Αλκοολικός βαθμός
Μονάδα εκτός SI · μέγεθος: το κατ' όγκον κλάσμα αιθανόλης σε υδροαλκοολικό διάλυμα
Στο αγγλικό θησαυροφυλάκιο του δέκατου έβδομου αιώνα ο βαθμός δοκιμαζόταν με πυρίτιδα: πάνω σε μια πρέζα πυρίτιδας έχυναν μια κουταλιά οινοπνεύματος και της έβαζαν φωτιά. Αν η πυρίτιδα άναβε αφού είχε σβήσει η φλόγα, το οινόπνευμα λογιζόταν αποδεδειγμένο — proved —; αν το νερό που έμενε έπνιγε την πυρίτιδα κι εκείνη μόνο σφύριζε, το εμπόρευμα έμενε κάτω από το πρότυπο και δασμολογούνταν με άλλον συντελεστή. Η δοκιμή φαίνεται χονδροειδής, στηριζόταν όμως σε αληθινή φυσική: η αιθανόλη καίγεται όσο δεν υπάρχει πολύ νερό στο διάλυμα, και το κατώφλι αυτό πέφτει περίπου στα πενήντα επτά τοις εκατό κατ' όγκον.
Από εκείνο το κατώφλι της πυρίτιδας βλάστησαν οι σημερινές κλίμακες, που απομακρύνθηκαν η μία από την άλλη μέσα σε λιγότερο από έναν αιώνα. Η Βρετανία καθόρισε τους «εκατό βαθμούς proof» ακριβώς στον βαθμό όπου η πυρίτιδα ακόμη έπιανε, ώστε η μονάδα της κλίμακάς της βγήκε επτά τέταρτα του κατ' όγκον τοις εκατό· η Αμερική αντιθέτως, μη θέλοντας να μπλέξει με κλάσματα, κήρυξε το proof απλώς διπλάσιο του τοις εκατό, και το εκατό εκεί έγινε μισό μπουκάλι καθαρού οινοπνεύματος. Ο Gay-Lussac ενήργησε απλούστερα απ' όλους και ονόμασε βαθμό το ίδιο το κατ' όγκον τοις εκατό, και γι' αυτό η κλίμακά του επέζησε των δύο άλλων και θεμελιώνει τους σημερινούς κανόνες.
01 · Ορισμός
Ο βαθμός σε κατ' όγκον τοις εκατό είναι ο λόγος του όγκου της καθαρής αιθανόλης προς τον όγκο όλου του διαλύματος, με τους δύο όγκους να λαμβάνονται χωριστά στους είκοσι βαθμούς Κελσίου. Η επιφύλαξη για το χωριστά είναι ουσιώδης: το οινόπνευμα και το νερό συστέλλονται όταν αναμειγνύονται, και ένα λίτρο οινοπνεύματος με ένα λίτρο νερού δίνουν περίπου 1,93 λίτρα μείγματος αντί για δύο, γι' αυτό τα κλάσματα υπολογίζονται πριν από την ανάμειξη και όχι μετά.
Ως όργανο για ένα τέτοιο μέγεθος κάνει οποιοδήποτε, αρκεί να ξεχωρίζει πυκνότητες: το οινόπνευμα είναι ελαφρύτερο του νερού σχεδόν κατά ένα πέμπτο, ώστε ένας πλωτήρας βυθίζεται στη βότκα αισθητά βαθύτερα απ' ό,τι στο κρασί. Από εκεί προκύπτει τόσο η κατασκευή του οινομέτρου, βαθμονομημένου κατευθείαν σε τοις εκατό, όσο και η αναπόφευκτη διόρθωση θερμοκρασίας, γιατί ένα ζεστό διάλυμα φαίνεται στο όργανο δυνατότερο απ' ό,τι είναι.
Οι τρεις ιστορικές κλίμακες διαφέρουν μεταξύ τους μόνο κατά έναν συντελεστή, και γι' αυτό μετατρέπονται ακριβώς και χωρίς κανέναν πίνακα. Ο Gay-Lussac έθεσε τον βαθμό του ίσο με το κατ' όγκον τοις εκατό, το αμερικανικό proof είναι διπλάσιο του τοις εκατό, και το βρετανικό πήρε για την εκατοντάδα του το κατώφλι της πυρίτιδας — εκείνον τον βαθμό όπου το διάλυμα ακόμη ανάβει την πυρίτιδα — και έτσι απέκτησε μονάδα επτά τετάρτων του τοις εκατό. Η Βρετανία κατάργησε την κλίμακά της το 1980, αλλά η επιγραφή «70° proof» σε φιάλες παλιάς εμφιάλωσης ζητά ακόμη μετατροπή.
Το κατά μάζα κλάσμα ζει δίπλα και συγχέεται με το κατ' όγκον αδιάκοπα, μολονότι τα δύο διαφέρουν αισθητά: σε βότκα σαράντα τοις εκατό το οινόπνευμα κατά μάζα είναι μόλις περίπου τριάντα τρία τοις εκατό, επειδή είναι ελαφρύτερο του νερού. Ο ειδικός φόρος εξάλλου δεν υπολογίζεται ούτε με το ένα ούτε με το άλλο, αλλά με τα λίτρα απόλυτου οινοπνεύματος της παρτίδας, ώστε για τη λογιστική ο βαθμός μετρά μόνο ως συντελεστής.
Οδηγήστε τον βαθμό με τον ολισθητήρα και κοιτάξτε το κουτάλι: όσο υπάρχει οινόπνευμα αρκετό, η φλόγα καίγεται ως την ξερή πυρίτιδα κι εκείνη ανάβει· μόλις όμως το νερό περάσει το κατώφλι, ό,τι απομένει πνίγει την πυρίτιδα και αντί για αναλαμπή έρχεται ένα σφύριγμα. Οι τρεις κλίμακες δεξιά διαβάζουν ένα και το αυτό υγρό, και απομακρύνονται ακριβώς όσο διαφέρουν οι συντελεστές τους.
Η συνεχής γραμμή δείχνει πώς η πυκνότητα ενός υδροαλκοολικού μείγματος πέφτει καθώς ανεβαίνει ο βαθμός, και η διακεκομμένη πώς θα έπεφτε αν τα υγρά απλώς προστίθεντο. Οι γραμμές απομακρύνονται επειδή τα μόρια οινοπνεύματος και νερού στοιβάζονται πυκνότερα απ' ό,τι το καθένα χωριστά, και το βύθισμα αυτό είναι βαθύτερο γύρω στα σαράντα τοις εκατό. Ακριβώς εξαιτίας του το οινόμετρο πρέπει να βαθμονομείται από πίνακες και όχι με χάρακα.
02 · Μετατροπή
Εισαγάγετε ό,τι γράφει η ετικέτα
Ανάμεσα στις τρεις κλίμακες του βαθμού οι μετατροπές είναι ακριβείς, αφού όλες διαφέρουν μόνο κατά έναν συντελεστή. Προσέγγιση εμφανίζεται μόνο εκεί όπου μπαίνει στο παιχνίδι η πυκνότητα: το κατά μάζα κλάσμα και το βάρος μιας παρτίδας υπολογίζονται από τιμές πινάκων για υδροαλκοολικά μείγματα.
Η βρετανική κλίμακα δείχνεται σε δύο μορφές: σε συνήθεις βαθμούς proof και στην παλιά γραφή κατά Sikes, όπου μετρούσαν την απόκλιση από το εκατό προς τα πάνω ή προς τα κάτω. Η δεύτερη μορφή μπορεί να κρυφτεί στις λεπτές ρυθμίσεις του δελτίου.
Η θερμοκρασία μετρά για τον βαθμό όχι λιγότερο απ' ό,τι για το ιξώδες, αν και φαίνεται αλλιώς: το ίδιο το κλάσμα του οινοπνεύματος δεν αλλάζει με τη θέρμανση, όμως η πυκνότητα πέφτει, και το οινόμετρο αρχίζει να υπερτιμά την ένδειξή του κατά ένα τρίτο του τοις εκατό περίπου ανά βαθμό. Οι πίνακες ελέγχου συντάσσονται γι' αυτό για τους είκοσι βαθμούς Κελσίου, και στην αμερικανική πρακτική για τους εξήντα Φαρενάιτ.
| Τιμή | Σημείωση | ||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · Τάξεις μεγέθους
από το χωρίς αλκοόλ ως το εξευγενισμένο οινόπνευμα04 · Όργανα μέτρησης
Με τι μετριέται ο βαθμός
Μια κουταλιά οινοπνεύματος έχυναν πάνω σε μια πρέζα πυρίτιδας και της έβαζαν φωτιά, και ανάλογα με το αν η πυρίτιδα άναβε αφού είχε καεί η φλόγα ή σφύριζε μέσα στο υπόλοιπο νερό, έκριναν τον βαθμό. Η δοκιμή ξεχώριζε μόνο δύο καταστάσεις, όμως δεν απαιτούσε ούτε όργανο ούτε πίνακες, και γι' αυτό κράτησε στο θησαυροφυλάκιο σχεδόν έναν αιώνα και μισό.
Ένας ορειχάλκινος πλωτήρας με σειρά κρεμαστών βαρών, που το βρετανικό κοινοβούλιο κατοχύρωσε νομικά το 1816: το βάρος επιλεγόταν έτσι ώστε το όργανο να βυθίζεται στη βαθμονομημένη περιοχή, και ο βαθμός διαβαζόταν ως απόκλιση από το εκατό προς τα πάνω ή προς τα κάτω. Αυτό ακριβώς μετέτρεψε το ναι-ή-όχι της πυρίτιδας σε αριθμό που μπορούσε να γραφτεί σε φορτωτική.
Ένας γυάλινος πλωτήρας, βαθμονομημένος κατευθείαν σε κατ' όγκον τοις εκατό από τους πίνακες των υδροαλκοολικών μειγμάτων — ακριβώς το όργανο που χρησιμοποιείται ως σήμερα και στο εργαστήριο και στην κουζίνα του σπιτικού αποστακτή. Η ένδειξή του ισχύει μόνο για καθαρό μείγμα οινοπνεύματος και νερού, γι' αυτό η ζάχαρη σε ένα λικέρ ή το εκχύλισμα σε ένα ουίσκι το βγάζουν εντελώς εκτός.
Ο μόνος τρόπος να μάθει κανείς τον βαθμό ενός ποτού που έχει μέσα του κάτι πέρα από οινόπνευμα και νερό: το δείγμα διαχωρίζεται σε στήλη και υπολογίζεται το εμβαδόν κάτω από την κορυφή της αιθανόλης. Έτσι ελέγχονται λικέρ, εγχύματα και κάθε τι γλυκό, όπου ο πλωτήρας δεν ωφελεί, και μαζί πιάνεται η μεθανόλη, που σε τίμιο προϊόν δεν πρέπει να υπάρχει.
05 · Κανόνες γραφής
Ένα proof χωρίς χώρα δεν σημαίνει τίποτε
Το κατ' όγκον κλάσμα γράφεται με αριθμό, κενό και το σύμβολο τοις εκατό, και η διευκρίνιση «vol» μπαίνει μετά, γιατί χωρίς αυτήν το κλάσμα διαβάζεται με δύο τρόπους. Στο proof η χώρα πρέπει οπωσδήποτε να δηλώνεται: ένας και ο αυτός αριθμός σημαίνει άλλον βαθμό στις δύο πλευρές του Ατλαντικού, και η διαφορά δεν είναι ασήμαντη — εκατό βρετανικοί βαθμοί δίνουν πενήντα επτά τοις εκατό, εκατό αμερικανικοί ακριβώς πενήντα.
Η πρώτη γραφή είναι τα καθημερινά «σαράντα βαθμοί», που σε έγγραφο δεν έχουν θέση, γιατί βαθμό ονόμασαν τον βαθμό μόνο ο Gay-Lussac και ο Tralles, και το σύμβολό τους είναι δικό τους. Η δεύτερη δεν λέει αν το κλάσμα ισχύει κατ' όγκον ή κατά μάζα, και για σαράντα τοις εκατό η διαφορά τους φτάνει ολόκληρες επτά μονάδες. Η τρίτη δεν ονομάζει χώρα και γι' αυτό δεν μετατρέπεται μονοσήμαντα. Η τέταρτη είναι απλώς λανθασμένη: κατά μάζα η ίδια βότκα περιέχει περίπου τριάντα τρία τοις εκατό οινοπνεύματος.
06 · Γειτονικές μονάδες
Δίπλα στέκονται όλες οι κλίμακες με τις οποίες η συγκέντρωση διαβάζεται μέσω της πυκνότητας ενός διαλύματος: η ζάχαρη στο γλεύκος μετριέται σε βαθμούς Brix, το εκχύλισμα στη ζυθοποιία σε βαθμούς Plato, και τα οξέα και τα αλκάλια στο εργαστήρι σε βαθμούς Baumé. Είναι φτιαγμένες όμοια: ένας πλωτήρας βλέπει την πυκνότητα, και στο γυαλί είναι γραμμένοι οι αριθμοί εκείνου του επαγγέλματος για το οποίο φτιάχτηκε το όργανο.
στον όγκο του διαλύματος
τοις εκατό κατά μάζα
πυκνότητα του αρχικού γλεύκους
Από τα δελτία του Simetrium δίπλα στέκονται βαθμός Brix και βαθμός Plato, οι κλίμακες αραιομέτρου °Bé / °Tw / °API, όπου η ίδια πυκνότητα διαβάζεται με τον τρόπο των πετρελαϊκών, και πυκνότητα σε kg/m³, χωρίς την οποία το κατ' όγκον κλάσμα δεν δένεται με το κατά μάζα.
07 · Ιστορικό μέρος
Η απόδειξη με την πυρίτιδα
Η αγγλική υπηρεσία ειδικών φόρων εισέπραττε δασμό στο οινόπνευμα με δύο συντελεστές, και το εμπόρευμα έπρεπε να ξεχωριστεί εκεί στο λιμάνι, χωρίς κανένα όργανο. Η δοκιμή που επινοήθηκε ήταν απλή: έχυναν το οινόπνευμα πάνω στην πυρίτιδα και του έβαζαν φωτιά, και ανάλογα με το αν η πυρίτιδα άναβε ή σφύριζε, το εμπόρευμα λογιζόταν στο αποδεδειγμένο ή στο αδύναμο. Η λέξη proof σημαίνει έκτοτε βαθμό, αν και κατά γράμμα είναι «μια απόδειξη».
Το κοινοβούλιο ενέκρινε το όργανο του Bartholomew Sikes και μαζί έδωσε ισχύ νόμου στον ίδιο τον ορισμό: proof spirit είναι διάλυμα του οποίου η πυκνότητα ισούται με δώδεκα δέκατα τρίτα της πυκνότητας του νερού. Ο αριθμός βγήκε περίπου στα πενήντα επτά τοις εκατό κατ' όγκον, δηλαδή στο ίδιο κατώφλι της πυρίτιδας, μόνο μετρημένο με πλωτήρα αντί για σπίρτο.
Το αμερικανικό θησαυροφυλάκιο κληρονόμησε τη λέξη proof, αλλά δεν θέλησε να μπλέξει με βρετανικά κλάσματα και κήρυξε ότι εκατό proof είναι ακριβώς το μισό οινόπνευμα κατ' όγκον. Ο δεσμός με την πυρίτιδα κόπηκε εκεί, όμως η κλίμακα μπορούσε να υπολογιστεί από μνήμης, και ως σήμερα το «100 proof» σε ένα μπουκάλι μπέρμπον σημαίνει πενήντα τοις εκατό και όχι πενήντα επτά.
Όταν το εμπόριο μέσα στην Κοινή Αγορά ζήτησε μία κλίμακα για όλους, διαλέχτηκε η απλούστερη: το κατ' όγκον τοις εκατό κατά Gay-Lussac. Η Βρετανία κατάργησε την κλίμακά της την πρώτη Ιανουαρίου 1980, και έκτοτε οι φιάλες σημαίνονται όμοια από τη Λισαβόνα ως το Ελσίνκι, ενώ το παλιό «70° proof» συναντιέται μόνο σε ετικέτες που έμειναν σε κελάρι πάνω από σαράντα χρόνια.
Μια δοκιμή που ήξερε να απαντά μόνο ναι ή όχι
Η δοκιμή της πυρίτιδας μοιάζει με περιέργεια, στην ουσία όμως είναι το τιμιότερο όργανο απ' όσα περιγράφονται εδώ: ποτέ δεν προσποιήθηκε ότι μετρά μέγεθος. Απαντούσε σε μία μόνο ερώτηση — βρίσκεται ο βαθμός πάνω από το κατώφλι ή κάτω — και απαντούσε αναπαραγώγιμα, κάτι που δεν λέγεται για κάθε βαθμονομημένη κλίμακα. Όλη η κατοπινή ιστορία της μονάδας είναι η ιστορία του πώς εκείνο το ναι-ή-όχι έγινε αριθμός.
Η αντικατάσταση της φωτιάς από ένα αραιόμετρο δεν ήταν απλή εκλέπτυνση αλλά αλλαγή στην ίδια τη φύση του μεγέθους: στη θέση ενός κατωφλιού εμφανίστηκε κλίμακα, στη θέση δύο καταστάσεων ένα συνεχές. Από εκείνη τη στιγμή ο βαθμός μπορούσε να γραφτεί σε φορτωτική, να φορολογηθεί κατά βαθμούς και να αμφισβητηθεί στο δικαστήριο στα δέκατα — τίποτε από αυτά δεν επέτρεπε η πυρίτιδα. Το τίμημα ήταν οι πίνακες: ο πλωτήρας βλέπει πυκνότητα, όχι οινόπνευμα, και μόνο ένας πίνακας κάνει το ένα το άλλο.
Κατάλογος · μονάδες μέτρησης
Ένα δελτίο για κάθε μέγεθος
Επτά βασικές μονάδες SI, είκοσι δύο παράγωγες με δικό τους όνομα και μεγέθη εκτός συστήματος, χωρίς τα οποία δεν θα λειτουργούσε ούτε η τεχνική ούτε το ημερολόγιο.