Moc spirytusu
Jednostka spoza SI · wielkość: udział objętościowy etanolu w roztworze wodno-spirytusowym
W angielskim skarbcu siedemnastego wieku moc badano prochem: na szczyptę prochu wylewano łyżkę spirytusu i podpalano. Jeśli proch buchnął po tym, jak płomień zgasł, spirytus uchodził za dowiedziony — proved —; jeśli pozostała woda zatapiała proch i ten tylko syknął, towar pozostawał poniżej normy i był clony według innej stawki. Próba wygląda na grubą, opierała się jednak na prawdziwej fizyce: etanol pali się, dopóki w roztworze nie ma zbyt wiele wody, a próg ten przypada mniej więcej na pięćdziesiąt siedem procent objętości.
Z owego progu prochowego wyrosły dzisiejsze skale, które rozeszły się między sobą w ciągu niespełna stulecia. Brytania ustaliła «sto stopni proof» dokładnie przy tej mocy, przy której proch jeszcze chwytał, tak że jednostka jej skali wypadła na siedem czwartych procentu objętości; Ameryka zaś, nie chcąc się wdawać w ułamki, ogłosiła proof po prostu dwukrotnością procentu, i sto oznaczało tam pół butelki czystego spirytusu. Gay-Lussac postąpił najprościej ze wszystkich i nazwał stopniem sam procent objętości, i dlatego jego skala przeżyła obie pozostałe i leży u podstaw dzisiejszych reguł.
01 · Definicja
Moc w procentach objętości to stosunek objętości czystego etanolu do objętości całego roztworu, przy czym obie objętości bierze się osobno przy dwudziestu stopniach Celsjusza. Zastrzeżenie o osobno jest istotne: spirytus z wodą kurczą się przy mieszaniu, a litr spirytusu z litrem wody dają około 1,93 litra mieszaniny zamiast dwóch, dlatego udziały liczy się przed zmieszaniem, a nie po nim.
Jako przyrząd do takiej wielkości nadaje się każdy, byle rozróżniał gęstości: spirytus jest lżejszy od wody o niemal jedną piątą, tak że pływak zanurza się w wódce wyraźnie głębiej niż w winie. Stąd i budowa alkoholomierza, podzielonego wprost w procentach, i nieodzowna poprawka na temperaturę, ciepły roztwór bowiem wydaje się przyrządowi mocniejszy, niż jest.
Trzy skale historyczne różnią się między sobą jedynie czynnikiem i dlatego przeliczają się dokładnie i bez żadnych tablic. Gay-Lussac przyrównał swój stopień do procentu objętości, proof amerykański jest dwukrotnością procentu, a brytyjski wziął za swoją setkę próg prochowy — tę moc, przy której roztwór jeszcze zapala proch — i otrzymał tak jednostkę siedmiu czwartych procentu. Brytania zniosła swoją skalę w 1980 roku, ale napis «70° proof» na butelkach starego rozlewu wciąż domaga się przeliczenia.
Udział masowy żyje obok i myli się z objętościowym bez ustanku, choć oba różnią się znacznie: w czterdziestoprocentowej wódce spirytusu według masy jest zaledwie około trzydziestu trzech procent, ponieważ jest lżejszy od wody. Akcyzę zresztą liczy się ani z jednego, ani z drugiego, lecz z litrów spirytusu absolutnego w partii, tak że dla księgowości moc liczy się tylko jako czynnik.
Prowadź moc suwakiem i patrz na łyżkę: dopóki spirytusu starcza, płomień dopala się do suchego prochu i ten buchnie; skoro tylko wody przybędzie ponad próg, reszta zatopi proch i zamiast błysku wyjdzie syk. Trzy skale po prawej czytają jedną i tę samą ciecz i rozchodzą się dokładnie tyle razy, ile razy różnią się ich czynniki.
Linia ciągła pokazuje, jak gęstość mieszaniny wodno-spirytusowej opada wraz ze wzrostem mocy, a przerywana — jak opadałaby, gdyby ciecze po prostu się sumowały. Linie rozchodzą się dlatego, że cząsteczki spirytusu i wody układają się ciaśniej niż każda z osobna, a to zagłębienie jest największe około czterdziestu procent. Właśnie przez nie alkoholomierz trzeba dzielić według tablic, a nie linijką.
02 · Przeliczanie
Wpisz to, co widnieje na etykiecie
Między trzema skalami mocy przeliczenia są dokładne, skoro wszystkie różnią się tylko czynnikiem. Przybliżenie pojawia się dopiero tam, gdzie do gry wchodzi gęstość: udział masowy i ciężar partii liczy się według wartości tablicowych dla mieszanin wodno-spirytusowych.
Skala brytyjska pokazana jest w dwóch postaciach: w zwykłych stopniach proof i w starym zapisie według Sikesa, gdzie liczono odchylenie od stu w górę albo w dół. Drugą postać można ukryć w drobnych ustawieniach karty.
Temperatura znaczy dla mocy nie mniej niż dla lepkości, choć wygląda to inaczej: sam udział spirytusu od ogrzania się nie zmienia, za to gęstość opada, a alkoholomierz zaczyna zawyżać wskazanie o mniej więcej jedną trzecią procentu na każdy stopień. Tablice sprawdzające ułożono dlatego dla dwudziestu stopni Celsjusza, a w praktyce amerykańskiej dla sześćdziesięciu Fahrenheita.
| Wartość | Uwaga | ||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · Rzędy wielkości
od bezalkoholowego po spirytus rektyfikowany04 · Przyrządy pomiarowe
Czym mierzy się moc
Łyżkę spirytusu wylewano na szczyptę prochu i podpalano, a wedle tego, czy proch buchnął po dopaleniu się płomienia, czy syknął w resztce wody, sądzono o mocy. Próba rozróżniała ledwie dwa stany, za to nie wymagała ani przyrządu, ani tablic, i dlatego utrzymała się w skarbcu blisko półtora wieku.
Mosiężny pływak z zestawem zawieszanych odważników, uprawomocniony przez brytyjski parlament w 1816 roku: odważnik dobierano tak, by przyrząd zanurzył się w obszar podziałki, a moc czytano jako odchylenie od stu w górę albo w dół. To właśnie on zamienił prochowe «tak albo nie» w liczbę, którą dało się wpisać do listu przewozowego.
Szklany pływak, podzielony wprost w procentach objętości według tablic mieszanin wodno-spirytusowych — właśnie ten przyrząd, którym posługują się do dziś i w pracowni, i w kuchni bimbrownika. Jego wskazanie nadaje się tylko do czystej mieszaniny spirytusu z wodą, dlatego cukier w likierze czy ekstrakt w whisky zbijają je zupełnie z tropu.
Jedyny sposób poznania mocy napoju, w którym prócz spirytusu i wody jest jeszcze coś: próbkę rozdziela się na kolumnie i liczy pole pod szczytem etanolu. Tak bada się likiery, nalewy i wszystko słodkie, gdzie pływak na nic się nie zda, a przy okazji łapie się metanol, którego w uczciwym towarze być nie powinno.
05 · Zasady zapisu
Proof bez kraju nic nie znaczy
Udział objętościowy pisze się liczbą, spacją i znakiem procentu, a uściślenie «obj.» stawia się po nim, bez niego bowiem udział czyta się dwojako. Przy proofie kraj trzeba koniecznie podać: jedna i ta sama liczba znaczy po obu stronach Atlantyku inną moc, a różnica ta nie jest drobiazgiem — sto stopni brytyjskich daje pięćdziesiąt siedem procent, sto amerykańskich równo pięćdziesiąt.
Pierwszy zapis to potoczne «czterdzieści stopni», które w dokumencie nie mają czego szukać, stopniem bowiem nazywali moc tylko Gay-Lussac i Tralles, a ich oznaczenie jest własne. Drugi nie mówi, czy udział jest według objętości, czy według masy, a dla czterdziestu procent różnica między nimi wynosi całe siedem punktów. Trzeci nie podaje kraju i dlatego nie da się go przeliczyć jednoznacznie. Czwarty zaś jest po prostu błędny: według masy w tej samej wódce spirytusu jest około trzydziestu trzech procent.
06 · Jednostki sąsiednie
Obok stoją wszystkie skale, którymi stężenie czyta się przez gęstość roztworu: cukier w brzeczce mierzy się w stopniach Brixa, ekstrakt w piwowarstwie w stopniach Plato, a kwasy i ługi w zakładzie w stopniach Baumégo. Zbudowane są jednakowo: pływak widzi gęstość, a na szkle wypisane są liczby tej branży, dla której przyrząd zrobiono.
w objętości roztworu
procenty masy
gęstość brzeczki podstawowej
Spośród kart Simetrium obok stoją stopień Brixa i stopień Plato, skale areometru °Bé / °Tw / °API, gdzie tę samą gęstość czyta się po naftowemu, oraz gęstość w kg/m³, bez której nie da się związać udziału objętościowego z masowym.
07 · Dział historyczny
Dowód prochem
Angielska służba akcyzowa brała cło od spirytusu według dwóch stawek, a towar trzeba było rozróżnić wprost w porcie, bez żadnych przyrządów. Próba, którą wymyślono, była prosta: spirytus wylewano na proch i podpalano, a wedle tego, czy proch buchnął, czy syknął, towar zaliczano do dowiedzionego albo do słabego. Słowo proof odtąd znaczy moc, choć dosłownie jest to «dowód».
Parlament zatwierdził przyrząd Bartholomewa Sikesa i przy okazji uprawomocnił samo określenie: proof spirit to roztwór, którego gęstość wynosi dwanaście trzynastych gęstości wody. Liczba wypadła na mniej więcej pięćdziesiąt siedem procent objętości, czyli ten sam próg prochowy, tyle że zmierzony pływakiem, a nie zapałką.
Skarbiec amerykański odziedziczył słowo proof, ale nie chciał się wdawać w brytyjskie ułamki i ogłosił, że sto proof to dokładnie połowa spirytusu według objętości. Więź z prochem tam się urwała, za to skalę dało się liczyć w pamięci, i do dziś «100 proof» na butelce bourbona znaczy pięćdziesiąt procent, a nie pięćdziesiąt siedem.
Kiedy handel wewnątrz Wspólnego Rynku zażądał jednej skali dla wszystkich, wybrano najprostszą: procent objętości według Gay-Lussaca. Brytania zniosła swoją skalę pierwszego stycznia 1980 roku, i odtąd butelki znakuje się jednakowo od Lizbony po Helsinki, a stare «70° proof» spotyka się już tylko na etykietach, które przeleżały w piwnicy dłużej niż czterdzieści lat.
Próba, która umiała odpowiedzieć tylko tak albo nie
Próba prochowa wygląda na osobliwość, lecz w istocie jest najuczciwszym przyrządem ze wszystkich tu opisanych: nigdy nie udawała, że mierzy wielkość. Odpowiadała na jedno jedyne pytanie — czy moc leży powyżej progu, czy poniżej — i odpowiadała powtarzalnie, czego nie da się powiedzieć o niejednej podziałce. Cała późniejsza historia jednostki to historia tego, jak owo «tak albo nie» stało się liczbą.
Zastąpienie ognia areometrem nie było zwykłym udoskonaleniem, lecz zmianą samej natury wielkości: w miejsce progu pojawiła się skala, w miejsce dwóch stanów ciągłość. Od tej chwili moc dało się wpisać do listu przewozowego, opodatkować po stopniach i spierać się o nią w sądzie na dziesiąte części — niczego z tego proch nie pozwalał. Ceną były tablice: pływak widzi gęstość, nie spirytus, i dopiero tablica robi z jednego drugie.
Katalog · jednostki miary
Karta dla każdej wielkości
Siedem jednostek podstawowych SI, dwadzieścia dwie pochodne z własnymi nazwami i wielkości spoza układu, bez których nie działałaby ani technika, ani kalendarz.