♫ – OFF TOPIC – Próżnia niedoskonała czyli wielkość nieurojona…


https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5b/Molchanova_by_levitskiy.jpg
Student of Smolny Institute Catherine Molchanova with vacuum pump, by Dmitry Levitzky, 1776…
Dalej w tekście Czytelnik znajdzie informacje, że taka pompa podciśnieniowa mogła powstać w drugiej połowie XIX wieku…

♫ – OFF TOPIC – Próżnia niedoskonała czyli wielkość nieurojona…

Wstęp…


Rysunek Gaspara Schotta z artykułu relacjonującego doświadczenie. 1672. Miedzioryt na papierze. 26,9 x 34,7 cm

Pracuję obecnie nad przybliżeniem Czytelnikowi zadziwiającej historii metalurgii na ziemiach polskich. A w zasadzie to metalurgii światowej, bo coraz więcej informacji przekonuje mnie do hipotezy, mówiącej że cywilizacja – czyli metalurgia i energetyka – zaczęła się (a może odrodziła) na naszej planecie gdzieś między Odrą a Dniestrem…

Dziś, by wynagrodzić Czytelnikowi czas oczekiwania na kolejne odcinki cyklu technologiczno-historycznego, taka krótka opowieść o podciśnieniu czyli próżni…

PS

Opowieść miała być krótka. Jednak znów wyszło długie opowiadanie. Nic na to nie poradzę, że gdzie się nie dotknę, to rozpruwa się zetlała tkanina historii, pokazując zadziwiający i nieznany nam świat…

 

Mój „patent” na podciśnienie…


Die Magdeburger Halbkugeln in senkrechter Anordnung. Experiment to demonstrate the effect of atmospheric air pressure: the Magdeburg half-spheres.

Jakiś rok po ostatniej „wojnie w Zatoce” i po tak zwanym „wyzwoleniu Kuwejtu”, znalazłem się w tym kraju, w zespole polskich specjalistów, których zadaniem była kalibracja, czyli wzorcowanie urządzeń na dwóch tamtejszych elektrowniach. Kilka opowieści „kuwejcko-libijskich” zamieściłem w Obserwatorze Politycznym. Ciekawy Czytelnik może się z opowieściami zapoznać tutaj:

https://obserwatorpolityczny.pl/author/fringilla/

W pewnym momencie stanąłem przed problemem dokładnego pomiaru nadciśnień i podciśnień. Dysponowaliśmy bardzo dobrym kalibratorem nadciśnień i podciśnień amerykańskiej firmy, której nazwy z przyczyn oczywistych nie wymienię.

Urządzenie było faktycznie „najlepsze na świecie” i akceptowane przez Zleceniodawcę. Z nadciśnieniami (ciśnieniami wyższymi jak 1 atmosfera), nie było problemów. Problem pojawił się gdy należało wytworzyć podciśnienie mniejsze jak pół atmosfery.

Mówiąc prosto. Ciśnienie jakie wytwarza znajdująca się nad nami atmosfera planety, wynosi około 1 atmosfery (około 1 bara). Brak atmosfery, czyli próżnia to zero atmosfery (kosmos). Trzymał się będę tej nomenklatury w dalszej części opowieści.

Ale wspomnę, że wiele urządzeń jest „wyskalowanych” w ten sposób, że podaje się „ilość atmosfer” w stosunku do ciśnienia ziemskiego = 1 atmosfera.

Już tłumaczę „jak to działa”. Załóżmy, że mamy zbiornik ciśnieniowy lub instalację sprężonego powietrza i „nominalne ciśnienie wynosi 5 atmosfer”. To oznacza, że instalacja czy zbiornik zaprojektowany jest na znajdujące się wewnątrz ciśnienie równe 5 atmosfer PONAD ciśnienie ziemskie. W stosunku do próżni, to ciśnienie w zbiorniku wynosi 5 + 1 = sześć atmosfer.

Nasze urządzenie mogło mierzyć niemal kosmiczną próżnię. Nie potrzebowaliśmy mierzyć tak „międzygwiezdnych ciśnień”, jedynie ciśnienie rzędu – jakieś 0,4 – 0,6 atmosfery. Oczywiście w stosunku do „próżni kosmicznej”. Czyli jakieś 0,4 – 0,6 atmosfery poniżej ciśnienia atmosferycznego. Mam nadzieję, że na razie jest zrozumiale…

Pomiar miał polegać na tym, że załączoną do kalibratora pompką mieliśmy wytwarzać podciśnienie, które mierzył dokładnie miernik. Przy odpowiednich wartościach podciśnienia powinny zadziałać jakieś czujniki czy urządzenia. Skalibrowane sygnały (wartości ciśnień / podciśnień), powinny też być widoczne na odpowiednich monitorach w sterowni.

Ale pojawił się problem. Pompka jaką mieliśmy wytwarzać podciśnienia pozwoliła jedynie na uzyskanie ciśnienia około 0,4 – 0,5 atmosfery, choć jako „pompka nadciśnieniowa” spokojnie pozwalała „nadmuchać instalację” do kilku atmosfer.

Była to całkiem przyzwoicie wykonana tłokowa pompka ręczna, działająca na takiej zasadzie tak jak pompka do roweru czy prymitywna pompka do uzyskiwania podciśnienia w butelce z winem, które chcemy przechować na dłużej. Wykonanie było technicznie bez zarzutu – możliwe, że te pompki i kalibratory wykorzystywano w NASA.

Mimo różnych prób z tą pompką, mimo prób jej usprawnienia, nie udawało się „wyssać” z instalacji czy badanego urządzenia takiej ilości powietrza, by ciśnienie spadło poniżej 0,5 atmosfery. A potrzebowaliśmy „wysysać ciut więcej”…

I wtedy wpadłem na idiotyczny pomysł, który oczywiście, postanowiłem sprawdzić. Przypomniałem sobie, że kiedyś czytałem w Młodym Techniku (takie czasopismo do otumaniania przez „komunistów” dla młodzieży) o tym, że człowiek jest w stanie „nadmuchać płucami” bardzo małe „nadciśnienie”. Natomiast jest w stanie „zassać” ustami tak mocno, że może wytworzyć ciśnienie rzędu 0,4 atmosfery (0,4 mniej niż ciśnienie atmosferyczne).

Miałem trochę złączek pneumatycznych i po chwili skonstruowałem odpowiedni „patent”.

Rurkę którą można było podłączać do badanego urządzenia, połączyłem trójnikiem i zaworkiem z drugą rurką, połączoną z posiadaną pompką podciśnienia. Rurka „główna” też miała stosowny zaworek. I oczywiście, było też wyjście na nasz kalibrator.

Na drugi dzień wypróbowałem „idiotyczny patent” na prawdziwej instalacji. Działało to tak. Zamykałem zaworek od pompki i otwierałem zaworek „na usta”. Wsysałem powietrze z instalacji ustami ile się dawało – wskazanie miernika spadało czasem do wartości poniżej 0,4 atmosfery ( o 0,4 atmosfery poniżej ciśnienia atmosferycznego). Wtedy zamykałem zaworek „rurki do ust”. W instalacji nadal było podciśnienie 0,4 atmosfery – w stosunku do ciśnienia atmosferycznego, czyli 0,6 atmosfery powyżej „kosmosu”. Wtedy otwierałem zaworek do pompki i machając nią intensywnie dawało się zjechać z ciśnieniem jeszcze o jakieś 0,2 atmosfery.

Głupie? Idiotyczne? Niemożliwe? A jednak działało! Tym to sposobem, gdy pokazałem „personelowi” mój „patent” i pokazałem jak dokonywać pomiarów, udało nam się wykonać powierzone zadanie na wszystkich urządzeniach w obu elektrowniach.

Gdy przyszło do podpisywania dokumentów – „papierologia” i biurokracja była na tym kontrakcie niewyobrażalna – jeden z „tubylców”, taki ze złotymi okularami za 10 tysięcy dolarów i z angielskim szlifowanym na Harvardzie, bardzo się zainteresował tym, jak nam się udało dokonać pomiaru podciśnień. Bo jeszcze przed wojną – która nawiasem mówiąc nie spowodowała żadnych zniszczeń ze strony „wrażego Saddama”, a jedyne i poważne zniszczenia powstały w wyniku celowych bombardowań instalacji przez „wyzwolicieli demokratycznych” – różne ekipy „z Zachodu” próbowały dokonać okresowych kalibracji elementów podciśnieniowych, ale nikomu się nie udało. Papiery wypełniano i podpisywano, ale wszyscy wiedzieli, że nie da się dokonać takiego pomiaru poza specjalistycznym laboratorium.

Opowiedziałem krajowcowi o naszej metodzie. Nie za bardzo uwierzył w to co mówię, mimo że wszystkie dokumenty były podpisane przez tubylczego „świadka” uczestniczącego w każdym pomiarze. Musiałem niedowiarkowi w śnieżnobiałym stroju ludowym zademonstrować mój patent. Poszliśmy na jeden z nieczynnych fragmentów instalacji, gdzie pokazałem naszą technologię „usta-instalacja-kalibrator”.

Jego zdumienie widoczne na twarzy było warte każdych pieniędzy!

 

Moje podkreślenie


Original Magdeburg hemispheres and vacuum pump (location: Deutsches Museum, Munich). Widać, że nie jest to oryginał: lutowane uchwyty i sześciokątne śrubki!

Sprawdziłem osobiście, że dobrą pompką ręczną można „wyssać powietrze” z danej, niedużej i zamkniętej przestrzeni, doprowadzając do stworzenia podciśnienia jedynie do wartości około 0,8 – 0,6 wartości atmosfery ziemskiej. Ustami można „wyssać” więcej – obniżyć ciśnienie do wartości aż 0,5 atmosfery ziemskiej.

Sprawdziłem osobiście, że najlepsza na świecie pompka tłoczkowa jest w stanie obniżyć ciśnienie z instalacji podobnie jak prymitywny sposób „ustny”.

Działanie odwrotne, czyli „pompowanie zbiornika” pompką tłoczkową jest może pracochłonne, ale proste i wydajne.

 

Teraz trochę przypomnienia informacji z fizyki i historii, czyli „Półkule Magdeburskie”…

 

 

.1872. Drawing of a small pair of Magdeburg hemispheres from 1870s, used for demonstrating atmospheric pressure in natural philosophy classes. About 4-5 inches diameter. Magdeburg hemispheres were invented by Otto von Guericke in 1650. To use, the edges of the hemispheres were greased and pressed together, and a vacuum pump was attached to the port at bottom. When the air was evacuated from the inside, the valve at bottom was closed and the pump detached and the hemispheres would be held firmly together by atmospheric pressure. To demonstrate the pressure, ropes would be attached to the ring at top and a ring that could be screwed into the bottom (not shown), and audience members would be invited to try to pull the hemispheres apart. The force holding them together is equal to the area bounded by the circular joint between the hemispheres, multiplied by the difference between the inside and outside air pressure. For 5 inch hemispheres this would be about 280 lb. From Adolphe Ganot & Edmund Atkinson (1872) Natural Philosophy for General Readers and Young Persons, D. Appleton & Co., New York, p.101, fig.90

Chyba każdy miał w szkole fizykę. A chyba w każdym podręczniku jest opisane doświadczenie z „półkulami magdeburskimi”…

Wszystko zaczęło się od tego, że w roku 1650 pompkę podciśnieniową wymyślił i do tego skonstruował katolicki arcybiskup Magdeburga, Otto von Guericke ((do 1666 Gericke) – November 20, 1602 – May 11, 1686 [Julian calendar]; November 30, 1602 – May 21, 1686 [Gregorian calendar]).

Czyli, że nasz arcybiskup stworzył coś w rodzaju tłokowej pompki do roweru i jakiś rodzaj zaworka kulowego lub raczej „płaskiego” (klapkowego) – pewnie wykonanego ze skóry – tak jak tłok w starych pompkach do roweru. Dokładnie takie zaworki były stosowane w niektórych instrumentach muzycznych (dudy, organy, akordeon), oraz w instalacjach nadmuchu w wielkich piecach w pierwszej połowie XIX wieku. Organy zostały oficjalnie wprowadzone do liturgii w roku 666 przez papieża Witaliana. Wikipedia o organach: „W wyniku ciągłego ulepszania mechaniki traktury uległ zmniejszeniu fizyczny trud gry i możliwe stało się granie palcami, a nie jak dotychczas całymi dłońmi.

W wieku XV wprowadzono wydajniejsze miechy kowalskie. W tym samym czasie udoskonalono budowę wiatrownicy wprowadzając przyrząd umożliwiający otwieranie bądź zamykanie dopływu powietrza do piszczałek konkretnego głosu. Spowodowane to było pojawieniem się kontrastujących z neutralnym brzmieniem pryncypałów głosów imitujących różne instrumenty – głosy te chciano wykorzystywać solowo.

Już zwracałem uwagę Czytelnika na zadziwiające, kilkusetletnie opóźnienie pomiędzy „pneumatyką hutniczą” a „pneumatyka organową”.

Przypomnę też, że w początkach kolejnictwa (1829) łączono rury jakimś cementem, zaś 20 lat później problemem przed jakim stanęli twórcy parowozów były zawory rozdziału pary i zwyczajnej wody. A Scientific American z roku z roku 1855 przytacza patenty na „rzymskie krany wzór z Pompei” i ubolewa nad nierozwiązanym problemem dobrych kranów do wody które nadal ciekną…

Ale wracamy do naszego arcybiskupa Ottona.

Jak pisze angielska Wikipedia, tworząc swój wynalazek „pompki do opon” nasz cudotwórca opierał się na starożytnych pompach „nadciśnieniowych”, jakie znamy w wykopalisk w Pompejach i Herculanum. Bo takie pompy nadciśnieniowe – i to „podwójnego działania” – znajdowano w Pompejach, a służyły one do podnoszenia wody na wyższy poziom.

Takie urządzenia hydrauliczne opisałem tutaj:

https://kodluch.wordpress.com/2019/04/11/%e2%99%ab-off-topic-epoka-brazu-czesc-iii-zagadki/

Moja uwaga. W tym miejscu przeskakujemy trochę od pneumatyki do hydrauliki i na odwrót. Pragnę zapewnić Czytelnika, że poza tym, że płyny są mniej ściśliwe niż gazy, zasady i urządzenia są praktycznie takie same.

Dalej Wikipedia twierdzi, że w XVII wieku projekty pomp wodnych uległy poprawie do takiego stopnia, że wytwarzały mierzalne próżnie, ale nie zostało to natychmiast zrozumiane. Wiadomo było, że pompy ssące nie mogą wyciągać wody powyżej pewnej wysokości: 18 jardów florenckich według pomiaru wykonanego około 1635 r. (przeliczenie na metry nie jest pewne, ale wynosiłoby około 9 lub 10 metrów).

Limit ten (9 – 10 metrów słupa wody) był barierą w systemach nawadniających, w odwadnianiu kopalni i przy budowie dekoracyjnych fontann.

Książę Toskanii zlecił rozwiązanie problemu Galileuszowi (Galileo Galilei (ur. 15 lutego 1564 w Pizie, zm. 8 stycznia 1642 w Arcetri)), który w tej sprawie konsultował się z innym naukowcem, Gasparo Bertim (Gasparo Berti (c. 1600 – 1643)).

W drodze eksperymentów, w roku 1630, Berti zaczął pracować nad rozwiązaniem problemu lewara hydraulicznego (prosto mówiąc, rurki do spuszczania wina).

W tym samym czasie, Giovanni Battista Baliani (1582 – 1666), napisał Galileuszowi w liście, że nie da się podnieść wody na wysokość wyższą niż 10 metrów. Galileusz zasugerował „zastosowanie próżni” do podnoszenia wody – choć istnienie próżni było w tym momencie „sprawą kontrowersyjną”. W roku 1639 Berti, w drodze eksperymentów, skonstruował „barometr wodny”, w którym powstała próżnia nad słupem wody. Berti nie potrafił tego zjawiska w żaden sposób wyjaśnić.

Przypomnę tu, że już ”starożytni Rzymianie” masowo stosowali „lewarowanie” akweduktów, czyli oszczędzali ma materiale budowlanym. Woda idąca otwartym akweduktem dochodziła do głębokiej doliny. Tam budowano most (akweduktowy) leżący kilka metrów poniżej dopływu i odpływu. Woda schodziła do doliny rurami i podnosiła się tymi ołowianymi rurami na zasadzie „odwróconego lewara”.


„Rzymski” odwrócony lewar. This image illustrates back siphoning, a form of backflow.
With a water system configured like this, instead of water flowing from the loft tank into the outside pool, water from the outside pool will siphon into the loft tank.

Teraz widzimy, że próbuje się opracować naukowo wiedzą znaną już dwa tysiące lat wcześniej…

W innym miejscu Wikipedia twierdzi, że było trochę inaczej.

Berti i inny człowiek o imieniu Raffaele Magiotti opracowali eksperyment, aby sprawdzić istnienie próżni. W okresie między 1640 a 1643 rokiem, Berti zbudował 11-metrową rurkę ołowianą, napełnił ją wodą i uszczelnił oba końce. Zanurzył jeden koniec w wodzie i otworzył go. Chociaż część wody wypłynęła, znaczna jej część pozostała, wypełniając około 10 m (34 stopy) rurki, tej samej wysokości syfonu Balianiego.

Berti twierdził, że przestrzeń powyżej była wypełniona próżnią. Jego twierdzenie zostało mocno zakwestionowane i przeprowadzono wiele eksperymentów, próbując obalić istnienie próżni. Eksperyment ten doprowadził do badań Evangelisty Torricellego nad ciężarem powietrza i wynalezienia przez niego barometru.

W innym miejscu: przełomu dokonał uczeń Galileusza Evangelista Torricelli w 1643 r. (ur. 15 października 1608 w Faenzy, zm. 25 października 1647 we Florencji).

Opierając się na notatkach swego mistrza, Galileusza, zbudował pierwszy barometr rtęciowy i napisał przekonujący argument, że przestrzeń na górze była próżnią. Wysokość kolumny była następnie ograniczona do maksymalnej masy, jaką ciśnienie atmosferyczne mogłoby utrzymać; i jest to wysokość graniczna pompy ssącej.

W roku 1648 – Blaise Pascal – za pomocą barometru Torricellego, odkrywa, że ciśnienie atmosferyczne spada z wysokością i twierdzi, że ponad atmosferą musi być próżnia.

W innym miejscu Wikipedia pisze tak: „Galileusz podjął pierwszą próbę zmierzenia prędkości światła oraz zlecił swojemu uczniowi i sekretarzowi Torricelliemu zajęcie się problemem niemożności wypompowania wody w pompach ssących na wysokość większą niż 10 metrów. Torricelli wywiązał się z zadania, przeprowadzając doświadczenie z zatopioną na jednym końcu rurką zanurzoną w rtęci, które wykazało istnienie ciśnienia atmosferycznego i stało się podstawą do skonstruowania barometru rtęciowego”.

Tako rzecze Wikipedia. Będziemy się nad tymi informacjami znęcać i pastwić dalej…

Wracamy do księdza arcybiskupa Ottona von Guericke. Jak wiemy, w roku 1650 skonstruował „pompkę do roweru”, którą jak każdą pompkę do roweru można zastosować „odwrotnie”. Czyli zamiast wpychać powietrze do koła możemy taką pompką wysysać powietrze z jakiegoś zbiornika.

A w roku 1654, mając już zaworek i pompkę, zbudował swoje „półkule magdeburskie”.

Celem eksperymentu było potwierdzenie lub zaprzeczenie istnienia próżni – co stanowiło przedmiot sporów wśród naukowców w latach 1639 – 1648.

W tym celu wykonał dwie miedziane półkule (półsfery), o średnicy około 35,5 lub 42 cm lub 50 cm – Wikipedie podają sprzeczne informacje. „Każda półsfera miała starannie zeszlifowane krawędzie. Półsfery zostały następnie dociśnięte do siebie i uszczelnione”.

Tako rzecze Wikipedia!

Następnie, za pomocą skonstruowanej wcześniej pompki i zaworka który musiał być wbudowany do jednej z półsfer (o czym milczy historia), Guericke wypompował ze złączonych półkul miedzianych powietrze. Wikipedia pisze, że nie jest jasne jakie podciśnienie osiągnął Guericke, ale gdyby był w stanie uzyskać zupełną próżnię (całkowicie wypompować powietrze), to półkule byłyby dociśnięte do siebie przez otaczającą je atmosferę z siłą równą 2,2 tony.

Jedna z Wikipedii twierdzi, że Guericke nie osiągnął „czystej próżni” a jedynie ciśnienie 0,25 atmosfery (licząc od „zera próżni”), czyli że doszedł do wartości 0,75 atmosfery poniżej ciśnienia ziemskiego.

Nasz arcybiskup-wynalazca, zademonstrował swój eksperyment przed Sejmem Rzeszy i imperatorem Ferdynandem III w Regensburgu, w dniu 8.05.1654. Po wypompowaniu powietrza z kul, nastąpiła próba ich oddzielenia za pomocą 16 koni.

„W roku 1663 (lub w roku 1661), eksperyment został powtórzony / przez arcybiskupa katolickiego !!!/ w Berlinie, na oczach kalwinisty, Fryderyka Wilhelma (Frederick William – 16 February 1620 – 29 April 1688), elektora Brandenburgii i Księcia Prus. Podczas tego eksperymentu półkule (półsfery) próbowało oderwać od siebie 24 konie”.

Eksperyment został opisany po raz pierwszy w roku 1657, przez jezuickiego naukowca Gaspara Schott’a (German: Kaspar (or Caspar) Schott; Latin: Gaspar Schottus; 5 February 1608 – 22 May 1666) w książce „Mechanica Hydraulico-Pneumatica”.

 

Moje złośliwości…

 

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/aa/Stamps_of_Germany_%28DDR%29_1969%2C_MiNr_1514.jpg/1280px-Stamps_of_Germany_%28DDR%29_1969%2C_MiNr_1514.jpg
Марка ГДР с изображением эксперимента. Briefmarke (DDR 1969)

Nie będę kpił z dokonań Galileusza, który nie tylko jako pierwszy człowiek wymyślił wahadło i do tego zastosował je do pomiaru czasu (pewnie by mierzyć prędkość światła, albo ustalał czas trwania „jednej sekundy”), ale i skonstruował teleskop, co pozwoliło mu dokonać niebywałych odkryć astronomicznych. Należy tu wspomnieć, że to Galileusz wynalazł i skonstruował także termometr oraz udoskonalił tzw. „kompas geometryczny i wojskowy” nadający się do wykorzystania przez mierniczych i wojskowych. „Za jego pomocą można było dokładniej ustawiać działa do strzału oraz obliczyć odpowiednią ilość prochu dla wystrzelenia danej kuli armatniej”.

Będziemy „dobierać się” do próżni…

Bajka jaką nam sprzedaje oficjalna historia nauki jest taka. W XVII wieku poprawiono wykonanie starych rzymskich pomp tłokowych i zauważono, że nie da się taką pompą podnieść wody wyżej niż o 10 metrów w górę. Mało tego, zauważono, że w takiej pompie „powstaje nic”, które nazwano „próżnią”. Zaczęto badać to „nic”, spierając się czy to „nic” istnieje czy nie istnieje. Niemal jakbym czytał spory Trurla z Klapaucjuszem z „Bajek Robotów” Stanisława Lema!

Pewien naukowiec zaczął badać te problemy i zrobił sobie rurkę z ołowiu z jednym zamkniętym końcem, którą napełnił wodą. Potem podniósł do góry tę ołowianą rurę z wodą. Podnosząc zatkał pewnie dłonią otwór by woda się nie wylała i ten koniec zanurzył w naczyniu z wodą. Część wody wypłynęła do naczynia, a na szczycie zaklepanej ołowianej rury wytworzyło się „nic”, czyli próżnia. W jakiś tajemniczy sposób uczony wzrokiem przeniknął ołowianą rurę i zmierzył, że słup wody w rurze ma wysokość około 10 metrów.

Jak można wykonać ołowianą rurę? Należało roztopiony ołów wylać na idealnie równą płaszczyznę o temperaturze nieco niższej niż temperatura topnienia ołowiu (327,5 °C). Pewnie można by kawałek odlanego ołowiu rozwalcować na specjalnej walcarce, ale to technologia drugiej połowy XIX wieku (żeliwo i stal na obrobione na tokarce wałki i łożyska z brązu). Jesteśmy akurat przy technologii starożytności = XVII wieku. Załóżmy, że uczony otrzymał z niebios płat blachy ołowianej i zwinął ją w kształt rury. Krawędzie należało by jakoś połączyć. Takiego szwu (łączenia), nie da się wykonać lutownicą grzałkową (kolbą – czyli kawałkiem rozgrzanego kawałka miedzi). NIE DA SIĘ! Proszę spróbować! Takie połączenie można wykonać jedynie palnikiem Bunsena.

Wikipedia:
Wynalezienie tego palnika przypisuje się Robertowi Bunsenowi, w którego laboratorium zaczęto stosować ten rodzaj palnika ok. 1850 roku.

Nie chcę dalej kopać leżącego pytając o to jak uczony podniósł kilkunastometrową ołowianą „rurkę” z wodą do pozycji pionowej, i jak „zobaczył próżnię w ołowianej rurze”. Bo pomiaru słupa wody dokonał pewnie standardowym czujnikiem pojemnościowym z końca XX wieku?

Wikipedia pisze rzetelnie, że Torricelli, miał wykazać, dlaczego nie można wypompować wody z kopalni pompą znajdującą się na powierzchni ziemi, wymyślił przyrząd demonstrujący to zjawisko. Obserwacje wysokości słupa rtęci (dokonane przez Pascala) wykazały, że ciśnienie atmosferyczne zmienia się (m.in. wzrost wysokości miejsca pomiaru oznacza spadek wysokości słupa rtęci powodowany zmniejszeniem słupa powietrza, a także jego rozrzedzeniem), skonstruowany na tej zasadzie przyrząd służący do pomiaru ciśnienia atmosferycznego nazwany jest barometrem rtęciowym.

Nie pisze jak i z jakiego szkła dało się wykonać skomplikowaną i przeźroczystą rurkę barometru lewarowego (!!!) Torricellego. Ważne, że musiało upłynąć ponad 150 lat (!!!), by barometry rtęciowe stały się tak dokładne, że stosowano je powszechnie do ustalania wysokości gór. Po roku 1800 „kompasy geometryczno – i wojskowe” Galileusza stały się tak dokładne, że można było kreślić szkice map…
W pierwszej połowie XIX wieku także „wahadła Galileusza” stały się tak precyzyjne, że badano nimi siłę przyciągania ziemskiego w różnych punktach globu – do tego najwyraźniej bez precyzyjnego chronometru!. Badania wysokości nad poziom morza i siły lokalnej grawitacji służyły z kolei do wyliczania przez matematyków środka ciężkości planety Ziemie. Po co dokonywano takich badań? Czy oś ziemska zataczała kręgi, bo Ziemia jak pijana toczyła się po swej orbicie, czy wyliczano kolejny możliwy „przeskok Dżanibekowa”?


Barometry: a – naczyniowy („współczesny”); b – lewarowy „Torricellego”

Zapewniam że, sprawa „półkul magdeburskich” to już zupełny odlot!

Szanowny Czytelniku! Kilka ładnych lat spędziłem w firmie projektującej i produkującej systemy podciśnieniowe i nadciśnieniowe. I to na najlepszym światowym poziomie. Opiszę moje doświadczenia w ten sposób. Jest dużo łatwiej wykonać zbiornik na ciśnienie większe od atmosferycznego niż zbiornik w którym panuje próżnia!

Stosunkowo prosto i wręcz „standardowo” budujemy i użytkujemy przemysłowe czy „domowe” urządzenia w których panuje „nadciśnienie”. Ale nie tylko prosto i tanio budujemy butle, zbiorniki i instalacje na ciśnienie o 5-10 atmosfer WYŻSZE od ciśnienia atmosferycznego. Standardowo wdraża się instalacje CNG, gdzie panują ciśnienia o 200 atmosfer wyższe od ciśnienia jakie wytwarza ziemska atmosfera!

Nie jest też technicznym problemem wytworzenie wysokiego ciśnienia – wielokrotnie wyższego niż ciśnienie atmosferyczne.

Prawdziwym problemem jest nie tylko „wyssanie powietrza” ze zbiornika, ale i jego konstrukcja. Po prostu, zbiornik z którego chcemy wypompować powietrze (stworzyć próżnię lub ciśnienie obniżone w stosunku do atmosferycznego), jest niebywale trudny do wykonania! On musi być niezwykle „pancerny”!

Inaczej mówiąc, potrafimy tanio i prosto sprężać powietrze atmosferyczne (gazy) i budować stosowne i bezpieczne zbiorniki. Czyli „naczynia” w których ciśnienie jest wielokrotnie wyższe od ciśnienia jakie otacza zbiornik.

Z trudnością przychodzi nam budowa takich zbiorników, w których ciśnienie jest mniejsze od ciśnienia otaczającego zbiornik!

Stąd też się bierze to, że taniej i dużo łatwiej zbudować zbiornik w którym można wysłać ludzi na Marsa (bo w „zbiorniku kosmicznym” mamy nadciśnienie w stosunku do otaczającej go próżni „tylko” jednej atmosfery), niż budować „zbiorniki do eksploracji dna morskiego”. Bo taki „zbiornik podwodny” ma w środku podciśnienie w stosunku do ciśnienia otaczającej go wody!

Czyli jeszcze inaczej: jeżeli nie jest problemem zbudowanie zbiornika na ciśnienie wewnętrzne 201 atmosfer (zbiornik instalacji CNG), to tym bardziej nie jest żadnym problemem zbudowanie zbiornika „do podróży w kosmos”, gdzie nadciśnienie w „zbiorniku” wynosi jedynie JEDNĄ atmosferę w stosunku do otaczającej próżni.

Ogromnie trudno zbudować zbiornik który wytrzyma różnice ciśnień JEDNĄ atmosferę, naciskającą na zbiornik z zewnątrz. Jeżeli zbiornik nie będzie zbudowany z odpowiedniej stali i tytanu, nie będzie posiadać specjalnych wręgów wzmacniających wnętrze, zewnętrzne ciśnienie atmosferyczne o wartości jednej atmosfery może taki zbiornik sprasować jak skorupkę z jajka! A do tego, im większy zbiornik to większy problem techniczny i materiałowy!

Tym bardzie zrozumiałe jest to, że podwodne okręty tak drogo kosztują, bo ich budowa wymaga, by ich kadłuby wytrzymywały zewnętrzne ciśnienia słupa wody rzędu 20 atmosfer (200 metrów głębokości).

A teraz wracamy do tematu. Wikipedia twierdzi, że Otton von Guericke zbudował tłoczkową pompkę, zdolną do wysysania powietrza ze zbiornika. O tej pompce oraz o jej późniejszym zastosowaniu napiszę poniżej. Guericke zbudował zbiornik w kształcie kuli, który miał być odporny na naciskające nań z zewnątrz ciśnienie. Ciekawe czy wpadł na ten pomysł przypadkiem czy drogą eksperymentów? Bo właśnie kula, jako bryła o najmniejszej powierzchni w stosunku do jej objętości, jest optymalnym zbiornikiem ciśnieniowym i podciśnieniowym. Równie odporny na ciśnienie i podciśnienie, a o niebo praktyczniejszy kształt ma zbiornik w kształcie walca, najlepiej z półkulistymi dennicami.

A pierwszy silnik parowy z cylindrami o tłokach dwustronnego działania, ze stosownymi zaworami, a do tego z prawdopodobnie pierwszym kotłem nadciśnieniowym w kształcie walca z dennicami, zbudował John Calvert w roku 1844. Cytat: „W roku 1844 John Calvert zbudował nowoczesny silnik parowy o pierwszym nowoczesnym i niemal rewolucyjnym kształcie kotła a przy tym z niezwykle małym ciśnieniem 8-10 psi (0,55 – 0,68 bara). Kocioł ten był PIERWSZYM kotłem o kształcie walca z pólkulistymi dennicami. Tako rzecze Wikipedia! Powtarzam – to rok 1844 a nie 1812!”

https://kodluch.wordpress.com/2018/05/07/%e2%99%ab-off-topic-trzy-wieki-wykorzystania-pary-czesc-9-parowozy-dokonczenie/

 

Opiszę najprościej jak umiem „eksperyment magdeburski”


Tatsächlich presst der äußere Luftdruck die Magdeburger Halbkugeln zusammen

Wyobraźmy sobie, że mamy płaski rondel z pokrywką o średnicy 40 cm. Jeżeli uda się nam uszczelnić połączenie pokrywka – rondel i zamontujemy w pokrywkę zaworek którym można wypompować powietrze, a który nie pozwoli „wejść do środka” otaczającej rondel atmosferze – mamy „dokładny model eksperymentu magdeburskiego”.

Jeżeli uda nam się zaadaptowaną do tego pompką rowerową całkowicie wyssać ze środka powietrze, w środku powstanie próżnia.

Zgodnie z prawami fizyki, na każdy centymetr kwadratowy rondla i pokrywki będzie działać siła 1 kg. Zakładamy, że bok rondla jest bardzo niski – i pomijamy ciśnienie jakie wytwarza na niego atmosfera. Denko i pokrywka rondla mają powierzchnie po 1256 cm2. Więc atmosfera działa na rondel i pokrywkę z siłami po 1256 kg, ściskając je do siebie. By oderwać pokrywkę od rondla potrzebujemy siły większej jak 2512 kg siła.

Pierwszym problemem z jakim się spotkamy – chcąc powtórzyć „eksperyment magdeburski” – jest grubość ścianek naszego rondla i pokrywki. Mamy do dyspozycji jedynie miedź i wiemy, że chcemy wytrzymałość garnka przetestować przez postawienie na garnku zamiast pokrywki masy równej 1256 kg. Moim zdaniem taki garnek – „kociołek magdeburski” – musiał posiadać ścianki o grubości minimum 10-15 mm. Do tego – tak myślę – należało by go wzmocnić odpowiednimi żebrami. Ja bym takie „pół – kociołki” wykonał z brązu, jako odlew. Wszystko by pasowało. Ale „półkule magdeburskie” wykonano z miękkiej i podatnej miedzi.

Do tego dochodzi „sprawa uszczelki”. Niewątpliwie wykonano ją ze skóry. By pod wpływem powstającego podciśnienia podczas wypompowywania powietrza z wnętrza, uszczelka nie została zassana do środka, obie połówki muszą być BARDZO MOCNO dociśnięte do siebie. Nie za bardzo wyobrażam sobie „mocnego dociśnięcia do siebie” dwóch półkul, bez odpowiednich elementów na tych „półsferach”. Łatwiej byłoby wykonać „połączenie kołnierzowe” – wtedy uszczelka jest odpowiednio szeroka a śruby zapewniają szczelność. Ale to wiek XIX / XX, w którym dodatkowo uszczelka znajduje się w wytoczonym „rancie” zapobiegającym jej przesuwaniu się. Takie rozwiązanie widzimy kilka rysunków wyżej, na obrazku z roku 1872.

Gdybym to ja miał przeprowadzić powyższy eksperyment, skorzystał bym ze swojej wiedzy i wykonał to tak. Wyklepał bym z bardzo grubej blachy miedzianej dwie półsfery. Jeżeli by się dało, wyklepał bym odpowiednie, jak najszersze kołnierze. Potem pracowicie zeszlifował bym i dopasował powierzchnie kołnierzy obu półsfer. Dorobił bym stosowną uszczelkę skórzaną. Potem, wymyślił bym jakiś sposób by mocno docisnąć obie półkule do siebie. Użył bym drutu (gdybym posiadał), lub grubej konopnej liny namoczonej potem wodą. Połączone wstępnie półsfery umieścił bym w ognisku, poczekał aż spalą się konopne liny i zacznie się tlić skórzana uszczelka. Wtedy kulę magdeburską polał bym zimną wodą. Tym sposobem, może nie uzyskało by się w środku próżni absolutnej, ale może połowę, może mniej niż połowa ciśnienia atmosferycznego. Półsfer nie dało by się rozerwać w łatwy sposób. Gdybym tym sposobem uzyskał ciśnienie równe połowie ciśnienia atmosferycznego w środku, to przy średnicy 40 cm, mielibyśmy siły ściskania do siebie obu sfer – po około 600 kg – do rozerwania potrzebne by było ponad 1200 kg.

Ominął bym „problem pompki i zaworka”. A jednocześnie potwierdził hipotez kilka i zaprzeczył kilku kolejnym. A gdybym zrobił w kuli mały otworek, powietrze wchodząc do środka rozszerzało by się i powodowało obniżanie temperatury całej miedzianej kuli. Gdyby „kulę magdeburską” napompować powietrzem – co jest łatwiejsze niż „wysysanie powietrza”, to tworząc rodzaj dyszy, spowodował bym obracanie się kuli zawieszonej na sznurku. Stąd tylko krok do „turbiny Herona”, gdzie mamy „kulę magdeburską” na prymitywnych łożyskach, wypełnioną wodą i podgrzewaną nad ogniskiem do uzyskania pary wodnej w środku.. To dało by podstawy do kolejnych badań i wniosków, z których wynikała by cała nauka o gazach i wiedza o termodynamice.

Jednego tylko nie wymyśliłem. Jak wykonać te „uszy” do których przymocowywano „ciężary” lub liny do „rozrywania półkul”. Jedyne co mi przychodzi do głowy to wiercenie, nitowanie i lutowanie twardym lutem w celu uszczelnienia połączenia. Ale to technologia drugiej połowy XIX wieku!

W tym całym eksperymencie zastanawiające jest jeszcze jedno. Wpierw 16 a potem 24 konie nie mogły „uzyskać siły” zdolnej do rozerwania „półkul magdeburskich”. A wymagana siła to jak pisze Wikipedia 2200 kg. Czyli 92 – 137,5 kg na jednego konia. Zapewniam Czytelnika że taką „zbiorową siłą” może dysponować zespół przypadkowo wylosowanych 24 kobiet – które nie są sportsmenkami! Podpowiem, że KAŻDY z nas, z każdym krokiem podnosi jedną nogą cały ciężar swojego ciała….

A więc, co to za konie były w XVII wieku? Z siłą obecnego, dużego psa? I też miały wielkość naszego owczarka?

 

Przerywnik o „niezależnej nauce”. Potem wrócimy do tematu…


„Tablica Pitagorasa”. Źródło https://bskamalov.livejournal.com/4460080.html (z encyklopedii z początku XX wieku).

Szanowny Czytelniku! Jeżeli do tej chwili żyłeś w błogiej nieświadomości na temat „niezależności nauki”, to w tym momencie nastąpił właściwy moment by przejrzeć na oczy. Nigdy tak nie było, nie jest i nie będzie, że naukowiec to osobnik, który jedynie marzy o rozwiązaniu tajemnic przyrody. Nie! Naukowiec to człowiek, który za pieniądze rozwiązuje jedynie wskazane problemy. Buduje hipotezy, tworzy modele, potem teorie, które znów są sprawdzane w kolejnych doświadczeniach. A wszystko to w celu wprowadzenia do upowszechniania konkretnych technologii. Nic niezwykłego, zwykły biznes!

Weźmy takiego Archimedesa z Syrakuz ( 287–212 p.n.e.). Jego badania nad ciężarem właściwym ciał i wypornością miały oficjalne uzasadnienie. Zlecenie otrzymał od króla Syrakuz Hierona II na sprawdzenie „ilości złota w złocie”, czyli w złotej koronie jaką dla króla wykonał jego złotnik. Wydaje się że przez dwa tysiące lat „prawo Archimedesa” (dotyczące hydro- i aerostatyki), było zasadą fizyki „mało wykorzystywaną praktycznie”, choć ważną dla złotników czy kapitanów statków.

Syrakuzy były dla Rzymu jednym z najważniejszych portów przez który przechodziła lwia część kupowanego zboża. Był to też jeden z najważniejszych portów morskich na całym Morzu Śródziemnym aż do końca XIX wieku.

Załóżmy, że ktoś zlecił Archimedesowi zbadanie spraw wyporności ciał stałych w płynach i że rozwiązanie tego problemu miało „wymiar planetarny”. Widzimy, że przez dwa tysiące lat sprawa „wanny Archimedesa” nikogo nie interesuje i jest jedynie „naukową ciekawostką”. Aż tu w 1835 roku „Lloyd’s Register of British and Foreign Shipping” zaczyna rekomendować by na statkach handlowych malować wodnicę, czyli linię wodną. A dlaczego? A dlatego, że przeładowane statki tonęły i ktoś musiał wypłacać ubezpieczenie. W roku 1860, gdy nagle zwiększyła się ilość tonących statków, brytyjski premier, Samuel Plimsoll, zaproponował wprowadzenie prawa obowiązkowego malowania na statkach linii wodnej. Sprawa od strony prawnej tego obowiązku wlekła się i była wznawiana w latach 1872, 1875, 1876, 1890, 1894 i 1906. Obecnie statki muszą posiadać wyznaczoną i wymalowana linię wodną. Linie wodne na danym statku są oznaczone: TF (tropical fresh water), F (fresh water), T (tropical seawater), S (summer temperature sewater), W (winter temperature seawater), WNA (winter North Atlantic).

Jak widzimy sprawa jest niezwykle ważna. Statek który wziął na pokład towar w porcie morskim mógł zatonąć w słodkiej wodzie w porcie u ujścia rzeki.

To sprawa niezwykle ważna dla ubezpieczyciela, który starał się minimalizować koszty i własne ryzyko.

Drugim wielkim beneficjentem odkrycia Arystotelesa były banki w związku z wprowadzonym w drugiej połowie XIX wieku „złotym standardem walutowym”. Sprawdzanie „ilości złota w złocie” sposobem Archimedesa było szybkie, tanie i niezwykle skuteczne.

Możemy więc wyobrazić sobie, że ktoś reprezentujący – nazwijmy to „światową finansjerę” – wynajął najlepszych naukowców, w celu zbadania możliwości wykorzystania gazów i płynów. W krótkim czasie zaczęto tworzyć hipotezy i teorie, i sprawdzać je doświadczalnie. Śmiem twierdzić, że doświadczenie z „półkulami magdeburskimi” jest najważniejszym doświadczeniem z dziedziny fizyki, które to doświadczenie skierowało naszą cywilizację na drogę którą zmierzamy. Bo nasza cywilizacja techniczna opiera się na wykorzystaniu zjawiska przepływu gazów i płynów spowodowanego różnicami ciśnień. Nawet silniki elektryczne to tylko elementy wykonawcze, które nie mogą działać bez energii tworzonej przez różne „silniki gazowe” – turbina parowa to też rodzaj silnika ciśnieniowego. Podobnie, silnik odrzutowy i rakietowy to też wynik rozpoczęcia badań nad rozszerzalnością gazów i płynów w połowie XVII wieku…

Jeżeli w roku 1648 istniał sprawny, dokładny i przenośny barometr Torricellego, istniał zbudowany przez Galileusza termometr, istniała „pompka do opon” – czyli rodzaj tłokowego siłownika pneumatycznego (cylinder z tłokiem), a w roku 1654 skonstruowano „półkule magdeburskie”, czyli szczelny, ciśnieniowy zbiornik z zaworem, to w niedługim czasie należało by się spodziewać powstania „silnika parowego podciśnieniowego”. I silniki takie buduje Newcomen („atmosferyczny silnik parowy”) – patent 1705, pierwsze sprawne silniki zamontowane w kopalniach: 1711 i 1712. A silniki takie buduje się jeszcze około roku 1850! Sprawne, ciśnieniowe silniki Watta, z cylindrami o tłokach dwustronnego działania powstają dopiero około roku 1850!

Wydaje się, że formalne zlecenie jakie otrzymał Galileusz i jego uczniowie około roku 1630 – czyli wykonanie pompy transportującej wodę na wysokość większą niż 10 metrów – zostało wykonane dopiero w drugiej połowie XIX wieku, dzięki sprawnym silnikom parowym, prądnicom, silnikom elektrycznym i pompom odśrodkowym.

Jeżeli do tego dodamy informację o tym, ze na początku XX wieku, tabliczkę mnożenia nazywano „tablicą Pitagorasa”, to zaczynamy się zastanawiać w którym tysiącleciu żyli Archimedes i Pitagoras, oraz jak dokonywali obliczeń „starożytni uczeni” (szczególnie mnożenia i dzielenia), nie znając systemu dziesiętnego?

 

Zastanawiające ciekawostki (1)…


A Girandoni System Austrian Repeating Air Rifle, Circa 1795, believed to have been taken on the Lewis & Clark Army Corps of Discovery Expedition 1803-1806.

Z Wikipedii:

Tłokową pompkę powietrzną arcybiskupa Ottona von Guericke z roku 1650 zastosowano w praktyce dopiero około roku 1779.

Wikipedia:

W tym roku „włoski zegarmistrz Bartholomeo Girandoni (Bartholomäus Girandoni lub Girardoni – 1744 – 1799) z Ampezzo w Tyrolu, na specjalnym pokazie przedstawił cesarzowi Józefowi II wiatrówkę swojej konstrukcji (Windbüchse („wind rifle” in German)), którą entuzjastycznie przyjęto do uzbrojenia jako regulaminową broń wojskową Repetierwindbuchse M.1780. Wiatrówka była użytkowana przez armię austriacką w latach 1780 – 1815. Wykonano około 1500 takich wiatrówek. W raporcie z 20.01.1801, podczas walk z Turcją zostało uszkodzone 399 karabinów pneumatycznych.

Dalej Wikipedia: „Girandoni wykonał ok. 1400-1500 wiatrówek. Były one wykonywane w kalibrze 11,5 mm do 12,7 mm. Z odległości 100 metrów kula wystrzelona z wiatrówki przebijała calową (25,4 mm) deskę sosnową. Szybkostrzelność praktyczna tej broni wykorzystującej rurowy magazynek umieszczony wzdłuż lufy na 20 kul to 15 strzałów na minutę. Szybkość początkowa pocisku wynosiła ok. 300 m/s i spadała z każdym oddanym strzałem. Zasięg strzału uzależniony był od szybkości początkowej kuli, wynosił od 150 m do 90 dla jednego magazynka. Z jednego naładowanego zbiornika można było teoretycznie oddać ok. 30-40 strzałów. Wiatrówka wyposażona była w kolbo-zbiornik o pojemności 612 cm³, dodatkowo wzmacniany drutem lub skórą. Każdy strzelec posiadał przy sobie zapasowy naładowany zbiornik. „Jednostka ognia” dla jednego strzelca czyli zapas kul to 60 sztuk w estetycznym mieszku.

Długość wiatrówki ok. 1200 mm, waga 4,5 kg, lufa gwintowana.

Francuska Wikipedia twierdzi, że kaliber tej wiatrówki odpowiadał kalibrowi współczesnego naboju pistoletowego .45 Automatic Colt Pistol (.45 ACP) – 11,43 × 23 mm – wprowadzonego w amerykańskim wojsku w roku 1907 do pistoletu Colt M1911 (konstrukcja John M. Browning – projekt 1904).

Jeżeli tak, to średnica pocisku wynosiła około 11,5 mm, przy długości około 16,8 mm i o masie 13,5 – 15 gramów.

Początkowo w nową broń wyposażano co czwartego strzelca w wydzielonych kompaniach, a w 1790 roku sformowano Pułk Strzelców Tyrolskich liczący 1313 strzelców. W uzbrojeniu armii wiatrówka Girandoniego była do 1815 roku.

Użyte bojowo były w wojnie z Turcją 1788-1791, czasie Wojen Napoleońskich w 1806 roku, oraz podczas Wiosny Ludów.

Czeska Wikipedia podaje więcej szczegółów. „Pod koniec 1779 r. zamówiono pierwszą serię wiatrówek. Bartolomeo Girandoni przeprowadził się do Wiednia i rozpoczął produkcję. W latach 1780–1784 wyprodukowano około 274 wiatrówek (= 55 wiatrówek rocznie, jedna na tydzień). Girandoni skrytykował to stosunkowo wolne tempo produkcji. Ponadto część produkcji została również dostarczona na rynek cywilny. Podjęto środki w celu przyspieszenia produkcji, a do połowy 1787 r. armii dostarczono około 1000 sztuk broni (około 400 rocznie – prawie 8 szt tygodniowo). Austria rozpoczęła wojnę z Turcją.

Wojsko zażądało, aby każdy żołnierz wyposażony w wiatrówkę miał dwa zapasowe zbiorniki ciśnieniowe, które nie były /wtedy/ dostępne. Produkcja zbiorników ciśnieniowych w tym czasie była bardzo wymagająca i powolna. Część wiatrówek pozostawiono w magazynie, a ich zbiorniki ciśnieniowe wykorzystano jako zamiennik zużytej broni. Do każdej broni dołączono dwa zapasowe zbiorniki ciśnieniowe, cztery magazynki z nabojami i pompę ręczną. Akcesoria zostały dostarczone w specjalnie zaprojektowanej skórzanej torbie.

Oprócz pomp ręcznych dostarczono większą maszynę z pompą mechaniczną / sprężarką/. Pompy takie były montowane na specjalnych powozach. Wojsko dysponowało około 200 wiatrówkami ze wszystkimi akcesoriami. Pozostałe 800 sztuk weszło na uzbrojenie na początku 1788 r. (tak jakby 1000 szt przez 9 lat produkcji, 111 szt na rok, 2 karabiny na tydzień). Wiatrówki różniły się od innych rodzajów broni, a ich kontrola była bardziej skomplikowana. Dlatego konieczne było przeszkolenie wybranych żołnierzy do ich użytkowania. Żołnierze uzbrojeni w wiatrówki byli najpierw rozproszeni i włączeni do normalnych jednostek.

W połowie roku / 1788/ dostępnych było około 700 kompletnych zestawów zgodnie z wymaganiami armii. Ogólne biorąc, wyniki armii w walce z Turkami nie satysfakcjonowały cesarza. Pod koniec 1788 roku wiatrówki zostały wycofane /ze służby/ do przechowywania. Raport rady wojennej stwierdza, że w tym czasie działała tylko jedna trzecia broni. Zaproponowano skoncentrowanie strzelców z tą bronią w osobnych jednostkach. Prezydent Rady Wojny Hadik zatwierdził tę propozycję, a Rada Wojny poparła utworzenie specjalnej jednostki. Cesarz Józef II nie poparł tej propozycji i wymagał utrzymania obecnej sytuacji, w której strzelcy z wiatrówkami są częścią standardowych oddziałów.

Ale Józef II umiera w 1790 r. Cesarzem został Leopold II, który miał korpus tyrolskich strzelców wyborowych wyposażonych w wiatrówki. Wycofaną broń trzeba było naprawić, więc siły zbrojne tego korpusu zostały pozbawione broni.

W 1793 r. Rada Wojenna poprosiła cesarza o wsparcie i poparła je raportem tyrolskiego strzelca wyborowego Fennera, który chwalił wiatrówki. Na początku 1794 r. cesarz zamówił 500 wiatrówek na uzbrojenie korpusu. Bartolomeus Girandoni umiera w 1799 r. W tym czasie dostarczono tylko 148 z 500 zamówionych sztuk / 25 sztuk na rok, czyli jedna wiatrówka na dwa tygodnie/.

Cesarz postanowił przerwać dostawy dla wojska. Uzupełnianie uszkodzonej broni (prawdopodobnie z wojny z Turcją) zostało już rozwiązane w przypadku broni prochowej. Był to stopniowy koniec rozmieszczenia wiatrówek w wojsku.

W praktyce okazało się, że jednostki uzbrojone w wiatrówki nie mogą być użyte do ataku. Jednostki były ograniczone przez napełnione zbiorniki powietrza, wozy z pompami i dodatkowymi zbiornikami ciśnieniowymi nie były w stanie podążać za atakującymi jednostkami. Ręczne pompowanie powietrza było zbyt trudne. Wiatrówka była więc częściej używana w obronie fortów.

System wiatrówek był również popularny w sferze cywilnej. Produkcja była kontynuowana przez innych rusznikarzy. Na przykład przez firmy Vienna Contriner, Staudenmayer w Anglii, Bedrich Poppe w Pradze. Ich broń, zaprojektowana dla bogatych strzelców cywilnych, była bardziej ozdobna i luksusowa niż broń wojskowa.”

Angielska Wikipedia dodaje: „Istniała też wersja sprzedawana cywilom po wycofaniu jej ze służby wojskowej. Odłączany zbiornik powietrza był w stanie wykonać około 30 strzałów, ale napompowanie tego zbiorników wymagało prawie 1500 ruchów ręcznej pompy. Później pompę powietrza montowano na karabinie. Zbiorniki były wykonane z kutej i nitowanej blachy żelaznej, i były dodatkowo na połączeniach lutowane mosiądzem w celu ich uszczelnienia. Taka budowa zbiornika była niezwykle trudna do wykonania w ówczesnych czasach, co powodowało że zbiorniki były nieszczelne i /tylko/ przez krótki okres trzymały ciśnienie.

Ponadto broń była bardzo delikatna i gdy pojawiała się mała nieszczelność w zbiorniku, przestawała działać. Ta broń pneumatyczna różniła się także bardzo od innych ówczesnych rodzajów broni, jej użycie wymagało intensywnego treningu.

Wikipedie informują, że uzyskiwane ciśnienie w zbiorniku wiatrówki wynosiło od 50 – 55 do 60 atmosfer – różne Wikipedie podają różne wielkości.

Dalej angielska Wikipedia: „Karabin miał 1,2 m długości i ważył 10 funtów (4,5 kg), mniej więcej tyle samo, co inne muszkiety tego czasu o tej wielkości. Strzelał kulami kalibru .46 lub .51 (13 mm) i miał cylindryczny magazynek grawitacyjny o pojemności 20 kulek. Ta konstrukcja grawitacyjna była taka, że karabin musiał być skierowany do góry, aby upuścić kulkę do bloku zamka. W przeciwieństwie do ówczesnych muszkietów ładowanych z lufy, które wymagały od strzelca wstania, aby przeładować go prochem i kulą, strzelec „wiatrówkowy” mógł przeładować kulę z magazynka, trzymając karabin pionowo, leżąc na plecach i uruchamiając mechanizm dostarczania kuli…

Przepisy z 1788 r. wymagały, aby każdy strzelec, oprócz samego karabinu, był wyposażony w trzy zbiorniki sprężonego powietrza (dwa zapasowe i jeden przymocowany do karabinu), wycior, pompę ręczną, chochlę ołowianą – „ lead ladle” ?, i 100 kulek ołowianych. Jedna kula znajdowała się w komorze karabinu, a , 19 w magazynku wbudowanym w karabin, a pozostałe 80 znajdowały się w czterech cynowych rurkach. Sprzęt, który nie był przyczepiony do karabinu, trzymany był w specjalnym skórzanym plecaku. Konieczne było również utrzymywanie wilgotnych skórzanych uszczelek zbiornika, aby zachować dobre uszczelnienie i zapobiec wyciekom powietrza. Zbiornik powietrza znajdował się w kolbie (club-shaped stock). Z pełnym zbiornikiem powietrza karabin pneumatyczny Girandoniego był w stanie oddać 30 strzałów pod użytecznym ciśnieniem. Wystrzeliwane naboje miały skuteczny zasięg do około 125 jardów (114 m) na pełnym zbiorniku powietrza. Moc spadła wraz z opróżnieniem zbiornika powietrza.

Ekspedycja badawcza Lewisa i Clarka (1804 – ) miała na wyposażeniu taki karabin pneumatyczny, który wykorzystywano podczas pokazów i demonstracji jego działania, które przeprowadzano dla prawie każdego plemienia rdzennych Amerykanów (Indian), które napotkali podczas wyprawy.

Węgierska Wikipedia: „Tubylcy ze zdumieniem patrzyli, jak Lewis swoją osobistą powtarzalną bronią trafia w różne cele jeden po drugim, bez dymu, w prawie bezgłośny sposób.

Karabin posiadał okrągłe kule kalibru 22,46 w cylindrycznym magazynku zamontowanym z boku lufy. Kolba służyła jako zbiornik powietrza i miała ciśnienie robocze 800 psi (55 barów). Mówiono, że karabin jest w stanie strzelać 22 celnymi strzałami na minutę i ma gwintowany otwór o średnicy 0,452 cala (11,5 mm) i średnicy pomiędzy rowkami gwintu 0,462 cala (11,7 mm).”

Czeska Wikipedia twierdzi, że Girandoni zaproponował armii austriackiej w roku 1778 dwa różne karabiny. Jednym była strzelba skałkowa (prochowa), a drugim wiatrówka. Armia austriacka wybrała wiatrówkę jako swoje podstawowe wyposażenie. Czeski pisarz z Wikipedii twierdzi, że Girandoni nie był wynalazcą wiatrówki (nie był twórcą pomysłu), a jedynie wykonawcą.

Jak widzimy, Wikipedie serwują nam absolutne bajki z gatunku fantastyki nienaukowej. Końcem XVIII wieku powstaje konstrukcja pierwszego, wielostrzałowego karabinu powtarzalnego, który mimo skomplikowanego systemu przeładowywania kul, umożliwiał oddawanie 20 strzałów na minutę i rażenie celów na odległość 100 metrów i o sile przebijania kulami desek o grubości jednego cala. Był to pierwszy w historii wojskowości karabin powtarzalny, do tego stosowano w nim po raz pierwszy kule nie „okrągłe”, ale „beczkowe”. Służył armii austriackiej 35 lat i był – jak twierdzi węgierska Wikipedia” – bardziej zaawansowaną technicznie konstrukcją, niż karabin Henryego, który powstał 50 lat później.

Myślę że użytkownicy współczesnych wiatrówek powiedzieli by więcej o możliwości istnienia w roku 1790 tak cudownej broni pneumatycznej, która z odległości 100 metrów przebijała calową deskę…

A teraz realia.

Do tej pory byłem przekonany, że pierwsze karabiny produkowane seryjnie w ten sposób, że poszczególne ich części były tak samo dokładnie wykonane, co powodowało iż każdy element z jednego karabinu pasował do innego karabinu zaczęły być produkowane przez zakłady Północy podczas Wojny Secesyjnej. Bo do tego momentu, każda broń palna była wykonywana „indywidualnie” i mimo podobieństwa pomiędzy poszczególnymi modelami, każdy egzemplarz był „rzeźbiony” indywidualnie i niepowtarzalnie. A tu mamy niespodziankę. 80 lat wcześniej, produkuje się w Austrii skomplikowane technicznie karabiny pneumatyczne, w sposób seryjny i to stosując standaryzację wykonywanych elementów.

A teraz oczywiste nieścisłości w tej historii. Pomijam możliwość zbudowania w końcu XVIII wieku pompki i zaworka na ciśnienie ponad 50 atmosfer, nie mówiąc o standardowym zbiorniku na takie ciśnienie.

Po pierwsze, mamy gwintowaną lufę, w czasie gdy nie ma ani stali ani nawet mosiądzu (spiżu). O tym, że pierwsze próbki mosiądzu przywieziono do Europy z Indii na początku XIX wieku będzie w kolejnych odcinkach. Nie mniej jednak, w roku 1788 trwały w Europie (na Śląsku) pierwsze próby z uzyskaniem metalicznego cynku.

Po drugie. Mamy nitowany, „żelazny” zbiornik ciśnieniowy, który potem był uszczelniany i wzmocniony na łączeniach twardym lutem mosiężnym. O mosiądzu napisałem wyżej, lutowanie twardym lutem wymaga palnika (palnik Bunsena – po 1850), a technologię nitowania czegokolwiek wymyślono po roku 1830 – o czym przygotowuję specjalne „opowiadanie”.

Nie wyobrażam sobie ciśnieniowego zbiornika z „żelaza”. O różnicy pomiędzy „stalą” a „żelazem”, pisze jedna z książek z końca XIX wieku mniej więcej że, podkowę wykonaną z żelaza można łatwo wygiąć w rękach, czego nie da się zrobić z podkową wykonaną ze stali. W jednym z linkowanych materiałów o kosach, z początku XX wieku, mamy poradę dla tych co po raz pierwszy kupują kosę. Kos było wtedy wiele różnych i od różnych producentów. Ale często się spotykało kosy wykonywane przez oszustów, z żelaza a nie ze stali. Kosę żelazną można rozpoznać po tym, że w dłoniach można ją zgiąć, a naostrzona zaraz się tępi (krawędź ostrza się zagina). Co można prosto sprawdzić przy zakupie kawałkiem drewna lub garścią słomy.

A po trzecie, ciśnieniowe zbiorniki stanowiące kolbę karabinu były wymienne, to znaczy że każdy zbiornik pasował do każdej innej broni. Nie wyobrażam sobie łączenia zbiornika napompowanego do ciśnienia 50 atmosfer z „resztą karabinu” za pomocą jakichś zatrzasków czy zaczepów. Połączenie musiało być pewne, szczelne – a więc gwintowane.  A dopiero w roku 1833 Joseph Whitworth skonstruował specjalną tokarkę do gwintów metalowych! Takie połączenie w karabinach Girandoniego na 50 lat „przed Whitworthem” było po prostu niemożliwe!

A teraz realia…

Pneumatyczne karabiny Girandoniego, produkowano od roku 1788 do co najmniej roku 1799. Prawdopodobnie po wojnie z Napoleonem w 1806 produkcję przerwano a w roku 1815 wycofano je z armii austriackiej. Karabiny były wpierw używane przez snajperów znajdujących się w poszczególnych oddziałach, potem stworzono specjalny pułk wyposażony w ponad 1300 takich pneumatycznych karabinów.

Karabiny pneumatyczne użyto bojowo w wojnie z Turcją 1788-1791, czasie Wojen Napoleońskich w 1806 roku, oraz podczas Wiosny Ludów 1848.

Czyli, że od wycofania z użytkowania w roku 1815, karabin pneumatyczny znika na kilkadziesiąt lat i pojawia się nagle około roku 1848. I nie przyjmuje się ten wynalazek w armiach Europy, na przykład we Francji Napoleona, mimo tego że we Francji od Rewolucji zupełnie brakowało prochu.

Wiatrówka pojawia się około 1820 roku w Japonii, gdzie japoński wynalazca Kunitomo Ikkansai opracował różne metody produkcji takiej broni, a także stworzył wiatrówkę w oparciu o badania zachodniej wiedzy („rangaku”) nabyte od Holendrów w ich faktorii japońskiej w Dejimie.

Potem mamy „długo, długo nic”, by wiatrówki pojawiły się jako masowo produkowana broń pneumatyczna w USA w latach 1888 – 1900: Markham Air Rifle Company Williama F. Markhama w Plymouth ( Michigan), Air Rifle Company (od 1895 Daisy Manufacturing Company Clarenca Hamiltona).

Wikipedia – elektroniczne tłumaczenie: „W latach 90. XIX wieku karabiny pneumatyczne były używane w Birmingham w Anglii do strzelania do celu. Mecze odbywały się w domach publicznych, które sponsorowały drużyny strzeleckie. /Matches were held in public houses, which sponsored shooting teams./

Nagrody, takie jak noga barania dla zwycięskiej drużyny, były opłacane przez drużynę przegrywającą. Sport stał się tak popularny, że w 1899 r. Utworzono Krajowe Stowarzyszenie Strzelców Broni Małokalibrowej. W tym czasie w Wielkiej Brytanii istniało ponad 4000 klubów strzeleckich i stowarzyszeń, wiele z nich w Birmingham. W tym czasie wiatrówka była związana z kłusownictwem, ponieważ mogła oddać strzał bez znaczącego huku.”

Jak widzimy, masowo produkowana broń pneumatyczna, pojawia się wtedy gdy pojawia się stal oraz możliwość wytwarzania precyzyjnych elementów stalowych metodą obróbki skrawaniem na tokarce, czyli niemal sto lat po karabinie pneumatycznym Girandoniego.

W tym też czasie pojawiają się we Francji pneumatyczne tramwaje Ludwika Mękarskiego (fr. Louis Mékarski, 1843 -. 1923). Tramwaje pneumatyczne Mękarskiego (którego ojciec, Jan Napomucen Mękarski był kuzynem króla Stanisława Augusta Poniatowskiego) rozpoczęły służbę w Paryżu i Nantes w roku 1876 i 1879. W roku 1917 zostały zamienione na tramwaje elektryczne. Tramwaj Mękarskiego posiadał dwa cylindry. Jeden to „wysokociśnieniowy cylinder o średnicy tłoka 5 ½ cala ( około 140 mm)”. To „wysokie” ciśnienie zawierało się między 3,44 a 10,34 bar – podaję za Wikipedią. Cylinder „niskociśnieniowy” miał średnicę 8 cali (203,2 mm), i taki sam skok tłoka.

Tramwaje Mękarskiego, poza Francją i Szwajcarią nie przyjęły się w innych krajach z uwagi na to, że ilość węgla potrzebna do wytworzenia sprężonego powietrza zasilającego jeden tramwaj była cztery razy większa niż ilość węgla potrzebna do jazdy tramwajem parowym. Co przy sprawności silnika parowego – załóżmy 8% – daje nam sprawność systemu tramwajów pneumatycznych, na poziomie 2%.

Ogólnie biorąc, we Francji i Szwajcarii istniało 12 linii tramwajowych w różnych miejscowościach. Ostatnia zbudowano w roku 1901 ( Tramway de La Rochelle ) – działała najdłużej, bo do roku 1929.

Jak pisze Wikipedia, tramwaje Mękarskiego miały dwie dodatkowe, podstawowe wady. Ilość sprężonego powietrza znajdująca się w ciśnieniowym zbiorniku tramwaju była zbyt mała i czasem się zdarzało, że tramwaj nie mógł powrócić do stacji kompresorowej. Drugą wadą były często pękające z wielkim hukiem i sykiem rurki instalacji pneumatycznej, co budziło przerażenie pasażerów.

Nie zrażając się tym, podobne linie tramwajowe budowano w Szwajcarii (1890 – 1902) – na ciśnienie zbiornika 33 atmosfery, a w USA w tym samym okresie zaczęto produkować pneumatyczne lokomotywy.

Szwajcarskie tramwaje były zasilane powietrzem sprężanym kompresorem napędzanym turbiną wodną ( Jonval turbine). Trasa długości 3,1 km pokonywana była przez tramwaj z prędkością 4,15 km/h, zużywający 2100 litrów sprężonego powietrza.

Ale stosowanie sprężonego powietrza nie ograniczyło się jedynie do poruszania tramwajów miejskich.

Wikipedia – mój skrót:

Po roku 1870 rozpoczęto tworzenie „miejskich systemów energetycznych” na sprężone powietrze. Zaczęto budować stacje kompresorowe i stosowne rurociągi oraz instalacje, dostarczające energię w sprężonym powietrzu, która napędzała maszyny dentystów, szwaczek, piekarzy czy drukarni. Takie miejskie systemy powstały w Paryżu, Birmingham, a także w Niemczech ( Drezno, Rixdorf i Offenbach) i Argentynie (Buenos Aires).

Victor Popp skonstruował pierwsze pneumatyczne systemy do zasilania zegarów, wysyłające impuls ciśnienia powietrza co minutę, tak by zmienić położenie wskazówek zegara.

Systemy te szybko się rozwijały i ewoluowały, dostarczając energię do domów prywatnych i dla zakładów przemysłowych.

W roku 1896 system paryski sprężonego powietrza składał się z 50 kilometrów rur pneumatycznych w których utrzymywano ciśnienie 5,5 bara (atmosfery). System ten miał moc „rozproszoną” o wartości 2,2 MW. System zasilał silniki pneumatyczne paryskich zakładów przemysłu ciężkiego i lekkiego.

Wikipedia podkreśla, że w tym czasie systemy sieci pneumatycznych, „były w tamtych czasach głównym źródłem energii dostarczanej do prywatnych domów”.

I tyle ma nam do powiedzenia Wikipedia o możliwości istnienia cuda pneumatyki o ciśnieniu ponad 50 barów w końcu XVIII wieku…

Powyższa informacja podpowiada nam w sposób oczywisty, że instalacje gazu do oświetlania domów i miast musiały powstać po kilku latach eksperymentów nad systemami miejskiej „powszechnej pneumatyzacji”. Dopiero po kilku latach pozytywnych prób z instalacjami na sprężone powietrze można było zacząć tymi rurami tłoczyć trujący i wybuchowy gaz świetlny a nie odwrotnie!

 

 

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/83/5BTGi.jpg
Druckluft-Tribwagen Nr. 5 Berner Tramway-Geſellſchafft, gebaut 1890 inn Ludwigs & Schopfers Machines-Fabrique zů Bern nach Plänen von Louis Mékarski, 1901 außer Dienſt geſtellt und anſchließend abgebrochen. Entre le 1889 et le 1902
Source: Alfred Moſer & al., Der Dampfbetrieb der ſchweizeriſchen Eiſenbahnen 1847—2006. Ein abſchließendes, umfaſſendes Werk über ſämtliche Dampflokomotiven der ſchweizeriſchen Eiſenbahnen, 7., nachgeführte und ergänzte Auflage, o. O. 2006, p. 390.

 

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/15/Tramway_%C3%A0_air_comprim%C3%A9_CGO_type_1900.jpg
Tramwaj Mękarskiego na ulicach Paryża (1900)

 

Zastanawiające ciekawostki (2)…



Route of the expedition

Strony Wikipedii, które opisują austriacki karabin pneumatyczny Girandoniego, uprawdopodobniają jego istnienie poprzez powoływanie się na informację, mówiącą że ten karabin był używany podczas wyprawy badawczej Lewisa i Clarka („Lewis and Clark Expedition” (Corps of Discovery Expedition) – maj 1804 – wrzesień 1806).

Jedne Wikipedie sugerują, że Lewis był rodzajem komiwojażera, który demonstrował napotkanym plemionom Indian działanie tej szybkostrzelnej, bezgłośnej i niezwykle precyzyjnej broni. Indianie byli zdumieni, bo do tej pory znali jedynie głośne i wytwarzające przy każdym strzale chmurę dymu muszkiety. Chyba jednak akcja reklamowa Lewisa na nic się zdała, bo Austria nie otrzymała zamówień od „plemion indiańskich” i produkcję pneumatycznego karabinu wstrzymano.

Inne Wikipedie twierdzą, że wiatrówką Girandoniego, wyprawa Lewisa i Clarka „odganiała się od wrogo nastawionych Indian”. Stanowi to pewną sprzeczność z powyższym, bo jeżeli Indianie dobrze znali „broń hukową”, to łatwiej było się „od nich odgonić” strzelając w powietrze z muszkietu, niż używając bezgłośnej wiatrówki.

O wyprawie badawczej Lewisa i Clarka już wspominałem ( https://kodluch.wordpress.com/2017/11/22/%e2%99%ab-off-topic-historia-jednej-mapy/  ).

Była to pierwsza amerykańska wyprawa badawcza, mająca za cel zbadanie wnętrza kontynentu. Wyprawę zorganizował prezydent Tomasz Jefferson, wkrótce po zakupie od Francji, używanego przez poprzednie 40 lat przez Hiszpanię, zupełnie niezbadanego terytorium, zwanego „Luizjaną” (1803). Prezydent Jefferson polecił pisemnie (tłumaczenie elektroniczne): „Celem waszej misji jest zbadanie rzeki Missouri i jej głównego strumienia, i możliwości komunikacyjnego połączenia jej biegu z wodami Oceanu Spokojnego, niezależnie od tego, czy rzeki Kolumbia, Oregon, Kolorado czy jakakolwiek inna rzeka mogą zaoferować najbardziej bezpośrednią i praktyczną komunikację wodną na tym kontynencie do celów handlowych.”

Wyprawa wystartowała w maju 1804 z Pittsburga w Pennsylwanii, we wrześniu 1806 powróciła do St. Luis, by zgłosić swe odkrycia Jeffersonowi. Prezydent otrzymał dzienniki wyprawy, mapy i szkice. Nie wiemy czy dzięki tej wyprawie udało się „znaleźć praktyczną trasę handlową przez zachodnią część kontynentu”, i czy była to dostateczna „manifestacja amerykańskiej obecności na terenie Luizjany, w celu zapobieżenia zawładnięciem tym terenem przez Wielką Brytanię i inne kraje europejskie, które próbowały przejąć Luizjanę”. Tak twierdzi Wikipedia.

Drugorzędnymi celami wyprawy były badania naukowe i ekonomiczne: badanie roślin, życia zwierząt i geografii tego obszaru oraz ustanowienie handlu z lokalnymi plemionami Indian amerykańskich”.

Nie będziemy się zastanawiać w jaki sposób kreślono dokładne mapy z szerokościami i długościami geograficznymi, na prawie 20 lat przed pierwszą próbą określenia szerokości geograficznej za pomocą sekstantu, czy 50 lat przed powstaniem pierwszych chronometrów, ani jak kierowano się w terenie, gdy kompas był niemal w tym czasie bezużyteczny.

Skupimy się na tym, co bezwstydnie pisze zawsze dziewica Wikipedia.

Cytat: „W XIX wieku odniesienia do wyprawy Lewisa i Clarka „rzadko pojawiały się” w książkach historycznych, nawet podczas obchodów „amerykańskiego stulecia” w 1876 r., i wyprawa została w dużej mierze zapomniana.

Wyprawę Lewisa i Clarka zaczęto badać na początku XX wieku.

Na wielkiej wystawie światowej w St. Louis ( 30.04 – 01.12.1904), wystawiono ekspozycję poświęconą „zakupie Luizjany”, gdzie po raz pierwszy zaprezentowano szerokiej publiczności „historię amerykańskiego podboju Dzikiego Zachodu” i także wyprawę Lewisa i Clarka.

W roku 1905 obchodzono uroczyście „100 lecie wyprawy Lewisa i Clarka” na światowej wystawie w Portland (Oregon), gdzie wyprawie poświęcono osobną ekspozycję, prezentując szerokiej publiczności „amerykańskich pionierów i bohaterów”.

Potem Wikipedia twierdzi, że do lat 50-tych XX wieku wyprawa Lewisa i Clarka nadal była nadal mało znana i zbadana. Dopiero zbliżająca się 200 rocznica wyprawy, spowodowała zainteresowanie wyprawą świata naukowego. Z tej okazji, w roku 2004 opracowano kompletny zestaw dzienników z tej ekspedycji.

Mój komentarz. Jak widać, sposobem niemal naukowym, zaprzeczając technologicznej możliwości produkowania karabinów pneumatycznych z końcem XVIII wieku, możemy przenieść o jakieś 100 lat cały łańcuszek związanych z tą bronią wydarzeń. Wygląda na to, że albo mamy niemal 100-letnią „dziurę czasowo-technologiczną”, trwającą od 1770 do 1870 roku, albo wszystkie wojny napoleońskie, austriacko-tureckie, podbój Ameryki, zakup Luizjany itd., wydarzyły się w drugiej połowie XIX wieku. Nie widzę innej możliwości…

Dodam, że Wikipedia twierdzi iż w 1876 „obchodzono amerykańskie stulecie”. Jednak, już linkowałem przytaczane przez Pana Biekbułata Kamałowa materiały z książek, czasopism i encyklopedii z końca XIX i początku XX wieku, które twierdzą bezczelnie, że w roku 1876 Amerykanie nie obchodzili „100-lecia USA”, bo nie mieli najmniejszego pojęcia o tym, że ich państwo ma aż 100 lat!

 

Próżnia nieurojona…


Fig. is given a diagram of the best of these mercury pumps, the one devised by Sprengel.
The supply of mercury is contained in the reservoir on the left. It flows over into the bulb B, where it falls in drops into the long tube on the right. These drops entrap between them the air in B. The mercury which runs out is collected and poured back into reservoir on the left. In this manner practically all the air can be removed from the bulb B, and hence from any vessel R, which may be connected with B. At M is a manometer which indicates the pressure in the vessel R, which is being exhausted. A pump of this type is capable of producing a vacuum in which the pressure is only 100,000,000th of an atmosphere.

A teraz wracamy do „półkul magdeburskich” i możliwości otrzymywania próżni około roku 1650.

W roku 1858 urodzony w Hanowerze chemik Hermann Sprengel (29.08.1834 – 14.01.1906) przeniósł się do Londynu, gdzie po roku otrzymał brytyjskie obywatelstwo. W rok 1865 wpadł na pomysł otrzymywania próżni, za pomocą „rtęciowej pompy Sprengela”. System rurek i lewarów napełnionych rtęcią, umożliwiał wytwarzanie niemal zupełnej próżni (mniej niż 1 mPa = około 1×10−8 atmosfery).

Przed zajęciem się „próżnią”, Sprengel zaczął eksperymenty z uzyskiwaniem „nadciśnienia”, za pomocą „katalońskiego kompresora” stosowanego „od zawsze” przez katalońskich hutników, tak zwanego „trompe”, wykorzystującego „zwężkę Venturiego”. Nie zmyślam – tak pisze Wikipedia! Jak widać mamy powtórzenie historii. Sprengel tak jak Galileusz i jego uczniowie, zaczyna od prób z poprawą wydajności pomp wodnych i sprężarek, by wpaść na pomysł iż rozwiązanie tego problemu „znajduje się w próżni”.

Już pierwszy model „rtęciowej pompy podciśnieniowej Sprengela” umożliwiał wytworzenie próżni w półlitrowym zbiorniku w czasie 20 minut. Ale najciekawsze było to, że krople rtęci przemieszczające się w rurkach „pompy Sprengela” powodowały głośne trzaski i towarzyszące temu rozbłyski światła – „z uwagi na działanie pola elektrostatycznego na rtęć”.

Pompa próżniowa Sprengela wykorzystywana była do początku XX wieku. Dzięki niej, William Crookes badał wyładowania elektryczne, William Ramsay używał jej do izolowania gazów szlachetnych.

Dzięki wynalazkowi Sprengela z roku 1865, Johann Heinrich Wilhelm Geissler (2.05.1815 – 1879) wraz z Juliusem Plückerem (16.06. /lub 16.07 1801 – 22.05.1868) rozpoczęli badania nad jarzeniowym wyładowaniem w rozrzedzonych gazach i w 1859 zauważyli, że ścianka rury do wyładowań naprzeciwko katody świeci jasnym zielonym światłem; odkryto wówczas promienie katodowe. Dzięki ich pracom odkryto istnienie elektronu i zmianę jarzenia się wyładowań elektrycznych w rozrzedzonych gazach za pomocą magnesu i elektromagnesu. Stąd już ludzkość miała mały krok do budowania kineskopów i lampowych wzmacniaczy oraz prostowników.

Warto podkreślić, że bez pompy próżniowej Sprengela, Swan i Edison nie byliby w stanie stworzyć żarówki – co podkreśla Wikipedia!

Jeszcze cytat z angielskiej Wikipedii, bez tłumaczenia i z kilkoma znakami zapytania:

Geissler made a hand-crank mercury pump, and glass tubes that could contain a superior vacuum.

The Geissler tube was used for entertainment throughout the 1800s and evolved around 1910 into commercial neon lighting. Advances in Plucker and Geissler’s discharge tube technology developed into the Crookes tube, with which the electron was discovered in 1897, and in 1906 into the amplifying vacuum tube, the basis of electronics and long distance communication technologies like radio and television.

Nie jestem w stanie zrozumieć, jak Geissler i Plücker w roku 1859 odkryli promieniowanie katodowe w próżniowej, rtęciowej pompie podciśnieniowej Sprengela, wymyślonej w roku 1865 ???????????

Dodam, uprzedzając moje „plany wydawnicze”, że przygotowuję od dawna cały cykl opowieści dotyczących zjawisk fizycznych związanych z elektrycznością, w którym pojawią się informacje o tym, że „od zawsze” ludzkość stosowała do oświetlania rtęć i jej związki, a także cynę. A źródłem zasilania tego „rtęciowo-cynowego oświetlenia” było pole elektrostatyczne, na początku wytwarzane za pomocą kropel wody (stąd dążenie do tego by fontanny „biły jak najwyżej”), potem za pomocą pary wodnej odpowiednio wypuszczanej z kotła (też budowano takie parowe maszyny elektrostatyczne!), a następnie za pomocą mechanicznych maszyn elektrostatycznych. Stąd biorą się na pozór niezrozumiałe fotografie z początku XX wieku, przedstawiające sterownie ówczesnych elektrowni, gdzie dyżurni mają w zasięgu ręki maszynę elektrostatyczną – taką jaką znamy z lekcji szkolnej fizyki. Po prostu, w przypadku jakiejś awarii, na sterowni gasło oświetlenie wytwarzane przez żarówki. Robiło się ciemno. Szybciej było pokręcić korbą maszyny elektrostatycznej znajdującej się w zasięgu ręki, by zaświeciły się rtęciowe jarzeniówki światła awaryjnego, niż szukać po kieszeniach zapałek i świec…

Wspomnę też w tym miejscu, że w przygotowywanym cyklu opierać się będę na podręcznikach szkolnych z fizyki z końca XIX i początku XX wieku, gdzie opisywane są zjawiska natury falowej ciepła, wspomniane są sposoby ogniskowania i rozpraszania ciepła za pomocą specjalnych „soczewek” – co tłumaczy zasadę działania opisywanych już kilka razy pieców pudlingowych, gdzie ciepło wytwarzane ze spalania węgla w jednym końcu pieca, skupione zostaje tam gdzie znajduje się „żelazo do przetopienia”….

Wracając do Sprengela…

Po skonstruowaniu swojej pompy próżniowej, Sprengel zajął się badaniem materiałów wybuchowych (kwas pikrynowy – rok 1873). Dzięki jego pracom kwas pikrynowy zaczęto po roku 1880 stosować w pociskach artyleryjskich. Wikipedia: „z początkiem XX w. został w wojskowych zastosowaniach wyparty przez nieco słabszy, ale bezpieczniejszy trotyl, ale był wciąż powszechnie stosowany podczas pierwszej wojny światowej i drugiej wojny światowej.

Potem nadal trwały prace nad wytwarzaniem próżni. Około roku 1890, Nikola Tesla po swojemu przerobił pompę podciśnieniową Sprengela, do osiągania jeszcze większej próżni.

W roku 1906 Tesla zaprezentował swoją 200-konną turbinę talerzową (Bladeless turbine), wytwarzającą z jednej strony nad- a z drugiej strony podciśnienie. Sama turbina jest częścią Silnika Tesli – turbinowego spalinowego silnika pulsacyjnego o kanałach zaworowych bez części ruchomych, również konstrukcji Tesli. Turbina Tesli wykorzystana została np. w nuklearnych okrętach podwodnych – przy zasilaniu parą, szybkoobrotowych wiertłach dentystycznych – zasilana sprężonym powietrzem, jako wysokowydajna pompa do cieczy – dzięki odwróceniu przepływu.


Podciśnieniowa, rtęciowa pompa Tesli. Experiments with Alternate Currents of High Potential and High Frequency. By Nikola Tesla. Published 1892. The W. J. Johnston company, ltd.

 

Obserwacja…

Czytając zamieszczone w Wikipedii życiorysy uczonych związanych z badaniem ciśnienia i podciśnienia, można zauważyć, że począwszy od Galileusza, niemal wszyscy uczeni byli albo związani blisko z Watykanem i protestantyzmem (księża, członkowie zakonów), albo „cywilami” blisko związanymi z Watykanem. Co ma „Duch Święty” do ciśnienia atmosferycznego i próżni, tego nie jestem w stanie wyjaśnić Czytelnikowi…

 

Wykorzystane linki…

https://chispa1707.livejournal.com/3206277.html
https://bskamalov.livejournal.com/4457553.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Gasparo_Berti
https://en.wikipedia.org/wiki/Giovanni_Battista_Baliani
https://en.wikipedia.org/wiki/Siphon
https://pl.wikipedia.org/wiki/Lewar_hydrauliczny
https://en.wikipedia.org/wiki/Gaspar_Schott
https://en.wikipedia.org/wiki/Frederick_William,Elector_of_Brandenburg
https://en.wikipedia.org/wiki/Imperial_Diet
(Holy_Roman_Empire)
https://pl.wikipedia.org/wiki/Sejm_Rzeszy_(%C5%9Awi%C4%99te_Cesarstwo_Rzymskie)

https://pl.wikipedia.org/wiki/Galileusz
https://pl.wikipedia.org/wiki/Barometr_hydrostatyczny
https://pl.wikipedia.org/wiki/Do%C5%9Bwiadczenie_Torricellego
https://pl.wikipedia.org/wiki/Evangelista_Torricelli
https://pl.wikipedia.org/wiki/Prawo_Torricellego
https://pl.wikipedia.org/wiki/Kalendarium_historii_nauki
https://pl.wikipedia.org/wiki/R%C3%B3g_Gabriela
https://pl.wikipedia.org/wiki/Historia_fizyki
https://pl.wikipedia.org/wiki/Blaise_Pascal

https://pl.wikipedia.org/wiki/Prawo_Archimedesa
https://pl.wikipedia.org/wiki/Hieron_II
https://pl.wikipedia.org/wiki/Archimedes
https://pl.wikipedia.org/wiki/Sycylia
https://pl.wikipedia.org/wiki/Syrakuzy

https://pl.wikipedia.org/wiki/System_waluty_z%C5%82otej
https://wiki.wargaming.net/ru/Navy:%D0%92%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D1%8F
https://en.wikipedia.org/wiki/Waterline
https://en.wikipedia.org/wiki/Waterline_length
https://pl.wikipedia.org/wiki/Wodnica_(okr%C4%99townictwo)
https://en.wikipedia.org/wiki/Lloyd%27s_Register
https://pl.wikipedia.org/wiki/Atmosferyczny_silnik_parowy

https://pl.wikipedia.org/wiki/Kr%C3%B3lestwo_Neapolu
https://pl.wikipedia.org/wiki/Nieszpory_sycylijskie
https://pl.wikipedia.org/wiki/Kr%C3%B3lestwo_Obojga_Sycylii

https://pl.wikipedia.org/wiki/Palnik_Bunsena

https://en.wikipedia.org/wiki/Girandoni_air_rifle
https://fr.wikipedia.org/wiki/Fusil_de_Girandoni
https://fr.wikipedia.org/wiki/.45_ACP
https://en.wikipedia.org/wiki/Repeating_rifle
https://pl.wikipedia.org/wiki/Nab%C3%B3j_.45_ACP
https://cs.wikipedia.org/wiki/Opakovac%C3%AD_v%C4%9Btrovka_Girandoni
https://hu.wikipedia.org/wiki/Girandoni-sz%C3%A9lpuska
https://en.wikipedia.org/wiki/Dejima

https://en.wikipedia.org/wiki/Lewis_and_Clark_Expedition
https://en.wikipedia.org/wiki/Lewis_and_Clark_Centennial_Exposition
https://en.wikipedia.org/wiki/Louisiana_Purchase_Exposition
https://en.wikipedia.org/wiki/World%27s_fair
https://en.wikipedia.org/wiki/Continental_Divide_of_the_Americas
https://pl.wikipedia.org/wiki/Wododzia%C5%82_kontynentalny_Ameryki
https://en.wikipedia.org/wiki/Corps_of_Discovery
https://en.wikipedia.org/wiki/Meriwether_Lewis
https://en.wikipedia.org/wiki/William_Clark
https://en.wikipedia.org/wiki/Louisiana_Purchase

https://en.wikipedia.org/wiki/Sprengel_pump
https://en.wikipedia.org/wiki/Trompe

https://en.wikipedia.org/wiki/Hermann_Sprengel
https://pl.wikipedia.org/wiki/Kwas_pikrynowy
https://en.wikipedia.org/wiki/Picric_acid
https://en.wikipedia.org/wiki/Sprengel_explosive
https://en.wikipedia.org/wiki/Miedziankit
https://pl.wikipedia.org/wiki/Miedziankit

https://en.wikipedia.org/wiki/Julius_Pl%C3%BCcker
https://pl.wikipedia.org/wiki/Julius_Pl%C3%BCcker
https://en.wikipedia.org/wiki/Heinrich_Gei%C3%9Fler
https://pl.wikipedia.org/wiki/Heinrich_Geissler
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%B9%D1%81%D0%BB%D0%B5%D1%80,%D0%93%D0%B5%D0%BD%D1%80%D0%B8%D1%85%D0%98%D0%BE%D0%B3%D0%B0%D0%BD%D0%BD_%D0%92%D0%B8%D0%BB%D1%8C%D0%B3%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BC
.https://commons.wikimedia.org/wiki/File:RurkaGeisslera.png?uselang=ru
.https://ca.wikipedia.org/wiki/Tub_de_Gessler?uselang=ru

https://en.wikipedia.org/wiki/Vacuum_pump

https://en.wikipedia.org/wiki/Nikola_Tesla#Bladeless_turbine
https://pl.wikipedia.org/wiki/Nikola_Tesla
https://pl.wikipedia.org/wiki/Turbina_Tesli
https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_Tesli

https://en.wikipedia.org/wiki/Heinrich_Gei%C3%9Fler

https://en.wikipedia.org/wiki/Otto_von_Guericke
https://en.wikipedia.org/wiki/Air_gun#History
https://en.wikipedia.org/wiki/Horror_vacui_(physics)
https://pl.wikipedia.org/wiki/Otto_von_Guericke

https://en.wikipedia.org/wiki/Sprengel_pump
https://en.wikipedia.org/wiki/Hermann_Sprengel

https://pl.wikipedia.org/wiki/P%C3%B3%C5%82kule_magdeburskie

https://en.wikipedia.org/wiki/Magdeburg_hemispheres
https://de.wikipedia.org/wiki/Magdeburger_Halbkugeln
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D0%B3%D0%B4%D0%B5%D0%B1%D1%83%D1%80%D0%B3%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5_%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D1%83%D1%88%D0%B0%D1%80%D0%B8%D1%8F

https://en.wikipedia.org/wiki/Imperial_Diet_(Holy_Roman_Empire)
https://pl.wikipedia.org/wiki/Sejm_Rzeszy_(%C5%9Awi%C4%99te_Cesarstwo_Rzymskie)

https://en.wikipedia.org/wiki/Daisy_Outdoor_Products
https://en.wikipedia.org/wiki/Compressed-air_energy_storage
https://es.wikipedia.org/wiki/Almacenamiento_de_energ%C3%ADa_de_aire_comprimido

https://pl.wikipedia.org/wiki/CAES
https://en.wikipedia.org/wiki/H.K._Porter,_Inc.

https://en.wikipedia.org/wiki/Mekarski_system
https://fr.wikipedia.org/wiki/Louis_M%C3%A9karski

https://en.wikipedia.org/wiki/Louis_M%C3%A9karski
https://en.wikipedia.org/wiki/Still_engine
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%BF%D0%B0%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B7
https://en.wikipedia.org/wiki/Steam_diesel_hybrid_locomotive
https://en.wikipedia.org/wiki/Diesel-Zarlatti_locomotive
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%9F1

https://en.wikipedia.org/wiki/Jonval_turbine
https://pl.wikipedia.org/wiki/Ludwik_M%C4%99karski
https://fr.wikipedia.org/wiki/Louis_M%C3%A9karski

vvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv

ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ

Zgodnie z sugestiami Czytelników, tym którym podoba się moja „pisanina”, umożliwiłem składanie osobistych podziękowań…

Można podziękować poprzez portal „Patronite”:

https://patronite.pl/blogbruska

Lub przez PayPal:

blogbruska@gmail.com

ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ ʘ

vvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv

= = = = = = = = = = = = = = = = = =

Do tłumaczenia tekstów można stosować na przykład:
http://free-website-translation.com/

= = = = = = = = = = = = = = = = = =

♫ – OFF TOPIC – SPIS TREŚCI tematów „OT”
https://kodluch.wordpress.com/2018/03/16/%e2%99%ab-off-topic-spis-tresci-tematow-ot/

https://kodluch.wordpress.com/about/

= = = = = = = = = = = = = = = = = =

 

3 uwagi do wpisu “♫ – OFF TOPIC – Próżnia niedoskonała czyli wielkość nieurojona…

  1. Takie kilka spostrzeżeń, które nasunęły mi się w trakcie czytania.
    Trudność ze uzyskaniem zbiorników podciśnieniowych wynika z tego, że każda konstrukcja ma dużo większą odporność na rozciąganie niż na ściskanie. Można samemu przeprowadzić doświadczenie np przy pomocy puszki po piwie.
    Nie wchodzę w „kalendarium” odkryć ponieważ nie mam takiej wiedzy, a nie wierzę we wszystkie informacji z wikipedii. Np. dobrej jakości stal prawie sprężynową spotkałem w klindze starego floretu, który miałem w ręku. Był to floret pochodzący z końca XVII lub początku XVIIIw. Na dworach zachodnich, zwłaszcza we Francji i Włoszech była wtedy moda pojedynków. Nie ominęła ona dam na dworach. Specjalnie dla nich płatnerzy robili broń pojedynkową. Były to lekkie florety typu włoskiego, czyli broń kujna o cienkiej, lekkiej klindze o przekroju romboidalnym oprawiona w rękojeść z małą gardą i stosunkowo szerokim jelcu. Broń była lekka, a pojedynkujące się damy zadawały pchnięcia, parując je w bok, a nie zasłaniając się. Dlatego sama klinga musiała być cienka, lekka i sprężysta.
    Damy miały zabezpieczone bandażami szyje i odkrytą górną część tułowia (trochę mi to przypomina pojedynki pruskich junkrów). Klinga była lekka i sprężysta. Dosłownie gięła się w rękach. Podobne spotkałem dopiero później w latach 60-tych naszego wieku w szermierczych floretach typu belgijskiego.
    Nie wiem jak ówcześni płatnerzy byli to w stanie zrobić, ale zrobili.

    Polubione przez 4 ludzi

    • Dziękuję za informacje. Ja nie upieram się że jeżeli coś nam się wydaje w przeszłości niemożliwe do wykonania, to tego nie mogło być. Po prostu nie znamy wszystkich sztuczek naszych praprzodków. Wydaje się że byli oni sprytniejsi i mądrzejsi od nas – powala niezwykle szeroka wiedza niemal każdego naukowca, który często był dodatkowo jakimś artystą.

      Dziękuję za cenną /acz wydawało by się oczywistą/ uwagę na temat rozciągania i ściskania „metali”…

      Wikipedii też nie dowierzam, ale jest to kompendium wiedzy „encyklopedycznej” i powszechnie dostępnej. Dlatego się tym posługuję najczęściej, bo cytowanie staropolskich dzieł to „polska propaganda”, dzieł rosyjskojęzycznych to „ruska propaganda” a dzieła „amerykańskie” – to już sam nie wiem czyja propaganda…

      PS
      Dawno temu przyszło mi do głowy, że okręty podwodne powinny być wykonywane z betonu… 🙂

      Polubione przez 3 ludzi

      • Były próby betonowych kadłubów statków.
        A przy okazji dygresja jak zmienia się technologia. W dzieciństwie i czasach szkolnych zimą nagminnie jeździliśmy na łyżwach. Cieć późną jesienią wylewał lodowisko przed blokiem i była zabawa do wiosny. A potem przyszło „globalne ocieplenie 🙂 ” i skończyła się zabawa. Przyszedł czas na wrotki, a to już nie to samo. Wmyśliłem więc, jako młody inżynier na początku lat 80-tych łyżworolki. Niestety mądrzy ludzie w Instytucie przeanalizowali mój „wynalazek”, wykonali obliczenia i okazało się, że nie ma na tyle wytrzymałych materiałów, aby to się nie rozleciało.
        Nie minęło wiele lat i podobny patent pojawił się we sklepach.

        Polubione przez 4 ludzi

Dodaj komentarz

Proszę zalogować się jedną z tych metod aby dodawać swoje komentarze:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Google

Komentujesz korzystając z konta Google. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj /  Zmień )

Połączenie z %s