . . . 1.). Obratno moremo jedno silo nadomeščevati z več drugimi istomernimi silami, katerih vsota je jednaka dani sili. V točki O (slika 27.) prijemata v nasprotni meri dve sili; v meri Ox sila 70 gr, v meri Oy sila 30 gr. Da najdemo njijino poslednjico, razstavimo silo 70 gr v dve sestavljači 30 gr in 40 gr. Po zakonu 1.) se uničujeta sila 30 gr na desno in sila 30 gr na levo, ali oni sta si ravnotežni; ostane torej še sila 40 gr. Točka 0 se mora v meri Ox tako gibati, kakor takrat, ko bi delovala nanjo jedino le sila 40 gr v meri Ox. 43 Poslednjica dveh v isti točki, a v nasprotnih merih delu j oči h sil je jednaka razliki sestav Ijač in deluje v meri večje sest a vij ač e . . . 2.). Obratno moremo jedno silo razstaviti v dve v nasprotnih merih delujoči sili, ako je njijina razlika jednaka dani sili in mer večje sile ista, kakor je mer dane. Ako deluje v isti točki več sil na jedno in več sil na nasprotno stran, dobimo poslednjico vseh sil s tem, da sestavimo najprej vse istomerno de¬ lujoče sile v po jedno silo. Poslednjica teh dveh je poslednjica vseh danih sil. b) Sestavljanje sil s skupnim p r ij emal i šč e m in v kotu delujočih. Poskus: Na lepenki si načrtaj paralelogram obed (slika 28.), tako daje ab = 3 dm, ac — 2 dm, Slika 28. diagonala ad = 4 dm. Paralelogram postavi med stebroma, no¬ sečima škripca g in k tako, da stoji diagonala vertikalno. Cez škripca g in k ovij vrvico in obesi na levem koncu utež P = — 2 dg, na desnem koncu utež Q = 3 dg ; pri o pa skušaj obesiti toliko utež R, da ostaneta dela vrvi og in ok vzporedna 44 s stranjo ar, oziroma ob. Da se tQ zgodi, mora biti utež R = = 4 dg. Ako vzameš R manjšo kot 4 dg, dvigne se o, ako pa vzameš R večjo kot 4 dg, pade o nekoliko; dela vrvi og in ok nista več s stranema vzporedna. Ker na vrvi ne opazuješ gibanja, mora biti poslednjica sil P in Q jednaka sili R in delovati s to v nasprotni meri. Načrtaj še druge paralelograme in ponavljaj to postopanje! Vsaki krat bodeš našel, da se imata v stanju ravnotežja vzporedno s stranema delujoči sili proti vzpo¬ redno z diagonalo delujoči poslednjici kakor do- tični strani paralelograma proti diagonali od n j ij u oklep a ni. Iz tega pa sledi ta-le zakon: Poslednjico dveh v točki A (slika 29.) delujočih sil AB in AC dobimo, ako načrtamo pa¬ ralelogram nad premama AB in BC, predstavljajočima dani sili, in ako potegnemo v tem diagonalo AD. Prema AD pred¬ stavlja kolikost in mer po¬ sl ednjice danih sil. Tak paralelogram se imenuje paralelogram sil (Kraftenparallelogramm). Ako sta sestavljači jednako veliki, razpolavlja diagonala kot, ka¬ terega oklepata meri sil; ako sta razno veliki, leži poslednjica bliže večji sestavljači. (Dokaži to z načrtovanjem!) Čim večji kot oklepata sestavljači, tem večja je poslednjica. — Kolika je poslednjica dveh sil, kateri oklepata kot 0° ali 180°? Poslednjico več v isti točki prijemajočih in v raznih merih delujočih sil P„ P. 2 , P a , . . . dobimo sestavljajoč po zakonu o paralelogramu sil najprej sili P, in P 2 , zatem poslednjico teh s silo P 3 i. t. d. c) Razstavljanje sil. Vzemimo, da je AD (slika 29.) dana sila, katero nam je razstaviti v dve sestavljači, ki pri¬ jemata v isti točki A, pa oklepata kot. 45 Skozi točko A potegnimo dve poljubni premi Ax in Ay; zatem pa načrtajmo paralelogram ABC D, ki ima dano silo za diagonalo. Stranici AB in A C sta iskani sesta vijači, kajti njijina poslednjica je = AD. Nad dano premo AD moremo načrtovati brezkončno veliko paralelogramov, torej jedno silo razstavljati na brez¬ končno veliko načinov. Ako pa je dana mer vsake sestav¬ lja če, ali mer in kolikostjedne sestavi j ače, moremo razstaviti dano silo le na jeden način. § 28. Jednakomerno gibanje. Vsako telo ima svojstvo vztrajnosti (je vztrajno), t. j. ono ne more samo ob sebi predrugačiti stanja, v katerem se na¬ haja; gibajoče se ne more samo ob sebi ustaviti, mirujoče se ne more samo ob sebi začeti gibati. Telo, katero je spravilo nanje delujoča sila v gibanje, ne umiri se, ako sila neha delovati, marveč se mora gibati naprej v meri sile z isto hitrostjo, katero je imelo v trenutku, ko je sila nehala delovati. Ako na gibajoče se telo ne deluje nobena sila, mora se gibati jednakomerno in premočrtno. Pot, katero naredi jednakomerno gibajoče se telo v jedni sekundi, imenujemo njegovo hitrost (Geschivindigkeit). Ako naredi jednakomerno gibajoče se telo v prvi sekundi pot 10 m, naredi v dveh sekundah pot 20 m, v treh sekundah pot 30 m i. t. d. Pot jednakomerno gibajočih se teles je j e d - naka produktu hitrosti in časa . . . 1.). Ako naredi jednakomerno gibajoče se telo v 20. sekundah pot 100 m, potem je pot v jedni sekundi (hitrost) jednaka 100 : 20 = 5 m. Hitrost j ednakomernega gibanja je jednaka kvocijentu iz poti in časa . . . 2.). 46 Ce ima kako telo hitrost 5 m in je naredilo pot 100 m, potrebovalo je za to pot toliko sekund, kolikorkrat je 5 m v 100 m\ t. j. 20 sekund. C a s j e d n a k o m e r n e g a gibanja je j e d n a k kvo- cijentu iz poti in časa . . . 3.). Železniški vlak teče jednakomerno s hitrostjo 9 m , koliko pot naredi v pol uri? — Pešec stopa v minuti HOkrat, srednja dolžina jednega koraka je 70 cm; koliko dolgo pot naredi v 4 urah? — S koliko hitrostjo mora stopati pešec, da prehodi v eni uri 5 km? § 29. Nihalo. Poskus: Na tanko nit OA (slika 30.), ki je pritrjena v točki 0, obesi v točki A kovinsko krog¬ lico. Da miruje kroglica, imeti mora nit vertikalno mer tako, da se nahaja težišče kroglice vertikalno pod nepremakljivo točko O. Ako potegneš kroglico v loku Ab v stran tako, da ostane nit vedno napeta, ter jo potem prepustiš samo sebi, giblje se v loku bA proti svoji ravnotežni leži; v tej se pa ne ustavi, ampak dvigne se na nasprotni strani v loku Ab' do točke b’. Od te točke se vrne proti A in čez to točko proti točki b kvišku; od te pa zopet nazaj proti A in od tod proti b'. Kroglica se giblje v loku bA in Ab' okoli svoje ravno¬ težne leže; višina, do katere se vsakikrat dvigne v stran, se polagoma zmanjšuje tako, da se kroglica čez nekoliko časa vender zopet umiri, ter obstoji v točki A. Opazuješ li kroglico prav natančno, spoznaš, da se giblje proti ravnotežni leži vedno Slika 30. 47 hitreje, od te v stran pa vedno bolj počasno. Gibanje kroglice torej ni jednakomerno. O telesu, katero se na tak način giblje okoli svoje ravnotežne leže, pravimo, da niha (pendelt, macht Pendel- schwingungen). Viseče telo, ki se more vrteti okoli točke ali horizontalne osi, imenujemo nihalo (Pendel). Tvarna točka, viseča na niti brez teže, je jednostavno ali matematično nihalo ('em- faches oder mathematisches Pendel). Takega nihala v resnici ni, ker ima vsaka bodi še tako tanka nit vender le neko, če tudi zelo majhno težo. Približno jednostavno nihalo pa dobimo, ako obesimo na tanko nit drobno svinčeno ali medeno kroglo. V sako drugo nihalo je sestavljeno (zusammengesetzt). Slika 30. predstavlja nam jednostavno nihalo, ako si mislimo nit O A brez teže, v točki A pa obesimo drobno kovinsko kroglo. Uzrok nihanju je težnost. Ako spravimo nihalo O A v ležo Ob , postala je razdalja med težiščem krogle in zemeljskega površja nekoliko večja. Ker pa sili težišče vsakega telesa vedno na najnižje mesto, mora kroglica, ako jo v točki b spustimo, padati proti zemlji; v vertikalni meri pa ne more padati, ker jo nit nepretrgljivo veže z osjo O; zemeljskemu površju pa se tekdj bliža, ako se giblje v loku b A proti točki A. Vsled vztrajnosti se v točki A ne more ustaviti, marveč se giblje na nasprotno stran, in sicer ker je z O zvezana, v loku Ab'. A dvigajoča se v loku Ab', oddaljuje zopet svoje težišče od zemeljskega površja, vsled česar teži težišče zopet nazaj v ravnotežno ležo. Nihalo se mora torej v neki leži Ob' za trenutek ustaviti in potem vračati zopet proti svoji ravnotežni leži. Natančneje razmotrivanje nas uči, da se dvigne nihalo, ako ga spustimo iz leže Ob, na drugi strani ravno toliko, da je lok bA jednak loku Ab’. Da se nihalo čez nekoliko časa 48 vender ustavi in umiri, prouzročujeta zračni upor in trenje ob osi. Pot, katero naredi nihalo od b do b', ali kar je isto, od A do b in od tod do A nazaj, imenujemo j eden nihaj (eine Schivingung ); čas, v katerem nihalo jedenkrat nihne, je čas nihaja (Schu>ingungsdauer ); kot bOA — b' OA je kot nihaja (Elongationswinkel) in O A dolžina nihala (Pendel- liinge). Kako se giblje nihalo okoli svoje ravnotežne leže, spoznamo po na¬ slednjem razmotri vanju: Ako spravimo nihalo O A v ležo Ob, deluje v tej leži nanje teža tvarne točke v meri preme bg. Njeno kolikost načrtajmo si s premo bg ter jo raz¬ stavimo v dve sestavljači: v bh, delujočo v podaljšku niti Ob, in v bf, delu¬ jočo v meri tangente bf, katero potegnemo v točki b na lok Ab. Trdnost niti uničuje učinek sestavljače bh, delavna ostane jedino le sestavljača bf, katera vleče nihalo v njegovo prvobitno ležo ter prouzroči v tej meri gibanje, ako spustimo nihalo v točki b. Da zvemo, kakšno gibanje prouzročuje tan¬ gencialno na lok bA delujoča sestavljača nihalove teže, moramo nje kolikost določevati tudi v drugih točkah loka bA. — V točki a deluje na nihalo njega teža ac = bg. Isto tako, kakor v b, razstavimo jo v sestavljači ae , v po¬ daljšku niti O«, in v ad tangencijalno na lok bA. Gibanje prouzročuje se¬ stavljača ad, prvo pa uničuje trdnost niti. — Primerjajoč paralelograma bfgh in adce vidimo, da je ad manjša nego bf. Iz tega pa sledi: Ako nihalo v točki b spustimo, postaje gibanje prouzročujoča in tan¬ gencijalno na lok bA delujoča sestavljača nihalove teže tem manjša, čim bliže je nihalo svoji prvobitni leži OA ; v točki A je = 0. — Izpremenljive sile, delujoče v meri gibanja, prouzročujejo n e j e d n ak o m er n o pospeševano gibanje. Hitrost s točke b proti A gibajočega se nihala mora torej na- rastati ne j edn ako m er n o. —V točki A ima nihalo največjo hitrost; vsled vztrajnosti se v tej točki ne more ustaviti, ampak se mora gibati na desno stran v meri loka Ab'. Ko dospe n. pr. v ležo Oa', deluje nanje njegova teža v meri a'c'. Razstavivši silo a'c' v sestavljači a'd’ in a'e' vidimo, da vleče tangencijalno na lok a'A delujoča a'd' nihalo nazaj proti A, da deluje torej protivno meri gibanja. V točki b' je sila b'f, katera vleče nihalo nazaj v njega ravnotežno ležo, večja nego v a'. Nihalo se mora od A proti b’ gi¬ bati pojemalno, in sicer n ej e d n ak o m er no pojemalno, ker gibanje ovirajoča sila ni stalna. Nasledek tega je, da se mora nihalo v neki točki, recimo v točki b', za hip ustaviti. Od tod se giblje iz istega uzroka, kakor pri b, nazaj proti A nejednakomerno pospeševano in od A proti b nejednako- 49 merno pojemalno. Ker so gibajoče sile v jeilnakih razdaljah od točke A jednako velike in si nasprotne, mora hitrost od A do b' v isti meri pojemati, v kateri meri je narastala od 6 do d; nihalo se mora na desni dvigati do iste višine b', iz katere je od 6 do A palo, ali lok bA mora biti jednak loku b’A. Ako se ne oziramo na uporne sile: na zračni upor in trenje niti ob osi O, mora tako gibanje, jedenkrat začeto, trajati ves čas. Poskus: Na horizontalen steber obesi na jednako dolgih tankih nitih kroglice od raznih tvarin, n. pr. od medi, svinca, lesa. Ako šteješ število nihajev vsakega teh nihal v določenem času, n. pr. jedno minuto, najdeš število nihajev pri vseh nihalih jednako veliko, dokler kot nihaja ni večji nego 5°. Iz tega razvidimo: 0 a s n i h a j a jenezavisen od ni h alove tvarine • • • 1 ' ) ' Nihaji jednako dolgih nihal so istodobni, do¬ kler so njihovi koti majhni, brez ozira na to, ali so večji ali manjši . . . 2.). Poskus: Vzemi tri nihala, od katerih je drugo štirikrat daljše, tretje devetkrat daljše ko prvo in štej število nihajev vsakega zase v določenem času, n. pr. jedno minuto. Število nihajev najkrajšega nihala je največje, in sicer najdeš: 4, 9, 16 . . . krat k r a j š e nihalo nego drugo nihne 2, 3, 4 . . . krat, ko nihne daljše jedenkrat . . . 3.). Nihalo, katero nihne v vsaki sekundi po jedenkrat, ime¬ nujemo sekundno nihalo (Secundenpendel). Dolžina takega nihala je približno jeden meter. Sestavljenemu nihalu dajemo navadno obliko tankega štirioglatega prota, kateri je na jednem koncu vrtljiv okoli horizontalne osi in nosi na drugem koncu težko lečasto telo (AB v sliki 31.). Sestavljeno nihalo smemo smatrati za sestavo velikega števila jednostavnih različno dolgih nihal. Vsaka tvarna točka sestavljenega nihala tvori sama zase jednostavno nihalo. Ker Senekovič, Fizika in kemija. II. 4 50 so pa vse tvarne točke nepretrgljivo zvezane, mora biti čas nihaja vsem jeden in isti. Krajša nihala se morajo v tej sestavi gibati bolj počasno, daljša nihala pa bolj hitro, nego bi se gibala sama zase. V neki razdalji od osi mora biti točka, ka¬ tera v tej sestavi ravno tako niha, kakor jednostavno nihalo, katerega dolžina je jednaka razdalji te točke od osi. Razdaljo te točke od osi imenujemo prevedeno dolžino sestavljenega nihala (reducierte Pendellange). Prevedena dolžina potem ni nič druzega nego dolžina jednostavnega nihala, katero v istem času po jedenkrat nihne, kakor sestavljeno. Poskus: Na sestavljenem nihalu potisni lečo nekoliko bliže osi in štej število nihajev, katere stori nihalo v določenem času in katere je poprej storilo v istem času. Našel bodeš, da je število nihajev v istem času večje, ako je leča bliže osi. Čas nihaja se poveča ali zmanjša, ako večjo maso od osi oddaljimo, oziroma osi približamo. Uporaba nihala. Ker potrebuje nihalo za vsak svoj nihaj jeden in isti čas, najpriprav- nejše je za merjenje časa. Nihalo samo ob sebi se kmalu ustavi, ker ovirata njegovo gibanje zračni upor in trenje na osi. Da se giblje dolgo časa, treba ga je vedno toliko poganjati, za kolikor se ustavlja zaradi upornih sil. To se godi pri urah z nihali. Slika 31. kaže sestavo nihala z urnim kolesjem. AB je sestavljeno nihalo viseče pri A na tankem prožnem peresu. Z nihalom je zvezana kot vica (Hemmung, Echappement) CFGE, vrtljiva okoli horizontalne osi tako, da se mora gibati ob jednem z nihalom. Kotvica ima dve kljukici, kateri sežeta med zobe stopnja- tega kolesa (Steigrad) H. Ob vreteno Q tega kolesa je ovita vrvica noseča utež P. Utež P spravila bi kolesje, ko bi ne bilo nihala in kotvice, v jednakomerno pospeševano vrtnjo; nihalo ima nalogo, da pretvarja to gibanje Slika 31. 51 v jednakomerno. Ko nihalo niha, grabita kljukici kotvice vrstoma med zobe kolesa H ; ko nihne nihalo na desno, grabi leva kljukica med zobe; ko nilme na levo, pa desna. Ko stori nihalo jeden nihaj, premakne se kolesce za jeden zob dalje; nihalo pa dobiva tolike udarce, da se more gibati neprestano. Posebno kolesje prenaša jednakomerno gibanje kolesa H na urine kazalce. Mesto padajoče uteži uporabljamo kot gibajočo silo tudi prožnost na¬ vitega prožnega peresa. V toploti se nihalo razteza, torej niha počasneje; v mrazu pa se krči, torej niha hitreje. Ako ura uhaja, treba je lečo nekoliko niže spustiti, ako ura zaostaja, pa nekoliko dvigniti. (Zakaj ?) § 30 . Ovire gibanja. Vsaka na kako telo delj časa delujoča sila spravi telo v pospeševano gibanje; ko pa sila neba, moralo bi se telo vsled vztrajnosti gibati jednakomerno z ono hitrostjo, katero je imelo v hipu, ko je sila nehala nanje delovati. Izkušnja pa nas uči, da se giblje vsako telo, izimši nebeška telesa, pojemalno, ako delovanje sile neha. Torej morajo biti ovire, katere ustavljajo gibanje. Take ovire so: trenje in upor sredstva. I. Trenje (Reibung) imenujemo dne ovire gibanja, katere se javijo, ako se giblje telo na površju drugega. Vsa telesa so na površju bolj ali manj hrapava. Ako se giblje telo na površju drugega, morajo se povišbe jednega dvi¬ gati čez povišbe drugega, ali pa je treba povišbe jednega ali drugega odkrliati in zlomiti. Za to delo uporabi se večji ali manjši del gibajoče sile. Trenje more biti dvojno: a) trenje pri drsanju ali drsno trenje (gleitende Reibung), ako se jedno telo po drugem drsa, n. pr. sani po snegu; h) trenje pri valjanju ali takanju (walzende oder rollende Reibung), ako se okroglo telo po drugem valja ali taka, n. pr. vozno kolo po cesti. Z raznimi poskusi so dognali o trenju te-le zakone: 1.) Trenje pri drsanju je zavisno od tvarine teročih se teles in je večje, ako so telesa bolj hrapava. 4 * 52 2. ) Trenje je tem večje, čim večji je tlak v pravokotni meri na ploskve, katere se tro. 3. ) V začetku gibanja je trenje večje nego pozneje, a nezavisno od hitrosti gibajočega se telesa. 4. ) Trenje pri valjanju ali takanju je sploh manjše od trenja pri drsanju in je tem večje, čim večji je tlak na podlago, a tem manjše, čim večji je polu m er takajočega se telesa. Trenje pri drsanju pretvarjamo po gostem v trenje pri valjanju Da trenje zmanjšujemo, mažemo stroje; s tem izpolnjujemo dupline in jih uglajamo. Trenje je časih škodljivo, časih koristno. Škodljivo je pri strojih, ker zaradi trenja potrebujemo večjih sil, da prouzročimo gibanje, nego bi bile potrebne, ko bi trenja ne bilo. Zaradi trenja se tudi Strojevi deli radi ogolijo in pokvarijo. — Brez trenja na tleh ne mogli bi ne varno stati ne hoditi; brez trenja ne držal bi ne vijak ne klin i. t. d. — Železniški vlak se more pomikati le takrat, ako je trenje med kolesi lokomotive in šinami dovolj veliko. — Po strmini navzdol leteče vozove zaviramo, da pretvorimo trenje pri takanju v drsno trenje. — Imenuj še drugih primerov, kjer je trenje ali škodljivo ali koristno! Pri vsakem trenju se razvija toplota. II. Upor sredstva (Widerstand des Mittels). Telesa se gibljejo ali v zraku ali v kaki kapljevini. Ta telesa so potem sredstva gibanja. Najnavadnejše sredstvo gibanja je zrak. Poskus: Po zraku moreš z roko bolj hitro in z manjšim naporom mahati nego v vodi. Vlečeš li razpet dežnik navzdol, čutiš precej velik upor; ta upor je nekoliko manjši, ako dežnik z izbočeno stranjo naprej porivaš. Upor je večji, ako dežnik hitro giblješ. V sredstvu gibajoče se telo mora sredstvo izpodrivati, da more naprej; za to pa je treba posebne sile. Upor sredstva je večji, ako ima sredstvo večjo gostoto, ter zavisi tudi od velikosti in oblike gi¬ bajočega se telesa. 53 Da zmanjšujemo upor sredstva, priostrujemo telesa na onih straneh, s katerimi se naprej gibljejo, n. pr. ladje, čolne, leče pri nihalih, izstrelke i. t. d. — Upor sredstva nam koristi pri plavanju, veslanju i. t. d. — Ali bi mogle tiče po zraku letati, ko bi ta njih letanju ne stavil nobenega upora? § 31. Določevanje gostote trdnih in kapljivo tekočih teles. Telesa od različne tvarine a iste prostornine imajo sploh različno težo. Število, katero pove, kolikokrat je kako telo težje nego isto toliko telo vode (pri -j- 4° C), imenujemo gostoto tega telesa. Gostoto teles določujemo ali s pomočjo hidrostatične tehtnice ali s pomočjo gostomerov. a) Hidrostatična tehtnica je zelo občutljiva na¬ vadna trgovska tehtnica, katere jedna skledica visi na krajši niti ter ima spodaj kljukico. Da določimo gostoto trdnega telesa s pomočjo te tehtnice, položimo košček tega telesa v krajšo skledico ter ga stehtamo navadnim potom. Potem obe¬ simo to telo na tanki niti na kljukico te skledice ter ga spustimo v kemijsko čisto vodo, da visi prosto v njej. Po Arhimedovem zakonu izgubi v vodi viseče telo na svoji teži ravno toliko, kolikor tehta od njega odrinena voda. Da se ravnotežje na tehtnici ne poruši, treba v krajšo skledico po¬ ložiti nekoliko utežij. Te uteži povedo nam težo od telesa od- rinene vode, ali težo toliko vode, kolikoršna ima s tem telesom isto prostornino. Izračunimo li potem, kolikokrat je absolutna teža telesa večja nego teža odrinene vode, ali kar je isto, nego je njegova izguba na teži, ako visi v vodi, pove nam to število, kolikokrat je telo gostejše od vode. Gostoto trdnega telesa dobimo, ako delimo njegovo absolutno težo z njega izgubo na teži v vodi. Gostoto kapljivo tekočih teles določujemo tako, da določimo, koliko izgubi kako trdno telo, n. pr. kos svinca, na svoji teži v kemijsko čisti vodi in v dotični kapljevini ter 54 potem delimo tega telesa izgubo na teži v tej kapljevini z izgubo na teži v vodi. Kolika je gostota cinka, ki tehta v zraku 144'2 gr, a v vodi izgubi na svoji teži 20 gr? (144'2 : 20 = 7‘21.) — Kos svinca izgubi na svoji teži v vinskem cvetu 4 gr, v vodi pa 5 gr; kolika je gostota vinskega cveta? (4:5 = 0'8.) Gostote nekaterih teles: alkohola 0'79, bakra 89, jekla 7‘8, kositra 73, platina 21’5, srebra 10'5, svinca 11'4, zlata 19'5, kovanega železa 7'79, živega srebra 13’59, morske vode (v srednjem) T04, čiste sladke vode (pri +4,0 C) 1. Težo telesa, katerega prostornina je jednaka jednoti, imenujemo speci¬ fično težo. Ker jemljemo težo kubičnega centimetra kemijsko čiste vode (pri -j- 4“ C) za jednoto teže (gram), je očividno, da sta gostota in speci¬ fična teža istega telesa izraženi po jednem in istem številu. Pomniti pa je treba, da je .število, ki pove gostoto, kot kvocijent dveh števil brezimensko število; specifična teža pa imensko število (grami ali kilogrami, kakor je pro¬ stornina izražena v kubičnih centimetrih ali kubičnih decimetrih). Ker je specifična teža zlata 19'5, tehta vsak kubični centimeter zlata 195 gr in je ob jednem tudi 19"5 težji, kakor kubični centimeter čiste vode; gostota zlata je torej tudi 19 - 5. b) Glostomeri z lestvico (Scalenaraometer) so steklene cevi (slika 32.), ki so spodaj in zgoraj zavarjene; v spodnjem delu so širje, bodi si kroglaste ali valjaste, v zgornjem delu X pa pravilno valjaste. Na dnu imajo toliko živega srebra ali šiber, da stalno plavajo v kapljevinah. V cevi X je posebna lestvica ali skala, t. j. na poseben način razdaljena papirna proga. Uporaba gostomerov z lestvico se opira na zakon, da se potaplja jedno in isto telo v kapljevini tem globok ejše, čim manjša je gostota kapljevini. (Da telo mirno plava v kapljevini, mora biti nje¬ gova teža jednaka teži odrinene kapljevine, torej je izvestno, da mora odriniti več redkejše kapljevine nego gostejše.) Na nekaterih gostomerih je lestvica tako na¬ rejena, da beremo gostoto kapljevine naravnost v Slika 32. O 55 točki, do katere se gostomer v tej kapljevini potopi. Gostomere s tako lestvico imenujemo sploh gostomere (Dichtigkeitsmesser). Na takih gostomerih se določi lestvica poskusoma s tem, da jih pri izdelovanju potapljamo v različne kapljevine, katerih gostote so že znane, ter zaznamujemo točke, do katerih se po¬ tapljajo, z dotičnimi števili gostote. Druga vrsta gostomerov so odstotni gostomeri (Pro- centardometer). Ti imajo tako prirejeno lestvico, da se tekoj zve, koliko prostorninskih ali utežnih delov kake kapljevine je v zmesi dveh kapljevin. Lestvice se urejajo poskusoma in za različne zmesi kapljevin posebej, n. pr. za alkohol, vino, pivo, mleko, lug i. t. d. Alkoholometri naznanjajo, koliko odstotkov alkohola je v vinskem cvetu. — Mlekomeri (Galaktometer), koliko čistega mleka je v mleku z vodo pomešanem. — Sladomeri (Saccharimeter), koliko utežnih delov sladorja je v sladorjevi raztopini i. t. d. Odstotni gostomeri niso popolnem zanesljivi, ker se da gostota zmesij umetno preinačevati. N. pr. ako mleku primešamo vode, razredči se, s tem pa, da mu primešamo nekoliko moke, moremo mu dati prvobitno gostoto. Časih rabimo tudi gostomere s poljubno deljeno lestvico. Taki kažejo jedino le, ali je jedna izmed dveh kapljevin go¬ stejša od druge ali ne. Ker se kapljevine v toploti precej močno raztezajo in vsled tega menjajo gostoto, veljavna je delitev na gostomerih le pri določeni temperaturi, katera je na cevi sploh tudi označena (15° — 20° C). § 32. Navadna sesalka. Tlakovna sesalka. n J Navadna sesalka (Saugpumpe) (slika 33.) sestoji iz dveh stikajočih se cevij ob in c; v širji cevi ab (škornjici, Stiefelrohre ) tiči bat, ki se da v njej premikati neprodušno ali vsaj tako natančno, da ne propušča vode; na tanši cevi c (se¬ salni cevi, Saugrohre ) je spodaj sito h. Pri b je zaklop- nica f in v prevrtanem batu zaklopnica e- obe se odpirata navzgor. Pri d je cev za iztok (iztočilna cev, Ausfliissrohre). 56 Slika 33. Ako s pomočjo dvoramnega na¬ vora kvišku potegneš bat, razredči se zrak v škornjici pod njim ter dobi manjšo napetost nego je ona zunanjega zraka. Vsled tega se zapre zaklop- nica e, tlak zunanjega zraka pa dvigne vodo v škornjico. Ko gre bat zopet doli, zapre se zaklopnica f skozi zaklopnico e pa teče voda v škornjici nad bat. To se ponavlja pri vsakem vzdigu bata. Dvigaš li bat večkrat gori in ga spuščaš zopet doli, nabere se v škornjici toliko vode, da začne iztekati skozi iztočilno cev d. Navadne sesalke rabimo pri vodnjakih. — Kakor smo učili v I. stopnji str. 63., je zračni tlak ob morski gladini ravnotežen 76 cm vi¬ sokemu vertikalnemu živosrebmemu stebru ali, ker je živo srebro 13'59 težje od vode, 13'59krat višjemu, t. j. približno 10 m viso¬ kemu vertikalnemu vodenemu stebru. Zaradi tega zaklopnica / ne sme biti nad površjem vode v vodnjaku 10 m oddaljena, sicer bi voda ne vzhajala v škornjico. Ker prostor nad batom ni nikdar brezzračen, nareja se za¬ klopnica / po največ blizu 6 m nad površjem vode v vodnjaku. b) Tlakovna sesallta (Druck- pumpe) (slika 34.) se razločuje od na¬ vadne sesalke v tem, da bat A ni prevrtan in da je na škornjico pri¬ trjena kvišku idoča cev D z zaklop¬ nico B. Ko potegneš bat A kvišku, zapre se zaklopnica B, zrak v škor¬ njici pod batom se razredči, in 57 zunanji zrak potisne vodo skozi zaklopnico C. Ko gre bat doli, zapre se zaklopnica C, bat pa potiska vodo mimo za- klopnice B v cev D. § 33. Heronova buča, Vozna brizgalnica. a) Heronova buča (Heronsball) (slika 35.) je steklena posoda malo ne do polovice z vodo napolnjena; v grlu pa ne- Slika 35. Slika 36. produšno zamašena. V zamašku tiči cev, ki sega blizu dna posode. Ako povečaš zračno napetost v buči s tem, da ali pihaš skozi cev v bučo, ali da jo segrevaš, priteče precej visok curek vode skozi cev. Cim večja jc zračna napetost v buči, tem više skoči vodeni curek. To bučo je izumil H er o n iz Aleksandrije 1. 210. pr. Kr. b) Vozna brizgalnica (Feuerspritze) (slika 36.) je sestavljena iz dveh tlakovnih sesalk C, C in Heronove buče W, vetrenik (Windkessel) imenovane. Sesalni cevi r in r sta po cevi B zvezani z vodovodom ali sploh z veliko posodo polno vode. Bata k in k se gibljeta menjavno s pomočjo dvoramnega navora. Ko gre bat k na levi strani doli, pritiska sprva zrak, 58 pozneje vodo skozi levo zaklopnico v vetrenik; bat k na desni strani gre takrat gori, zrak pod njim se razredčuje, tlak zu¬ nanjega zraka pa pritiska vodo skozi sesalno cev r v škornjico pod bat. Ko gre desni bat doli, tlači vodo v vetrenik, škor- njica na levi pa se polni z vodo. S tem, da dvigamo bata menjavno gori in doli, prihaja v vetrenik vedno več vode, katera stiska ondotni zrak ter povečuje njegovo napetost. V vetreniku zgoščeni zrak tira potem vodo skozi cev a na piano, in sicer s tem večjo silo, torej tudi tem više, čim večja je njegova napetost. Vozne brizgalnice rabijo gasilci pri požarih. § 34. Zračne sesalke. Zračne sesalke (Luftpurnpen) so orodja, s katerimi moremo v kakem prostoru zrak ali razredčevati ali zgoščevati. a) Zračna sesalka za razredčevanje (Verdunnungs- Luftpumpe) (slika 37.) je po¬ dobna navadni sesalki, kakeršno smo opisali v poprejšnjem para¬ grafu. Prevrtan bat se da v stekleni cevi A — v škornjici — premikati gori in doli, prilega¬ joč se cevi tako dobro, da ne propušča nikjer zraka. Batov predor zapira zaklopnica a, ki se odpira navzgor. Sesalna cev B veže škornjico A s prostorom R, v katerem hočemo zrak raz¬ redčevati. Cev B se končuje v ravno ploščo, krožnik (Telhr)\ na tega pa stavimo steklen zvonec, po vez ni k (Recipient) tako, da ne propušča nikjer zraka. Kjer se stičeta škornjica in sesalna cev, tiči stožkovit čep b, pritrjen na tanko, skozi bat idočo palico c. Slika 37. c.. L_ ___i J3 59 Ako potegnemo bat v škornjici kvišku, dvigne se čep b iz luknjice, vender ne veliko, ker je njegovo gibanje s tem omejeno, da udarja palica c na zgornjo steno škornjice. Pri tem se zrak v škornjici nekoliko razredči; vsled tega pa pri¬ teče vanjo iz poveznika nekoliko zraka. Ko pritiskamo bat navzdol, zapre čep b tekoj cev B, zrak pod batom se zgoščuje in odpre vsled svoje napetosti zaklopnico a, skozi katero potem odhaja. Gibajoč bat gori in doli odstranjujemo torej zrak iz poveznika R. Vsega zraka iz R vender ne moremo odstraniti. — Ko je bat na najnižjem delu škornjice, ko se dotika njenega dna, ne izpolnjuje vsega prostora; ostanejo še večje ali manjše luknjice, v katerih ostaja zrak iste napetosti, kakeršno ima zunanji. Ko se giblje bat navzgor, razširi se ta zrak po škornjici; kadar ima, razširivši se po vsej škornjici, isto napetost, kakeršno ima zrak v povezniku, dosežena je meja razredčevanja. Prostor, v katerem še ostaja zrak, ako je bat na naj¬ nižjem mestu škornjice, imenuje se škodljivi prostor (schadlicher Raum). Iz povedanega pa sledi: Zrak v povezniku moreš bolj razredčiti: a) ako je škodljivi prostor manjši, b) ako je prostornina škornjice večja. Nad sesalno cevjo B je pri zračnih sesalkah pod posebnim povez- nikom dostikrat še okrajšan dvokrak barometer, preskusni barometer (Barometerprobe) imenovan, s katerim merimo zračno napetost v povezniku. Poveznik preskusnega barometra se da zapirati s po¬ sebno pipo. Višino živosrebrnega stebra merimo kakor pri barometru sploh od gladine živega srebra v odprti cevi do gladine v zaprti cevi. Ako je n pr. razdalja obeh gladin — 1 mm in ako je zunanji zračni tlak = 740 mm: potem je zrak v povezniku 740: 1 = 740krat redkejši nego zunaj. Delo razredčevanja si zmanjšamo in skrajšamo, ako rabimo namesto jedne škornjice dve: S in D (slika 38.). Na vsakem batu je zobast drog, katerega zobje sezajo med zobe 60 žobastega kolesa. To kolo je z dvoramnim navorom vrtljivo in dviga jeden bat, ko gre drugi doli. Slika 38. Slika 39. Prvo zračno sesalko je izumil Otto Guericke (1. 1650.). Bat pri tej sesal ki ni bil prevrtan, in mesto čepa je bila posebno prevrtana pipa. Poskusi z zračno sesalko. 1.) Poveznik se prime krožnika, da ga je težko odtrgati, ako je zrak pod njim le nekoliko razredčen. — 2.) Kovinski polukrogli (Devinsk polukrogli, Magdeburger Halbkugelri) (slika 39 ) imata široke in gladko zbrušene robove. Položeni druga na drugo se ujemata tako dobro, da ne pro- puščata zraka. Ako te polukrogli priviješ na sesalno cev B in iz njiju izsesaš ves zrak, ni moči ji narazen potegniti. — 3.) Kovinski valj je prevezan na jednem koncu z mehurjem, na drugem pa je obrušen, da postavljen na krožnik zračne sesalke ne propušča zraka. Ako izsesaš zrak iz tega valja, upo¬ giblje se mehur bolj in bolj in konečno razpoči. — 4.) Iz vode, piva, mleka i. t. d. vzhajajo mehurčki, ako jih postavimo pod poveznik in razred¬ čimo zrak v njem. — 5.) V kozarec vode potopi kos lesa, kateremu si pri¬ vezal svinca, da ne more plavati; kozarec pa postavi pod poveznik. Iz lesa vzhajajo mehurčki, ko v povezniku zrak razredčiš. Ako spustiš čez nekoliko časa v poveznik na novo zraka, in ako preiskuješ iz vode vzet les, najdeš 61 ga tudi znotraj mokrega. (Najprej je zrak iz luknjic odšel, in potlej je vtisnil zračni tlak v njč vode.) — Na podoben način napajajo les s kapljevinami, gnjitje ustavljajočimi, z raztopino modre galice, n. pr. droge, kateri nosijo brzojavne žice i. t. d. — 6.) Iz Heronove buče začne voda curkoma teči, ako jo postaviš pod poveznik in razredčiš v njem zrak. — 7.) Do 60 ali 70° C segreta voda zavre pod poveznikom. — 8.) Pod poveznik postavi porcelanasto posodo s čisto žvepleno kislino, nad to v mali stekleni skledici nekoliko kapljic vode. Ako izsesaš, kolikor moreš, zrak iz poveznika ter ne¬ koliko počakaš, zmrznejo vodene kapljice. (Pod manjšim tlakom voda hitro izhla- peva, pri hlapenju pa se utaja toplota. Žveplena kislina vpija nastale vodene hlape.) — 9.) V zraka praznem prostoru ugasne goreča sveča, živali pa poginejo. — 10.) Zavita natega neha pod poveznikom teči, ako je zrak iz njega izsesan. b) Sesal k a za zgoščevanje (slika 40.) ima v škornjici neprevrtan bat; posoda V, v kateri se zrak zgoščuje, pritrjena je na škornjico z vijakom ter ima zaklopnico, katera se odpira na znotraj (B). V škornjici navzdol giba¬ joči se bat zgoščuje zrak pred seboj; ta odpre potem zaklopnico B in odhaja v posodo V. Ko gre bat v škornjici kvišku, zapre se zaklopnica B. Ko pride bat mimo stranske cevi A , pristopi v škor¬ njico nov zrak. Cim več časa giblješ bat gori in doli, tem večjo napetost dobiva zrak v posodi F. Tudi ta sesalka ima škodljivi prostor, kateri prouzročuje, da ni moči zraka zgoščevati do poljubne meje. Slika 40. § 35. Koliko izgubljajo telesa v zraku na svoji teži. (Zrakoplavi.) Zrak je težek kakor vsako drugo telo in razvaja nanj delujoči tlak na vse strani ter je v tem čisto podoben kaplje¬ vinam. Torej je očividno, da velja zanj Arhimedov zakon isto tako, kakor za kapljevine. 62 Vsako telo izgubi v zraku na svoji teži ravno toliko, kolikor telita od njega odrineni zrak. Težo po kakem telesu odrinenega zraka, ki je jednaka izgubi tega telesa na njegovi teži, imenujemo zračni vzgon ali nosilnost zraka (Auftrieb, Trcigfahigkeit der Luft). Ima li katero telo večjo težo nego je ona od njega odrinenega zraka, pada v njem na dno, a plava v njem, ako sta obe teži jednaki; dvigati pa se mora navzgor, ako je njegova teža manjša nego zračni vzgon. Ker je zrak v višavah redkejši, najdemo za vsako še tako lahko telo mesto, kjer je teža odrinenega zraka jednaka njegovi teži; v tej višini mora potem to telo mirno plavati, ne da bi padalo ali se dvigalo. Na tem pojavu so osnovani zrakoplavi (Luftballone). Zrakoplavi so baloni sploh jajčaste oblike od svilnate robe, prevlečene s lirnežem, da ne propuščajo zraka, napol¬ njeni pa s plinom, redkejšim od obkrožnega zraka. Pod balonom visi ladjica na vrvicah, katere preprezajo kakor mreža ves balon. V to ladjico spravljajo orodja in sedajo osebe, katere hočejo v zrak splavati. Da se more zrakoplav dvigniti, mora biti njegova teža z vsem, kar ima v sebi in kar visi na njem, manjša od teže odrinenega zraka. Cim večji je razloček obeh tež, s tem večjo silo se dvigne zrakoplav navzgor. Brata Montgolfiera sta izumila prvi zrakoplav 1. 1783. in ga pol- nila s segretim zrakom. Balon je bil spodaj odprt, pod odprtino pa je gorel ogenj z velikim plamenom. Segreti zrak vzhaja v takem balonu kvišku, razteza se in iztira iz balona nekoliko mrzlejšega zraka. Da tak balon pada, treba ogenj nekoliko časa ugasniti ali odstraniti. Charles je polnil svoj zrakoplav z vodikom, Gre e n (1. 1836.) pa s svetilnim plinom. Zrakoplavom z vodikom ali s svetilnim plinom treba djati v ladjico vreče s peskom kot p rit ež ek, da se s prva ne dvigajo prehitro. Ako tak zrakoplav v kaki višini mirno plava in hote zrakoplavci še više, izmečejo le nekoliko pritežka; plina pa izpuščajo, ako hote, zopet na zemljo. 63 IV. Iz nauka o zvoku. (Glej I. stopnjo § 66. in 67.) § 36. Višina tonov. Zven k, ki nastane po pravilnik in redno ponavljajočih se tresih, imenujemo zvenk (Klang), oziroma ton (Ton), če jemljemo ob jednem v poštev tudi njega višino. Da zvemo, od česa zavisi višina tonov, najpripravnejša je Seebeckova sirena (Sirene von Seebeck), to je okrogla plošča, ki ima osem sosrednjih ali koncentričnih vrst lukenj, drugo od druge jednako oddaljenih. V prvi vrsti je 24, v drugi 27, v naslednjih pa po vrsti: 30, 32, 36, 40, 45 in 48 lukenj. Ta plošča je nasajena na os, ki gre skozi njeno središče in stoji pravokotno na njej. Vrtiš li to ploščo jednako- merno okoli te osi ter pihaš skozi stekleno cev zdaj na jedno, zdaj na drugo vrsto lukenj, slišiš zvenk različne višine, — različne tone. Nastali ton je višji, ako je več lukenj v vrsti, na katero pihaš. Ton nastane vsled zračnih udarov na ploščo. Zrak, ka¬ terega pihaš skozi stekleno cev proti plošči, odhaja skozi ploščo, ako pride pod cev luknja; udarja pa na ploščo ter se zgoščuje na njej, ako pride pod cev neprevrtan del plošče. Ko se plošča zavrti jedenkrat, udarja in zgoščuje se zrak tolikokrat, kolikor lukenj je v dni vrsti, katera se nahaja pod cevjo. Ako se plošča zavrti v sekundi trikrat in ako je v vrsti pod cevjo 24 lukenj, udarja zrak na ploščo 24 X 3 = 72 krat, isto toliko¬ krat odhaja tudi skozi ploščo. Vsak takšen udar na ploščo prouzročuje v obkrožnem zraku tresenje, ki se potem postopno širi na vse strani. Ker imajo luknje iste vrste jednako razdaljo, vrstč se zračni tresi pravilno drug za drugim, ako se plošča vrti jednakomerno. — Poskus torej kaže: Višina tonov zavisi od števila tresajev v jedni sekundi. 64 Število, katero pove število tresajev v jedni sekundi, imenujemo absolutno višino tona (absolute Tonhohe). Ton je 2, 3, 4, . . . krat višji od drugega, ako ga je prcuzročilo 2, 3, 4, . . . krat več tresajev v jedni sekundi nego drugega. § 37. Lestvica tonov. Pihaš li, sireno jednakomerno vrteč, zaporedoma na vseh osem vrst lukenj, počenši od znotranje s 24 luknjami, dobiš vrsto osem tonov, kateri posebno prijajo ušesu sledeč drug dru¬ gega. Vrsta teh tonov se imenuje lestvica tonov ali škala tonov (Tonleiter). Tonete lestvice štejemo od najglobokejšega do naj višjega ter jih imenujemo: p rimo, sekundo, terco, kvarto, kvinto, seksto, septimo in oktavo, ali 1., 2., 3., 4., 5., 6., 7. in 8. ton. Prvi ton lestvice se imenuje tudi osnovni ton (Grundton). — Število, katero pove, kolikokrat več tresajev v jedni sekundi pripada jednemu tonu nego dru¬ gemu, imenujemo primerno višino tona (relative Tonhohe,). Deleč število lukenj vsake vrste s številom lukenj (24) notranje vrste dobimo kvocijente, kateri zaznamujejo pri¬ merne višine vseh tonov glede osnovnega tona. — Torej imajo: osnovni ton, sekunda, terca, kvarta, kvinta, seksta, septima, oktava, 1 9. j> ± 3. .5 1_5 o 1 843238 za primerne višine. Iz tega spoznamo, da stori sekunda devet tresajev, ko stori prima ali osnovni ton osem tresajev; terca stori v istem času pet tresajev, ko stori prima štiri i. t. d. Ako znamo primerno višino dveh tonov in absolutno višino jednega teh tonov, lahko izračunimo tudi absolutno višino drugega. Ako je n. pr. absolutna višina osnovnega tona 260, potem je absolutna višina kvinte 260 X -| = 390, absolutna višina sekste 260 x -| = 433 i. t. d. V fiziki zaznamljamo posamezne tone lestvice tonov s črkami C, D, E, F\ G, A, II in c. Ton c more biti zopet osnovni ton druge višje lestvice tonov, katero zaznamljamo potem s črkami c, d, e, /, g, a, h. c \ Oktava tona c' je c" i. t. d. Od tona C globokejše oktave imajo znake: C l7 C 2 , i. t. d. 65 Da moremo katerikoli ton navedene lestvice jemati za osnovni ton posebne lestvice, potrebno je, da nekoliko znižamo ali pa povikšamo nekatere tone navedene lestvice. Ti novo dobljeni toni se imenujejo polutoni (Halbtone). — (Natančnejši pouk o tem spada v nauk o glasbi.) Dva tona imenujemo z gl a sna (consonierend ), ako istočasna ušesu prijata, nasprotna sta nezglasna (dissonierend ). — Več zglasnih in isto¬ časnih tonov tvori akord (Accord). § 38. Zveneče strune. Da preiskujemo zakone zvenečih strun, v to nam služi sam o st run (Monochord), t. j. otla skrinjica od prožnih desk, čez katero moremo napeti jedno ali več strun (slika 41.). Jeden Slika 41. konec strune je pri b privezan, drugi pa se vije čez škripec ter nosi večjo ali manjšo utež. Pri a in b se struna opira na kobilici ali sedli; tretjo kobilico moremo postaviti med a in b na katerem koli mestu ter tako skrajšati zveneči del strune. Poskusi: 1.) Potezaj z lokom ob struni tako, da se cela trese in zveni, ter določi višino njenega tona. — Potem postavi pre¬ makljivo kobilico v središče med a in b, potezaj z lokom ob prvi polovici ter določi zopet višino tona. - - Isto ponavljaj za tretjino, četrtino strune. Našel bodeš, da je drugi ton dvakrat, tretji trikrat višji od prvega. Ako skrajšamo isto struno na polovico, tretjino, četrtino njene dolžine, daje 2, 3, 4 kr at višje tone. Senekovič, Fizika in kemija. II. 5 66 2. ) Izmed dveh jednako dolgih in j e dna ko na¬ petih strun od iste tvarine daje 2, 3, 4, . . . krat debelejša 2, 3, 4, . . . krat nižji ton. 3. ) Izmed dveh jednako dolgih in jednako na¬ petih strun od različnih tvarin d a j e v i š j i ton tista, ki ima manjšo gostoto. Strune od črev dajejo višje tone nego strune od žic. 4. ) Ako obesiš na isto struno 4, 9, 16, . . . krat večjo utež in torej struno tolikokrat bolj napneš, postane njen ton 2, 3, 4, . . . krat višji. Poskusi: a) Struno ab razdeli s kobilico na dva jed- naka dela; na jedno polovico obesi papirne odrezke kot jahalce; ob drugi pa potezaj z lokom. Skakljajoči papirčki na drugi polovici ti kažejo, da se tudi ona trese. — b) Struno razdeli v tri jednake dele, kobilico postavi v prvo razdelišče, na drugi dve tretjini pa obesi zopet papirne jahalce, med temi jednega v drugo razdelišče. Ako potezaš z lokom po prvi tretjini, kažejo papirčki, da se treseta tudi drugi dve tretjini; a drugo razdelišče je mirno. — c) Isto ponavljaj, ko si postavil kobilico v prvo četrtino strune. Ako potezaš z lokom po prvi četrtini, tresejo se tudi ostale tri četrtine; le točke koncem prve, druge in tretje četrtine ostanejo mirne. — Take mirujoče točke tresbčih se teles imenujemo vozle (Knoten). Dva sosedna in po vozlu ločena dela se treseta v na¬ sprotnem zmislu; ko se gibljejo točke na levi od vozla navzgor, gibljejo se točke na desni od vozla navzdol in obratno. Strune uporabljamo na citrah, glasovirih, goslih, tamburici i. t. d. — Zakaj na glasoviru niso vse strune jednako debele, in katere so najdebelejše ? Pri brzojavnih žicah slišimo časih različne tone; kdo jih proizvaja? § 39. Zveneče palice. Opazovanja uče, da dajejo prožne palice iste oblike in od iste tvarine višje tone, ako so a) debelejše, b) krajše. 67 Izmed zvenečih palic so najbolj poznate glasbene vilice (Stimm- c/abel) (slika 42.). To je črki U po¬ dobno ukrivljena prožna jeklena pa¬ lica, katera ima na ukrivljenem mestu držalo. Navadno so glasbene vilice pri¬ trjene na otlo skrinjico od zelo prožnega lesa (resonančno dno ali donišče). Glas¬ bene vilice zazvene, ako lahko ob nje udarimo ali pa z lokom po njih potezamo. Za ubiranje godbil običajne glasbene vilice dajejo ton s 435 tresaji v jedni sekundi. § 40. Zveneče plošče. Poskus: Središče štirioglate ali okrogle medene plošče utrdi v precepu z vijakom, ploščo pa posuj z drobnim peskom. Ako ob robu plošče potezaš z lokom, zazveni plošča; pesek na plošči pa odskakuje ter se zbira v nekih črtah, kjer ostane potem miren, dokler plošča daje isti ton. — Ista plošča more dajati različno visoke tone. Črte, v katerih ostane pesek miren, imenujemo črte vozlovke (Knotenlinien). One tvorijo posebne like, Ohlad¬ il ijeve zvočne like (Chladnische Klangfigur en). Zvočni liki so raznovrstni (slika 43.). Slika 43. a b o a b a b u a o Potezaš li z lokom ob štirioglati prožni plošči v točki b in držiš li ploščo v točki a, da se v njej ne more tresti, dobivaš like, kakeršne kaže slika. 5 68 Oblika zvočnega lika je zavisna od tega, ali ima plošča na vse strani jednako gostoto ali ne, v katerih točkah je utrjena in v kateri točki potezaš ob njej z lokom. Sploh je zvočni lik sestavljen iz več vozlovk, ako daje ista plošča višji ton. Zvočne like je prvi opazoval in opisal Chladni (1. 1787.). — Zvonove si moremo misliti nastale iz ravnih plošč, katere so toliko upognene in zavite, da so dobile dotično obliko. Na zvonu se tvorijo najmanj štiri vozlovke, ki dele zvonov obod v štiri jednake dele ter gredč od roba proti točki, v kateri je zvon utrjen. Tvoriti se jih pa more tudi 6, 8, 10 i. t. d. Slika 44. Okrogle napete opne (Membranen), kakeršne imamo na bobnih, tresejo se ali cele ali v oddelkih z vozlovkami, ki se tvorijo v sosednih krogih, ako udarjamo ob opno v njenem središču. § 41. Ustnične piščali. Ustnična piščal (Lippenpfeife) sestoji iz štiri¬ oglate ali okrogle cevi R (slika 44.), ki ima na spodnjem delu ob strani ozko odprtino c, usta (Mund) imenovano. Gorenji rob te odprtine je pri¬ ostren ter tvori zgornjo ustnico ab (Oberlippe)\ spodnji nje rob je spodnja ustnica (Vnter- lippe). V isti višini s spodnjo ustnico tiči v cevi R tristrana prizma d — jedro (Kern) tako, da pušča pri c ozko špranjo. Cev R stoji na drugi, manjši cevi — podnožju ( Pfeifenfuss) in je na vrhu ali odprta ali zaprta. Z ozirom na to se zove piščal ali odprta (offen) ali zaprta (gedeckt). Ako pihamo v podnožno cev, odhaja vpihani zračni tok skozi špranjo med jedrom in spodnjo ustnico, pri tem pa udarja ob zgornjo ustnico. Ti zračni udarci spravijo zrak v cevi R v tresno gibanje; — piščal zapiska, ako je zračno tre¬ senje dovolj jako, sicer pa slišimo šum. 69 Poskusi: a) Ako pihamo z isto silo v dve jed- nako dolgi piščali, katerih jedna je zaprta, druga pa odprta, daje odprta piščal za oktavo višji ton. b) Da dajeta obe piščali jednako visoka tona, mora biti zaprta piščal za polovico krajša nego je odprta. c) Izmed več odprtih piŠčalij daje tista, ki je 2, 3, 4 . . . krat krajša, 2, 3, 4 . . . krat višji ton. Isto velja tudi za zaprte piščali. d) Ista piščal daje razno visoke tone, ako v njo bolj ali m en j močno pihamo. Tvarina, iz katere je piščal narejena, in širina piščalne cevi ne vplivata na višino tona. Ton odprte piščali se nekoliko zniža, ako se cev na vrhu nekoliko zakrije. — Da se zrak v piščali trese, o tem se osvedočiš, ako majhen okvirček, prepet s tankim papirjem, posuješ z drobnim peskom ter ga na niti spustiš v piščalno cev; — pesek na papirju odskakuje. V odprti piščali ostane pesek miren, ako visi okvirček v sredi cevi, kar kaže, da se nahaja ondi vozi ovna ploskev. Ustniene piščali v tej obliki, kakeršno kaže slika 44., rabimo pri orgljab. Žvegle in pastirske piščali so tudi ustnične piščali. § 42. Piščal z jezičkom. Piščal z jezičkom (Zungenpfeife) (slika 45.) sestoji iz treh delov: 1.) Iz otle štirioglate ali okrogle cevi, v katero se piha zrak skozi njeno podnožje. 2.) Iz manjše cevi, ki tiči v prvi in je zgoraj odprta, a na jedni strani tako zarezana, da nastane štirioglata podolžna odprtina. To odprtino zapira prožna kovinska ploščica, jeziček, ki je na zgornjem koncu utrjena, a drugače prosta. Jeziček more biti nekoliko manjši od od¬ prtine, da se giblje skozi njo prav natančno, vender ne dotikaje se obstranja; — ali pa večji, da ne more skozi odprtino. 3. ) Iz nastavne cevi (Ansatzrohre), katera je livniku po¬ dobna in stoji na cevi z jezičkom. 70 Skozi podnožno cev vpihani zrak odhaja mimo jezička in skozi nastavno cev na piano. Ta zračni tok spravi jeziček v tresno gibanje; tresoči se jeziček pušča zrak le vrstoma v na¬ stavno cev. Tresenje jezička in zraka v nastavni cevi pa proizvaja ton. Višina tona je zavisna od prožnosti in dolžine jezička in od dolžine na¬ stavne cevi. Nastavna cev znižuje sploh nekoliko piščalin ton ter mu podeljuje večjo jakost. Piščalke z jezičkom so: klarineta, fagot, otroška trohica, lovski rog, troba i. t. d. Pri lovskem rogu in trobi nadomeščujejo trobčeve ustnice jeziček, ker se začnejo tresti, ko se zrak s silo med nje piha. § 43. Jakost zvoka. Pok topa je dosti silnejši nego pok pištole. — Velik in težek zvon zveni jačje nego mali in lahek; slišimo ga tudi v večje daljave. — Ako potegneš z lokom ob napeti struni, daje sprva krepek ton, ki pa pojema, ko se struna trese v manjših razmahih. — V daljave kličemo z višjim glasom, da se nas more slišati. — Govornika bolje slišimo blizu njega stoječi nego v večji oddaljenosti. — V zimskem času slišimo zvonjenje v večje daljave nego v poletnem času, ko je zrak bolj topel in vsled tega tudi bolj redek. Z v o k j e j a č j i: a) ako ima z v o č e č e telo v e č j o maso, b) ako se trese v večjih razmahih, c) ako je število tresajev v jedili sekundi večje . . . 1.). V 2, 3, 4, . . . krat večji razdalji od zvočečega telesa postane zvok 4, 9, 16, . . . krat slab e j ši . . . 2.). V isti razdalji od zvočečega telesa je zvok jačji, ako ima sredstvo zvoka večjo gostoto . . . 3.). Slika 45. 71 § 44. Sozvočenje. Resonanca. Poskusa: a) Na mizo postavi dvoje takih glasbenih vilic na resonančnih dnih, ki dajejo popolnem jednako visoke tone. Potegneš li z lokom ob jednih vilicah, da dajejo krepek ton, zazvene tudi druge ter zvene tudi dalje, čeravno ustaviš prve, doteknivši se jih. — h) Zapoješ li v odprt glasovir s krepkim glasom, zazvene vse strune, ki dajejo uprav tako visok ton, kakeršnega si zapel. Zvočeče telo more v drugem prožnem telesu vzbujati tresenje, da proizvaja to samo zAse uprav tako visok ton, kakor prvo zvočeče telo.—Ta pojav imenujemo sozvočenje (Mittonen). — Telo sozvoči z drugim zvočečim telom le takrat, ako se more z jednako hitrostjo tresti kakor prvo. Poskusi: Prosto v zraku razpeta struna daje prav slab ton, katerega v večje daljave ne moreš slišati; njen ton se iz¬ datno ojači, ako jo napneš čez otlo skrinjico od prožnega lesa. — Ton glasbenih vilic brez resonančnega dna je prav slab; ojači se pa, ako postaviš držalo zvenečih vilic na mizo. Otip te uveri, da se miza trese istočasno z vilicami in da se tekoj umiri, ko vilice utihnejo. Zvočeča tel esa pr i občuj ej o s v oj e tr e senj e tu di drugim prožnim telesom, katerih se dotikaj o, tako, da se ta z njimi istočasno tresejo in s tem zvok prvih ojačujejo. — Ta pojav imenujemo resonanco (Resonanz). — Resonanca traja le toliko časa, dokler zvoči prvo telo. Glasbene vilice in struna imajo same zase premalo mase, da bi mogle v obdajajočem jih zraku vzbujati krepko tresenje. — Zakaj imajo godbila s strunami otle skrinjice od prožnega lesa, resonančna dna (Keson anzboden) ? 72 § 45. Odboj zvoka. Jek. Odmev. Sprožiš li pištolo v primerni razdalji od kakega zida ali skalovja ali gozda, slišiš pištolin pok še jedenkrat, časih celo še večkrat. Pri tem se ti dozdeva, kakor bi sprožil nekdo drugo pištolo zadaj za steno, skalo ali v gozdu. V jednem in istem zvokovodu se širi zvok v premih črtah, zvočnih trakovih. Zadene li zvočni trak ob kako steno, odbija se ob njej ravno tako in po istih zakonih, kakor se odbija svetloba ob zrcalih. Odbiti zvočni trak, dospevši v tvoje uho, proizvaja ravno takšen, le nekoliko slabejši občutek, kakor neposredno od zvočila prihajajoči. Pri odboju (Reflexion) zvoka veljajo isti zakoni, kakor pri odboju svetlobe, namreč: 1. ) Odbojni kot je jednak vpadnemu. 2. ) Vpadni trak, vpadna navpičnica in odbiti trak ležč vjedni in isti ravnini. 3. ) Odbiti trak leži gledč vpadnega na na¬ sprotni strani vpadne navpičnice. Zvok se odbija sploh vsakikrat, ako se zvokovodu menja gostota. Odbiti zvok prouzročuje jek (Echo), ali pa odmev (Nadihali). Pride li odbiti zvok v takem času do našega ušesa, da ga moremo razločiti od prvobitnega, nastane jek; pride li odbiti zvok v takem času do ušesa nazaj, da ga ne moremo natančno razločiti, ampak da nam lc nekoliko podaljša prvo¬ bitni zvok, nastane odmev. Prav lahko je določiti pogoje, kedaj nastane jek , kedaj odmev, člo- veško uho more v jedni sekundi le devet zvokov natančno razločevati; vsak zvok sam zase more torej v ušesu biti sekunde. Hočemo li slišati jek, mora odbiti zvok do ušesa priti najmanj -k sekunde pozneje nego prvobitni. V ^ sekunde nareja zvok približno 37 m dolgo pot. Stena od nas najmenj 18'5.m oddaljena more prouzročevati jek, ako vpadajo zvočni trakovi nanjo pravokotno. V tem slučaju slišimo jednozložen jek (einsilbiges Echo). 73 Ako je stena, ki odbija zvok, 2, 3, . . . krat 185 m oddaljena, pro- uzročuje 2, 3, . . . zložne jeke; t. j. jek ponavlja od kakega govora zadnje 2, 3, . . . zloge. Več sten tako razvrščenih, da moremo od vsake stene odbiti zvok posebej razločevati, prouzročuje večkratne jeke (mehrfache Echos). V Adersbachu na češkem ponavlja jek sedemzložne besede po trikrat; na dvorišču palače «Simonetta» v Milanu ponavlja jek pištolin pok po 50 krat. Odmev opazujemo prav lahko v vsaki večji prazni dvorani ali cerkvi. Odpravimo ga vsaj deloma, če ne popolnem, ako naredimo stene grbaste. Na takih stenah se odbija zvok nepravilno na vse strani ter izgublja na svoji jakosti; v polnih cerkvah n. pr. odmevni toliko čuten, kakor v praznih. — Vsakikrat, ko se zvok odbija, oslabi tudi nekoliko; nekoliko zvoka prehaja namreč tudi v novo sredstvo — v zvok odbijajoče telo. Skozi dvojna okna ropota z ulic ne slišiš tako močno kakor skozi jednojna. — Po razno gostih zračnih plasteh razširjajoči se zvok zelo oslabeva. V noči se nam dozdeva vsak ropot jačji nego po dnevu. Na odboj zvoka se opira uporaba d ogla šal a (Sprachrohr) in slu- šala (Horrohr). Doglašalo je stožkovita 1 do 2 m dolga cev od kake trdne tvarine. Govorimo li v doglašalo na ožjem koncu, odbijajo se zvočni traki na obstranju doglašala tako, da izstopajo vzporedno iz cevi. Ker se potem zvok ne more širiti na vse strani, tudi v daljavo ne oslabi toliko. — Slu- šalo je sploh podobno doglašalu, samo da služi v nasprotnem zmislu. Na široko odprta cev prestreza zvočne valove, zbira jih ter vodi bolj zgoščene do ušesa. V. Iz nauka o svetlobi. (Glej I. stopnjo § 68.-73.) § 46. Vdrto ali jamasto zrcalo. Kroglin odsek, katerega vdrta ali jamasta stran je tako gladka in leska, da pravilno odbija svetlobo, imenuje se vdrto ali jamasto zrcalo (Hohl- oder Concavspiegel). Vzemimo, da je AB (slika 46.) jamasto zrcalo, da je točka C središče one krogle, od katere je zrcalo odsek, in da je D točka v središču zrcalne ploskve, optično središče (optischer Mittelpunkt) imenovana. Prema DC se imenuje optična os, lok AB širina ali o tvor zrcala. 74 Kroglini polumeri stoje pravokotno na zrcal¬ nem površju, torej dolo¬ čujejo ob jednem tudi vpadne navpičnice. — Svetlobni trakovi, idoči skozi središče C, vpadajo v pravili kotih na zrcalo, torej se odbijajo v isti meri. Taki svetlobni trakovi so glavni trakovi (Hauptstrahlen). Poskusi: Jamasto zrcalo drži proti solncu tako, da vpadajo solnčni trakovi vzporedno z njegovo osjo, odbite trakove pa prestrezaj na malem koščeku prozornega papirja. Odbiti solnčni traki se stičejo v točki F (slika 47.), ležeči med točkama C in D. V tej točki se užigajo lahko gorljive reči, n. pr. kresilna goba, uži- galni klinčki; svetloba v njej je zelo jaka. Točka F se imenuje goriš če (žarišče, Brennpunkt) , nje razdalja od točke D (slika 46.) je daljina gorišča (Brennweite). Kakor uče natančna opazovanja in računi, razpolavlja točka F premo CD. Vzporedno z osjo na zrcalo vpadajoči, a na njem odbiti svetlobni traki se sečejo v jedili točki — v gorišču, katero razpolavlja zrcalni polu m er . . . 1 .). Postaviš li gorečo svečo ali kako drugo majhno svetlo telo v gorišče F tor prestrezaš na zrcalu odbite trake, najdeš jih z osj6 vzporedne. Iz gorišča na jamasto zrcalo prihajajoči svet¬ lobni traki se odbijajo na zrcalu v takih m er ih, da so po odboju z optično osjo vzporedni . . . 2.). Pravokotno na os postavi med točkama F in C gorečo svečo, pred zrcalom pa premikaj prosojen papirnat zaslon v taki Slika 47. Slika 46. 75 meri, da prestreza iz sveče izhajajoče, a na zrcalu odbite svetlobne trakove. V neki razdalji od zrcala dobiš na zaslonu večjo in vzvrneno sliko goreče sveče. Svetel predmet, stoječ med goriščem in sre¬ di š č e m j a m a s t o g a zrcala, daje z a d a j za goriščem večjo in vzvrneno sliko . . . 2.). Ta slika se imenuje objektivna ali fizična, ker jo moremo na papirju prestrezati. Na zrcalu odbiti svetlobni traki se v resnici stičejo v točkah te slike. Kako nastane ta slika, o tem se prepričaš laliko z načrtovanjem. — Vzemi, da je AB (slika 48.) svetel predmet, stoječ pred zrcalom VW pravokotno Slika 48. na njegovi osi. — Svetlobni trak An, katerega podaljšek meri skozi središče C, vpada na zrcalo pravokotno ter se odbija v svoji meri. Svetlobni trak Ae, ki je vzporeden z osjo Co, odbija se (po 1.) skozi gorišče F ter se seče z od¬ bitim trakom An v točki a. V tej točki se stičejo tudi vsi drugi iz točke A prihajajoči in na zrcalu odbiti svetlobni traki; torej je a slika točke A. Iz istega uzroka je b slika točke Ji. Slike drugih predmetovih toček slede isto tako, kakor slede točke na predmetu druga drugo, ab je torej slika pred¬ meta AB ; večja je nego predmet AB , vzvrnena in od zrcala bolj oddaljena nego točka C. Isto tako se prepričaš s poskusi o pravosti teh zakonov: Slika v središče jamastega zrcala postavlje¬ nega svetlega predmeta leži tudi v središču, vzvr¬ nena je in ravno tolika, kolik je predmet . . . 4.). 76 Svetel predmet, kateri je od zrcala bolj od¬ daljen nego zrcalno središče, daje med goriščem in središčem vzvrneno in zmanjšano sliko . . . 5.). Cim bolj oddaljuješ predmet od zrcala, tem bolj se zmanjšuje njegova slika in tem bolj se bliža gorišču. Svetel predmet, stoječ med goriščem in zrcalom daje zadaj za zrcalom povečano in po koncu stoječo sliko . . . 6.). Ta slika se ne da prestrezati, torej jele geometrijska ali navidezna. Z načrtovanjem dobivaš to sliko tako-le: Vzemi, da je AB (slika 49.) svetel predmet, stoječ med zrcalom V\V in med goriščem F , in da zaznamlja C središče zrcala. Glavni trak A C se Slika 49. odbija v svoji meri, vzporedno z osj6 vpadajoči trak Ae se odbija skozi go- rišče F. Ta dva odbita svetlobna traka se sečeta zadaj za zrcalom, ako ju le zadosti podaljšaš. Slika točke A je torej v točki a zadaj za zrcalom. Iz istega uzroka je b slika točke B in ab slika predmeta AB. Jamasta zrcala uporabljamo: da majhne predmete povečujemo (pri drobnogledih), da kak majhen prostor razsvetljujemo, da užigamo lahko gorljive reči i. t. d. § 47. Izbočeno zrcalo. Kroglasto telo, katero je na svojem zunanjem, izbočenem površju lesko in tako uglajeno, da odbija svetlobo, imenujemo izbočeno zrcalo (Convexspiegel). 77 Poskus: Gledaš li v izbočeno zrcalo, n. pr. v stekleno kroglo, katera je znotraj obložena s cinkovini amalgamom, vidiš v njem po koncu stoječe in zmanjšane slike onih pred¬ metov, ki stoje pred zrcalom. Predmeti, ki so od zrcala bolj oddaljeni, dajejo manjše in od zrcalne ploskve bolj oddaljene slike, nego predmeti, blizu njega stoječi. Solnce daje v izbočenem zrcalu sliko, ki je jednaka točki in izmed vseh slik od zrcalne ploskve najbolj oddaljena. —Na zrcalo vpadajoči vzporedni svetlobni traki se odbijajo na zrcalu tako, da se stičejo po odboju njih podaljški v jedni točki zadaj za zrcalom. To točko imenujemo navidezno ali geometrijsko gorišče izbočenega zrcala. Gorišče razpolavlja polumer zrcala. Z načrtovanjem dobivaš pri izbočenem zrcalu slike tako-le : Vzemi, da je VW (slika 50.) del izbočenega zrcala in da zaznamlja AB svetel predmet, od katerega izhajajo svetlobni traki. Iz točke A v meri Slika 50. preme A C prihajajoči svetlobni trak vpada pravokotno na zrcalo, odbija se torej v svoji meri. Svetlobni trak Ae } ki je vzporeden z osjo A C , odbija se v meri ey tako, da gre njegov podaljšek skozi gorišče F. Premi eij in A C se sečeta zadaj za zrcalom v točki a, ki je slika točke A. — Iz istega uzroka je h slika točke li , ab slika celega predmeta Ali. Slika ab se na¬ haja med točkama F in O in sicer je zrcalu tem bliže, čim bliže mu je predmet, in obratno. Izbočena zrcala razpršujejo vzporedne svetlobne trake; imenujemo jih tudi razmetna zrcala (Zerstreuungsapiegel). 78 § 48. Razmet svetlobe. Površje hrapavih, teles je sestavljeno iz brezštevilnih, razno naklonenih malih ravnin; svetlobni traki, vpadajoči na taka telesa, ne odbijajo se več pravilno. Vsak snopič vzporedno vpadajočih svetlobnih trakov se razpršuje na vse strani v uprav toliko odbitih trakov, katerih vsak zase prav slabo sveti. Tak odboj svetlobe se imenuje razmet (Zerstreuung des Lichtes). Pri hrapavih ploskvah ne morejo nastajati slike predmetov, razpršena svetloba pa dela posamezne dele površja vidne. Popolnem gladke ploskve bi ne mogli videti, ker bi pravilno odbijala vso svetlobo. Takih ploskev vender ni. Zrcala še toliko uglajena imajo vender le majhne jamice in grbe, na katerih se svetloba razpršuje ter dela zrcala vidna. V zraku plavajoči prah nam dela solnčne svetlobne trake vidne. — Solnčna svetloba se razpršuje tudi na zračnih molekulih, meglenih mehurčkih in prašnih delih v zraku; torej je lahko razvidno, da imamo razsvetljene tudi prostore, v katere neposredno ne dohaja solnčna svetloba. — Jutranjemu in večernemu svitanju uzrok je razmet solnčne svetlobe v višjih zračnih plasteh. Zjutraj, ko je solnce še pod obzorom, in zvečer, ko je že zatonilo, dohajajo njegovi traki v višje zračne plasti ter se na teh razpršujejo na vse strani. Ta razpršena svetloba dela nam zgornje zračne plasti vidne. Svitanje neha ali se začenja, ko je solnce 18° pod obzorom. Na ravniku je svitanje najkrajše, proti tečajema pa traja delj časa. Po letu traja v naših krajih skoro vso noč; meseca marca in oktobra pa le dve uri. § 49. Lom svetlobe. Poskus: Polukrožna otla posoda (slika 51.) ima steno ab neprozorno, v središču polukroga je prirejena in s stekleno ploščico zakrita ozka špranjica. Polukrog je razdeljen na ločne stopinje in središče polukroga za- Slika 51. znamovano z 0. Posodo napolni do polovice z vodo; skozi špranj ico spusti snopič solnčnih trakov tako, da jih vpada nekoliko na vodo, nekoliko pa jih gre po zraku. Na razdeljenem polukrožnem obodu vidiš razsvetljeni 79 dve mesti; jedno (60°) je razsvetljeno od svetlobnih trakov, prihajajočih skozi zrak, drugo (40°) je razsvetljeno od svet¬ lobnih trakov, prihajajočih skozi vodo. Poskus kaže, da menja svetloba svojo mer, ko prehaja iz zraka v vodo; — pravimo, da se svetloba lomi. Svetloba se širi premočrtno le v jednem in istem sred¬ stvu; ako pa prehaja iz jednega sredstva v drugo, deli se na površju novega sredstva v dva dela. Jeden del svetlobe se od¬ bija po zakonih, ki so nam že znani, drugi del pa prehaja v novo sredstvo, pri čemer se lomi ali menja svojo poprejšnjo mer. Vzemimo, da je n (slika 52.) vpa- dišče iz zraka na vodo vpadajočega svet¬ lobnega traka In ter da ima ta trak v vodi mer ns. Prema dn, stoječa v padišču pravo¬ kotno na površju novega sredstva, je vpadna navpičnica, kot i, katerega oklepata vpadni trak in navpičnica, je vpadni kot, kot r, katerega oklepata trakin vpadna navpičnica, je lomni kot (Brecliungswinkel), trak ns pa lomljeni trak (gebrochener Strahi) ; ravnina Ind je vpadna ravnina (Einfallsebene), ravnina snf lomna ravnina (Brecliungsebene). — Ako je lomni kot manjši od vpadnega, pravimo, da se svetloba lomi proti vpadni na¬ vpičnici (zum, Einfallslothe) ; ako je lomni kot večji od vpadnega, lomi se svetloba od vpadne navpičnice (vom Einfalltslothe). — Pri gori popisanem poskusu znaša vpadni kot 60°, lomni kot 40°. V vodi se lomi' svetloba proti vpadni navpičnici. — Sploh velja pravilo: Svetlobni traki se lomijo proti vpadni navpičnici, ako prehajajo iz redkejšega sredstva v gostejše; od vpadne na¬ vpičnice pa se lomijo, ako prehajajo iz gostejšega sredstva v redkejše. Slika 52. 80 Ako zasukneš pri poskusu (slika 51.) posodo toliko, da razsvetljujejo skozi zrak idoči svetlobni traki točko 0°, raz¬ svetljujejo skozi vodo idoči traki ravno isto točko. Pravokotno na površje novega sredstva vpa¬ dajoči svetlobni traki se ne lomijo, ampak imajo v novem sredstvu isto mer. Ako sukaš posodo tako, da se izpreminja vpadni kot svetlobe, izpreminja se tudi lomni kot; ako se je povečal prvi, povečal se je tudi drugi, in obratno. Svetloba se lomi po teli dveh zakonih: Lomljeni svetlobni trak ostaje v vpadni rav¬ nini . . . 1.). Napišeš li iz vpadišča n (slika 52.) s poljubnim pol um er o m krog, kateri seče vpadni in lomljeni trak v točkah a in b, in potegneš iz teh toček na vpadno navpičnico pravokotnici ad in bf, ostane razmerje teh pravokotni c (ad : bf) neizpremenj e no, naj si bode vpadni kot tolik ali tolik, dokler ne iz p re menita svetlobni sredstvi sv oj e gostote . . . 2.). Prehaja li svetloba iz zraka v vodo, znaša to razmerje prehaja svet¬ loba iz zraka v steklo, znaša i. t. d. Da se svetloba tudi lomi, ko prehaja iz vode v zrak, kaže t.a-le poskus: V posodo z neprozornimi stenami položi kak denar a (slika 53 ), oko pa nastavi pri točki O tako, da denarja ne vidiš. Naliješ li v posodo vode, Slika 53. postane ti denar tekoj viden. — Od denarja v meri preme ab prihajajoči svetlobni trak se lomi na površju vode od vpadne navpičnice ter pri¬ haja v tvoje oko v meri preme bO. Astronomijski lom svetlobe (astronomische Strahlenbrechung). Zrak je navzgor bolj redek kakor 81 blizu zemeljskega površja. Svetlobni traki, prihajajoči od nebeških teles, lomijo se na svoji poti proti zemlji vsakikrat proti vpadni navpičnici, ko pre¬ hajajo iz menj gostih zračnih plastij v gostejše. — Nasledek tega loma je ta, da vidimo nebeška telesa nekoliko bliže svojemu temenišču nego so v resnici. Telesa stoječa v našem temenišču vidimo ondu, kjer so v resnici, ker vpadajo od njih izhajajoči svetlobni traki na posamezne zračne plasti pravokotno ter se vsled tega ne lomijo. Druga nebeška telesa pa so proti temenišču tem bolj vzdignena, čim bliže so obzoru. — Astronomijski lom svetlobe nam podaljšuje dan približno za štiri do šest minut. Ako je zrak nemiren, lomijo se svetlobni traki v vedno drugih merili, kar prouzročuje, da se nam predmeti dozdevajo nemirni, tresoči se. § 50. Popolni odboj svetlobe. Poskus: V temni sobi napelji s pomočjo ravnega zrcala snopič solnčnih trakov proti štirioglati posodi, polni vode, toliko pošev od spodaj navzgor, da vpadajo na gladino vode približno v kotu 49°. Ako si vodi primešal nekoliko kredinega prahu, postane ti pot solnčnih trakov v vodi vidna. Ako gledaš na površje vode od zgoraj, ne vidiš solnčne svetlobe v nobeni meri, kar kaže, da ne izstopa čez gladino iz vode. Nasprotno pa vidiš vodo razsvetljeno proti drugi strani posode, kar kaže, da se vsa svetloba na površju vode odbija. Svetlobni traki se lomijo na poti iz vode v zrak od vpadne navpičnice, lomni kot je večji od vpadnega. Ako vpadni kot povečujemo, narasta tudi lomni kot, in na vsak način najdemo tolik vpadni kot, da je njemu pripadajoči lomni kot jednak 90°. Za vsak večji vpadni kot moral bi biti lomni kot večji nego 90°, kar pa ne more biti. Svetloba se potem več ne lomi, ampak se popolnem ali vsa odbija v prvo sredstvo nazaj. Vpadni kot, pri katerem je pripa¬ dajoči mu lomni kot prav kot, imenuje se mejni kot (Grenz- ivinkel), ker tvori mejo med lomom in popolnim odbojem svetlobe. Senekovič, Fizika in kemija. II. 6 82 § 51. Lom svetlobe v sredstvih, z vzporednimi ploskvami omejenih. Vzemimo, da je BB (slika 54.) prozorna plošča, omejena z vzporednima ploskvama A A , in da je gostejša od zraka. Vpadajoči svetlobni trak In se lomi pri n proti vpadni navpičnici, pri n' pa od vpadne navpičnice. Vpadni kot pri n' je jednak lomnemu kotu pri n (ker sta izmenična kota), torej se mora izstopivši trak n'V pri n' toliko odkloniti od vpadne navpičnice, kolikor se je pri n tej priklonil; ali In |j ril'. Gledajoč pošev skozi steklene plošče vi¬ dimo predmete nekoliko v stran potisnene, vender ostane njih medsebojna leža neizpremenjena. Gledajoč skozi tanko prozorno ploščo navadno še ne čutimo, da vidimo predmete nekoliko v stran potisnene. § 52. Optične leče. Vsako prozorno telo, katero je omejeno od dveh krog¬ lastih, ali od jedne kroglaste in jedne ravne ploskve, imenuje se optična leča (optische Linse). Leče v sredini debelejše nego ob robih so izbočene ali zbiralne (Convex- oder Sammel- linsen j; leče v sredini tanše nego ob robih so jamaste ali raz¬ met ne (Concav- oder Zerstreuungs- linsen) (slika 55.). Izbočene leče so: 1.) Dvojnoizbočena (bicon- vex) a , omejena od dveh kroglastih ploskev, kateri obračata izbočeni strani nazven; 2) ravnoizbo- čena (planconvex) a’, omejena od Slika 54. 83 jedne ravne in jedne kroglaste ploskve; 3.) j a m a s t o i z b o č e n a (concavconvex) a", omejena od jedne izbočene in jedne jamaste ploskve; izbočena ploskev je bolj ukrivljena nego jamasta. Jamaste leče so: 1.) D v oj n oj a m a sta (biconcav) b, omejena od dveh kroglastih ploskev, kateri obračata jamasti strani navzven; 2.) ravnojamasta (planconcav) b', omejena od jedne ravne in jedne jamaste ploskve; 3.) i z b o č e n o j a m a s t a (convex- concav) b", omejena od jedne izbočene in jedne jamaste ploskve; jamasta je bolj ukrivljena nego izbočena. Prema, idoča skozi središči mejnih ploskev, zove se lečina os (Axe der Linse)\ točka na osi od obeh mejnih ploskev jednako oddaljena je optično središče leče (optischer Mittel- punkt der Linse). I. Lom svetlobe v izbočenih ali zbiralnih lečah. Poskus: Lečo AB (slika 56.) drži proti solneu tako, da vpadajo solnčni traki nanjo vzporedno z njeno osjo. Na drugi strani leče pa premikaj papirnat zaslon. Zadaj za lečo najdeš mesto, v katerem dobiš točki podobno, zelo svetlo sliko solnca. V bolj oddaljenih ali leči bolj bližnjih mestih nego je to, raz¬ svetljen je zaslon v večjem krogu. V točki F, v kateri se stičejo solnčni traki, prihajajoči iz leče, je tudi največja toplota; lahko gorljive reči, n. pr. kresilna goba, žveplenke i. t. d., se užigajo. Točka F se imenuje g or išče (žarišče, Brennpunkt ); njena razdalja od lečinega središča pa daljina gorišča (Brenniveite). Ker moremo zdaj to, zdaj ono stran obrniti proti solneu, razvidno je, da ima vsaka leča dve gorišči: jedno na levi, drugo na desni strani; obe imata isto daljino. 6 * 84 Izbočena leča lomi vzporedno s svojo osjo nanjo vpadajoče svetlobne trake v takih merili, da se na drugi strani leče sečejovjedni točki — v gorišču . . . 1.). Poskus: Ko si na tak način določil ležo gorišča, po¬ stavi v temni sobi v jedno gorišče gorečo svečo, zadaj za lečo pa papirnat zaslon. Zaslon je v raznih razdaljah za lečo v jednako velikem krogu razsvetljen; iz leče prihajajoči svetlobni traki so torej vzporedni. Iz svetle točke v gorišču skozi lečo prehaja¬ joči svetlobni traki izstopajo iz nje vzporedno z osjo . . . 2.). Leča lomi vsak nanjo vpadajoči svetlobni trak dvakrat, pri vstopu proti vpadni navpičnici, pri izstopu od vpadne navpičnice. Polumeri mejnih ploskev so ob jednem tudi vpadne navpičnice. —• Načrtaj pot vzporedno z osjo vpadajočih trakov! Za druge poskuse služi ta-le priprava: Na deski, v centi¬ metre razdeljeni (slika 57.), postavljeni so po vrsti: goreča sveča, izbočena leča in papirnat zaslon. Ko si s pomočjo solnčnih trakov določil daljino gorišča, moreš s to pripravo dokazati tudi te-le zakone: Slika 57. A k o j e r a z d a 1 j a svetlega predmeta večj a nego dvakratna daljina gorišča, daje predmet na drugi strani leče vzvrnen.o in zmanjšano fizično sliko, ležečo med jedenkratno in dvakratno daljino go¬ rišča . . . 3.). 85 Slika se zmanjšuje in bliža gorišču, ako se predmet od¬ daljuje od leče. Predmet v neskončni oddaljenosti daje sliko v gorišču, in sicer je slika le točka. V dvakratni daljini gorišča stoječ predmet daje na drugi strani leče v isti razdalji vzvrneno, fizično in isto toliko sliko . . . 4.). Ako je razdalja svetlega predmeta od leče manjša nego dvakratna daljina gorišča, a večja nego jedenkratna, tedaj je njegova slika na drugi strani leče povečana, v zv mena, fizična in v večji raz¬ dalji, nego je dvakratna daljina gorišča . . . 5.). Slika postaja vedno večja in se od leče bolj oddaljuje, ako se predmet bliža gorišču; stoji li predmet v gorišču, leži njegova slika v neskončni oddaljenosti — iz leče prihajajoči svetlobni trakovi so vzporedni. Predmet, stoječ med goriščem in lečo, daje na isti strani po koncu stoječo povečano in geome¬ trijsko sliko . . . 6.). Cim bliže je predmet leči, tem manjša in tem bliže leči je njegova slika. O pravosti navedenih zakonov se uverimo lahko tudi z načrtovanjem. Vzemimo dvojnoizbočeno lečo O (slika 58.) in pred njo pravokotno na osi Slika 58. J stoječ predmet AB ter recimo, da je F gorišče leče. Da določimo sliko točke A, treba je preiskovati pot najmenj dveh iz nje izhajajočih svetlobnih trakov. Svetlobni trak, na lečo prihajajoč v meri preme AO, vpada na lečo v tako 86 malem kotu, da ga smemo smatrati za pravokotno vpadajočega. Torej se na desni mejni ploskvi ne lomi; iz istega uzroka se ne lomi tudi na drugi strani leče.—(Svetlobni traki, mereči skozi središče leče, se v njej ne lomijo, imenujejo se glavni traki.) Drugi iz točke A prihajajoči svetlobni trak, kateri je zelo pripraven za določevanje slike, je z osjo vzporedno vpadajoč; ta meri prihajajoč iz leče skozi gorišče F in seče glavni trak AO v točki a. Točka a je torej slika točke A, in sicer fizična slika, ker se svetlobna traka v njej v resnici sečeta. Iz istih uzrokov je b slika točke B in ab slika pred¬ meta AB. ab je večja nego AB in leži izven dvakratne daljine gorišča. — Ko bi bil ab svetel predmet, bila bi AB njegova slika. (Zakaj ?) Vzemimo, da je svetel predmet AB (slika 59.) leči O bliže nego gorišče /, in da sta F in / gorišči leče. Jednako po- stopaje, kakor poprej, dobimo na tisti strani leče, kjer je predmet, večjo in po koncu stoječo sliko. Glavni trak AO in vzpo¬ redno z osjo vpadajoči trak se po izstopu iz leče ne sečeta na levi strani, pač pa njijina podaljška na desni. Slika je torej geometrijska ter se ne da prestrezati. Navedeni zakoni so veljavni za vse tri izbočene leče; vender daljine gorišč niso pri vseh treh lečah jednake, čeravno so polumeri mejnih ploskev jednaki. Največjo daljino gorišča ima jamastoizbočena, najmanjšo dvojnoizbočena leča. Izbočene tri leče se imenujejo zbiralne, ker zbirajo vzporedno vpa¬ dajoče svetlobne trake v gorišču. Zbiralne leče rabimo za zažigalna in povečalna stekla in za veliko vrsto optičnih orodij, o katerih bodemo pozneje govorili. II. Lom svetlobe v ja¬ ma s tih ali razmet ni h lečah. Poskus: Dvojnojamasto lečo (slika 60 .) postavi proti solncu tako, da vpadajo solnčni trakovi Slika 60. Slika o9. 87 nanjo vzporedno z njeno osjo. Za lečo pa premikaj papirnat zaslon. Iz leče prihajajoči svetlobni traki razsvetljujejo zaslon v vedno večjih krogih, ako ga oddaljuješ od leče; razsvetljena ploskev na zaslonu ima v središču najmanjšo, ob obodu naj¬ večjo svetlost. Iz tega razvidiš,. da izstopajo svetlobni traki iz leče razhodno in da imajo takšno mer, kakor bi prihajali iz svetle točke F, ležeče pred lečo. Točka F se imenuje raz- metišče (Zerstreuungspunkt) ali umišljeno gor išče (ima- gindrer Brennpunkt j; njena razdalja od središča leče je daljina razmetišča ali g o r i š č a. Tudi ta leča ima dve jednako od središča oddaljeni gorišči, ker moreš vsako stran obračati z istim uspehom proti solncu. Vzporedno z osjo vpad a j oči svetlobni traki se lomijo v d v oj noj amas ti leči tako, da izstopajo v meri h, kakor bi prihajali iz gorišča pred lečo. Poskus: Ako gledaš skozi dvojnojamasto lečo kak večji predmet, vidiš ga na isti strani, kjer je v resnici, zmanjšanega po koncu in leči nekoliko bliže stoječega. Z načrtovanjem dobiš prav lahko slike, ki jih narejajo jamaste leče. — Vzemi, da je AB svetel predmet pred lečo O (slika 61), pravokotno na osi stoječ. Trak AO je glavni trak ter se v leči ne lomi. Vzporedno z osjo FO vpadajoči trak izstopa iz leče v meri, kakor bi prihajal iz gorišča F, njegov Slika 61. 88 podaljšek pa seče glavni trak v točki a, katera je slika točke A. — Iz istih uzrokov je ab slika predmeta AB\ manjša je, po koncu stoječa, navidezna ter bliže leči nego gorišču. Kar smo povedali o dvojnojamasti leči, velja tudi o drugih dveh jamastih lečah. Zakaj imenujemo jamaste leče tudi raz m etn e leče? — Pokaži z načrtovanjem, kako lomi katera koli jamastih leč nanjo vpadajoče svetlobne trake. — Preiskuj z načrtovanjem, kako se izpreminjata veličina in leža slike pri isti leči, ako se predmet leči bliža ali od nje oddaljuje! B. Kemija. § 53. Kemijske prvine. S pomočjo toplote, svetlobe, elektrike in kemijske sorod¬ nosti sploh moremo marsikatero telo razkrojiti v dve ali več različnih tvarin, n. pr. vodo v vodik in kisik. Izkušnja pa nas uči, da so tudi taka telesa, katera se doslej z nobenim izmed poznanih pripomočkov niso dala razkrojiti v druge tvarine. Taka telesa imenujemo kemijske prvine (chemische Elemente oder Grundstoffe). Kisik, vodik, dušik, ogljik, žveplo in fosfor, o katerih smo govorih v I. stopnji §§ 75—86., so kemijske prvine. Prvine, katerih je doslej znanih 64, delimo v kovine (Metalle) in nekovine (Ametalle oder Metalloide). Kovine so, izimši živo srebro, pri navadni temperaturi trdna, neprozorna, v vodi neraztopna in vlečna telesa, dobri prevodniki toplote in elektrike, imajo tudi neko posebno svetlost (kovinsko svet¬ lost, Metallglanz). Kovine so lahke, če imajo manjšo speci¬ fično težo nego pet, sicer so težke. Nekovine so nekatere trdne, nekatere plinaste, ah časi kapljivotekoče. § 54. Kemijski osnovni zakoni. a) Ako razvročimo v epruveti zmes, sestoječo iz 7 gr železnih opilkov in 4 gr žvepla, dobimo kemijsko spojino že¬ lezni sulfid (glej I. stopnjo § 74.), ki tehta natančno 11 gr. — Ce pa zmešamo n. pr. 9 gr železnih opilkov s 4 gr žvepla ter razvročimo to zmes, dobimo tudi le 11 gr železnega sulfida, poleg tega pa ostaneta 2 gr čistega železa, katero moremo z 90 magnetom ločiti od sulfida. — Železo se torej spaja z žveplom le takrat, ako sta si teža železa in teža žvepla kakor 7 proti 4. — b) Goreč magnezij se spaja s kisikom v bel prah, magnezijo ali magnezijev okis, in sicer vedno le tako, da nastane iz vsakih treh gramov zgorelega magnezija pet gramov magnezije. Obratno moremo magnezijo razkrojiti v magnezij in kisik, katerih teži sta si kakor 5 proti 3. — c) Galvanski tok raz¬ kraja vodo v njeni sestavini, v kisik in vodik tako, da se raz¬ vija vsakikrat dvakrat toliko vodika kakor kisika, in da ima razvijajoči se kisik osemkrat večjo težo kakor vodik. Obratno se spajata vodik in kisik v vodo, ako znaša prostornina vodika dvakrat toliko, kolikor prostornina kisika; nastala voda pa tehta ravno toliko, kolikor tehtata vodik in kisik skupaj. Iz teh poskusov, kakor tudi iz brezštevilnih drugih, katere so narejali kemijki, izvajamo ta velevažna zakona: 1. ) Kemijske prvine se spajajo le v stalnih utežnih razmerjih; plinaste tvarine se spajajo tudi v stalnem razmerju prostornin. 2. ) Teža vsake kemijske spojine je jednaka vsoti tež njenih sestavin. V p rirodi ostane torej množina tvarine n e i z - premenjena, jedna in ista. Števila, katera povedd, v katerem razmerju se prvine medsebojno spajajo, imenujemo njih sp oj inske teže (Ver- bindungsgewichte). § 55. Atomi. Najmanjše dele, v katere moremo z mehaničnimi sredstvi razdeliti kako telo, imenujemo molekule. (Glej I. stopnjo § 3.). Molekuli sestojč iz iste tvarine, iz katere je sestavljeno vse telo. Kemija pa nas uči, da molekuli ne morejo biti najmanjši deli tvarine, kajti vsak molekul vode sestoji iz vodika in kisika, vsak molekul železnega sulfida iz železa in žvepla. N a j - manjše dele prvin, ki se nahajajo v molekul ih 91 sp o j eni, katerih ne moremo ne mehaničnim ne ke¬ mijskim potom dalje deliti, imenujemo atome (Atome). Vsako prvino si mislimo sestavljeno iz atomov, kateri so v jedni in isti prvini vsi jednako veliki in jednako težki, pri različnih prvinah pa glede teže in velikosti sploh različni. Atome plinastih prvin smatramo pri jednaki tem¬ peraturi in pod jednakim tlakom vse jednako velike. Jeden atom sam zase ne more ostati, ampak pritegne k sebi še najmenj jeden atom ter tvori ž njim molekul. Silo, katera molekule združuje in priteza, imenujemo kemijsko privlačnost ali kemijsko sorodnost (chemische An- ziehung oder Affinitat). Kemijske spojine se vrše jedino le med atomi. Najprej razpadejo molekuli spajajočih se tvarin v atome, potem pa se združijo v nove molekule atomi onih prvin, med katerimi je naj¬ večja sorodnost. Pri kemijskih presnovah ima toplota zelo važno ulogo, bodi si, da jih prouzročuje, bodi si, da se pri teh razvija. § 56. Atomske teže. Tudi atomi morajo imeti svojo težo ; katere pa ne moremo določiti neposredno, ampak le posredno. Z natančnimi poskusi so učenjaki dognali, da tehta pod tlakom jedne atmosfere in pri temperaturi 0° G jeden liter vodika 0'09 gr, jeden liter kisika 1*44 gr, jeden liter dušika T26 gr. Jeden liter kisika ima torej 16krat, jeden liter du¬ šika 14krat večjo težo nego jeden liter vodika. Ker pa smatramo atome plinastih teles pod istim tlakom in pri jednaki temperaturi jednako velike, mora biti v jednem litru vodika ravno toliko atomov, kolikor je atomov v jednem litru kisika ali v jednem litru dušika; radi tega mora biti jeden atom kisika 16krat, jeden atom dušika pa 14krat težji kakor jeden atom vodika. Vzamemo li težo jednega vodikovega atoma za jednoto teže, potem je teža jednega kisikovega atoma = 16, jednega dušikovega atoma = 14. 92 V magneziji sta si teža magnezija in kisika kakor 3 : 2 ali 24: 16. Ker je dokazano, da sestoji molekul magnezije iz jednega atoma magnezija in jednega atoma kisika, očividno je, da je jeden atom magnezija 24krat težji od jednega vodikovega atoma. Na podoben način so spoznali kemijki utežna razmerja med atomi vseh prvin in pri tem našli, da je teža vodikovega atoma najmanjša. Vzeli so jo za jednoto teže ter izračunali, kolikorkrat so težji atomi drugih prvin. Našli so pa tudi, da so utežna razmerja atomov ista, kakor utežna razmerja, v ka¬ terih se prvine spajajo. V naslednji tabeli so naštete najvažnejše kemijske prvine; pristavljeni so jim kemijski znaki in atomske teže. 93 V prvem vertikalnem razredku stoji slovensko ime prvine, pri ne¬ katerih tudi latinsko, in sicer pri onih, katerih latinsko ime se drugače glasi ali z drugimi črkami začenja kakor slovensko; v drugem razredku je ke¬ mijski znak prvine, v tretjem atomska (ob jednem tudi spoj inska) teža. Znaki prvinam so začetne črke njih latinskega imena, n. pr. znak za vodik (Hi/dro- genium) je H. Izmed dveh prvin z isto začetno črko dobiva pozneje poznata k prvi črki še drugo; n. pr. žveplo (Sulfur) ima znak S } kositer (Stcinnum) pa Sn i. t. d. § 57. Kemijska pisava. S kemijskimi znaki, katere smo navedli v poprejšnjem paragrafu, ne zaznamljamo samo prvin, ampak ob jednem tudi utežna razmerja, v katerih se prvine spajajo. Tako pomenja H j eden atom vodika z atomsko težo 1, N pomenja j eden atom dušika z atomsko težo 14 i. t. d. S temi znaki si predstavljamo ob jednem tudi sestavo molekulov iz atomov s tem, da stavimo znak k znaku. Ke¬ mijski znak ali formula za železni sulfid je FeS ter pomenja, da je molekul tega sulfida sestavljen iz jednega atoma železa (Fe) in jednega atoma žvepla (S), da sta si v vsakem molekulu teža železa in žvepla kakor 56:32, naposled da ima molekul železnega sulfida težo 56 -\- 32 = 88. Ako je molekul kake spojine sestavljen iz več atomov jedne prvine, zaznamljamo to s tem, da pridenemo znaku te prvine spodaj na desni še kazalec. Znak ogljikove kisline je: C0 2 ter pomeni, da sestoji molekul ogljikove kisline iz jednega atoma ogljika (C) in dveh atomov kisika (0 2 ) ter ima težo 12 —|— 16 X 2 = 44. Več molekulov kakega telesa zaznamljamo s koeficijentom; n. pr. 3 C0 2 pomeni tri molekule ogljikove kisline. Kemijske presnove (Processe) zaznamljamo z jednač- bami. Pred jednačaj stavimo prvine ali njih spojine pred med¬ sebojno zvezo, za jednačajem pa proizvode njih spojitve. Take jednačbe imenujemo potem črteže kemijskih presnov. N. pr. Fe, + & = FeS -f FeS = 2 FeS 94 pomeni, da se spajata po jeden molekul železa (Fe%) in jeden molekul žvepla (S,,) v dva molekula železnega sulfida (2 F e S). 2 H a O = 2 H, + O a pomeni, da se razkrojita dva molekula vode (H 2 0) v dva molekula vodika (H%) in v jeden molekul kisika (0 2 ). CCa0 3 — CaO -j- C0 3 pomeni, da se razkroji jeden molekul marmorja ali kalcijevega karbonata (CCa0 3 ) v jeden molekul kalcijevega oksida ali žganega vapna (CaO) in v jeden molekul ogljikove kisline (C0 2 ). V utežnih razmerjih pomeni: CCa 0 3 — CaO -|- C O,, 12 —j— 40 —|— 3 X 16 = (40 + 16) + (12 -f 2 X 16) 90 = 46 + 44, t. j.: iz 90 utežnih delov marmorja dobimo 46 utežnih delov žganega vapna in 44 utežnih delov ogljikove kisline. § 58. Kisline. Osnove. Soli. Kisik se spaja z vsemi prvinami, izimši fluor. Spajanje kisika s kako drugo prvino imenujemo okisanje ali oksi¬ dacijo (Oxydation)\ proizvode okisanja pa okise ali okside ( Oxyde). Nekateri okisi so v vodi raztopni, kislega okusa in po- rudečijo modro lakmusovo tinkturo, n. pr. ogljikov dvokis. Take okise imenujemo kisline (Sauren). Druga vrsta okisov je v vodi raztopna, pa lužnatega okusa in pomodri rudečo lakmusovo tinkturo, n. pr. žgano vapno. Take okise imenujemo osnove (Basen). Tretja vrsta okisov se ne topi v vodi, nima nobenega razločnega okusa in ne izpreminja lakmusove barve; — to so nerazločni okisi (indifferente Oxyde). Jednaka svojstva kakor okisi imajo tudi nekatere druge spojine. Splošno imenujemo kislino vsako spojino, ki je kislega okusa in porudeči modro lakmusovo tinkturo; — osnove pa 95 so vse spojine, ki so lužnatega okusa in pomodre rudečo lakmusovo tinkturo. Kisline in osnove se čestokrat spajajo v nove spojine, ka¬ tere imenujemo soli (Salze). § 59. Žveplene spojine. Žveplo se kaj rado spaja' s kisikom, z vodikom in s kovinami. Žveplene spojine s kovinami imenujemo sulfide (Sulfide). 1. ) Žvepleni dvokis (Schwefeldioxyd , S0 2 ) se tvori, ako gori žveplo v zraku ali v kisiku; izbruhajo ga po nekoliko tudi nekateri ognjeniki. Žvepleni dvokis je plin brez barve, kislega okusa, rezen in sili h kašlju. Živali poginejo v njem, goreča trska pa ugasne; torej ne služi ne dihanju ne gorenju. Voda je tega plina zelo pohlepna in dobi, ako se ga je nasrkala, isti vonj in okus, kakeršnega ima plin. Na zraku si privzame taka raztopina kisika ter se spaja z njim v žvepleno kislino. Ako postavimo kako rudečo cvetlico v posodo polno tega plina, izgubi cvetlica svojo barvo ter popolnem obledi. Žvepleni dvokis rabimo za beljenje slame, volne, svile, slonove kosti i. t. d. 2. ) Žveplena kislina (Schivefelsaure, 11%SO t ). Cista žveplena kislina je brezbarvena, oljasta tekočina, jako jedka, kisla in vode pohlepna. Ako jej prilijemo malo vode, spoji se z njo, pri tem se zelo močno segreje, časi celo toliko, da se pretvarja v pare, katere razprše tekočino vsled svoje raz- penjavosti. (Kedar hočeš žvepleno kislino razredčiti z vodo, prilivaj kislino vodi, a nikoli narobe.) Žveplena kislina odteguje zraku vodene hlape, jemlje rast¬ linskim in živalskim tvarinam vodo, oziroma kisik in vodik, ter jih razdene in zogleni. Nje gostota je 1'84; pri 326° C zavre ter pušča na zraku megle. 96 S kovinami se kaj rada spaja, posebno če je nekoliko razredčena z vodo. Proizvode take spojitve imenujemo sulfate. Ako polijemo v stekleni posodi drobne kose cinka z razredčeno žvepleno kislino, začne v posodi močno šumeti, na piano pa uhaja plin — čist vodik. (Glej I. stopnja § 76.) Pri tem pre¬ snavljanju zgineva in razpada cinek ravno tako, kakor raz¬ topila telesa, kedar se tope v kaki kapljevini — zaradi tega časi tudi pravimo, da se cinek topi v razredčeni žvepleni kislini, ali da je v njej raztopen. V resnici pa se cinek ne topi, marveč vrši se posebna kemijska presnova, kajti izparivajoč tekočino, ki je v posodi ostala po zvršeni presnovi, ne dobimo več cinka, ampak čisto novo, belo in kristalasto telo, ki se imenuje bela galica ali cinkov vitrijol. črtež tej kemijski presnovi je Zn + H 2 S0 4 = ZnSOt + H 2 . Cinek (Zn) in žveplena kislina (H^SOi) se spojita v belo galico (ZnSO t ) in vodik (H i ) odhaja. Drugi sulfati so n. pr. z e 1 e n a galica ali železni sulfat (Eisenvitriol, FeSO i ), modra galica ali bakrov sulfat (Kupfer- vitriol, CuSO i ), mavec ali kalcijev sulfat (Gyps, Calcium- sulphat, CaS0 4 ), Glauberjeva sol ali natrijev sulfat (Glauber- salz, Natriumsulphat, Na 2 S0 4 ). Dobitev žveplene kisline je precej sestavljena kemijska presnova. Do- biva se s tem, da izgoreva žveplo v zraku, dotikaje se vode in solitarne kisline (HNO s ). Pri zgoretju žvepla nastali žvepleni dvokis jemlje solitarni kislini kisik in vodik ter se pretvarja v žvepleno kislino. To je tako imeno¬ vana angleška žveplena kislina. Kazven te je običajna v trgovini tudi še kadeča se žveplena kislina, Nordhausenska ali češka žveplena kislina (hudičevo olje). Ta se dobiva s prehlapanjem suhe, brezvodne železne galice; oljasta je in rujava ter pušča na zraku megle. Kadeča se žveplena kislina ni čista, primešan ima žvepleni trokis (SO a ), ki na zraku odhaja ter se spaja z vodo v pare žveplene kisline. Uporaba žveplene kisline je zelo mnogovrstna, tudi v obrtstvu. 3.) Vodikov sulfid (Wasserstoffsulfid, Scliwefelwasser- sloff, H 2 S). Poskus: V stekleni posodi polij železni sulfid 97 (FeS) z razredčeno žvepleno kislino ter segrevaj to zmes. Razvijajoči se plin prestrezaj v posodi nad živim srebrom ali nad toplo vodo. Ta plin je vodikov sulfid ali žveplo- vodik. Crtež presnovi je: FeS + ff^SO, == FeSO ' 4 -j- 11,8 železni žveplena železni vodikov sulfid kislina sulfat sulfid. Vodikov sulfid je plin brez barve, smrdeč po gnilih jajcih, plučam škodljiv in čist silno otroven. V zraku izgoreva z modrim plamenom v vodo in žvepleni dvokis. Voda ga vpija velike množine ter dobiva neprijeten, smrdljiv okus in porudečuje modri lakmusov papir. Veliko kovin se počrni v vodikovem sulfidu; tvorijo se namreč kovinski sulfidi. Vodikov sulfid se razvija tudi ondu, kjer gnijo žveplenate rastlinske in živalske tvarine, n. pr. na gnojiščih in straniščih. V žveplenih toplicah ga je precej, po smradu ga tekoj spoznaš. § 60. Fosforova kislina. Ako gori fosfor na suhem zraku ah v kisiku, tvori se bel prah, anhidrid fosforove kisline (P i 0 6 ), kateri je vode zelo pohlepen in se spaja z njo (po črtežu /’ 2 0 B -j- 3 H % O = 2// 3 PO J v fosforovo kislino (H, PO J. Ta kislina je brez barvena in neotrovna tekočina ter se rabi v zdravilstvu; pri višji temperaturi izgubi vodo ter se pretvori v steklasto fos¬ forovo kislino (HPO i ). Spojine fosforove kisline s kovinami imenujemo fosfate ali fosforovo kisle soli. — Najimenitnejši izmed vseh fosfatov je kalcijev fosfat ali fosforovo kislo vapno (phosphor- saurer Kalit, Ca 3 P B 0 B ), ki je glavna sestavina kostij. § 61. Dušikove spojine. Dušik sploh nima velike sorodnosti z drugimi prvinami, najmanjšo pa s kovinami. Senekovič, Fizika in kemija. II. 7 98 1.) Solitarna kislina (Salijetersciure HNO 8 k D o b i t e v: V retorti a (slika 62.) segrevaj kalijev solitar (KNO a ) in čisto žvepleno kislino. Razvijajoči se plin prestrezaj v predčrepini b, na ka¬ tero pada curkoma mrzla voda. Z ohlajenjem se zgoščuje plin v kapljevino in ta je solitarna kislina. črtež presnovi je: KNO s + H 2 SO t = KHSOt + HNO s kalijev žveplena kalijev solitarna solitar kislina hidrosulfat kislina kalijev sulfat ostane v retorti. Cista solitarna kislina je pri navadni temperaturi podobna vodi, zelo kislega okusa in jedka. Nje gostota glede vode je l - 5, pri 86 0 C zavre; na zraku pušča bele megle. Z vodo se rada meša v vsaki meri. Navadno se ne prodaje čista, ampak z vodo pomešana. Na solncu se polagoma razkraja v kisik in dušikove okise, ki se v njem raztope in jo orumene. Rastlinske in živalske tvarine, n. pr. les, kožo, lase, rogovino i. t. d., najprej orumeni, potem pa razje, ker jih okisuje. V prodajalnicah se prodaja tudi kadeča se solitarna kislina, to je zmes čiste solitarne kisline in solitarne okisline (N0 2 ). Ta zmes je rumenkasto rudeča ali rumena in pušča na zraku rujavkaste megle; sicer pa deluje še bolj močno kakor čista solitarna kislina. Solitarna kislina se spaja z vsemi kovinami, izimši zlato in platin, v sol it ar n o kisle soli ali nitrate. Take soli so: srebreni nitrat ali peklenski kamen (AgNO a ), kalijev nitrat (kalijev solitar, KNO a ), natrijev nitrat (čilski solitar, NaNO a ) i. t. d. Z vodo pomešana solitarna kisina se zove ločnica (Scheide- wasser), ker se v njej topita baker in srebro, zlato pa ne. Slika 62. 99 Solitarna kislina se rabi kot zdravilo, za izjedanje in ločitev kovin, zlasti srebra in zlata, za prirejanje strelnega bombaža i. t. d. 2.) Amonij a k (NH t ). Do bi te v: V trgovini običajni salmijak pomešaj z jedkim vapnom ter segrevaj to zmes v retorti. Razvijajoči se plin je amonijak, prestrezati ga moraš nad živim srebrom. Amonijak je plin brez barve, zelo bodečega vonja in peče v očeh. Sam ne gori, in goreče tvarine ugasnejo v njem. Specifična teža glede zraka mu je 059. Pod tlakom 6 1 / a at¬ mosfere ali pri temperaturi — 40 0 C postane kapljivo tekoč, pri — 80° C se strdi. Voda ga vpija prav pohlepno ter dobiva potem vsa svojstva amonijakova. Liter vode more pri temperaturi •15° C vpiti 700 litrov amonijaka. Z amonijakom nasičena voda se imenuje salmijakovec ali vodeni amonijak (Salmiak- geist, Atzamoniak). Ako kapljivo tekoči amonijak izhlapeva, utaja se zelo veliko toplote, radi česar se temperatura njemu in njegovi okolici izdatno zmanjšuje. Tolšče se tope v amonijaku. Amonijak se razvija v obili meri po gnojiščih in stra¬ niščih, posebno ob vlažnem vremenu, sploh vsakikrat, ko gnijo dušičnate tvarine. Rabi nam v zdravilstvu, za pranje in odstranjevanje tolšče v oblačilih, pa tudi za umetno prirejanje ledu. § 62 . Ogljikove spojine. Ogljik je bistvena sestavina vsake organske tvarine; zato se nahaja v prirodi brezštevilno ogljikovih spojin. Naj¬ večjo sorodnost ima s kisikom, z vodikom in žveplom. O dveh ogljikovih spojinah, namreč o ogljikovem o kisu (CO) in ogljikovi kislini (C0 2 ), smo govorili že v I. stopnji §§81. in 82. Ogljikova kislina se kaj rada spaja s kovinami; take spojine imenujemo karbonate ali ogljikovokisle soli (Carbonate, Jeohlensaure Scilze). N. pr. kalcijev karbonat ali ogljikovokisle vapno (Jcohlensaurer Kalk, CaCO ^); 100 soda ali natrijev karbonat (kohlensaures Natron, Na^CO^)- kalijev karbonat ali pepeli k (kohlensaures Kali, Pott- asche, K a COj, i. dr. Omeniti hočemo še nekaterih posebno važnih ogljikovih spojin. 1. ) Lahki oglj ikovodik ali močvirni plin (leichter Kolilenivasserstoff, Sumpf- oder Grubengas, C'H i ). Ako s palico ruješ po blatu na močvirnatem kraju, vzhajajo posebni me¬ hurčki. Ce prestrezaš te mehurčke v posebni posodi, dobiš močvirni plin. Ta plin je brez barve in vonja, gorenju ne služi, a sam gori s slabo svetečim plamenom, lažji je nego zrak, raz¬ vija se povsod, kjer rastline pod vodo počasno gnijo. Pomešan s kisikom in užgan razpokne s silnim treskom. Velike mno¬ žine tega plina se razvijajo po nekaterih rudnikih. Rudarji ga imenujejo treskavi plin (schlagendes Wetter). 2. ) Težki ogljikovodik, oljetvorni plin ali etilen (sclmerer Kohlemvasserstoff, blbildendes Gas oder Athglen, C^Hp. Dobi te v: V retorti segrevaj alkohol (jedno prostornino) z žvepleno kislino (tri prostornine). Pri tem se razvija plin — oljetvorni plin, prestrezaj ga nad vodo. Žveplena kislina odvzame alkoholu nekoliko vodika in kisika v istem razmerja, v katerem sta v vodi spojena. Črtež presnovi je: C 3 H e 0 - 11,0 = C. 2 // 4 alkohol voda oljetvorni plin. Oljetvorni plin ali težki ogljikovodik je plin brez barve, slabega vonja in otroven. Gorenju ne služi, sam pa gori s svetlo svetečim plamenom, gostoto ima manjšo nego zrak. Z zrakom pomešan in užgan razpokne še s hujšo silo nego močvirni plin. S klorom se spaja v neko posebno oljasto tekočino, od tod njegovo ime: oljetvorni plin. Ogljikovodik je glavna sestavina svetilnega plina. Svetilni plin je zmes raznih gorljivih plinov, namreč močvirnega plina, etilena, ogljikovega okisa in vodika. Delajo 101 ga dandanes na veliko destilujoč črni premog v posebnih tvornicah, plinarne imenovanih. V ta namen se premog razžariva v zaprtih glinastih posodah. Pri tem razžarivanju razvijajoči se svetilni plin ima v sebi še kotranove pare, ogljikovo kislino, amonijak in žvepleni sulfid. Te tvarine de¬ loma niso gorljive, deloma pa zmanjšujejo njegovo svetlivost. Zato ga je treba še očistiti. To se vrši tako, da se plin napelje skozi več posod, napolnjenih z različnimi tvarinami, katerih vsaka vsrkava to ali ono tvarino, ki bi zmanjševala njegovo svetlivost ali bila zdravju škodljiva. Očiščeni svetilni plin na¬ biramo potem v plinohranu ali gazometru. Odtod ga napeljujemo po železnih ceveh na različne kraje, kjer ga rabimo v razsvetljavo. — Po dovršeni destilaciji ostaje v glinastih po¬ sodah neko sivkastočrno in luknjičasto oglje, koks, katero je prav dobro kurivo. Svetilni plin je brez barve, nekega posebnega nepri¬ jetnega vonja, malo ne polovico lažji od zraka in zdravju škodljiv ah otroven. Z zrakom pomešan daje zelo razpokljivo zmes. — Razvija se tudi pri vsaki goreči sveči, oljnati ah petrolejski svetilnici. § 63. Klor in nekatere njegove spojine. Poskus: Naredi si zmes iz dveh delov kuhinjske soh, dveh delov rujavega manganovca, petih delov žveplene kisline in dveh in pol delov vode. Ako to zmes polagoma segrevaš v retorti, razvija se plin, klor, katerega moreš prestrezati v pokončni posodi. Klor je plin rumenkasto zelene barve in posebnega vonja. Ako ga dihaš, sili h kašlju in k pljuvanju krvi, torej je otroven. Ker ga moreš prestrezati v posodah, po koncu stoječih, težji je nego zrak (2’44krat). Goreča trska ugasne v kloru, svetilni plin pa gori v njem isto tako, kakor v zraku. Voda ga vsrkava precej pohlepno. 102 Voda, s klorom nasičena, se imenuje klorovnata voda (Chlorwasser) ter ima svojstva klora. V prirodi nahajamo klor le v spojinah; največ ga je spo¬ jenega s kovinami, posebno pa z natrijem ( NaCl, kuhinjska sol). S kovinami se spaja klor v kovinske kloride (Chlor- metalle). Posebno rad se spaja z vodikom. Zmes jednakih pro¬ stornin obeh plinov razpokne, svetlobi izpostavljena, z glasnim pokom; plina se spojita v vodikov klorid ali klor o vodi k (Chlorwasserstoff). Organskim tvarinam jemlje klor vodik, spajajoč se ž njim. Rastlinske barve, smrdljivi in škodljivi plini imajo več ali manj vodika v sebi; klor jim ga jemlje, s tem pa uničuje barve in škodljive pline. S klorom belimo platenine; s klorov- natim vapnom, t. j. z žganim vapnom, skozi katero je krožil klor, razkužamo zrak. Klorovodik (HCl) dobivaš med drugim tudi tako-le: V stekleno posodo daj zmes kuhinjske soli in žveplene kisline. Zmes se začne peniti in razvija se plin, katerega moreš prestrezati v pokončno stoječi posodi. Črtež presnovi je: 2 NaCl + H % SOt = Na 2 S0 4 + 2 HCl kuhinjska žveplena natrijev klorovodik sol kislina sulfat Klorovodik je plin brez barve, bodečega vonja in zelo kislega okusa ter porudeči modro lakmusovo tinkturo. Dihanju in gorenju ne služi, specifično težo ima večjo nego zrak. Voda ga vsrkava zelo pohlepno; jedna prostornina vode vsrka pri temperaturi 15 0 C 480 prostornin klorovodika. Voda, s kloro- vodikom nasičena, imenuje se solna kislina (Salzsaure). Cista solna kislina je brezbarvena, jedka in na zraku kadeča se tekočina. Ako jo segrevaš, oddaje svoj klorovodik. Solna kislina, kakeršna se dobiva navadno v prodajalnicah, ni čista, ampak ima v sebi nekoliko organskih tvarin, žveplene 103 kisline in železnega klorida ter je rumene barve. Solna kislina raztaplja malo ne vse kovine; pri tem se spaja klor s kovino, vodik pa uhaja. Zmes dveh delov solne kisline in jednega dela solitarne kisline se zove zlatotopna voda (Konigsivasser)• v njej se topita tudi zlato in platin. Solna kislina služi nam mnogovrstno: v zdravilstvu, bar- varstvu, da narejamo klor in razne njegove spojine i. t. d. § 64 . Brom. Jod. Fluor. Brom je rujavkasto rudeča in otrovna tekočina zelo ne¬ prijetnega okusa. Pri navadni temperaturi izhlapeva, torej ga treba hraniti pod vodo. Rabi nam ali sam ali v spojinah v zdravil¬ stvu in fotografiji. — Jod je pri navadni temperaturi trden, grafitu podoben in otroven; vonja pa bromu podobno. V vodi je slabo, v alkoholu pa zelo raztopen. V alkoholu raztopljen se zove jodova tinktura in služi v zdravilstvu. Škrob dobiva od njega posebno vijoličasto barvo. — Fluor je plin, kateri se samočist v prirodi ne nahaja. Največ ga je v fluoritu ali jedavcu. Ako v svinčeni posodi poliješ nekaj nadrobno stol¬ čenega jedavca z žvepleno kislino ter to zmes polagoma segrevaš, razvija se poseben brezbarven in zelo škodljiv plin, ki razjeda steklo in dela na koži hude mozole. Ta plin je vodikov fluor ec (FIH, Fluorwasserstoff). Voda ga zelo pohlepno vsrkava in se imenuje potem jedavčeva kislina (Flussaure). Vodikov fluorec rabimo za pisanje v steklo. V ta namen prevlečemo steklo z voskom, potem pa načrtamo z jekleno iglo v vosek to, kar bi radi napisali v steklo. Ko se je to zvršilo, izpostavimo steklo v zaprti svinčeni posodi param vodikovega fluorovca; ta razje' potem prosta mesta. Ako potem odstranimo vosek, javi se na steklu to, kar smo bili načrtali v vosek. § 65 . Silicij (kremik). Silicij ali kremik (Kiesel) je prvina, ki se v prirodi ne nahaja samorodna, ali njegove spojine so zelo razširjene. Do¬ bivamo ga iz njegovih spojin ali v drobnih, temnosivkastih, 104 svetlih, luskavih in zelo trdnih kristalih, ali pa kot brezlik rujavkasto siv prah, ki se spoji, razvročen na zraku ali v kisiku, s kisikom v s i 1 i c i j e v d v o k i s ali kremenico (Siliciumdioxyd oder Kieselerde, SiO tl ). 1. ) Kremenica je ali kristalizovana ali brezlika, sedaj več, sedaj menj čista. Cista kremenica se nahaja v kreme n j a k u (Quarz) v mnogih različkih, kakor: kamena strela (3ergkrt/stali), ametist, čadavec, citrin, ahat, kalcedon, kresilnik i. dr. Zdrobljen kremenjak imenujemo pesek. Brezlika kremenica se nahaja v opalu in v kremenovi sigi (Kieselsinter). Kremenica ima veliko trdoto in se tali jedino le v plamenu gorečega pokalnega plina. Izimši jedavčevo kislino se ne spaja z nobeno drugo kislino. Ako se tali skupno ali z jedkim kalijem ali z jedkim natrijem, tvori se steklu podobna tvarina, ki se topi v vroči vodi in se imenuje vodeno steklo (Wasserglas). Kremenica se rabi v obliki kremenjaka ali peska pri izdelovanju stekla, porcelana, za opeko in za malto; v obliki lepih kristalov pa služi kot lišp. 2. ) Kremikova kislina (Kieselsdure, H i SiO i ). Ako vodeno steklo polijemo z nekoliko solne kisline, naredi se neka nova, žolci podobna tvarina, kremikova kislina. Ta kislina se posuši v zraku v bel prah, v vodi in kislinah pa se raztopi. Ako jo razžarimo, razpade v kremenico in v vodo, ki tekoj izhlapi. S kovinami se spaja v razne kremikovokisle soli ali silikate. Kremikova kislina se nahaja v mnogih vrelcih in vod¬ njakih. Z vodo prihaja tudi v rastline in celo v živalska telesa. Nekatere rastline je imajo zelo veliko v sebi. § 66. Kalij in nekatere njegove spojine. Kalij je svetla, lahka, pri navadni temperaturi kakor vosek mehka kovina, ki se pri 0° C otrdi in postane krhka. Pri temperaturi 62 0 C se tali, pri višji temperaturi tudi zavre 105 ter pušča zelenkaste pare. S kisikom ima posebno veliko so¬ rodnost. Na zraku izgubi kmalu svojo sijajnost ter se prevleče s sivo mrenico (kalijevim okisom, if 3 0), prisvajajoč si iz zraka kisik. Če ga raz vročimo tako, da ima zrak do njega pristop, užge se in gori z vijoličastim plamenom. Tudi v vodi se užge sam ob sebi. Kalij razkraja namreč vodo, kisik in kalij se spajata, vodik pa postane prost. Pri tem razkrajanju se tvori tolika toplota, da se vodik užge. Kalij moremo shranje¬ vati pod kamenim oljem ali petrolejem, ki nima v sebi kisika. V prirodi se Dabaja kalij jedino le v spojinah. 1.) Oglj ikovo ki sli kalij ali pepelik (kohlensaures Kali oder Pottasche, K 2 C0 3 ). Poskus: V navadni posodi polij lesni pepel z vodo. Čez nekoliko časa precedi to zmes, precedino pa pusti mirno stati, da se popolnem sčisti. Čista precedina ima lužnat okus in porumeni rudečo lakmusovo tinkturo. Segrevajoč jo v porcelanasti posodi, da izhlapi vsa voda, dobiš sivo tvarino, ki se imenuje surova lugova sol ali surovi pepelik (rolie Pottasche). V njej se nahajajo 6ne sestavine pepela, ki so v vodi raztopne = katere je voda izlužila (ausgelaugt). Natančna raziskovanja učč, da ima surovi pepelik v sebi največ ogljikovokislega kalija (kalijevega karbonata), poleg tega pa še tudi drugih solij, kakor klorkalija, žveplenokislega kalija in naposled še ostanke organ¬ skih tvarin, ki niso popolnem zgorele. Organske tvarine od¬ stranimo s tem, da žgemo surovi pepelik v posebnih pečeh, dokler ne postane malo ne čisto bel. Zgani surovi pepelik na- zivijejo v prodajalnicah kalcinovan pepelik (calcinierte Pottasche). Za nekatere namene je treba žgani pepelik očistiti še drugih mu primešanih solij. To pa se zvrši tako, da se na pepelik ulije 2 — 3krat toliko mrzle vode, kolikor znaša nje¬ gova prostornina. V tej vodi se raztopi le pepelik, druge soli pa ne, ker so precej menj raztopne nego pepelik. Ako se potem raztopina odlije in izpariva, dobi se čist pepelik. 106 Pepelik se rabi pri izdelovanju stekla, galuna, solitra in mila, pri pranju i. t. d. — Dobiva pa se sploh od lesnega pepela s tem, da se pepel luži v velikih lesenih posodah (lužnjakih), in da se čisti lug potem izpariva do suhega. 2.) Jedki kalij, kalijev hidroksid (Atzkali, Kalium- Jiydroxyd, KO H). Dobitev: V železni posodi kuhaj raztopino od jednega dela pepelika v 12 delih vode, kateri si polagoma dodal ®/s gašenega vapna. Cez nekaj časa precedi za pre- skušnjo nekoliko te tekočine in jej prilij par kapljic solne kisline. Ako tekočina več ne vzkipi, odstavi posodo od ognja za toliko, da se tekočina sčisti; s pomočjo natege odtoči potem očiščeno tekočino od usedline. Ako to tekočino izpariš v srebrni posodi do suhega in jo potem še žariš, dobiš kakor kamen trdo tvarino, jedki k a 1 i j ali kalijev hidroksid. Pri kuhanju pepelikove raztopine in gašenega vapna odtegne vapno pepeliku ogljikovo kislino, spajajoč se z njo v ogljikovokislo vapno, jedki kalij pa se oprosti in raztopi v vodi. Crtež presnovi je: K-tCO, + CaOH 2 = CaC0 3 + 2KOH pepelik gašeno ogljikovokislo jedki vapno vapno kalij V mirno stoječi posodi se usede ogljikovokislo vapno na dno, jedki kalij pa ostane raztopljen. Jedki kalij je bela, neprozorna tvarina, lužnatega in zelo jedkega okusa. Ako ga toliko segrejemo, da postane temno- rudeč, tali se in tvori brezbarveno, olju podobno tekočino; v veliki vročini pa se pretvarja v pare in se tudi razkraja sam ob sebi. Na zraku se polagoma razmoči, prisvajajoč si vodenih hlapov. V vodi se kaj rad topi, pri čemer se razvija toplota; topi se tudi v vinskem cvetu. V vodi raztopljeni jedki kalij imenujemo kalijev lug (Kcililauge). Jedki kalij (ravno tako tudi kalijev lug) razjeda steklene in prstene posode, posebno pa organske tvarine (kožo, tolščo, volno) in je radi tega zelo nevarna tvarina. Trden jedki kalij služi v zdravilstvu, v vodi raztopljen (kalijev lug) pa marsikaterim obrtnikom, vzlasti milarjem za izdelovanje mila, in pericam, da iz perila odstranijo tolščnate pege. 107 Milarji pridelujejo kalijev lug neposredno iz lesnega pepela. V to zvrho nakopičijo na kamenitih tleh kup pepela, na vrhu mu narede jamo, katero izpolnijo z gašenim vapnom. Ko je čez nekoliko časa vapno razpalo, pomešajo vse vkupe, spravijo to zmes v lužnjake in jo polijejo z vodo. V 24 urah dobe dober lug. 3.) Kalijev solitar, kalijev nitrat (Kalisalpeter , Kaliumnitrat, KN0 S ). Kalijev solitar je bela sol, slanega in ob jednem tudi hladečega okusa ter tvori prozorne stebričaste kristale. Pri tem¬ peraturi 350° C se tali v tanko tekočino, ki se pri višji tem¬ peraturi razkraja, oddajajoč kisik. V vodi se precej rad topi, posebno, ako je gorka. Solitar je zelo krepko okisilo; fosfor, ogelj in žveplo zgore s silnim pokom in razpuhnejo, ako jim primešamo solitra in jih užgemo. Solitar se dela povsod, kjer na zraku gnijejo živalske tvarine, n. pr. na gnojiščih, živalskih stajah i. t. d. V takih krajih se pokaže na zidovih in po kamenih kot bel prah ali tanka skorja. V nekaterih toplih pokrajinah na Ogerskem, v Vzhodnji Indiji in Egiptu cvete po deževnem vremenu iz zemlje kot bel prah. Največ solitarja pa izdelujejo v tvornicah iz njegovih spojin, posebno iz čilskega solitra. Solitar nam služi pri izdelovanju solitarne kisline, umetalnega ognja, v zdravilstvu in kot dober gnoj; z njim solimo svinjino, predno jo prekajamo. Največ pa se ga porabi za smodnik ali strelni prah. Smodnik je zmes od 75 delov solitra, 12 delov žvepla in 13 delov oglja. Izdelujejo ga v smodnikarnah ali v stopah za smodnik. Najprej zmeljejo vsako tvarino zase v posebnih mlinih ali stopah v droben prah. Potem zmočijo ta prah z vodo in zmešajo vse tri reči; zmes pa stlačijo skozi sita, da se na¬ rede zrna. Ta zrna še zbrusijo in ugladijo v vrtečih se sodih ali bobnih. Ako smodnik segrevamo, užge se najprej ogelj, od njega pa žveplo, obe telesi dobita od solitra toliko kisika, da hipoma zgorita in razpuhneta. Pri tem se razvija velika vročina (pri¬ bližno 2000° C ) in poleg nekega trdnega telesa množina plinov: 108 ogljikova kislina, dušik i. dr. Ti plini so sprva stisneni na majhen prostor, katerega je zavzemal smodnik, torej imajo zelo veliko razpenjavost, ki se v nastali vročini še izdatno poveča. Ta razpenjavost je ona sila, ki meče iz topov in pušek iz¬ strelke v ogromne daljave, ki trga in lomi najtrše skale, ako jih s smodnikom razstreljujemo. 4. ) Klorovokisli kalij ali kalijev klorat (chlor- saures Kali oder Kaliumchlorat, KCIO.J je svetlo bela, kri- stalasta tvarina, hladečega in malo ne takega okusa kakor solitar. Tali se pri nizki temperaturi, ne da bi se razkrajal; pri višji temperaturi pa se razkraja in oddaje kisik. Zmes od klorovokislega kalija in žvepla ali oglja razpokne že vsled kakega udarca. Klorovokisli kalij rabimo v zdravilstvu, da narejamo umetalni ogenj, užigala, da dobivamo kisik i. t. d. 5. ) Kremi ko vokisli kalij, kalijev s i 1 i k a t (lciesel- saures Kalium, Kaliumsilicat). Kremikova kislina in kalij se spajata v različnih razmerjih. Ako stalimo kristalizovano kre- menico (pesek) s pepeliko in lesnim ogljem, dobimo prozorno, steklu podobno tvarino, ki se topi v vreli vodi in se imenuje kalijevo vodeno steklo (Kaliivasserc/las). Kalijev silikat se nahaja kot sestavina mnogih rudnin, posebno obilo ga je v živcu. Kalijevo vodeno steklo se rabi kot firnež. Lesena roba, katero smo pomazali z raztopino tega stekla, prevleče se s tanko stekleno skorjo. Ta skorja jo varuje, da se ne užge z lahka. § 67. Natrij in nekatere njegove spojine. Natrij je srebrno svetla, pri navadni temperaturi kakor vosek mehka kovina, ki se na zraku okisuje in vodo isto tako razkraja kakor kalij. Sploh je kaliju zelo podoben; tali se pri višji temperaturi (95'6° C) kakor kalij; v vodi pa se ne užge kakor kalij, ampak poskakuje sem ter tje, dočim se razvija prost vodik. Na zraku gori natrij z rumenim plamenom in se 109 spaja s kisikom v natrijev oksid. Tudi natrij treba hraniti pod kamenim oljem. V prirodi nahajamo natrij jedino le v spojinah. 1. ) Natrijev karbonat ali soda (Natriumcarbonat, Soda, Na 2 CO s ) je sol močno lužnatega okusa in pepeliku zelo podobna; razločuje pa se od njega posebno v tem, da se ne razmoči na zraku. Dobiva se v kristalih, ki imajo 63 odstotkov kristalne vode. V vodi se kaj rada topi. Na zraku hitro pre- pereva in razpada v bel prah, ker izgubiva svojo kristalno vodo. Ako sodo segrevamo, stali se sprva v svoji kristalni vodi, potem pa izpariva ta voda tako, da dobimo naposled sodo brez vsake vode — žgano ali kalcinovano sodo (caltinierte Soda). Soda se nahaja samorodna ali pa v spojinah. Na neka¬ terih krajih Ogerske pricvete po letu iz tal kot bel prah. Nahaja se tudi v nekaterih vodah, posebno v tako zvanih natronovih jezerih v Egiptu in Mehiki. Soda je glavna sesta¬ vina morskim kalugam in drugim v morju rastočim dračam. Iz pepela takih rastlin se dobiva na podoben način kakor pepelik. Soda se rabi pri izdelovanju stekla in mila, v barvarstvu, za beljenje tkanin, pri pranju i. t. d. Sploh služi istim namenom kakor pepelik, a je cenejša. 2. ) Natrijev hidroksid ali jedki natrij (Natrium- hydroxyd oder Atznatron, NaHO) se dobiva iz sode in gaše¬ nega vapna na isti način kakor jedki kalij. Jedki natrij je bela in krhka tvarina, ki se v vročini tali in pretvarja v pare. Sploh ima ista svojstva kakor jedki kalij in služi ravnoistim namenom; v vodi raztopljen se imenuje natrijev lug ( Natronlauge). 3. ) Klornatrij, natrijev klorid ali kuhinjska sol (Chlornatrium, Kochsalz, NaCl) je najbolj razširjena in ljudem kakor živalim najbolj koristna natrijeva spojina. Nahaja se samorodna kot trd kamen, ali popolnem čista (kamena 110 sol), ali pomešana z ilovico, vapnencem in sadro; naposled se nahaja tudi raztopljena v morju, solinah in po nekoliko tudi v jezerih, vodnjakih in vrelcih. Cisto kameno sol kopljejo in lomijo kakor druge rude. Kjer pa je pomešana z drugimi tvarinami, raztope jo v vodi, pri čemer se usedejo primešane neraztopne tvarine na dno. Iz čiste raztopine se dobiva sol potom izparivanja. Iz morske vode se dobiva sol v posebnih gredicah (Salzgarten). Morsko vodo napeljejo v plitve jame, kjer potem voda izhlapeva, sol pa ostane. Cisti klornatrij kristalizuje v kockah, ima značilno pri¬ jeten okus, topi se v vodi, v veliki vročini se tali in pretvarja v pare. Na zraku ostane suh; navzame se tekoj vlage, če ima primešanih količkaj drugih solij. Kuhinjska sol je potrebna začimba našim jedilom, jako dobro tekne tudi živalim; z njo solimo meso, da si je delj časa ohranimo. Služi pa tudi obrtnikom pri izdelovanju sode, solne kisline i. t. d. 4. ) Dvojno oglj ikovokisli natrij (doppeltkohlen- saures Natrium, HNaCO ;i ) se dobiva v obliki drobnih, brez- barvenih in prozornih kristalov, ki se v vodi precej neradi tope. Nahaja se v mnogih mineralnih vodah (slatinah). Rabi se posebno v zdravilstvu ter je dobro sredstvo proti mnogim kislinam, ki se časi tvorijo v želodcu. V lekarnah se imenuje ta spojina «Bicarbonas Sodae». 5. ) Z vep 1 en ok i sl i natrij, natrijev sulfat ali G1 a u b e r j e v a sol (schtvefelsaures Natrium , Natriumsulphat oder Glaubersalz, Na,,S0 4 ) se prodaje v obliki debelih, pro¬ zornih kristalov, v katerih je do 55 odstotkov vode. Na suhem zraku izgubivajo kristali svojo vodo ter razpadajo v bel prah. V vodi se Glauberjeva sol rada topi. Nahaja se v mnogih mi¬ neralnih vodah in solinah, po nekoliko tudi v morski vodi in krvi. Rabi se pri izdelovanju sode in stekla, pa tudi kot zdravilo. 6. ) Kremikovokisli natrij, natrijev silikat (kiesel- saures Natrium, Natriumsilicat) ima podobna svojstva kakor 111 kalijev silikat. Vodena raztopina natrijevega silikata se imenuje natrijevo vodeno steklo (Natronivasserglas). § 68 . Steklo. Steklo je zmes dveh ali več skupno staljenih kremlkovih spojin ali silikatov. Cisto steklo je brezbarveno, popolnem pro¬ zorno, trdo in zelo krhko. Ako se toliko segreje, da žari v rudeči barvi, zmehča se kakor testo. Takrat se da napihniti, razvleči, zvaljati ali stiskati v kalupe. V veliki vročini se stali; takrat se da vlivati. V kislinah in sploh v kapljevinah se ne topi, jedina jedavčeva kislina je nekoliko razjeda. Glede na sestavine, iz katerih sestoji steklo, razločujemo štiri vrste stekla, namreč: kalijevo steklo, natrijevo steklo, svinčeno steklo in navadno steklo. 1. ) Kalijevo steklo (Kaliglas) se izdeluje od ogljikovo- kislega kalija (pepelika), vapnenca in kremlkove kisline, ki se nahaja v prirodi kot kremenjak, kreselnik, pesek i. t. d. To steklo je popolnem čisto in težko raztalno. Od tega stekla iz¬ delujejo najboljšo stekleno robo in steklenovino za kemijske in fizikalne posode, ki se morajo močno razgrevati, ne da bi se stalile. Največ takšnega stekla izdelujejo na Češkem; zatega del se imenuje tudi češko steklo. 2. ) Natrijevo steklo (Natronglas) sestoji iz ogljikovo- kislega natrija (sode), vapnenca in kremikove kisline; zelen¬ kasto je in se laže tali nego kalijevo steklo. Od tega stekla izdelujejo šipe za okna ali zrcala in raznovrstne namizne steklene posode. 3. ) Svinčeno steklo (Bleiglas) se izdeluje iz svinčene gladkine, vapnenca in kremlkove kisline. To steklo je zelo mehko, brezbarveno, močno sijajno in se najlaže tali. Odlikuje pa se posebno v tem, da lomi svetlobo tako močno, kakor no¬ beno drugo steklo. V nekaterih kislinah se nekoliko topi. Takšnega stekla razločujemo glede na množino v njem na¬ hajajočega se svinca tri vrste. Najmanj svinca ima v sebi 112 kristalno steklo (Knjstallglas), največ pa str as (Strass ); flint ali kremikovo steklo (Flintglcis) pa menj nego stras a več nego kristalno steklo. Od flinta se izdelujejo optične leče, od strasa pa posnemki dragih kamenov. 4.) Navadno steklo za buteljke (Bouteillenglas) ima najmanjšo vrednost. Dobiva se iz najnavadnejših tvarin, iz vapnenca, gline, sode, pepelika, peska i. t. d. Časih ima v sebi železnega okisa in celo neke hribine (basalta in trabita). Barva mu je različna, n. pr. rujava, zelena, rumena i. t. d., ter je zavisna od železnih spojin, nahajajočih se v tvarinah, ki se rabijo za izdelovanje stekla. Od takega stekla se izdelujejo steklenice za kislo vodo, za vino, pivo, zdravila i. t. d. Barvano steklo se dobiva s tem, da se steklovini pri¬ mešajo razni kovinski okisi. Kromov okis daje steklu smaragdno- zeleno barvo, bakrov okis zeleno, antimonov okis rumeno, manganov okis vijoličasto barvo. § 69. Aluminij. Aluminij je svetlo bela, srebru podobna, vender od tega precej lažja kovina, kajti ima specifično težo 2 - 6. Zelo vlečna je in se da razkovati v prav tanke ploščice. Debelejši kosi aluminija se ne spajajo s kisikom niti pri navadni temperaturi, niti pri žareči vročini; tanki listi ali drobne žice od aluminija pa gore v kisiku s svetlim plamenom. Tudi z razredčenimi kislinami nima posebne sorodnosti. V prirodi se nahaja aluminij jedino le v spojinah, a v teh je v rudninstvu zelo razširjen. Aluminijev okis ali gli¬ nica (Aluminiumoxyd, Thonerde oder Alaunerde, Al 2 0 3 ) se nahaja čist in kristalizovan kot korun, rubin in safir, nečist kot smirek (Schmirgel). Največ aluminija pa je spojenega s kre¬ mikovo kislino (v aluminijevih silikatih), n. pr. v živcu, sljudi, glini in ilovici. 113 § 70. Glina. Glina (Thon) je jedrnata, gručava in krhka prst, ki se čuti med prsti opolzla, kakor bi bila mastna. Suha se prileplja na jezik in pušča neki poseben vonj, ako nanjo hukamo, ali ako se je navzela nekoliko vlage. Vodo vpija hlastno, pa je ne propušča. Ako se je z vodo nasitila, umeči se in postane vlečna in gnetna kakor testo. V ognju odda vsrkano vodo, skrči se in otrdi tako, da zveni; ob jednem pa postane tudi luknjičava. Glina se tvori povsod, kjer prepereva in prhni ali sam živec (Feldspat) ali živčnato kamenje. Zrak, voda in mraz de¬ lujejo na kamenje tako, da polagoma razpada v drobne kose in ti naposled v prah, pri čemer se vrše tudi kemijske pre¬ snove. Pravimo, da kamenje prepereva ali prhni (ver- wittert) ali: da o pr s ten uje ali se pretvarja v prst. Prhle- nina (Veruritterungsproduct) ostane časi na mestu, največkrat pa jo voda odnaša in naplavlja drugje v nižavah. V kemijskem oziru je glina zmes aluminijevih silikatov, vapnenca in raznih spojin od magnezija, kalija, natrija in železa. Časi se nahajajo v njej tudi trohneče organske tvarine. Glede na to, koliko ima glina v sebi jedne ali druge teh tvarin, razločujemo več vrst glin. Porcelanka (Porzellanerde) ali kaolin (Kaolin) sestoji malo ne iz same kremikovokisle glinice. Ta je najbolj čista glina, barve je bele, v ognju se ne tali, tudi v najhujši vročini ne. Iz porcelanke se izdeluje naj¬ lepša in najboljša lončena roba. — Porcelanki zelo podobna je glina za pipe (Pfeifenthon), ki je bele ali rumene barve. — Lončarska in suknarska glina (Topferthon und W