Original:  http://www.rundetaarn.dk/en/the-observatory/ole-romer/the-hydrometer/

Rømer hüdrostaatilised mõõtmised

Erling Poulsen

Hüdromeeter (mida nimetatakse ka aeromeetriks) on vahend, mida tänapäeval kasutavad enamasti koduõlid, kuid mida varem kasutati vedelike tiheduse määramiseks sageli. Seadet on kaks peamist tüüpi; kõige tuntum on see, mis tüüpi kaela on varustatud skaalaga, nii et saab kindlaks määrata vedeliku tiheduse või muud sellest sõltuvad asjad, nt. alkoholisisaldus, sellest, kui madal on see kaalu. Kuid teise tüübi puhul on kaelal üks märge (kus see mõõdetakse puhta veega paigal) ja hüdromeetri ülaosas asuv pann; kui tihedus tuleb mõõta, suunatakse kaal vedeliku alla ja mitmed juhtmed asetatakse pannile, kuni kaal on langetatud märgini, mis tähendab, et kõigi mõõtmiste käigus nihkub sama maht ja kasutades Archimedese põhimõtet, jõuab järelduseni, et suhteline tihedus (vesi on fikseeritud 1-ga) muutub p=1+m/m_o, kus m on mõõtmetega juhtmete kaal ja mo on tühja instrumendi kaal. Paljudes kohtades saab Fahrenheit selle tüüpi hüdromeetri väljaarendamise eest krediiti. Ta kirjeldab seda vahendit oma artiklis (Filosoofilised tehingud 1724) Aræometri novi kirjeldus ja usus (uue hüdromomeetri kirjeldus ja kasutamine), kuid pärast Ole Rømer (Roemer) sülearvuti leidmist eelmise sajandi alguses, talle tuleb anda krediit (täna on instrumendi edasine arendamine tuntud kui Nicholsoni hüdromeeter); Fahrenheit nägi oma külastuse ajal 1708. aastal näinud Rømeri hüdromeetrit, nagu ka tema külastuse ajal palju õppinud termomeetrite tootmist.
Kõige tõsisem probleem, mis on seotud esimese tüübi kalibreerimisega, on see, et ülemises osas, kus skaala asub, peab olema täpselt sama diameeter, mille üle on raske tagada. Vähemalt ebatäpne ebatäpsus muudab seadme väga ekslikke tulemusi (välja arvatud juhul, kui ükski ei soovi suuremaid probleeme skaala ühikutest). Rømeri instrumendiga seotud eeliseks on asjaolu, et see tõmbab sama koguse vedelikku välja ja see ebatäpsus ei ole seetõttu oluline.
Kui siis, lisaks sellele, on võimalik valmistada vahend, mis täpselt kaalub 100 või 1000 korda nii palju kui standardsete juhtmete puhul, siis võiks neid kasutada ja suhtelise tiheduse muundamine hõlmaks vaid juhikute lugemist. Allpool on näidatud asjaolu, et Rømer seda täpselt soovib, kuigi ta ei õnnestu. Instrument ei vähene piisavalt madal, kuid probleem lahendatakse lihtsa konversiooni maksumusega.

Vanim lugusid aparaat selline tulenevad aastaringselt 400 (Hypatia Alexandria), kuid nad on ilmselt unustanud. Järgmine kord, kui seadet on nimetatud on Samuel Peppy on ajakirja 9. detsember 1668, kus Boyle kuvab ühe:  ja ei anna mulle klaasi mull, proovida tugevust Kange koos. Robert Boyle ise viitab oma aparaati “New essee instrument”, kus tema artikkel on tõesti, kuidas üks lihtne kindlaks, kas kuldmünt on võlts. Aga ta on idee aparatuuri hüdromeetriga mis ta oli varem esitatud; nii seadmete kirjeldus ning käesolev kirjeldus näitab, et see on seda tüüpi, mis vajub enamvähem vedelikus sõltuvalt selle tihedus. Ta kirjutab, muu hulgas:  …Aga hiljem arvestades seda vähe instrument mõnevõrra rohkem tähelepanelikult, ma arvasin kohaldamise võib kergesti olla “twere tagurpidi, ning et arvestades” twas kasutada vaid leida erinevaid gravities mitme Kange, selle erineva raskusastmega Keelekümblus neist…
Rømer juba hõivatud hüdromeetrid viibimise ajal Pariisis mis on näidatud  kirjas John Locke Nicolas Toinard (saadetakse 1679), milles ta ütleb: Sellepärast, Römeri hüdromeetrit mis nad on teinud minu jaoks, on kõik omadused, mida saab teha asja väga väärikas.

Rømer soolvee mõõtmine

Soolvete kontsentratsiooni lõik keskendub sellele, kuidas saab mõõta, kui palju soola vesilahus on vee kohta soolalahuses. Rømer määrab selle, et mõõta soola kontsentratsiooni mõõtmiseks mõõtevahendiga (hüdromeeter koos paniga), et mõõta soola kontsentratsiooni. Selles lõigus on kolm tabelit, kuid ainult ühte kahest esimesest on mõõdetud, aga millest üks?
Esimeses tabelis on näidatud, kui palju soolvee kaalub võrreldes sama koguse veega, kui kaal on 1000. Seda võib mõõta, kaaludes 1000 vett (vaevalt potti) kolbi ja kaaluge seda Kui seejuures segu märgistati siis, kui segati teadaoleva kontsentratsiooniga soolvees (soola padi kohta potti kohta), võidi see märgini täita ja lisatud massi võib otseselt mõõta täpsusega 1/16 ort (tema väikseimad otsad). Arvnäitajad vastavad kaasaegsetele mõõtmistele.
Teine tabel näitab, kui suurt massi tuleb hüdromeetril asetada, kui see on erinevatele soolveestele asetatud, et see saaks selle peale märgata. Numbrid esitatakse täpsusega 0,01 ühiku massi kohta ja kui arvestada, et ülekaalulised osad on ligikaudu 0,06 g (0,01×0,206×29 9/16 g (vt hiljem)), on arvnäitajate täpsus otsemeetodi kaudu võimatu saada ja tabelist on vaja teistsugust selgitust.
Seega peame järeldama, et Rømer on ainult esimeses tabelis mõõtnud väärtusi, sest ta suutis; teine ​​tabel on arvutustabel, mis viib viimase tabeli juurde, mis on eeldatavasti praktikas kasutatav.
Pärast esimese tabeli koostamist märgib ta, et soolalahuse suhteline tihedus ei suurene lineaarselt soola kogusega; selle kummalise suhte alusel on paar mõõtmist ning püütakse seda seletada. Rømer näeb ette, et sool tungib vee pooridesse.

Hüdromeeter

Siin on kirjeldus mõõteriist, mis koosneb väikesest mahutist, võib-olla klaasist, kus põhjas asetatakse midagi rasket (plii või elavhõbe?). Kaal on 26 15/16 As; on kummaline, kui kuusteist kasutatakse, kuna tema kergeimad orttihed kaaluvad 1/16 ort = 0,3 As. Mahuti peal asetatakse väike pan (valmistatud messingist või pliist? Võib olla see, et plumbea on varustatud pitseriga, sest see oleks sobiv), mis toob kogutud massi 29 9/16 As.; mida ta peab kasutama skaalal, et aparatuur kraaniks soolvees, on selle kaaluga 1/100 ühikut. Tõenäoliselt ei pruugi tema ülekaaluline üksus tema tavapäraste juhtmetega sobida.
Seadme mass on arusaadavam, kui see teisendatakse ortiks (siin kasutatakse tema esimest mõõdetud väärtust 1 £ = 2425,12 As.). Tulemuseks on, et 26 15/16 As. = 5 11/16 ort (erinevus on alla 0,01%). Nüüd lisatakse pann ja kogukaal muutub 29 9/16 As. = 6 ¼ ort = 100/16 ort (erinevus on ligikaudu 0,14%). Ülekaalude ühik muutub seega tema kõige väiksemaks juhuks 1/16 ort.
Ta avastas, et seade ei mahu piisavalt puhta veega alla. Lisati püsivat ülekaalulisust, nii et ligikaudu pool kaelast oli kaetud, märgistatud. Tal oli ülekaalulised juuksed, mida nad ei muutunud, ja ta leidis, et ülekaal on vajalik aparatuuri massi tõttu. Leiti, et ülekaal on 12,35 ühikut. Hüdromeetri joonise kõrval leiate numbrite loendi, mida saab tõlgendada järgmiselt: sobiva ülekaaluga leitakse 10 (tolli) niidi (vask?), Sest niiti saab tõmmata väga sarnases ja väike läbimõõt. Panusega seade kaalutakse sama keermega ja kogukaal on 91″ (kõik numbrid on kokku pandud, 2.2 ja 1.1 tuleb lugeda 2″ kahe topeltjoonena ja 1″1 topeltrida, 1 topelt rida = 1/6″). Kogumassi sisaldus on 81-tolline niit kaalust ilma ülekaaluta ja kui 81″ piigid võrduma 100 ühikuga, siis 10″ võrdub 12,35 ühikuga. Loomulikult ei ole numbrite tõlgendamine kindel, vaid ettepanek. Need numbrid on omamoodi loetletud ja on raske mõista, kas neil peaks olema teistsugune eesmärk kui ülekaalulisuse kindlaksmääramisel. Rømeril oli nüüd võimalik töötada välja teine ​​tabel, kasutades Archimedese “printsiblet”. Kui nimetame tabelist d tulenevad suhtelised kaalud, on hüdromeetril asetatud ülekaal olema:

p = 112.35 x (d-1000)/1000

Sel viisil töötatakse välja tabel 2 (p on märgitud kahe kümnendkohaga).
Empiiriliselt leidis ta nüüd seose p-i ja soolade soola vahel veekoguse kohta c. Rømer selgitab seost, kasutades sõnu ja logaritmi:

Log p = log 1.38 + (1-1/20-1/300) x log c

Interpoleerimise ja arvutuste abil sai ta nüüd lõigus viimase tabeli leida, kus p (1/16 ort) integreeritud väärtuste jaoks on näidatud, kui palju soola ja koguse kohta on antud vees soolvees. Tabeli kõrval leiame mõnda “salajast” kirjutamist, mis näitab, et ta soovib hoida hüdromomeetri ehitamist salajasena, mis võib olla ka põhjuseks, miks ta märkis kaalu As’is. Seega, pärast hüdromeetri mõtestamist ja konstrueerimist on Rømer mõelnud arvukate soolvee suhtelise massi suhtes vee suhtes. Selle põhjal töötab ta välja laua, nii et aparatuuri saab kasutada edaspidiseks soolvee kvaliteedi mõõtmiseks.

Muud mõõtmised ja järeldus

See on koht, kus lõikes kohta sooladest lõpeb kirjeldus mõned teised eksperimendid, mille jooksul ta märkab, muu hulgas, et suhkru lahus vees võib lahjendada kuni poole kontsentratsioon, mis vastab poolele ülekaaluline, vastupidiselt ta avastas katsete ajal soolase veega. Ja Rømer järeldab:
Seega on tõestatud, et kui pot soola või merevee lahjendatakse pott värsket vett, see ei lisada kuni segu kahest potid. 
Ilmselt sellest, et 1+1 ei ole alati võrdne 2 on hämmingus teda.

Sulamite mõõtmine

Näide sellest, kuidas Rømer korraldas tehnikaga juhise, et märkimata suurused oleksid mõõdetavad, võivad isegi lugemata inimesed lugeda märkmetes. See on kirjeldus selle kohta, kuidas lihtsal viisil leitakse sulamite ja muude segude koostis.
Selle lõike teooria on järgmine: laske anda massi järgi massi järgi segu, mis koosneb ainetest A ja B; segus on A ja c-osakeste B osad. Kui segu vees voolab, kaotatakse qc osad kaalust; c osad A ja B kaotavad vastavalt qa ja qb osad vees. Sellest tulenevalt määratakse sulami, A ja B suhteline tihedus (vee suhtes), mis viib:

a/(c-a) = (q_b-q_c)/(q_c-q_a) or a/c = (q_b-q_c)/q_b-q_a).

Kui A on kuld, siis on huvitatud kaaluühikute A arv 24 sulamisseadme massi kohta ja see muutub järgmiselt:

The carat weight = 24 x (q_b-q_c)/(q_b-q_a)

Aastal seoses meetodi kasutamist, näitena on toodud: 855 massiosas kulla-vask. Sulam kaotab 55 massiosa vees; 855/19 (tihedus kulla vee suhtes) = 45; 855/9 (tihedus vask vee suhtes) = 95; kõik selle karaatides = 24 x (95-55)/(95-45) = 19 1/5 margid.
Et meetod isegi lihtsam kasutada, sest jagamine, sel ajal, leiti olevat väga raske tavalised inimesed, laud loodi mille tihedus on määratud 19.16, 10.45 ja 8.96 kulda, hõbedat ja vase, vastavalt; kaalu kogus sulamist seatakse 100000. ühe lihtsa mõõtmise kaalulangus vees, samuti teadmisi, mida metall kuuluvad, karaatides saab määrata; teises tabelis on ka antud, nii et kvaliteet (mõõdetuna Kuueteistkümnendikud) saab määrata hõbe-vask. Siis  suure laua  antakse, mida saab kasutada, kui segatud metalli sulam hõbeda ja vase, kuigi üks on teada seoses kahe; Ta mainib, kuidas seda saab hinnata värvi.
Täiesti erinevas punktis lisades Römer võtab asja uuesti, milles ta annab graafilise määramise meetodi, nii et töö mõõtmiseks on veelgi vähendada. Meetodit saab kasutada ka siis, kui üks osa segu on kergem kui vesi; on näide, kus plii segatakse vaha ja puidust.

Viiteid
Alić, M. (1986). Hypatia Heritage: ajalugu Naised teaduses antiikajast üheksateistkümnenda sajandi . London: Naiste Press Ltd.
Internet: http://www.pepys.info/1668/1668dec.html 
“Philosophical Transactions” , juuni 1675
“Philosophical Transactions” , 1724, maht 33.
Thyra Eibe ja Kirstine Meyer 1910:  Ole Romers Adversaria. København. Algne on Royal Library, Kopenhaagen.
Red. Claus Thykier 1989: “Ti Rømer Facetter” , ISBN 87-983081-1-4, Albertslund.
Per Friedrichseni ja Christian Gorm Tortzen 2000 Ole Rømer. København.
Andreas Nissen 1944: Ole Rømer. Et Mindeskrift. Fr. Bagges Kgl. Hofbogtrykkeri, København
Per Friedrichseni ja Christian Gorm Tortzen 2004: Ole Rømer-videnskabsmand og samfundstjener. København.