Равнение на воду
Вода – неоднозначное химическое соединение. В мире насчитывается множество видов воды, ее разделяют по химическому составу, молекулярному, по происхождению и другим особенностям. Но, несмотря на такое разнообразие, человек выбрал воду в качестве эталона, образцовой меры для изменения температуры, массы, количества тепла, высоты местности и использует это во многих своих изобретений.
Еще в древних цивилизациях Греции и Рима человек использовал воду для измерения времени. Самая первая модель часов на основе воды имела очень простую конструкцию. Медный сосуд, заполненный водой, имел узкое отверстие у основания, через которое и медленно вытекала вода. Капля за каплей шло время, а по уровню оставшейся в сосуде воды можно было определить прошедшее время, для удобства на стенку сосуда наносились отметки. Назывались такие водяные часы клепсидрой и обычно использовались в облачную погоду, чтобы заменить солнечные часы. Также известен факт применения клепсидры в судебной практике, ее ставили во время выступления участников процесса, чтобы каждый мог получить равнозначное время. Именно отсюда и пошло известное выражение: «Ваше время истекло!»
В создании термометра также участвовала вода, а точнее ее физические свойства. Фаренгейт создавая свой ртутный термометр, шкала которого носит его имя, использовал в качестве исходных точек температуру кипения воды (212°F) и температуру льда, состоящего из воды с солью, равную -17,5 °С или 0°F. Таяние льда по его шкале соответствует 32°F. Получается, что по шкале Фаренгейта промежуток между таянием льда и закипанием воды разделен на 180 градусов, в отличие от привычных 100 в шкале Цельсия. У нас эта шкала нигде не употребляется, однако, многие открыли для себя эту калу еще в детстве, читая классика фантастической литературы американца Рея Бредбери «451 градус по Фаренгейту». Это число соответствовало в книге температуре горения бумаги. Шкала Фаренгейта популярна в Америке до сих пор, а весь остальной мир перешел на измерение температуры по Цельсию. Тем не менее, попав в Америку не удивляйтесь, если вам скажут, что на улице 80 градусов, это все лишь означает, что температура около 26°С.
Шведский ученый Андерс Цельсий изобрел свой градусник на 30 лет позже Фаренгейта ориентируясь на привычный нам интервал в 100 градусов между кипением воды и таянием льда. Однако первоначально точка закипания была равна 0°С, а таяния льда 100°С.
Кроме упомянутых Цельсия и Фаренгейта, французский естествоиспытатель Рене Реомюр работал над своей температурной шкалой. В создании своего спиртового термометра он также ориентировался на основные точки изменения состояния воды, однако разделил он промежутком в 80 градусов. Эту шкалу использовали в Царской России, и только после революции к нам пришел привычный градусник со шкалой измерения Цельсия.
Вода также стала эталоном в разработке единой метрической системы в 1793 году. До привычных в современной жизни килограмма и грамма, во всем мире использовалось множество различных измерений. Сейчас существует определенный эталон каждой мере весов. Известно, что грамм соответствует весу 1см3 воды в состоянии ее наибольшей плотности (4°С). Из этого следует, что вес 1кг – это вес литра воды, а 1 т – это кубический метр воды.
Также с помощью воды измеряется калория. Калория – это единица для измерения количества работы или энергии. Одна калория равна количеству тепла, необходимому для нагревания грамма чистой воды на один кельвин (единица измерения температуры) при стандартном атмосферном давлении.
Рельефы земного шара также при описании используют водный эталон. А если быть точнее, все высоты и глубины, все, что находится на дне морском или объекты, устремляющиеся в небо, все это описывается с упоминанием уровня моря, то есть воды. Кажется, что нет ничего изменчивее моря и совсем неясно, как можно отталкиваться от него в таких вопросах. Но, несмотря, на все свои приливы, волны и колебания, именно море было признано учеными лучшей точкой отсчета для определения абсолютной высоты. Что такое уровень моря? Представьте себе, что все моря связаны друг с другом, а значит к ним можно применить принцип сообщающихся сосудов. Если бы вдруг все моря перестали свои непрерывные колебания и установились бы в равновесии, то точку поверхности воду можно было бы и назвать точкой уровня моря. Естественно, моря не останавливаются, поэтому ученые в течение нескольких десятилетий наблюдают за уровнем морей и высчитывают соответствующую точку. Для измерения абсолютной высоты в разных странах используются разные моря, а именно те, которые находятся ближе всего к стране или непосредственно в этом регионе. В России, Беларуси и многих других странах бывшего СССР отсчет абсолютной высоты производится от нуля Кронштадтского футштока, который совпадает со средним многолетним уровнем Финского залива Балтийского моря.
Мы видим, что такая изменчивая вода дала человечеству так много отправных точек для того, чтобы создать эталон веса, температурную шкалу, абсолютную высоту и эталон измерения энергии. Но, к сожалению, не создан эталон чистой питьевой воды и его можно создать - купить фильтр обратного осмоса!
