FIZIKA IN KEMIJA ZA MEŠČANSKE ŠOLE. V treh stopnjah. Spisal ANDREJ SENEKOVIČ kr. gimnazijski ravnatelj v pokoju. 1. stopnja. V besedilu je vtisnjenih 53 slik. Sedmi, stvarno neižpremenjeni ponatisk šestega natiska, odobrenega z raz¬ pisom poverjeništva za uk in bogočastje z dne 15. januarja 1921, štev. 191. Dovoljen z razpisom Prosvetnega oddelka za Slovenijo z dne 10. oktobra 1924. 1., štev. 17.073. ' Cena Din 16'—, odobrena z razpisom Velikega župana za ljubljansko oblast z dne 20. marca 1925. 1., P. br. 2671. O V Ljubljani 1925. Založila Ig. Kleinmayr & Fed. Bamberg, d. z o. z. FIZIKA IN KEMIJA ZA MEŠČANSKE ŠOLE. V treh stopnjah. Spisal ANDREJ SENEKOVIČ kr. gimnazijski ravnatelj v pokoju. 1. stopnja. V besedilu je vtisnjenih 53 slik. Sedmi, stvarno neizpremenjeni ponatisk šestega natiska, odobrenega z raz¬ pisom poverjeništva za uk in bogočastje z dne 15. januarja 1921, štev. 191. Dovoljen z razpisom Prosvetnega oddelka za Slovenijo z dne 10. oktobra 1924. 1., štev. 17.073. Cena Din 16 '—, odobrena z razpisom Velikega župana za ljubljansko oblast z dne 20. marca 1925. 1., P. br. 2671. O V Ljubljani 1925. Založila Ig. Kleinmagr & Fed. Bamberg, d. z o. z. Natisnila Zvezna tiskarna v Celju. Vsebina. 1. O telesih in njih svojstvih. (Stran 5. do 6.) § 1. Prostornost. — § 2. Neprodirnost. — § 3. Luknjičavost. IL Učinki molekularnih sil. (Stran 6. do 12.) § 4. Mehanična deljivost. — § 5. Skupnost. — § 6. Skupnost trdnih teles. — § 7. Sprijemnost. — § 8. Lasovitost ali kapilarnosL — § 9. Vpojnost. — § 10. Raztop. — § 11. Mešanje. III. O težnosti in njenih učinkih. (Stran 12. do 15.) § 12. Težnost. — § 13. Absolutna in specifična teža. — § 14. Relativna gostota. — § 15. Zračji pritisk. IV. O gibanju in ravnotežju trdnih teles. (Stran 15. do 18.) § 16. Gibanje. Mirovanje. Sile. — § 17, Enakomerno gibanje. V. O tekočinah. (Stran 18. do 22.) § 18. Kakšno obliko ima gladina mirujoče tekočine. — § 19. Kako razvajajo tekočine nanje delujoči pritisk. — § 20. Pritisk na dno. — § 21. Pritisk v notranjščini tekočine. — § 22. Pritisk na stranske stene. — § 23. Občujoče posode. — § 24. Arhimedov zakon. — § 25. Plavanje. VI. O plinastih telesih. (Stran 22. do 27.) § 26. Značilna svojstva plinastih teles. — § 27. Kako merimo zračji pritisk. — § 28. Barometer. — § 29. Natege. VII. Iz nauka o toploti. (Stran 27. do 47.) § 30. Toplota. Temperatura. Podelitev toplote. — § 31. Raztezanje teles po toploti. — § 32. Živosrebrni termometer. Termoskop. — § 33. Kako se razteza voda po toploti. — § 34. Provod toplote. — § 35. Taljenje. — § 36. Strjenje. — § 37. Hlapenje. — § 38. Vrenje. — § 39. Zgoščevanje hlapov in par. — § 40. Prekapanje. Razhlapanje. — § 41. Izžarjevanje toplote. — § 42. Specifična toplota. Kalorija. — §43. Izvori toplote. — §44. Vrednost različnega goriva. — §45. Vetrovi. § 46. Zračja vlažnost. Rosa. Megla. Dež. Sneg. VIII. Iz nauka o magnetizmu. (Stran 48. do 54.) § 47. Magnetna telesa. — § 48. Magnetiški poli in njih vzajemno delo¬ vanje. — § 49. Magnetiška influenca ali indukcija. — § 50. Magnetenje jeklenih palic. — § 51. Magnetiški odklon. — § 52. Magnetiški naklon. — § 53. Zemlja kot magnet. l* IX. Iz nauka o elektriki, vzbujeni s trenjem (torni elektriki). (Stran 54. do 67.) §54. Elektriški pojavi sploh. §55 Elektrenje po podelitvi. — §56. Dobri in slabi elektrovodi. — § 57. Pozitivna in negativna elektrika. — — § 58. Elektroskop. — § 59. Prosta elektrika se razprostira le na površju električnih teles. — § 60. Gostota elektrike. Razdelitev elektrike na površju električnih teles. — § 61. Elektrenje po influenci. — § 62. Elektriški kolovrat. — § 63. Poizkusi z elektriškim kolovratom. § 64. Lejdenska steklenica. — § 65. Elektriški pojavi v ozračju. — § 66. Strelovod. X. Iz nauka o zvoku. (Stran 68. do 70.) § 67. Kaj je zvok in kako nastane. — § 68. Kako se zvok širi. Hitrost zvoka. XI. Iz nauka o svetlobi. (Stran 70. do 72.) § 69. Svetloba. Svetla telesa. — § 70. Kako se svetloba širi. Hitrost svetlobe. — § 71. Senca. I. O telesih in njih svojstvih. § 1. Prostornost. Po svojih čutilih (tipu, vidu, sluhu, vonju in okusu) zazna¬ vamo, da sc nahajajo v prostoru okoli nas različne reči, ki so ali druga poleg druge, ali druga nad drugo, ali druga za drugo, ki zavzemajo nekoliko prostora in se razprostirajo na dol¬ žino, širino in višino. Vse vkup, kar po svojih čutilih zaznavamo ali moremo za¬ znamovati, imenujemo prirodo, posamezne reči pa telesa. Kolikost prostora, v katerem se telo razprostira, imenujemo njega prostornino. Meje telesu so ploskve; način, kako se telo v prostoru raz¬ prostira in kako ga ploskve omejujejo, določuje njegovo obliko. Imenuj več teles in povej, kakšno obliko imajo ? — Katera merila služijo merjenju dolžine, širine in višine ? — Katera merila merjenju ploskev in katera merjenju prostornine ? — Dve telesi utegneta imeti isto prostornino, pa raz¬ lično obliko. Če n. pr. vliješ liter vode enkrat v steklenico, drugikrat v plitvo a široko skledo, ostane prostornina ista, oblika pa je vsakikrat drugačna. § 2 . Neprodirnost. Poizkusi: a) Če položiš na mizo knjigo, potem na tisti del mize, kjer je knjiga, ne moreš dati ničesar drugega, dokler nisi odstranil knjige. — b ) Če deneš kako telo v kupico, ki je do vrha polna vode, steče nekoliko vode čez rob kupice. — c) Steklenica (slika 1.) ima s pluto zamašeno grlo, v pluti sami g pa tiči steklen livnik tako trdno, da mimo njega zrak ne more uhajati. Ako v livnik naliješ vode, nc steče v steklenico, dokler zamaška toliko ne zrahljaš, da zrak lahko uhaja. Voda in zrak torej ne moreta biti obenem v steklenici. Prostornino vsakega telesa izpolnjuje nekaj, kar zabranjuje, da na istem prostoru v istem času ne moreta biti dve telesi. To, kar prostornino izpol¬ njuje, imenujemo tvarino. Tvarina je nepro- d i r n a ali”ima svojstvo neprodirnosti. 6 Rko vtakneš suho gobo v vodo, uhajajo iz nje zračji mehurčki; odkod in zakaj? — Kalupi, v katere vlivajo zvonove, imajo ob straneh luknjice, odduške ; čemu ? — flko udariš po vodi s pestjo in te zaboli, ali si se pre¬ pričal o neprodirnosti vode? § 3. Luknjičavost. Na kruhu, siru, gobi in mnogo drugih telesih opazujemo s prostim očesom večje ali manjše luknjice, v katerih je zrak, voda ali kako drugo telo. — S povečalnim steklom vidimo take luknjice tudi na svoji koži. — Ako stoji kozarec vode nekoliko časa na gorkem, se na steklu nabere obilo zračjih mehurčkov. — Pri mnogih telesih, n. pr. pri steklu, takih luknjic neposredno ne mo¬ remo opazovati, da pa se vsa telesa luknjičava, sklepamo iz tega, ker se raztezajo in krčijo. Kako si pojasnjuješ pojav, da postane pod vodo ležeč les moker tudi v svoji notranjščini? -- Ker se potiš, ali je koža luknjičava? — Skozi les, usnje in drugo se da živo srebro stiskati. (Stiskalnica za živo srebro.) — Ko bi telesa ne bila luknjičava, bi ne mogli barvati raznega blaga, ne strojiti živalskih kož i. dr. — Da glinaste posode ne propuščajo tekočin, jih pološčimo, to je z loščo zamažemo njih luknjice. II. Učinki molekularnih sil. § 4. Mehanična deljivost. S tem, da tolčeš, piliš, žagaš, drgneš, vobče da deluješ na telesa s kakim orodjem, razdeliš lahko vsako telo na več istovrstnih delov, ki jih moreš na isti način zopet deliti na manjše dele. Kamen lahko zdrobiš na zelo drobne kosce in jih v mlinu zmelješ v prah, droben kakor najboljša moka; vodo lahko razpršiš v tako majhne delce, da jih s svojim očesom niti videti ne moreš. Vsako telo je deljivo, ali ima svojstvo del ji vos ti. Taka deljivost pa mora imeti vendar tudi svoje meje, zakaj moramo si misliti, da postanejo delci, ki jih dobimo, nadaljujoč tako delitev, naposled tako majhni in neznatni, da jih z meha¬ ničnimi pomočki ni mogoče dalje deliti in da jih s svojimi čutili tudi zaznavati ne moremo. Take najmanjše dele teles imenujemo molekule; telesa pa so potem skupine molekul. V veliki meri deljiva telesa so vsa barvila, dehteče tvarine in drage kovine. Gram mošaka navdaja nam več let sobo s svojo vonjavo, čeprav jo dan za dnevom prevetrujemo. — Iz platina moremo vleči tako tenke žice, da doseže vrvica, spletena iz sto takih žic, le debelino pavolnate niti. 7 § 5. Skupnost. Raznovrstna telesa se ne dajo enako lahko deliti. Hočemo li zdrobiti navaden kamen, zlomiti leseno palico ali raztrgati kako nit, treba nam je v to večjega ali manjšega napora; v vodi gib¬ ljemo prav lahko prst ali vso roko; še lažje pa se gibljemo v zraku, ki ga navadno niti ne čutimo. Iz tega izvajamo, da so molekule vsakega telesa med seboj v neki bolj ali manj tesni zvezi in da se medsebojno privlačujejo. To medsebojno privlačnost molekul enega in istega telesa imenujemo zveznost. Čim teže se dajo molekule kakega telesa razdražiti, tem večja je zveznost tega telesa in obratno. Ako prelomiš leseno palico na dva dela, potem ta dva dela natančno tako vkup vtakneš kakor sta bila poprej, in na to še tudi stiskaš, ne sprimeta se na lomišču nikdar več tako močno kakor sta se držala poprej. Zveznost deluje le na nepremerno majhne daljave. Pri nekaterih telesih je zveznost tolika, da ima telo svojo posebno obliko in da je treba precejšnjega napora, če hočemo molekule razdružiti. Taka telesa, n.pr. les, kamen itd., imenujemo trdna telesa. Pri drugih telesih je zveza med posameznimi molekulami zelo rahla, n. pr. pri vodi, mleku, vinu itd., tako da ta telesa niti nimajo svoje oblike, da jih je treba vsled tega hraniti v po¬ sodah. V majhnih množinah tvorijo ta telesa majhne kroglice, kapljice imenovane. Taka telesa imenujemo tekočine (kap¬ ljevine, kapljivo tekoča telesa). Pri tretji vrsti teles pa prave zveze med molekulami niti ne najdemo, n. pr. pri zraku, svetilnemu plinu in drugih; molekule teh teles teže na to, da bi se druga od druge kolikor mogoče daleč oddaljile. Taka telesa nimajo svoje oblike, shranjevati jih moramo le v zaprtih posodah; imenujemo jih plinasta (raz¬ tezno tekoča) telesa. Spričo razteznosti pritiskajo molekule plinastih teles na stene posod, v katerih se nahajajo; ta pritisk na stene imenujemo njih napetost. Način, kako se medsebojno vežejo posamezne molekule enega in istega telesa, imenujemo njega skupnost. 8 Imenuj več trdnih, tekočih in plinastih teles! Nekatera telesa, n. pr. voda, svinec, železo, žveplo itd., so lahko po vrsti trdna, kapljivo tekoča in raztezno tekoča. § 6. Skupnost trdnih teles. Nekatera trdna telesa moremo mehaničnim potem precej lahko deliti ali jim dajati drugo obliko, nekatera pa bolj težko. Trda telesa so tista, ki se izdatno upirajo, ko jim hočemo od¬ trgati delce; — nasprotna so mehka. Oba pojma sta le relativna, kajti govorimo n. pr. o trdem in mehkem lesu, kruhu, železu itd. Izmed dveh tvarin je ona trša, s katero moremo drugo rezati ali raziti. Eno in isto telo more biti časih trdo, časih pa mehko. Trdota zavisi od marsikaterih okoliščin. V toploti se tvarine sploh mehčajo, v mrazu pa trdijo; tudi način ohlajevanja vpliva na trdoto. Steklo in jeklo postaneta z naglim ohlajenjem zelo trda; baker in med pa mehka. Čiste kovine so sploh mehkejše nego njih zmesi. Zato se zlatu in srebru primeša bakra, da postaneta trša. Krhka telesa so tista, ki se zdrobe, če se pretrga zveza le med nekaterimi molekulami. Steklena plošča se razleti v mnogo kosov, ako jo upogibljemo ali zvi¬ jamo. Steklene kaplje, t. j. kaplje, ki jih dobimo, če izpustimo nekoliko tekoče steklovine v vodo, da se strdi, se razprše v prah, ako jim odtrgamo ost. Iz železa, srebra, zlata se dajo vleči dolge, poljubno tenke žice; iz voska delamo raznovrstne podobe; iz ilovice dela lončar lonce. Telesa, ki se dajo iz ene oblike stalno pretvoriti v drugo, ne da bi se zveznost pretrgala, so vlečna ali raztezna. Vosek in smola sta v mrazu trda in krhka; po toploti pa postaneta mehka in raztezna. Zelo raztezno je n. pr. zlato. Kroglo iz kavčuka moreš tako stisniti, da dobi popolnoma drugačno obliko ; ko nehaš pritiskati, postane zopet okrogla, kakršna je bila. Jekleno pero smeš precej zavijati; ko ga iz¬ pustiš, dobi svojo prvobitno obliko. Telesa, ki menjajo svojo obliko in časih tudi prostornino, ako deluje nanje sila, a dobe svojo prvobitno obliko in prostor¬ nino, ko sila neha, so prožna. Vzrok, ki v prožnem telesu spravlja telesne molekule v njih naravno lego, imenujemo prožno silo ali skratka prožnost. Ako kriviš jekleno palico, se vrne po¬ polnoma v svojo prvobitno obliko in lego le takrat, ako nanjo delujoči pritisk ni prekoračil gotove meje. Ako je pritisk prevelik, se palica ali stare ali pa ostane nekoliko ukrivljena. Telesa so torej prožna le do gotove meje. Prožnost se vzbuja, ako prožna telesa raztezamo, tlačimo, zvijamo, sučemo ali upogibljemo. 9 Popolnoma prožna telesa so plinasta telesa, tekočine le pri tlačenju; ne¬ koliko prožna pa so vsa telesa. Stekleno šipo na oknu moreš nekoliko upog¬ niti, oa se ne stare in skoči nazaj, ko odtegneš prst. Toplota in način ob¬ delovanja vplivata močno na prožnost. Če jeklo razbelimo in potem naglo ohladimo; postane trdo in krhko; trdo jeklo, do gotove temperature segreto, postane prožno. — Baker, med, srebro postanejo prožni, ako se polagoma kujejo. Prožna telesa rabimo: 1. za obleko, da se telesu dobro prilega in ga v gibanju ne ovira; 2. kakor gibajočo silo (pri urah itd); 3. da zmanjšujemo udarce (peresa pri kočijah; krhke reči je treba zavijati v slamo itd., da se pri pošiljatvi ne potarejo); 4. da dve ali več reči drugo k drugi pritiskamo (pri ključavnicah, nožih itd.); 5. da merimo sile in določujemo teže. S i 1 o m e r (slika 2.) je podolgasto zavit jeklen prot, ki ima na eni strani ob posebni plošči vrtljiv kazalec, na drugi strani pa vzvod, ki poriva kazalec od desne pr.oti levi, ako raztezamo prot v smeri njegove dolžine. Kazalec se giblje pred delitvijo, ki Slika 2. jo prirejamo tako, da raztezamo prot po vrsti z uteži 1, 2, 3 ... kg in zazname- nujemo točko, do katere se kazalec vsaki- krat pomakne. Prožna tehtnica je pokonci stoječe zvito jekleno pero. ftko položimo nanje kako telo, 'se pero upogne, in sicer tem bolj, čim večjo težo ima telo. Teža. kamenu 'n. pr. je 5 kg, ako kamen upogne jekleno pero prav toliko, kolikor ga upogne utež 5 kg. Upor, ki ga čutimo, ako skušamo telesu pretrgati zvezo njegovih molekul, imenujemo njegovo trdnost. — Pavolnato nit laže raztrgaš kakor svileno iste debelosti, še teže pa železno žico. Po kamenu moraš s kladivom ali s kakim drugim orodjem tolči, da ga zdrobiš, kos krede pa se zdrobi pod nazmeroma majhnim pritiskom. Telesa imajo različno trdnost. § 7. Sprijemnost. Poizkusi: n) Stekleno ploščo potrosi z moko ali drugim prahom. Na plošči obvisi nekoliko moke ali prahu, četudi jo vzvrneš. — b) Če položiš dve stekleni plošči, ki sta na površju prav gladki, drugo na drugo, se sprimeta tako močno, da ji težko ločiš. — c) Vtakni v vodo prst; iz vode potegneš mokrega. Ako se dotikata dve telesi v več točkah, se tako sprimeta, da ji more ločiti le večja ali manjša sila. Ta pojav imenujemo sprijemnost. 10 Sprijemnost med dvema telesoma je večja, ako se v več točkah do¬ tikata in zavisi od tvarine dotikajočih se teles ter deluje le v neskončno majhne daljave; med trdnimi in kapljivimi, ali trdnimi in plinastimi telesi je večja nego med trdnimi. Poizkus c) uči, da je sprijemnost med roko in vodo večja nego zveznost vode. Z oljem ali s tolščo pomazano steklo se v vodi ne zmoči. Sprijemnost dveh teles povečamo, ako spravimo med nji tekočino, ki se sčasoma strdi. Mizar maže deske s klejem, da se dobro spri¬ mejo itd. — Pisanje s črnilom, kredo itd., so pojavi sprijemnosti. — Zakaj je perje povodnih ptic mastno? § 8. Lasovitost in kapilarnost. Poizkusa: a\ Ako postaviš na obeh straneh odprto, zelo ozko stekleno cev (lasasto cev) v vodo (slika 3.), se voda v cevi dvigne više kakor stoji zunaj, njeno površje pa postane jamičasto, vdrto. — b) Ako postaviš isto lasasto cev v posodo z živim srebrom (slika 4.), stoji živo srebro v njej niže in je na površju, iz¬ bočeno. Vzemi za ta poizkusa bolj ozke cevi in pre¬ pričal se boš, da se v ožjih ceveh pri poizkusu a) voda dviga više kakor pri širjih, in da ostaja pri poizkusu b ) živo srebro niže kakor pri širjih. Pojavi te vrste se imenujejo lasovitost ali kapilarnost. Vzrok jim je sprijemnost. Telesa z vidnimi luknjicami vpijajo in drže v sebi različne tekočine ; nekatere v večji, nekatere v manjši meri; njih luknjice so zelo številne lasaste cevi. V sladkorju se voda dviga, ako mu pomočiš le spodnji konec v vodo. — Olje in petrolej se dvigata v stenju naših svetilk. — Imenuj še druge take pojave! Mokre vrvi se skrajšajo, a postanejo debe¬ lejše. Mnoga telesa, n. pr. les, sočivje, v vodi na¬ breknejo, časih celo razpočijo (sočivje). Kapilar¬ nost je pri nekaterih telesih tolika, da se mole¬ kule radi vsrkane tekočine druga od druge bolj oddaljijo, ali da se telo časih celo raztrga. Posušen škaf ne drži vode, treba ga je dobro namočiti, da je ne pro- pušča. — Ako zabiješ v skalo lesen klin in ga potem z vodo namočiš, utegne ti skalo razgnati. § 9. Vpojnost. Oblačila, ki vise v prostorih, polnih tobakovega dima, se navzamejo vonja po tobaku. — Voda ima vedno nekoliko zraka v sebi. Slika' 3. 11 Trdna telesa in tekočine imajo svojstvo, da vsrkavajo prva tekočine in plinasta telesa, druga pa plinasta telesa v svoje luknjice in jih tam obdrže. Ta pojav imenujemo vpojnost. Mrzla voda vpija velike množine ogljikove kisline, posebno takrat, kadar se ta vanjo pritiska. Oglje iz lesa ali kosti vpija različne pline, barvila in dehteče tvarine. Smrdljiva voda izgubi svoj smrad, če jo precedimo skozi sveže žgano oglje. § 10. Raztop. Poizkus: Sladkor, ki ga vržeš v kozarec vode, začne kmalu razpadati v manjše kosce, ti zopet v manjše itd., da končno slad¬ korja ni več videti. Voda pa dobi sladek okus. Sprijemnost med trdnim telesom in tekočino more biti večja nego je zveznost trdnega telesa; trdno telo razpada v tekočini, ali kakor pravimo, telo se topi. Tekočino, ki ima v sebi raztopljeno kako telo, imenujemo raztopino. Kamen se ne topi ne v vodi ne v vinskem cvetu ; pečatni vosek se ne topi v vodi, po nekoliko pa v vinskem cvetu. Vsa telesa niso raztopljiva; eno in isto telo je v nekaterih tekočinah raztopljivo, v drugih pa ne. V določeni množini iste tekočine se more raztopiti le določena množina trdnega telesa, drugo ostane neraztopljeno. Poizkus: V stekleno posodo daj kuhinjske soli in vode, soli primeroma dve tretjini. Nekoliko soli se raztopi, druga pa ostane na dnu. Ako posodo z vodo segrevaš, se raztaplja vedno več soli. Čim toplejša je torej tekočina, tem večje množine enega in istega telesa more topiti. Raztop se da pospešiti s tem, da a) trdno telo mehanično zdrobimo, b) tekočino mešamo in c) raz¬ topino segrevamo. § 11. Mešanje. Ako v kozarec vode vlijemo nekoliko vina, recimo črnega, se vino v vodi tako razdeli, da ga ne moremo več ločiti od vode. Tekočina dobi nekoliko rdečkasto barvo, vonj in okus pa po vinu. — Pravimo, da se je vino zmešalo z vodo in obratno. Ta pojav imenujemo mešanje tekočin. Olje se ne meša z vodo; četudi posodo prav krepko stre¬ semo, se zbere kmalu vse olje na površju vode, ako pustimo posodo mirno stati. Vse tekočine se ne mešajo; tiste pa, ki se mešajo, lahko mešamo v kateremkoli razmerju. 12 Dve ali več zmešanih tekočin imenujemo mešanico. Kovine se dajo mešati, ako so staljene v tekočine, n. pr. baker in cink, zlato in srebro itd. Zmesi staljenih in potem strjenih kovin imenujemo z 1 i t i n e. ili. 0 težnosti in njenih učinkih. § 12 . Težnost. Poizkusa: a) Vsako telo, ki ga z roko privzdigneš od tal in potem izpustiš, pade na zemljo. — b) Obesi kamen na nit, da je napeta; poleg niti pa izpusti iz roke drug kamen, da pade na zemljo. Kamen pada vsakikrat vzporedno z nitjo. — Poizkusi kažejo, da vsako sebi prepuščeno telo pada p r o t i z e m 1 j i. Vzrok temu gibanju pripisujemo neki sili, s katero vleče zemlja vsa telesa nase. To silo imenujemo težnost; telesa pa so težna. Ker padajo vsa telesa proti zemeljskemu središču, mislimo si ondi tudi sedež težnosti. Smer prosto padajočega telesa imenujemo vertikalno. Da jo lahko najdemo, služi nam svinčnica, t. j. valjast in spodaj priostren kos svinca ali kake druge težke kovine, viseč na močni, toda bolj tenki niti. S pomočjo svinčnice moremo vsakovrstne predmete, kakor stebre, stene itd., staviti vertikalno. (Kako se mora to vršiti?) Poizkus: Rko obesimo svinčnico nad mirno stoječo vodo v veliki posodi in ako položimo eno kateto pravokotnega trikotnika vzporedno z nitjo, vidimo, da stoji nit na površju vode pravokotno. Vsako ravnino, na kateri stoji verti¬ kalna prema pravokotno, imenujemo horizontalno (vodoravno). Da se prepričamo, stoji li kak pred¬ met horizontalno ali ne, služi nam greb- 1 j i c a (Slika 5.). Grebljica je enakokrak trikotnik abc: osnovnica ab je v d razpolovljena, pri vrhu c pa je obešena svinčnica c/. Od vrha do razpolovišča d je vrezana na lesu črta. ftko postavimo grebljico n. pr. na mizo, in ako pade nit v zarezo, tedaj je trikotnikova višina vertikalna, osnovnica pa horizontalna. Kako moreš z grebljico predmete, n. pr. mize, klopi itd., staviti hori¬ zontalno? Na katero stran zareze bo visela nit, ako stoji miza pošev in je desna stran višja nego leva ? 13 Poizkus: Raztolči kamen ali kako drugo telo na majhne kose ter jih izpuščaj iz roke na zemljo; vsi padajo na zemljo. Težnost deluje na vsako najmanjše delce teles, torej tudi na vsako molekulo. § 13. Absolutna in specifična teža. Poizkus: Ako držiš v roki nit, na kateri visi kamen, čutiš, da kamen nateza nit in po niti tvojo roko. Ako z drugo roko kamen privzdigneš, da nit ni več napeta, čutiš v tej roki pritisk kamena navzdol. Težnost se javlja v tem, da viseče telo natezuje ali vleče proti zemlji pripravo, na kateri visi, ali da na kaki podstavi le¬ žeče telo pritiska na to podstavo v smeri proti zemlji. Teg obešenega telesa v vertikalno smer ali pritisk podloženega telesa na horizontalno, miru¬ jočo podstavo imenujemo absolutno (nasebno) težo tega telesa. Ako položiš h kamenu v roki še drugega, tretjega, čutiš tem večji pritisk na roki, čim več je kamenov. Telesa imajo tem večjo težo, čim več imajo tvarine ali čim večja je njih masa. Da moremo težo različnih teles medsebojno primerjati, moramo vzeti težo nekega, sicer poljubnega telesa za enoto teže. Taka enota teže je teža kubičnega centimetra vode (pri temperaturi 4° C); imenujemo jo gram, Ako rečemo: Teža telesa A je enaka 25 gramom, ima ta izrek ta zmisel, da je pritisk telesa A tolik, kolikršen je pritisk 25 cm 3 čiste vode (pri + 4° C). Orodja, s katerimi določujemo težo teles glede določene enote, ime¬ nujemo tehtnice. Težo teles določevati se pravi telesa te htati. Da po¬ stane tehtanje priročnejše, ne jemljemo vode, ampak telesa iz kovin, uteži imenovana, katerih teža je glede vode natančno določena. Kakor pri merjenju dolžin, ploskev in prostornin, tudi za tehtanje nimamo samo ene enote, ampak več, n. pr. dekagrame, kilograme itd. — Koliko gramov ima kilogram, decigram itd.? Ponavljaj to, kar si se učil o utežih v računstvu! Če iztehtamo po eno železno in srebrno kocko, katerih vsak rob meri en centimeter, se prepričamo, da je teža železne kocke enaka 7'8 g- teža srebrne kocke pa enaka 10’5 g. Prostorno enaka telesa nimajo enake teže, ampak vsako ima svojo posebno težo. Težo kakega telesa, čigar prostornina je enaka enoti, imenujemo njegovo specifično težo. Za enoto prostornine jemljemo 1 cm 3 ali 1 dm 3 ; specifična teža je dana potem v gramih, oziroma v kilogramih. 14 Specifična teža železa je 7'8, specifična teža srebra 10'5. Recimo, da ima neka železna palica prostornine 5 cm 3 , potem tehta ta palica tolikokrat 7'8 g, kolikor kubičnih centi¬ metrov znaša njena prostornina, t. j. 7'8 g '. 5 = 39'0 g. Iz tega izvajamo: Absolutno težo kakega telesa izračunamo, ako pomnožimo mersko število njegove prostornine z njegovo specifično težo. Absolutno težo dobimo v gramih, oziroma v kilogramih, ako je prostornina dana v kubičnih centimetrih, oziroma decimetrih. Kolika je absolutna teža svinca, čigar prostornina znaša 8 cm 3 , specifična teža pa 11 '4? / § 14. Relativna gostota. Ker tehta 1 cm 3 vode 1 g, 1 cm 3 srebra pa 10 5 g; — zato je 1 cm 3 srebra 10'5krat težji od 1 cm 3 vode; sploh mora biti vsako srebrno telo I0'5krat težje nego voda, ki ima s srebrom enako prostornino. V vsakem kubičnem centimetru srebra mora torej biti 10'5krat več mase, kakor v kubičnem centimetru vode, zakaj telo ima tem večjo težo, čim več ima mase. Število, ki pove, kolikokrat je kako telo težje nego istotoliko telo vode (pri + 4° C), imenujemo relativno gostoto tega telesa. Relativna gostota čiste vode (pri temperaturi 4° C) je torej enaka enoti, relativna gostota srebra = 10 5. Relativno gostoto kakega telesa dobiš potem, kar smo pravkar učili, ako mersko število absolutne teže tega te¬ lesa razdeliš z merskim številom absolutne teže vode, ki ima s tem telesom enako prostornino. Gostota nekaterih teles: platin.21'5 lito železo . . .7 6 pluta.0 24 zlato.19 - 5 diamant . ... 3'5 voda.1'00 svinec.11 '4 aluminij . . . . 2'6 živo srebro . . . 13'6 srebro.10'5 steklo .... 26 mleko.1'03 baker.8’9 žveplo. 200 petrolej.0'8 nikelj.8 7 led .0'95 čisti alkohol . . . 0'79 § 15. Zračji pritisk. Zemljo obdaja krog in krog zrak ali vzduh. Sicer ga ne vidimo, a čutimo ga pri vsakem hitrem gibanju. Zrak nosi oblake; 15 Slika 6. Slika 7. veter ni nič drugega kakor gibajoči se zrak. Ves zrak okoli zemlje imenujemo ozračje ali atmosfero. Da ima zrak tudi težo, kaže jasno tale poizkus: Okroglo stekleno posodo (slika 6.), ki drži 6 do 10 / in se dž zapreti s pipo, iztehtajmo najprej polno zraka , drugikrat jo iztehtajmo, ko smo odstranili iz nje s posebno, pripravo (zračjo črpalko) ves zrak. Prazna posoda ima manjšo težo, in izguba na teži je enaka teži zraka, ki smo ga odstranili iz posode. — (Na isti način sp pre¬ pričamo, da ima tudi vsako drugo plinasto telo svojo težo.) — Ker je zrak težek, sledi nepo¬ sredno, da mora pritiskati na zemljo in sploh na vsako telo, ki se ga dotika. Pozneje bomo do¬ kazali, da je na površju morja zračji pritisk na vsak kvadratni centimeter enak 103 3 g. Tolik pri¬ tisk se imenuje pritisk ene atmosfere. Pritisk in gostota zraka sta v višini manjša nego na zemeljskem površju. Zračji pritisk pojasnjuje tudi ta-le poizkus: Napolni kozarec do vrha z vodo ter položi nanj list papirja. Kozarec moreš počasi vzvrniti (slika 7.), a list ne odpade in voda ne izteka. IV. 0 gibanju in ravnotežju trdnih teles. § 16. Gibanje. Mirovanje. Sile. Kadar kako telo svoje stališče nasproti svoji okolici izpreminja, tako da se nekaterim telesom približuje, od drugih oddaljuje, tedaj pravimo, da se telo giblje, sicer pa, da miruje. Človek, ki se pelje z železnico, se giblje z vlakom vred, na vlaku samem pa lahko miruje ali pa hodi semintja in se giblje. — Gibanje teles utegne biti tudi le navidezno. Če se n. pr. peljemo z železnico, se nam dozdeva, da se okolica ob železniškem tiru giblje v nasprotno smer kakor vlak. Kadarkoli opazimo v stanju mirujočega ali gibajočega se telesa kako izpremembo, mora imeti ta izprememba neki poseben vzrok, ki ga imenujemo silo. 16 Govorimo o mišičnih silah ljudi in živali, ker s temi lahko provzro- čujemo gibanje kakega telesa ali pa njegovo gibanje izpremenimo ali usta¬ vimo. Težnost, prožnost, napetost plinastih teles itd. so sile, ki provzročujejo gibanje. Ako hočemo, da spravi kaka sila mirujoče telo v gibanje ali da gi¬ banje ustavi, je treba, da na dotično telo nekoliko časa deluje, da se učinek njenega delovanja raztegne na vse dele telesa, sicer se utegne pripetiti, da se telo raztrga. — Ako v tinto namočeno pero streseš, odpade nekoliko tinte. — Če ustreliš kroglo v prosto visečo desko, bo krogla desko pre¬ drla, a deska sama pa se ne bo premaknila iz svoje lege. Pri vsaki sili je treba upoštevati: 1.) prijemališče, 2.) njeno smer, 3.) dobo njenega delovanja in 4.) njeno jakost. Prijemališče sile je tista točka, v kateri sila neposredno deluje in telo prijema. Smer sile je prema črta, v kateri sila telo giblje ali ga vsaj hoče gibati, če se telo iz kateregakoli vzroka v to smer ne more gibati. Če dela sila na telo le zelo kratek čas, le en hip (n. pr. udar, sunek), se imenuje hipna sila. Sile pa, katerih delo¬ vanje traja dalje časa, n. pr. pritisk, teg, so neprenehlj iv e. jakost sile določujemo tako, da primerjamo njen pritisk ali teg v isti smeri, v kateri deluje, s pritiskom ali tegom znanega telesa v isti smeri. Za enoto sile jemljemo kilogram, t. j. pritisk enega kubičnega decimetra čiste vode na horizontalno podstavo. Sila ima jakost 2, 3 ... kilogramov, ako na kako telo prav tako pritiska, kakor če nanje položimo 2, 3 ... kubične decimetre vode, ali uteži 2, 3 ... kilogramov, ali ako telo prav tako vleče, kakor če nanje obesimo uteži 2, 3 . . . kilogramov. Ako hočemo n. pr. izvedeti, koliko sile je treba, da se kaka nit pre¬ trga, tedaj obešamo nanjo vedno več uteži, dokler se ne pretrga. — Ako na prožno pero položimo utež, se pero toliko upogne, da je vzbujena prožnost enaka vertikalnemu pritisku na pero. Glede jakosti so sile ali stalne ali iz prem eni j i.v e; prve obdrže vso dobo delovanja isto jakost, druge so časih jačje, časih slabše. Ako na isto telo istodobno delujeta dve sili, pa se radi tega stanje telesa ne izpremeni, t. j. da prej mirujoče telo ostane mirno ali da se prej gibajoče se telo prav tako dalje giblje kakor po¬ prej, pravimo, da sta si ti sili ravnotežni; ako telo takrat miruje, pravimo, da je v ravnotežju. Ako potegnemo s svinčnikom po papirju, da nariše črto, tedaj vsebuje ta črta vse točke, skozi katere se je gibala svinčnikova ost. Vse točke, skozi katere je teklo kako telo v določeni dobi, tvorijo skupaj zvezane pot tega telesa v tej dobi. 17 Pot je lahko premočrtna (n. pr. pot prosto padajočega kamena) ali krivočrtna (n. pr. pot pošev vrženega kamena). Dolžino poti merimo.z dolgostno mero: s kilometri, metri, centimetri itd. § 17. Enakomerno gibanje. Vsaka točka kazalca na uri, ki kaže minute, opiše v eni uri ves krog, v pol ure polovico kroga, v četrt ure četrtino kroga, v vsakih petih minutah eno dvanajstino in v vsaki minuti eno šestdesetino kroga. Vsaka točka naredi v istih časovnih dobah vedno enako dolge poti. Gibanje, pri katerem nareja gibajoče se telo v enakih časih enako dolge poti, imenujemo enakomerno. Pot, ki jo naredi enakomerno gibajoče se telo v eni sekundi, imenujemo njegovo hitrost. Ako naredi enakomerno gibajoče se telo v prvi sekundi pot 10 m (ako ima hitrost 10 m), potem naredi v dveh sekundah pot 20 m, v treh sekundah pot 30 m itd. Pot enakomerno gibajočega se telesa izraču¬ namo, ako pomnožimo število, ki nam pove njegovo hitrost, s številom sekund, v katerih je trajalo gibanje. . . . 1 .) Ako naredi enakomerno gibajoče se telo v 20 sekundah 100 m dolgo pot, potem je njegova pot v eni sekundi (hitrost) enaka 100 m : 20 = 5 m. Hitrost enakomerno gibajočega se telesa do¬ bimo, ako razdelimo število, ki nam pove dolžino poti, s številom sekund. , . . 2.) Če ima enakomerno gibajoče se telo hitrost 5 m in je naredilo 100 m dolgo pot, je rabilo za to pot toliko sekund, kolikorkrat je 5 m v 100 m; t. j. 20 sekund. Čas enakomernega gibanja je enak kvocijentu iz merskih števil poti in hitrosti. . . . 3.) Železniški vlak teče enakomerno s hitrostjo 9 m; koliko pot naredi v pol ure? — Pešec stopa v minuti llOkrat, srednja dolžina njegovega koraka je 70 cm; kako dolgo pot naredi v 4 urah ? — S koliko hitrostjo mora stopati pešec, da prehodi v eni uri 5 km? Senekovič, Fizika. 2 18 Hitrost svetlobe je enaka 300.000 km ; koliko časa potrebuje svetloba od Solnca do Zemlje, ako znaša razdalja teh dveh teles 148,000.000 km ? — Polž zleze v eni Sekundi 1'5 mm daleč, kako daleč zleze v eni uri? V. 0 tekočinah. § 18. Kakšno obliko ima gladina mirujoče tekočine. Površje v kaki posodi mirujoče tekočine imenujemo gladino. Preiskujemo li s pomočjo grebljice obliko gladine, tedaj vidimo, da je v vsaki večji posodi na vse strani ravna in pravokotna na smeri svinčnice. Vzrok temu imamo iskati v težnosti in zelo veliki giblji¬ vosti molekul. Morska gladina ima obliko krogle; to pa radi tega, ker je Zemlja okrogla in ker merijo vse vertikalne smeri, v katerih telesa padajo, proti zemeljskemu središču. 19. Kako razvajajo tekočine nanje delujoči pritisk. Slika 8. Ako tlačimo ali pritiskamo kako trdno telo, recimo v vertikalno smer navzdol, čutimo, da se vsled tega povekšuje njegov pritisk na podstavo, ne čutimo pa, da bi telo tudi na strani kaj pritiskalo. Pri tekočinah je to drugače. Pri teh so molekule zelo gibljive, vsled te gibljivosti se skušajo vsakemu pritisku s katerikoli strani umak¬ niti ter pritiskajo na vse strani, a ne samo na tisto, v katero deluje nanje zunanji pri¬ tisk. To kaže tudi ta poizkus: Okrogla posoda A (slika 8.) ima na različnih mestih zavite steklene cevi 1, 2, 3; v vsaki je nekoliko živega srebra. Posodo napolni do vrha z vodo; v grlo M pa vtakni bat, ki ne propušča vode. Pritiskaš li s tem batom na vodo, se živo srebro dviga v vseh ceveh za isto višino. — Isto opazuješ, ako je v posodi katerakoli tekočina. Bat pritiska tekočino le vertikalno navzdol; ker pa se živo srebro v vseh ceveh enakomerno dviga, kaže to, da razvajajo tekočine nanje delujoči pritiskenakomerno na vse strani. 19 Tekočina pritiska na enake ploskve v steni z enako silo; na 2-, 3-, 4-krat večjo.ploskev pa z 2-, 3-, 4-kr at večjo silo. O resničnosti tega zakona te prepriča ta-le poizkus: Posodo ABCD (slika 9.) napolni z vodo; v odprtini pa vtakni premična bata AB in CD, da se vode neposredno dotikata in je ne prepuščata. Rko na vodo pritiskaš z batom AB, se dviga bat CD jnavzgor. Da se ne dviga, moraš nanj položiti utež, ki pa mora biti tolikokrat večja, kakor je pritisk na bat AB, kolikorkrat je prorez bata CD večji kakor prorez bata AB. flko ima CD 6-krat večji prorez kakor AB in si pritiskal na bat AB s silo 10 kg, pritiska voda bat CD s silo 60 kg navzgor, ter stiska s to silo telo, ki se nahaja med EF in GH. Na uporabo tega zakona se opira hidravlična ali vodna stiskalnica. § 20. Pritisk na dno Poizkus: Kovinska plošča (slika 10.) ima vrezano vijakovo matico; v to se dajo privijati steklene posode M, M’, M”: ena izmed teh je povsem valjasta, druga zgoraj širja, tretja zgoraj ožja. Dno tem posodam nadomeščuje kovinska plošča BC, viseča na skledici D navadne ena- koročne tehtnice. —■ Najprej vzemimo valjasto posodo. Da se plošča BC po¬ sodi dobro prilega, položimo v drugo skledico uteži. flko potem v posodo na¬ lijemo vode, ne izteka, dokler je njena teža manjša kakor so uteži v drugi skledici tehtnice. S kazalcem A zazna-' menujemo mesto, do katerega smemo v posodo naliti vode, da začne iztekati. V tem primeru je pritisk vode na ploščo enak utežim v drugi skledici tehtnice. flko potem posodo M’ nadomestimo s posodo Mali M”, vi¬ dimo, da smemo v vsaki naliti vode d* iste višine, da postane njen pritisk na ploščo BC istotolik kakor je bil poprej. V posodah Min M’’ pa ni prav toliko vode, kolikor je drži posoda M’. Slika 10. 2 * 20 Zato izvajamo: Pritisk tekočine na horizontalno dno je n e z a- visen od oblike posode in množine tekočine, kije v posodi, ter je enak teži valja iz tekočine, ki ima dano dno za osnovno ploskev in razdaljo gladine od dna za višino. § 21. Pritisk v notranjščini tekočine. Poizkus: Vzemi na obeh straneh odprt steklen otel valj, ki ma na enem koncu dobro obrušen rob. Na ta valj pritisni na niti visečo kovinsko ploščo ab (slika 11.), tako da ne propušča vode, četudi valj potisneš v vodo, kakor kaže slika. Rko si potisnil valj s ploščo ab v vodo precej globoko, smeš nit izpustiti, a plošča vendar ne pade na dno. V valj smeš naliti tudi precej vode, potem šele pade plošča na dno. Tekočine pritiskajo v svoji no¬ tranjščini tudi odspodaj navzgor. Ta pritisk imenujemo vzgon. Ta pritisk navzgor je na vsako z gladino vzporedno ploskev prav tolik, kolikršen je pritisk na isto ploskev od zgoraj navzdol, sicer bi tekočina ne mogla mirovati. § 22 . Pritisk na stranske stene. Ker tekočine vsak nanje delujoči pritisk razvajajo na vse strani, je jasno, da morajo ob stenah posode ležeče molekule pritiskati na steno, in sicer s prav tisto silo, s katero pritiskajo nanje nad njimi ležeče molekule. Pritisk na kak del stene mora biti tem večji, čim bliže dna se nahaja ta del stene. Poizkus: Na nit obesi valjasto posodo polno vode, ki ima v steni blizu dna z zamaškom zatvorjeno luknjico, flko luknjico otvoriš, da voda izteka, se posoda odkloni v nasprotno stran. Ko izteka voda iz luknjice, neha ondi pritisk na steno; na nasprotni strani pa ostane pritisk na steno neizpremenjen. Ker je posoda lahko gibljiva, povzročuje ta enostranski pritisk gibanje v svoji smeri. To gibanje posode je nastalo po odbojnem (vzvratnem) delovanju tekočine. Slika 11. 21 Odbojno delovanje tekočih tekočin se uporablja pri Segnerjevem kolesu in pri turbinah. Odbojno delovanje opazujemo tudi pri plinastih telesih. Top odskoči pri vsakem strelu nekoliko; rakete se dvigajo iz istega vzroka. § 23. Občujoče posode. Ako se nahaja več posod v taki zvezi, da se tekočine lahko pretakajo iz ene v drugo, imenujemo jih občujoče posode; njih posamezne, pokonci stoječe dele pa krake. Poizkus: Vlijemo li v krak A obču¬ jočih posod (slika 12.) nekoliko vode, se razteče v obeh krakih tako, da ležita gla¬ dini ab in cd v isti horizontalni ravnini. V občujočih posodah je teko¬ čina v ravnotežju, ako stoji v vseh krakih do iste višine. Vzemimo občujoče posode z dvema krakoma, od katerih je eden krajši od drugega in zgoraj zatvorjen. Ako napolnimo to posodo z vodo, da stoji v daljšem kraku do vrha, hoče se tudi v drugem kraku dvigniti do iste višine. Ker pa je krak zatvorjen, ga mora voda kvišku pritiskati. Ako naredimo v to steno luknjico, pridere voda skozi njo, hoteč se dvigniti do iste višine, do katere stoji v odprtem kraku. Trenje ob stenah, zračji upor in teža doli padajoče vode ovirajo nekoliko to dviganje. Tako nastanejo vodometi. Zakaj priteka voda o deževnem vremenu mnogokrat v kleti in potem zopet sama izgine? — S parnimi kotli so spojene steklene cevi (vodokazne cevi), da se vidi, do katere višine stoji voda v kotlu. § 24. Arhimedov zakon. Poizkus, a) Vzemi tehtnico, katere ena skledica visi na krajši niti ter ima spodaj kljukico (taka tehtnica se imenuje h i- dro statična); na kljukico skledice obesi votel valj c (slika 13.), na tega tako velik masiven valj p, da votlino valja e popolnoma izpolnjuje, ako ga vanj potisneš. Da ostane tehtnica v ravnotežju, moraš položiti v drugo skledico istotolike uteži. — Ravnotežje se poruši, ako postaviš pod valj p kozarec vode, da visi valj v vodi, pa se ne dotika dna niti stene. Tehtnica pa se zopet uravna, ako napolniš votel valj c do vrha z vodo. Namesto vode lahko vzameš tudi druge tekočine. Slika 12. 22 Vsako v tekočino potopljeno telo izgubi toliko svoje teže, kolikor tehta od njega izpodrinjena tekočina. Ta zakon je našel Arhimed (250 1. pr. Kr.) ter se imenuje po njem Arhimedov zakon. § 25 . Plavanje. Ako potopimo telo v kako tekočino, more biti njegova abso¬ lutna teža ali večja nego je teža od njega izpodrinjene tekočine ali tej enaka ali manjša. V prvem primeru pade telo na dno tekočine, v drugem primeru plava ali visi v tekočini, v zadnjem primeru pa splava v tekočini na površje ter se dvigne toliko iz nje, da postane teža izpodrinjene tekočine čisto enaka njegovi absolutni teži. Sploh velja zakon: Telesa z večjo specifično težo, nego je specifična teža tekočine, v kateri se nahajajo, padajo v njej na dno, telesa z manjšo specifično težo plavajo na površju tekočine, in telesa enake specifične teže plavajo ali vise v notranjščini tekočine. Poizkus: Večjo prazno steklenico zamaši ter jo potopi v vodo. Ako jo izpustiš, splava kvišku ter plava na vodi. Stekle¬ nica pa pade na dno, če je odprta in se tudi znotraj napolni z vodo. — Kos svinca utone v vodi; če ga pa zvežeš z večja ploščo plute, tahko dosežeš, da plavata oba na vodi. Telesa z večjo specifično težo nego je teža te¬ kočine, plavajo na njej, ako so zvezana z lahkimi telesi v takem razmerju, da je njih skupna teža manjša nego teža od njih izpodrinjene tekočine, ali ako jih na primeren način izdolbemo. Železna krogla potone v vodi, a plava v živem srebru. Tekočine, ki se ne mešajo, se v isti posodi razvrščujejo po svoji specifični teži, n. pr. živo srebro, voda, olje. — V rekah se pogrezajo ladje bolj globoko nego v morju. (Morska voda je slana in ima vsled tega večjo specifično težo kakor sladka.) Ljudje, ki ne znajo plavati, si privezujejo okoli prsi mehurje ali pluto. VI. 0 plinastih telesih. § 26 . Značilna svojstva plinastih teles. Plinasta telesa so dosti bolj prožna kakor trdna telesa in teko¬ čine, zelo stisljiva ter se raztezajo na vse strani, dokler njih raz¬ tezanja ne ovira kak poseben upor. Zaraditega pritiskajo na stene posod, v kateri se nahajajo, in sicer navzdol, na strani in navzgor. Pritisk plinastega telesa na ploskovno enoto (1 cm 2 ) jemljemo za 23 mero njegove napetosti. — Da so plinasta telesa tudi težka, smo že poprej (§ 15.) dokazali; zaradi svoje teže pritiskajo isto- tako kakor tekočine na dno in na stranske stene svojih posod. Ker so molekule plinastih teles še bolj gibljive kakor mole¬ kule tekočin, a same zase nestisljive, razvidimo neposredno, da razvajajo plinasta telesa nanje delujoči pritisk na vse strani prav tako kakor tekočine, in da je pri¬ tisk, s katerim pritiska plin na kako steno, soraz¬ meren ploščini te stene. § 27. Kako merimo zračji pritisk. Torricellijev poizkus. Stekleno cev, kije približno 85 cm dolga in na enem koncu zavarjena ali s posebno pipo zaprta, napolni do roba z živim srebrom, potem jo s prstom zamaši in postavi v skledico z živim srebrom, tako, da pride od¬ prtina cevi pod gladino živega srebra (slika 14.). Mo sedaj S]jka 12( prst odtegneš, izteče le nekoliko živega srebra iz cevi, da « meri živosrebrni steber v vertikalno stoječi cevi približno 76 cm. V prostoru nad živim srebrom ni nobenega zraka, ta je torej čisto prazen; imenujemo ga Torricellijevo praznino. (Ta učenjak je prvi delal ta poizkus.) Mo cev iz vertikalne smeri nakloniš nekoliko vstran, zleze živo srebro nekoliko više proti vrhu cevi, vertikalna razdalja gladin živega srebra v cevi in zunaj cevi pa ostane ista kakor poprej. Živosrebrnemu stebru v cevi vzdržuje ravnotežje zunanji zrak, ki pritiska na gladino živega srebra v posodi, kgjti živo srebro v cevi pade takoj za več centimetrov, če izpustiš vanjo le nekoliko zraka. Izpustiš li v cev toliko gj|j j| zraka, da dobi z zunanjim isto napetost, pade živo srebro ''lIHi" v cevi do iste višine, do katere stoji zunaj v skledici. Zračji pritisk na vsak kvadratni centimeter je tedaj prav tolik, kolikršna je absolutna teža živosrebrnega stebra, čigar osnovna ploskev meri 1 cm 2 in višina 76 cm. Ker je specifična teža živega srebra 13‘59 g, znaša absolutna teža tega živosrebrnega stebra (glej § 13.) 1 X 76 X 1359 = = 1032'84 gramov ali v okroglem številu en kilogram. Tolikšen zračji pritisk imenujemo pritisk ene atmosfere. Tolikšen je navadno le na površju morja. V krajih, ki leže više kakor je morsko površje, pa je zračji pritisk manjši. 24 Ali je zračji pritisk v sobi prav tolik kakor zunaj ? Naprstnik se prime ustnic, ako iz njega izsesaš zrak. — Kolik je zračji pritisk na mizo, ki je 80 cm dolga in 60 cm široka, ako stoji živo srebro v cevi 74 cm više nego zunaj ? — Površje odraslega človeka meri T5 m 2 , s koliko silo deluje nanj zračji pritisk? — Zakaj ga človek ne čuti? (Ta pritisk deluje od vseh strani, odzunaj in znotraj.) 28. Barometer. Slika 16. Slika 15. P' I ~ s: a -n i-72 1-71 Priprava, s katero merimo zračji pri¬ tisk, se imenuje barometer. Zračjega pritiska navadno ne zaznamenujemo v kilo¬ gramih, marveč navajamo le dolžino živo- srebrnega vertikalnega stebra v enostransko zaprti, a drugače brezzračni cevi, ki ga vzdržuje zračji pritisk. — Dolžino tega stebra imenujemo barornetrovo višino. Če poznamo to višino, lahko izračunamo zračji pritisk v gramih in kilogramih. a) Navadni barometer (slika 15.) sestoji iz zavite zgoraj zavarjene cevi, ki ima spodaj hruški podobno odprto posodo. V cevi -je steber živega srebra, ki ga nosi zračji pritisk; prostor nad živim srebrom v zaprti cevi mora biti popolnoma prazen. Ta cev je pripeta na desko, hruška! pa tiči v majhni škatlici, da ne more prah do živega srebra, ampak le zrak. Na deski je naprav¬ ljeno merilo s centimetri in z milimetri, ki ima svoj začetek pri gladini živega srebra v hruški. Vsi deli merila pa na deski niso zaznamenovani, marveč le zgornji. Ako se zračji pritisk poveča ali zmanjša, tedaj pade ali se dvigne živo srebro v hru- šici, v cevi pa obratno. Potem pa se za¬ četek merila ne ujema več z gladino živega srebra v hruški. Čitajoč število, do katerega sega živo srebro v cevi, ne zvemo natančno dolžine živosrebrnega stebra, ki ga vzdržuje zračji pritisk. Ta pogrešek postane majhen, ako je premer hruške v razmerju s premerom cevi precej velik. 25 b ) Dvokraki barometer (slika 16.) ima zavito cev, toda brez hruške. Daljši krak je zavarjen, krajši pa odprt. Cev je pri¬ trjena na desko in se da s posebnim vijakom nekoliko premikati gori in doli. Dolgostno merilo ima svoj začetek pri točki a. Hoteč zvedeti dolžino živosrebrnega stebra, ki ga vzdržuje zračji pritisk, premaknemo cev naprej z vijakom toliko, da se gladina živega srebra v odprti cevi ujema z začetkom merila, potem šele čitamo število, pri katerem stoji gladina živega srebra v zaprti cevi. Barometer je le takrat dober in zanesljiv, kadar je : 1. prostor nad živim srebrom v zaprti cevi popolnoma prazen ; 2. živo srebro čisto, da se ne prijema stekla ; 3. premer cevi tolik, da kapilarnost ne vpliva na gladino živega srebra; 4. dolgostna mera vertikalna in nje začetek v isti horizon¬ talni ravnini z gladino živega srebra v odprti cevi. Je li prostor nad živim srebrom čisto prazen ali ne, spoznaš po zvenku, s katerim udari živo srebro ob steklo, ako si barometer nekoliko nagnil. V praznem prostoru je ta zvenk glasen in kovinskemu zvenku podoben. — Čitajoč barometrovo višino, moraš imeti oko v isti horizontalni višini, v kateri je gladina živega srebra. — Da odstraniš vpliv kapilarnosti (spri— jemnost med živim srebrom in steklom), udari parkrat prav lahko po cevi. Kovinski barometri (slika 17.) sestoje iz na vse strani zrakotesno zaprte škatlice A. Za pokrov tej škatlici služi tenka prožna in valovito zavita kovinska plošča P. Iz škatlice pa je zrak kolikor mogoče odstra¬ njen. Zračji pritisk na ta pokrov se javi v tem, da se pod večjim pritiskom pokrov bolj upogne, pri manjšem nekoliko bolj zravna. V središču tega po¬ krova je pritrjen majhen stebrič ter zvezan s prožnim peresom p in več- vzvodi v, ki povečujejo majhno gibanje pokrova ter ga pre¬ našajo na poseben kazalec k. Lestvica tega barometra se dela po¬ izkusoma z živosrebrnim barometrom. (Vidijevi aneroidi.) Barometer nam služi v prvi vrsti za to, da merimo zračji pritisk na posameznih krajih ter s tem opazujemo njegove izpremembe. Barometer nas uči, da se zračji pritisk tem bolj zmanjšuje, čim više pridemo od morskega površja. Ker so učenjaki spoznali zakon, po katerem se v rastočih višavah zračji pritisk zmanjšuje, merijo sedaj s pomočjo baro¬ metra višine gora in planin. Opazovanje nas uči, da stoji barometer na enem in istem kraju vobče o lepem vremenu dokaj više kakor o deževnem in da o času neviht in viharjev navadno zelo hitro pada. Zato rabimo barometer tudi kot vremenokaz 26 ter sklepamo iz njegovega dviganja na lepo vreme, iz počasnega padanja na dež, iz hitrega padanja na vihar. To sklepanje vendar ni vsikdar za¬ nesljivo, zakaj na kakovost vremena vplivajo poleg zračjega pritiska še druge okoliščine, n. pr. vlaga v zraku, smer in sila vetrov. Slika 18. § 29. Natege. 1. Navadna ali sesalna natega'je na sredi širja stek¬ lena ali tudi kovinska posoda, katere en konec je dokaj dolg (sl. 18.). Mo postaviš spodnji, daljši konec cevi v kako tekočino, na zgor¬ njem koncu pa z ustmi zrak izsrkavaš, se natega napolni s tekočino. S tem, da zrak iz natege izsrkavaš, razredčiš zrak v nategi ter mu zmanjšaš[napetost. Vsled tega dvigne zunanji na tekočino pritiskajoči zrak, ki ima večjo na¬ petost, tekočino v natego. — Zamašiš li potem spodnjo odprtino, lahko tekočino v nategi preneseš v drugo posodo. Kako dolga bi smela biti natega, da bi se napolnila vsa z vodo, ako se spodnji del vode ravno dotika in bi izsesal iz na¬ tege ves zrak, ker ima voda 13’6krat manjšo specifično težo nego živo srebro ? 2. ZaVita natega je črki V podobno zavita cev OCOj (slika 18.), katere krak CO je nekoliko krajši od kraka C0 7 . Ta natega nam služi v to, da pretakamo tekočine iz ene posode v drugo. V fa namen postavimo krajši krak v tekočino, na daljšem kraku pa izsesamo zrak, da se napolni vsa natega s tekočino, ki jo zrak pritiska v cev v smeri pristavljene puščice. Kadar se je vsa cev napolnila s tekočino, potem teče tekočina sama ob sebi pri 0 1 to¬ liko časa, da se posoda izprazni do B. — Odprtino 0 7 smeš postaviti tudi v kako drugo posodo; tekočina teče iz prve posode tako dolgo, da pride gla¬ dina tekočine v obeh posodah do iste horizontalne ravnjne ali da tekočina v prvi posodi pade do točke B. — Po¬ jasnilo tega pojava. Zunanji zrak pritiska na tekočino v nategi pri točki 0 7 neposredno, na drugem koncu pri O posredno, pritiskajoč na tekočino zunaj cevi. Temu pritisku nasproti deluje pritisk tekočine v cevi na dno. Verti¬ kalna višina tekočine v krajšem kraku je CA, v daljšem kraku pa CD, torej večja. Zato ostane končni zračji pritisk pri O Slika 19, 27 nekoliko večji nego pri točki 0 1 ter žene tekočino v smeri pri¬ stavljene pušice toliko časa, da stoji v obeh ceveh v isti hori¬ zontalni ravnini ali pa, da pride O izven tekočine. Ali bi zavita natega delovala tudi v brezzračnem prostoru ? (Zakaj ne ?) — Ali moreš z zavito natego vodo pretakati črez hrib na drugo, se¬ veda nekoliko nižjo stran? VII. Iz nauka o toploti. § 30 . Toplota. Temperatura. Podelitev toplote. Mo se po vrsti dotikamo različnih teles, n. pr. zakurjene peči, mize, stene, ledii itd., sprejemamo posebne občutke, ki jih izražamo s tem, da pravimo: peč je gorka, miza je hladna, ledje mrzel itd. Da morejo telesa, ako se jih dotikamo, v nas vzbujati take občutke, morajo biti v nekem posebnem stanju, ki ga ime¬ nujemo toplot n ost; vzrok toplotnosti pa zovemo toploto. Eno in isto telo more biti zaporedoma mrzlo, toplo, vroče, toliko vroče, da se opečemo, če smo se ga dotaknili. Toplotnost enega in istega telesa je torej izpremenljiva, ali v toplotnosti moramo razločevati stopinje. Stopinjo toplotnosti kakega telesa imenujemo njega t e m- p e ra t u r o (toplino). Kadar ima isto telo v sebi več toplote, pravimo, da ima višjo temperaturo ali višjo stopinjo toplotnosti in obratno. Kjer je malo toplote, pravimo, da je mraz. Mo vlijemo v posodo z mrzlo vodo vrele vode, opazujemo, da postane mrzla voda toplejša, vrela voda pa se ohladi, končno dobi vsa voda neko srednjo temperaturo. Toplota prehaja torej s telesa na telo, in sicer vedno s toplejšega na mrzlejše. Tak prehod toplote s telesa na telo, ki se dotika prvega, ime¬ nujemo podelitev toplote ter pravimo, da pri dotiki dveh teles z različnima temperaturama toplejše telo podeli del svoje toplote mrzlejšemu. Ako se dotaknemo mrzlejšega telesa nego smo sami, mu oddamo nekoliko toplote; nasprotno pa dobimo neko¬ liko toplote, ako se dotaknemo toplejšega telesa nego smo sami. Poizkus: Desno roko vtakni v vročo vodo, levo pa v mrzlo; čez nekoliko časa pa obe v mlačno vodo. Pri tem dobiš t 28 na desni roki občutek, da je mlačna voda mrzla; na levi pa se ti bo dozdevala gorka. — Podzemeljske kleti se nam dozdevajo v poletnem času hladne, v zimskem času pa tople. S svojimi čutili ne moremo telesom določe¬ vati temperature. § 31. Raztezanje teles po toploti. Poizkus a): Slika 20. kaže kroglo iz kovine, visečo na tenki žici, spodaj pa obroč iz kovine, ki ima prav takšno luknjo, da zdrsne krogla skoz njo. flko to kroglo nad plamenom vinskega cveta segreješ ter potem položiš na obroč, obtiči na obroču in nikakor ne gre skozi luknjo. Ko S[jka se ohladi do svoje poprejšnje tem- 21 . perature, se zopet skrči in zdrsne skozi obroč. Poizkus b): Precej ozko cev, ki ima na enem koncu na¬ pihnjeno kroglo (slika 21.), na¬ polni do točke a s kako tekočino, potem pa jo polagoma segrevaj. Pri povišanju temperature se začne tekočina raztezati ter se dvigne v cevi nad točko a, in sicer tem više, čim bolj vroča je postala. Pri ohlajenju pa se zopet krči. Poizkus c): Steklenico z bolj ozkim, pa precej dolgim grlom povezni z grlom v posodo z vodo, da pride vse grlo pod vodo. — Rko steklenico in zrak v njej segrevaš, vzhajajo iz vode zračji mehurčki. Segret zrak se raztegne in nima v steklenici več zadosti prostora, zato ga nekoliko uhaja. Ko pa se zrak zopet ohladi, se skrči na manjšo prostornino, radi česar se voda v grlu nekoliko više dvigne kakor stoji zunaj. V toploti se vsa telesa raztezajo, to je: dobi¬ vajo večjo prostornino, v mrazu pa krčijo. Raznovrstni poizkusi so dokazali tele zakone: Tvarno različna trdna telesa in tekočine se ne raztezajo v enaki meri, če jih istotoliko segre¬ jemo. . . . 1 .) Slika 20. 29 Tekočine se raztezajo bolj močno kakor trdna telesa; še bolj močno kakor tekočine se raztezajo plinasta telesa. . . . 2.) Vsa plinasta telesa se raztezajo v enaki meri in je razteznost pri vseh enaka, če jih enako se¬ grejemo. . . . 3.) Les, ilovica in druga telesa, ki imajo v svojih luknjicah nekoliko Vode, se pri segrevanju izprva krčijo, ko pa je toplota iz njih izgnala vso vodo, se raztezajo, kakor druga telesa. Sila, s katero se telesa po toploti raztezajo ali v mrazu krčijo, je zelo velika. — Kovač nabija na kolesa šine, ko so vroče. Z ohlajenjein se krčijo ter drže kolo trdno skupaj. — Parnih kotlov ne smemo trdno vzidati, sicer zid razpoči, ko se kotli segrejejo. Na železnici se šine ne smejo dotikati. (Zjakaj ?) — Okenska krila v poletnem času ne zapirajo tako tesno, kakor v zimskem. — Brzojavnih žic ne smemo zelo napeti, sicer se v zimskem mrazu raztrgajo. § 32. Živosrebrni termometer. Termoskop. Vsako orodje, s katerim moremo meriti temperaturo teles, imenujemo termometer. Živosrebrni termometer se prireja na tale način: Na tenko in povsod enako široko cev se na enem koncu napihne steklena kroglica. To kroglico in nekoliko cevi napolnimo s čistim živim srebrom tako, da cev segrevamo in jo potem z odprtim koncem stavimo v živo srebro. Pri segrevanju se je zrak v cevi in krogli raztegnil ter ga je nekoliko odšlo; pri ohlajenju pa zunanji zrak stisne v cev nekoliko živega srebra. To cev, ki smo jo z živim srebrom približno do polovice napolnili, segrejemo potlej na plamenu vinskega cveta toliko, da odide iz cevi ves zrak in da izstopi na odprtem koncu tudi nekoliko živega srebra; nato pa cev zavarimo. V cevi je potem le živo srebro brez vsega zraka. Treba je na cevi še lestvice ali škale. Za to je treba na cevi določiti stanje živega srebra pri dveh temperaturah, ki jih vsakikrat lahko in natančno dobimo. To sta temperatura talečega se ledu in temperatura vrele vode. — Da določimo živemu srebru stanje pri temperaturi talečega se ledu, postavimo cev v posodo, polno čistega zdrobljenega ledu. Živo srebro se nekoliko časa krči, naposled pa obstoji pri gotovi točki, od katere se ne premakne, dokler se ni stalil ves led. To točko zaznamenujemo na cevi ter jo imenujemo ledišče. 30 Ko smo določili ledišče, obesimo termometrovo cev v po¬ sebno posodo (slika 22.), v kateri je na dnu nekoliko čiste vode. To vodo segrejemo, da zavre. Vodene pare krožijo okoli cevi in odhajajo po stranskih dveh luknjah. Živo srebro v cevi se dvigne do gotove točke, pri kateri obstoji, dokler voda vre. To točko imenujemo vrelišče. — Ledišče in vrelišče sta temelj vsaki delitvi, zato se imenujeta temeljni točki, njuna razdalja pa temeljna razdalja. Temeljno razdaljo delimo ali v 80 ali v 100 enakih delov, stopinj imenovanih, potem imamo 80delne ali termometre z Reaumurjevo, 100- delne ali termometre s Celsijevo delitvijo. Pri ledišču stavimo ničlo; pri vrelišču imajo potem 80delni termometri število 80, lOOdelni pa število 100. Stopinje vnašamo tudi pod lediščem in jih od ledišča proti krogli vnovič štejemo. Stopinje nad lediščem imenujemo stopinje toplote, stopinje pod lediščem pa stopinje mraza, prve zazna- menujemo s + (plus), druge z — (minus). Znak stopinje je °. Ako stoji živo srebro v kakem primeru do števila 14 delitve po Reaumurju, pišemo to: + 14° R in čitamo: 14 stopinj Reaumurjevih, in sicer toplote, ako stoji spredaj znak +, ali mraza, ako stoji spredaj znak —. Enako znači + 14 9 C toploto 14 stopinj Celsijevih. Temperaturo kakega telesa merimo s termometrom tako, da povemo, do katere stopinje stoji živo srebro v cevi, ako ima isto temperaturo kakor dotično telo. Ako hočemo določiti tem¬ peraturo kakega telesa, moramo torej termometer spraviti ž njim v dotiko in čakati, da dobita oba isto temperaturo. Da moremo termometrove stopinje po Celsijevi delitvi preračunih v stopinje po Reaumurjevi in obratno, je treba pomniti, da je 100° C = 80° R, ali 5° C = 4° R. Torej je 1° C = 4 / 5 R in 1° R = 5 / 4 ° C. Časih rabimo termometre s Fahrenheitovo delitvijo. Pri teh je temeljna razdalja razdeljena na 180 enakih delov (stopinj), ki so zazname- novani tudi pod lediščem proti krogli. Stopinje se začnejo šteti 32 delov pod lediščem, tako da stoji pri ledišču število 32, pri vrelišču število 212. Slika 23. kaže ugotovljen termometer s Celsijevo in z Re¬ aumurjevo delitvijo. Opazovanju majhnih razlik o temperaturi služi termoskop (slika 24.). 31 Slika 24. Slika 25, Na pokonci stoječi deščici je pritrjena črki U podobno ukriv¬ ljena tenka steklena cevka cc, katere levi konec je livniku po¬ dobno razširjen, desni konec d pa vstran zavit. Na konec d je nataknjena drobna gumijeva cev g, v nji tiči na drugem koncu steklena cevka z otlo kroglo k. V cev se nalije skozi livnik / rdeče ali modro po¬ barvan alkohol do točk a in b. Na deski je med obema de¬ loma cevke zarezano dolgostno merilo v centimetrih in mili¬ metrih. Mo se krogle k dotak¬ neš s telesom, ki ima le ne¬ koliko višjo temperaturo ka¬ kor zrak v krogli, se krogla in v njej zrak segrejeta se¬ greti zrak pa se raztegne in pritisne tekočino pri b j na¬ vzdol, pri a navzgor. Čim višjo temperaturo dobi zrak v krogli, tem večja postane razlika med gladinama a in b. Če pa se s kroglo k dotakneš mrzlejšega telesa, se tekočina dvigne pri b, pade pa pri a. (Zakaj?) § 33. Kako se razteza voda po toploti. Poizkus: Majhno steklenico napolni do vrha s čisto vodo, zamaši ji grlo, skozi zamašek pa vtakni termometer in poleg njega na obeh straneh odprto stekleno cev, da moli več centimetrov iz grla in da stoji voda v njej 3 do 4 cm visoko. Pri vsem pa pazi, da ti pod zamaškom ne ostane kaj zraka. Tako pripravljeno steklenico postavi potem v zmes iz ledu in soli. — Videl boš, da stoji voda v cevi najniže, ko ima tempera¬ turo + 4° C; pri katerikoli višji ali nižji temperaturi pa stoji više. Iz tega poizkusa sledi, da zavzema določena množina vode najmanjšo prostornino pri + 4° C, in da se pri nižji ali višji temperaturi razteza. 32 Ako yodo segrevamo od 0° C do + 4° C, se ne razteza, marveč krči, pri temperaturah nad + 4° C pa se razteza kakor druge tekočine. Pri 2° C zavzema malone isti prostor kakor pri + 6° C in pri 0° C isti prostor kakor pri + 8° .C. Pri temperaturi 4- 4° C ima voda največjo gostoto; pri tej temperaruri tehta en kubični centimeter vode en gram, en liter en kilogram. O pričetku mraza se ohlaja površje stoječih voda. Ohlajena voda pada proti dnu. na površje pa vzhaja odspodaj navzgor toplejša, ki pa se tudi ohladi in potem pada proti dnu. Tako gibanje vode traja toliko časa, da se vsa voda ohladi do 4 11 C. Na nadaljnjem ohlajenju se voda razteza in postaja obenem specifično lažja. Zato ostane najmrzlejša voda na površju, kjer se tvori tudi prvi led. Led plava na vodi in varuje mraza spodnje plasti vode in vse v vodi živeče živali. — Ko bi voda glede raztezanja po toploti ne delala te izjeme, padal bi led na dno in voda bi zmrzovala odspodaj navzgor, radi česar bi morale vse v vodi živeče živali poginiti. Reke in potoki zmrzujejo istotako kakor stoječa voda najprej na površju. V hitro tekočih potokih pa se toplejša in mrzlejša voda mehanično mešata, zato nahajamo v takih potokih led tudi na dnu. § 34. Provod toplote. Ako držiš en konec železne palčice v roki, drugega pa vtakneš v ogenj, se izprva segreje konec v ognju, polagoma pa se toplota širi od tega konca do drugega. Toplota prehaja v enem in istem telesu od toplejšega dela proti mrzlejšemu in se tako v telesu širi. Prehod toplote v enem in istem telesu od molekule do molekule imenujemo provod toplote. Ako držimo dve enako dolgi paličici, eno iz železa in eno iz lesa, z enim koncem v ogenj, se segreje železna paličica tudi na drugem koncu, lesena pa ne. Gorečo vžigalico lahko držimo v roki, čeravno je plamen že prav blizu roke. V različnih telesih se toplota širi z različno hitrostjo. Telesa, v katerih se toplota hitro širi od toplejšega konca na mrzlejši, imenujemo dobre p r o- vodnike toplote; druga pa slabe provodnike toplote. Da zvemo, je li katero telo boljši ali slabši provod- nik toplote nego drugo, jem¬ ljemo enaki palici iz obeh teles in na njih pritrdimo z voskom, v enakih razdaljah majhne lesene kroglice. — Ako segrevamo potem Slika 25. 33 konca obeh palic na istem plamenu (slika 25.), odpadejo kroglice na boljšem provodniku prej in v večjo daljavo od segretega konca nego pri drugem, slabšem provodniku. Izmed trdnih teles so dobri provodniki toplote vse kovine (najboljši je srebro), kamen itd., slabi provodniki so kožuhovine, lasje, led, les, oglje,, ptičje perje, pepel, slama, steklo itd. Poizkus a): Na dno na enem koncu zavarjene steklene cevi daj nekoliko ledu, potem pa cev napolni z vodo in jo po¬ stavi na posebnem stojalu nekoliko pošev (slika 26.). — Ako se¬ grevaš s plamenom vinskega cveta vodo na zgornjem koncu cevi, lahko voda na vrhu že zavre, a led na dnu se ne stali. — Isto lahko ponavljaš z drugimi tekočinami. Poizkus b)\ Stekleno cev, ki si jo rabil pri poizkusu a), obrni z odprtim koncem navzdol, zgornjega pa drži v plamen vinskega cveta. V plamenu postanejo steklo in zgornje plasti zraka kaj močno vroče, zrak spodaj proti odprtini pa se kar nič ne segreje. Tekočine, izvzemši živo srebro, ki spada med kovine, in plinasta telesa so slabi provodniki toplote, ako jih segrevamo odzgoraj. Poizkus c): Steklenico na¬ polni dobri dve tretjini z vodo, kisi ji primešal jantarovega prahu. Potem postavi steklenico nad plamen vinskega cveta (sl. 27.). Sljkj 2? Kmalu zapaziš, da se dviga jantarov prah v vodi nad plamenom kvišku, ob straneh pa pada zopet na dno. Iz tega razvidiš, da je nastal v vodi, ki jo segrevaš odspodaj, dvojen tok; termometer, ki ga vtakneš v vodo, pa ti pokaže, da se segreva vsa voda. Nad plamenom vzhaja segreta voda proti površju, na straneh pa priteka mrzla na mesto nad plamenom. Ta dvojni tok je nastal takole: Spodnji del vode se segreje, dotikajoč se stekla. Toplejša voda se raz¬ tegne, postane specifično lažja ter splava kvišku. Zgornje plasti vode, ki so mrzlejše in težje, pa padajo ob straneh na dno. Senekovič, Fizika. 3 34 Mo stoji segreta tekočina na mrzlejšem zraku, da mu od¬ daja toploto na svojem površju, nastane drug tok, ki je ravno nasproten toku pri segrevanju. Tekočina se ohladi najprej na površju (posodo si mislimo pri tem iz slabega provodnika toplote), postane gostejša in težja ter pada na dno. Od dna vzhaja na površje toplejša in redkejša tekočina. Tudi plinasta telesa se segrevajo na ta način, da nastaja v njih enak tok kakor pri tekočinah. N. pr. pri zakurjeni peči vzhaja zrak, ki se je segrel, dotikajoč se peči, kvišku proti stropu, na njegovo mesto pa prihaja mrzlejši od tal in od strani. Železne peči nam sobo hitreje segrejejo kakor lončene, ker je železo dosti boljši provodnik toplote nego ilovica; zato pa lončene peči toploto dalj časa drže kakor železne. — V poletnem času se voda v kovinskih po¬ sodah hitreje segreje kakor v lončenih. — Kovač ima na kleščah lesena držala. — Likalniki imajo lesene ročaje. — V zimskem času nosimo volneno, sukneno obleko, kožuhe. (Zakaj ?) - - Žito pod snegom je varno mraza. — Mlada drevesa in kovinske cevi pri vodnjakih ovijamo za zimo s slamo. — Žareče oglje na mrzli kovinski plošči kaj hitro ugasne, na deski pa ne. (Zakaj ?) — Pod slamnato streho poleti ni toliko vročine kakor pod streho iz opeke ali pločevine. — Na vse strani zaprte zračje plasti nam služijo kot slabi provodniki toplote, n. pr. dvojna okna, dvojna vrata. — Žaganje, blazine in sploh telesa, v katerih je mnogo zraka, ki se ne more pretakati, so slabi provodniki toplote. flko v zimskem času vrata dobro zakurjene sobe nekoliko odpreš in v odprtino postaviš gorečo svečo, se nagne njen plamen v sobo, če je sveča na pragu; iz sobe, če je sveča visoko gori; v polovični višini odprtine pa ostane miren. — Kaj kaže ta pojav? Kako ga pojasnjuješ? § 35. Taljenje. Poizkus a); Mo v kaki posodi segrevaš vosek, obenem pa opazuješ njegovo temperaturo, opaziš, da se pri temperaturi 64° C začne pretvarjati v tekočino, Enak pojav se vidi pri svincu, bakru, železu itd.: treba je le ta telesa segreti do višje temperature. Pretvorbo trdnih teles v tekočine imenujemo taljenje. Temperatura, pri kateri se začne kako telo taliti, imenujemo njegovo tališče. — Vsaka taljiva tvarina ima svoje posebno tališče. Vsa trdna telesa niso taljiva, ker se mnoga pri segrevanju začno razkrajati v druga telesa, n. pr. les, ki zgori. 35 Tališča nekaterih tvarin : alkohola —110° C, bakra 1080° C, cinka 417° C, kositra 232“ C, ledu 0° C, sirovega masla 32° C, srebra 968° C, svinca 328“ C voska 64° C, zlata 1072° C, živega srebra -39“ C, žvepla 111° C, kovnega železa 1600° C, litega železa 1100 do 1200° C, jekla 1300° C. Tališče zlitin je sploh nižje nego so tališča njihovih sestavin. Zlitina 4 delov bismuta, 1 dela svinca in 2 delov kositra se tali že pri 94° C. Poizkus b ): Rko na toplo postavimo posodo z razdrob¬ ljenim ledom in vanj termometer, vidimo, da kaže termometer od hipa, ko se začne led taliti, do hipa, ko se je stalil ves led, eno in isto temperaturo, namreč 0° C. — Ko v' posodi ni več ledu, se začne voda segrevati do višje temperature. Sploh opazujemo pri vseh taljivih telesih, da se jim za časa taljenja temperatura ne zviša nad tališče, dasiravno dobivajo od zunaj toplote. Da se tvarina začne taliti, mora dobivati toplote, vendar ta privedena toplota ne more zvišati njene temperature. Toplota, ki jo talečemu se telesu privajamo, služi le za to, da zrahlja zvezo med posameznimi molekulami. Toploto, ki jo privajamo telesu, ki pa njegove temperature ne poviša, imenujemo utajeno ali skupnostno toploto. Nasprotno se zove toplota prosta ali čutljiva, ako tempe¬ raturo povišuje in je po termometru čutljiva. Taleča se telesa utajajo toploto. Utajena to¬ plota se uporablja za to, da zrahlja zvezo med posameznimi molekulami. Poizkus c) : V vodi raztopi precej veliko soli ter pospešuj raztop s tem, da vodo mešaš. Obenem pa opazuj temperaturo raztopine, ko si ji primešal soli, in pozneje, ko se je že veliko soli raztopilo. Opazil boš, da se je temperatura raztopine znižala za 3 do 5° C. Toplota se tudi takrat utaja, kadar se trdna telesa tope; utajeno toploto jemlje raztopina sama sebi in okolici. Nekatere raztopine utajajo posebno veliko toplote; take se zovejo mrazotvorne zmesi. Zmes 3 delov snega, 1 dela kuhinjske .soli zniža temperaturo od 0° C do —16° C; 6 delov Glauberjeve soli, 4 deli salmiaka, 2 dela soliterja, 4 deli razredčene žveplove kisline tvorijo zmes, ki daje mraz do —33° C. — Še večji mraz daje zmes etra in trdne ogljikove kisline (do —79“ C). S pomočjo mrazotvornih zmesi moremo na umeten način delati led. Spomladi ostane zrak hladen, dokler se led in sneg talita. (Zakaj ?) 3 * 36 § 36. Strjenje. Poizkus: Ako raztaljenemu vosku ne privajaš več toplote, se začne hladiti. Ko se ohladi do 64° C, se tekočina polagoma pretvarja v trdno telo. Sčasoma dobiš zopet trden vosek. Pretvorba tekočin v trdna telesa se imenuje strjenje. Tekočine se strjujejo pri isti temperaturi, pri kateri se tale. Voda zmrzuje pri 0° C; led se tali pri 0° C itd. Poizkus: V zatvorjeni posodi moreš vodo, iz katere si s kuhanjem izgnal ves zrak, ohladiti do —10° C, da se ne strdi (zmrzne); treba je le, da stoji čisto mirna. Ako pa do —10° C ohlajeno vodo nekoliko streseš, se en del takoj strdi, temperatura pa ji poskoči od —10° do 0° C. Povišanje temperature kaže, da tekočine toploto, ki so jo pri taljenju utajile, pri strjenju izpuščajo, da postane zopet prosta ali čutljiva. Z natančnimi poizkusi je dokazano, da postane vsa pri taljenju trdnega telesa utajena toplota prosta, kadar se tekočina zopet strdi. § 37. Hlapenje. Poizkus: Ako vliješ v odprto, plitvo posodo žveplovega etra, vinskega cveta ali vode, izgine črez nekoliko časa tekočina iz posode, posoda se posuši. Tekočina se je pretvorila v plinasto telo, v hlape. Pretvorbo tekočin v plinasta telesa imenujemo hlapenje. Tudi nekatera trdna telesa izhlapevajo, n. pr. kafra, jod, led (zmrzlo mokro perilo se tudi počasi suši). Hlapna telesa so taka, ki že pri navadni temperaturi jako izhlapevajo. Žveplov eter, vinski cvet itd. so hlapna telesa. Poizkusi: a) Ista množina vode izhlapeva hitreje v plitvi in široki posodi nego v ozki in dolgi cevi. — b ) Mokro perilo obe¬ šamo na solnce ali okrog tople peči, da se hitreje posuši. — c) Na tintno liso na papirju pihamo, da se tinta hitreje usuši. — č) Ako postavimo izmed dveh skledic eno pod poveznik zračje črpalke, drugo pa pustimo v sobi nepokrito, se voda iz skledice pod po- veznikom zračje črpalke hitreje usuši, ako odstranjujemo iz po- veznika zrak in obenem tudi nastale hlape. Hlapenje se da torej pospešiti s tem, da 1. povečamo površje hlapeče tekočine, 2. povi¬ šamo temperaturo, 3. s prepihom odstranjujemo nastale hlape in 4. zmanjšamo pritisk na tekočino. 37 Poizkus: a ) Termometrovo kroglo omotaj s platnom ali predivom in jo pomoči v vinski cvet. Vinski cvet izhlapeva, in sicer tem hitreje, ako mahaš s kroglo po zraku; termometer pa pade za precejšnje število stopinj. — b) Vlivkasto stekleno po¬ sodo nalij žveplovega etra; v eter pa postavi tenko stekleno cev, v katgri je nekoliko vode. S pomočjo meha pihaj potem zrak v žveplov eter (slika 28.). Črez nekoliko časa zmrzne voda v ste¬ kleni cevi. Tekočine, pretvarjajoče se v plinasta telesa, utajajo toploto; ta utajena toplota se uporablja v to, da popolnoma pre¬ trga zvezo med posameznimi mo¬ lekulami in da zmaguje na te¬ kočino delujoči zračji pritisk. Hlapeča telesa jemljejo utajeno toploto sebi in svoji okolici. Zakaj nas zebe, če pridemo iz kopeli, zlasti takrat, kadar je vetrovno? — Zakaj čutimo mraz, ako na roko vlijemo vinskega cveta? — Zakaj mraz ni tolik, ako na roko vlijemo vode? (Voda je manj hlapna.) — Zakaj nas hladi, ako stojimo v prepihu? — V mokri obleki se kaj hitro prehladimo. — Da ostane sirovo maslo dalj časa sveže, ga zavijemo v mokro platno. — Hlapenje na našem telesu pomaga mnogo k temu, da ostane temperatura našega telesa stalna. § 38. Vrenje. Poizkus: Stekleno posodo, v kateri sta približno dve tretjini čiste vode, postavi nad plamen vinskega cveta; v vodo pa obesi termometer. — Ko se voda nekoliko segreje, vzhajajo iz nje drobni zračji mehurčki; pri višji temperaturi vidiš vzhajati od dna majhne mehurčke, ki pa poprej izginejo nego dospo do površja. Pri tem¬ peraturi 100° C vzhajajo od dna drobni mehurčki, ki na svoji poti na površje vedno bolj naraščajo in na površju razpokajo. Ti mehurčki spravijo vodo v neko kipeče gibanje, tedaj pravimo, da 38 voda vre. Od tistega hipa, ko je voda zavrela, kaže termometer eno in isto temperaturo, dokler je le še nekoliko vode v posodi. Vrenje je pretvorba tekočin v hlape ali pare v notranjščini in na površju. Temperatura, pri kateri tekočina zavre, se imenuje nje vrelišče. — Pri vrenju nastala plinasta telesa imenujemo navadno pare, dočim imenujemo pri hlapenju na površju tekočine nastale pline hlape. Pojav vrenja je tale: Izprva odhaja zrak iz tekočine, ker dobiva z večjo temperaturo tudi večjo napetost. Kmalu za tem se tvorijo prve pare na dnu posode, kjer je tekočina v dotiki z izvorom toplote. Vzhajajoče te pare pridejo v mrzlejše plasti in se tam zgoščujejo zopet v tekočino. Ko pa je tekočina dobila zadosti visoko temperaturo, se tvorijo pare, silne dovolj, da zmagujejo zračji pritisk in pritisk tekočine. Toplota, ki jo odslej tekočina dobiva, se uporablja za to, da zvezo med molekulami popolnoma pretrga in premaga zračji pritisk na tekočino. Zato obdrži vrela tekočina eno in isto temperaturo. Čim več to¬ plote dobiva v istem času, tem bolj živahno vre. — Pri vrenju nastale pare imajo isto temperaturo kakor vrela tekočina. Vsaka tekočina ima svoje posebno vrelišče. Pod navadnim zračjim pritiskom zavre: alkohol pri 87'5° C, bencin pri 90 do 110° C, laneno olje pri 316° C, petrolej (očiščen) pri 150° C, živo srebro pri 357° C, žveplov eter pri 3T5° C. Poizkus: a) Pod poveznikom zračje črpalke zavre voda že pri temperaturi 60 do 70° C, ako odstraniš zrak iz poveznika. b) V steklenici s precej dolgim grlom pusti Vodo toliko časa vreti, da iztirajo vodene pare ves zrak iz nje; potem pa vzemi steklenico od izvora toplote, jo dobro zamaši in postavi vzvrnjeno na posebno držalo (slika 29.). Voda neha vreti ; zavre pa takoj vnovič, ako poliješ steklenico z mrzlo vodo. To moreš nekolikokrat 39 ponoviti. Mrzla voda zgosti vsakikrat vodene pare v vodo, pritisk na vodo se zmanjša in voda zavre vnovič. Vrelišče iste tekočine zavisi od pritiska na te¬ kočino, se znižuje s pomanjšanjem pritiska in po¬ višuje s povečanjem pritiska na tekočino. Na Sv. Gotthardu (višina 2075 m) zavre voda pri 92'9 C, na Mont- blanku (višina 4800 m) pri 84° C. Da povišamo vrelišče vode, služi nam Papinov lonec (slika 30.). To je močan železen lonec s privitim železnim pokrivalom. Na pokrivalu je privarjena cev a do malega polna živega srebra, v katero se vtakne termo¬ meter za merjenje temperature v loncu. Na pokrivalu je tudi varovalna za- klopnica, ki jo zapira utež q. Ko doseže napetost par gotovo mejo, se za- klopnica odpre in izpusti nekoliko par, s čimer se pritisk v loncu zmanjša. Voda zavre pod pritiskom ene atmosfere pri 100° C, pod pritiskom dveh atmosfer pri 120° C, pod pritiskom 16 atmosfer pri 200° C. Zakaj pokrivajo kuharice’ lonce s pokrovi? — Zakaj se je treba pri določevanju vrelišča na termometru ozirati tudi na zračji pritisk? — Mo je na štedilniku voda začela vreti, ali ti kaj koristi, če naložiš mnogo kuriva in s tem ogenj povečaš ? Mo voda ni čista, ako ima n. pr. v sebi raztopljene kake soli, zavre šele pri višji temperaturi. § 39. Zgoščevanje hlapov in par. Poizkusa: a) Mrzla steklena plošča, ki jo držiš nad vrelo vodo, se orosi ter postane mokra. — Nad vrelo vodo vzhajajo beli megleni mehurčki. Vzhajajoče vodene pare se ohlade in postanejo zopet kapljivo tekoče. — b) Vzemi na enem koncu zatvorjeno stekleno cev polno vodenih par in jo potisni v drugo širšo cev z živim srebrom. Ako prvo cev v drugo pogrezneš in tako vodene pare v njej za¬ dosti stisneš, pretvori se jih nekoliko v vodo. — Iz teh poizkusov sledi: Pare in hlapi se pretvarjajo zopet v tekočine, ako jih zadosti ohladimo ali pa stisnemo. Pretvorba par in hlapov v tekočine imenujemo njih zgoščevanje. Poizkus: V posodi a (slika 31.) vre voda, njene pare odhajajo skozi cev b. Najprej počakaj, da vodene Slika 31. 40 pare iztirajo iz posode a ves zrak, potem pa postavi pod cev b posodo c, v kateri je do posebnega znamenja mrzla voda do¬ ločene temperature. Pare vrele vode se v mrzli zgoš&tjejo v tekočo vodo, v posodi c se zbira vedno več vode in njena temperatura poskoči za nekoliko stopinj. Temperaturo segrete vode določi in si jo zapomni. Potem izprazni posodo c, napolni jo drugič z mrzlo vodo do iste višine kakor prvič ter prilij toliko vrele vode, kolikor se je je prej zgo¬ stilo. Termometer te sedaj uči, da se voda ni za toliko stopinj segrela, kakor prvič z zgoščevanjem par. Torej sledi: A ko se pare ali hlapi zgoščujejo v tekočine, izpuščajo prej utajeno toploto ter jo oproščujejo. Natančni poizkusi uče, da izpuščajo pare pri zgoščevanju prav toliko toplote, kolikor se je je utajilo, ko se je tekočina pre¬ tvarjala v pare. § 40. Prekapanje. Razhlapanje. Ako iz kateregakoli vzroka pretvarjamo tekočine v pare in te pare zopet zgoščujemo, imenujemo to postopanje prekapanje. Navadno prekapamo tekočine radi tega, da jih očistimo njim pri¬ mešanih ali v njih raztopljenih trdnih teles ali primešanih manj hlapnih tekočin. S prekapanjem lahko ločimo alkohol od vode (kuhanje žganja), žveplovo kislino od vode itd. Prekapana voda je kemijsko čista. — Nekatera trdna telesa se dado takoj pretvoriti v pare, ki jih lahko zopet zgostimo. Z izparivanjem moremo torej tudi v kaki zmesi trdnih teles ločiti bolj hlapna od manj hlapnih. To postopanje imenujemo razhlapanje. Zgoščene pare raz- hlapnih teles so razhlapina; dobivamo jih sploh kakor droben prah, n. pr. žveplovo cvetje. § 4l. Izžarjevanje toplote. Ako se z obrazom obrneš proti prostemu ognju, čutiš v obrazu vročino, ki je tem večja, čim močnejši je ogenj. — Ta vročina pa takoj neha, če predstaviš pred se kak zaslon. — Iz tega razvidiš, da ta vročina ne prihaja od zraka okoli tebe, marveč neposredno od ognja skozi zrak, ne da bi se ta kaj segrel. — Kaj podobnega občutiš, če se postaviš zakurjeni železni ali lončeni peči nasproti. Tukaj tudi čutiš vročino na tisti strani telesa, ki je obrnjena proti peči. Vročina pa izgine, če podstaviš pred se kak zaslon, četudi 41 le papirnat, — Če v zimskem času stopiš na solnce, čutiš takoj izdatno toploto na onih delih telesa, ki jih zadenejo solnčni žarki, dočim je zrak okoli tebe ostal mrzel. Grejoča moč solnca pa neha, ako vstopiš v senco, ali ako kak oblak solnce zakrije. V poletnem času se s solnčniki varujemo pred pripekajočim solncem. Iz teh opazovanj sklepamo, da toplota dostikrat prehaja s toplejšega telesa na mrzlejše skozi kako tretje telo, ki se pri tem izdatno ne segreje. Toploto, ki se na ta način v prostoru širi, imenujemo iz ž a r j e n o toploto. Opazovanja nas uče, da topla telesa izžarivajo toploto v premih smerih v mrzlejšo okolico, ali da se izžarjena toplota širi premočrtno. Preme črte, ki kažejo smeri, v katerih se izžarjena toplota širi, imenujemo toplotne trake ali toplotne žarke. Iz dejstva, da pri solnčnih žarkih obenem s svetlobo čutimo tudi toploto, sklepamo, da se svetloba in izžarjena toplota«širita z isto hitrostjo. Čim bolj se od zakurjene peči oddaljimo, tem manj čutimo izžarjeno toploto; učinek izžarjene toplote se torej v daljavi zmanjšuje. — Rko zadenejo toplotni žarki ob površje kakega telesa, se na tem deloma odbijajo, deloma pa prodirajo v no¬ tranjščino telesa, ki jih potem več ali manj propušča skozi svojo tvarino (n. pr. zrak, steklo), ali pa jih vsrkava ter se tako segreva. Poizkusa: a) Kovinsko posodo kockaste oblike, ki ima eno stran uglajeno, drugo razpraskano in hrapavo, tretjo prevle¬ čeno s svinčeno beljo, četrto pa pomazano s sajami, napolni z vrelo vodo. Če postavljaš potem kroglo k termoskopa (slika 24.) v enakih razdaljah zdaj pred eno, zdaj pred drugo stran posode, razvidiš, da se krogla najbolj segreje, ko je stala sajasti strani nasproti, najmanj pa, ko je stala gladki strani nasproti. — b ) Dve popolnoma si podobni in enako veliki steklenici, od katerih pa je ena zunaj s sajami počrnjena, napolni z vodo iste temperature, potem pa ji postavi na kak hladen prostor. — Voda v počrnjepi steklenici se hitreje ohladi kakor v drugi. Izmed teles, ki imajo isto temperaturo, izžarivajo nekatera v istem času več toplote nego druga; — telesa imajo torej različno izžarilnost. Eno in isto telo pa izžariva v istem času tem več toplote, čim višjo temperaturo ima. 42 Največjo i z ž a r. i 1 n o s t imajo črna in na površju hrapava telesa, najmanjšo pa svetla in uglajena. Poizkus: Dve enako veliki stekleni posodi, katerih ena je zunaj s sajami prevlečena, napolni z vodo ter ji potem izpostavi solnčnim žarkom. V istem času se segreje voda v počrnjeni posodi do višje temperature nego v drugi. Telesa vsrkavajo izžarjeno, nanje vpadajočo toploto v različni meri; največ je vsrkavajo taka telesa, ki imajo tudi večjo izžarilnost. Saje vsrkavajo malone 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 sajami. — V belih in leskečih posodah ostajajo jedila dalje časa gorka nego v temnobarvanih ali sajastih. — Listje in drugi deli rastlin so na strani, proti nebu obrnjeni, gladki, spodaj pa bolj hrapavi. To jih varuje podnevi prevelike vročine, ponoči, ko toploto izžarivajo, pa mraza. (Zakaj ?) — S čim varujemo pozimi pohištvo blizu peči, da od prevelike vročine ne raz¬ poka ? — V starih, zunaj sajastih ponvah zavre voda hitreje kakor v novih, zunaj svetlih. (Zakaj ?) § 42. Specifična toplota. Kalorija P o i z k u s.- Enako težke krogle iz bakra, svinca in železa segrej skupno v olju približno do temperature 150° C. Potem položi te krogle na približno 2 cm debelo ploščo iz stearina (sl. 32.) Krogle oddajajo svojo toplote stearinu; ta se začne pola- Slika 32. goma taliti, krogle pa vdirati v ploščo. Najbolj glo¬ se vdere železna, najmanj pa svinčena krogla, tega sklepamo, da krogle pri isti temperaturi mele iste množine toplote v sebi. Železna , ki je stalila največ stearina, je morala imeti največ toplote, najmanj pa svinčena. Telesa enake teže potrebujejo različne mno¬ žine toplote, da se segrejejo do iste temperature. — Množina toplote, ki segreje težinsko enoto (k•' sto > / UNIVERZITETNA KNJIŽNICA MARIBOR 21415/1,1925 000510268