Kalorik
München, 1798. Count Rumford memerhati laras meriam digerudi di gudang senjata lalu mengemukakan soalan kiraan. Jika haba ialah bahan yang tersebar dalam logam, simpanannya terhad, dan penggerudian suatu hari akan berhenti menghasilkan haba. Beliau mengambil mata gerudi tumpul, meletakkan laras dalam tangki air, dan selepas dua jam setengah air mendidih. Beliau menukar air — mendidih lagi.
Kalorik ialah jirim tanpa berat yang dimasukkan Lavoisier ke dalam jadual bahan ringkasnya. Orang percaya ia mengalir dari yang panas ke yang sejuk dan terabadi sepanjang itu. Kuantitinya diukur dalam kalori: satu kalori memanaskan satu gram air sebanyak satu darjah. Teori ini memberi jadual muatan haba yang betul, malah teori enjin haba Carnot. Tetapi ujikaji Rumford menunjukkan bahawa selagi kerja dilakukan, haba boleh diperoleh tanpa had.
| Tanda | caloric · calorique · ukuran cal |
| Cara mengira | daripada jisim ais yang cair dan kenaikan suhu air · Q = c·m·ΔT |
| Andaian ketika itu | keabadian: sebanyak yang keluar dari satu jasad, sebanyak itu masuk ke jasad lain |
| Diperkenalkan dan ditinggalkan | calorique — Lavoisier, 1789 · ujikaji Rumford — 1798 · kesetaraan mekanik — Joule, 1843—1850 |
| Tatatanda kini | haba ialah satu bentuk tenaga, dalam joule · 1 cal = 4.184 J · ISO 80000-5 |
| Nilai lazim | 79.7 cal — mencairkan satu gram ais · 540 cal — menyejatkan satu gram air · 2000 kcal — makanan sehari |
01 · Definisi
Bendalir haba tanpa berat
Menurut sistem akhir abad ke-18, kalorik terdapat dalam jasad dan mengalir dari jasad panas ke jasad sejuk. Zarahnya saling menolak — sebab itu haba merebak dan jasad mengembang apabila dipanaskan. Setiap bahan memuatkan kalorik secara berbeza: besi memerlukan sepuluh kali kurang daripada air untuk naik satu darjah.
Haba pendam Black juga mendapat penjelasan: ais yang sedang cair menerima kalorik tetapi tidak menjadi panas, maka kalorik masuk dalam bentuk terikat. Seluruh kiraan sistem bersandar pada satu andaian — kalorik itu abadi. Andaian inilah yang terpaksa ditinggalkan. Rumus muatan haba kekal sah; cuma haba kini dikira sebagai tenaga.
Haba di atas penimbang, tanpa termometer
Di tengah terdapat sampel panas dalam kebuk ais; warnanya bergantung pada suhunya. Warna biru kehijauan ialah ais dan air leburan, yang menitis ke dalam cawan di bawah — haba dikira daripada jisim air itu. Lapisan luar juga daripada ais dan melindungi ujikaji daripada kehangatan bilik. Titik-titik ambar ialah kalorik seperti yang dibayangkan: ia berpindah dari sampel ke ais sehingga sampel sejuk ke sifar.
Bagaimana kalorik menerangkan segalanya — sehingga penggerudian bermula
Di sini kalorik dilukis seperti yang dibayangkan: 260 zarah ambar daripada bendalir tanpa berat. Dalam tiga ujikaji pertama bilangannya tidak berubah; zarah hanya mengalir ke jasad lain, menolak jasad mengembang, atau bersembunyi dalam ais yang cair. Bulatan berongga ialah kalorik terikat, lapisan biru kehijauan ialah ais. Dalam ujikaji keempat, mata gerudi melahirkan zarah baharu, putih, daripada tiada — dan kiraan tidak lagi seimbang. Peluncur menjalankan ujikaji; angka di bawah adegan dikira dalam kalori seperti zaman itu.
Laras yang tidak mahu sejuk
Di tengah ialah mesin gerudi gudang senjata. Kuda berjalan dalam bulatan; kincir kuda mereka memutar laras gangsa melalui roda besar dan gear kecil. Laras berdiri dalam tangki air, dan mata gerudi tumpul menekan ke lubangnya. Warna lila ialah kerja mekanik: penghantaran, aci, kuasa kuda. Ambar ialah haba yang lahir di titik geseran: zarah naik dari mata gerudi menembusi air. Biru kehijauan ialah air dan suhunya. Di kanan, skrin merekod kenaikan suhu air, dan di bawahnya kiraan kalorik. Menurut teori, simpanan kalorik dalam laras adalah terhad. Palang menunjukkan berapa banyak simpanan itu sepatutnya sudah habis. Masa dipercepat 120 kali: satu saat ialah dua minit. Jika tiada apa disentuh selama 20 s, ujikaji berjalan sendiri.
—
02 · Konversi
| {n} | {v} | {note} |
Terdapat beberapa jenis kalori. Kalori termokimia tepat 4.184 J, kalori antarabangsa 4.1868 J, kalori lima belas darjah 4.1855 J. Perbezaannya hanya pecahan peratus. Dalam kerja yang teliti, jenis kalori dinyatakan — atau lebih baik terus ditulis dalam joule.
Gram ais dan air mendidih ialah ukuran zaman itu: begitulah haba dilihat. Mencairkan satu gram ais memerlukan 79.7 cal, menyejatkan satu gram air pada 100 °C kira-kira 540 cal. Wap melecurkan lebih teruk daripada air mendidih justeru kerana 540 itu.
03 · Orde besaran
04 · Alat ukur
05 · Aturan penulisan
06 · Satuan tetangga
Kalorik telah pergi, tetapi meninggalkan warisan. Carnot menerbitkan had enjin haba dengan menganggap kalorik abadi — dan rumusnya masih betul hingga kini. Kerja dan haba ternyata satu kuantiti, dan daripada nisbah haba kepada suhu lahirlah entropi.
07 · Bagian sejarah
Teori kalorik tidak merosakkan satu pengukuran pun: kalorimeter mengukur haba yang dipindahkan, bukan suatu bahan. Oleh itu jadual muatan haba Lavoisier dan Laplace bertahan lebih lama daripada teorinya. Hanya andaian keabadian ditinggalkan; ukurannya — kalori — kekal.
Kalori ditakrifkan melalui air dan mempunyai beberapa versi: pada 15 °C, purata dari 0 hingga 100 °C, antarabangsa. Pada 1948 Persidangan Agung Timbang dan Sukat mencadangkan agar haba dinyatakan dalam joule. Kalori kekal pada bungkusan makanan dan buku panduan lama.
Katalog besaran
seluruh indeks →Tujuh unit asas SI
Setitis asid menukar warna jus, garam mewarnakan nyalaan, air membeku dengan satu ketukan. Di bawahnya semua halaman Simetrium, mengikut bidang dan mengikut abjad.
Buka indeks →