Nguvu ya kileo
Kipimo cha nje ya SI · kiasi: sehemu ya ujazo ya ethanoli katika mmumunyo wa maji na kileo
Katika hazina ya Uingereza ya karne ya kumi na saba, nguvu ilijaribiwa kwa baruti: juu ya kiasi kidogo cha baruti walimimina kijiko cha kileo kisha wakawasha moto. Ikiwa baruti iliwaka baada ya mwali kuzimika, kileo hicho kilihesabiwa kuwa kimethibitishwa — proved —; ikiwa maji yaliyobaki yalizamisha baruti nayo ikafoka tu, bidhaa ilibaki chini ya kiwango na kutozwa ushuru kwa kiasi kingine. Jaribio laonekana la kishenzi, lakini lilisimama juu ya fizikia halisi: ethanoli huwaka maadamu ndani ya mmumunyo hakuna maji mengi mno, na kizingiti hicho huanguka takriban katika asilimia hamsini na saba kwa ujazo.
Kutoka kwenye kizingiti hicho cha baruti ndipo mizani ya leo ilipoota, nayo ikatengana katika muda usiofika karne moja. Uingereza iliweka «digrii mia moja proof» hasa katika nguvu ile ambayo baruti bado iliwaka, hivyo kipimo cha mizani yake kikawa robo saba za asilimia ya ujazo; Marekani kwa upande wake, kwa kuwa haikutaka kushughulika na sehemu, ilitangaza kwamba proof ni mara mbili tu ya asilimia, na mia moja huko ikamaanisha nusu chupa ya kileo safi. Gay-Lussac alitenda kwa urahisi kuliko wote na akaita asilimia ya ujazo yenyewe digrii, na ndiyo maana mizani yake iliishi kuliko ile miwili mingine na ikawa msingi wa kanuni za leo.
01 · Ufafanuzi
Nguvu kwa asilimia ya ujazo ni uwiano wa ujazo wa ethanoli safi kwa ujazo wa mmumunyo wote, huku ujazo wote wawili ukichukuliwa kila mmoja peke yake katika nyuzi ishirini Selsiasi. Sharti la peke yake ni la msingi: kileo na maji hujibana yanapochanganywa, na lita moja ya kileo pamoja na lita moja ya maji hutoa takriban lita 1.93 za mchanganyiko badala ya mbili, kwa hiyo sehemu huhesabiwa kabla ya kuchanganya, si baada yake.
Kwa kiasi cha namna hii kifaa chochote chafaa, mradi kiweze kutofautisha misongamano: kileo ni chepesi kuliko maji kwa karibu sehemu ya tano, hivyo kielea huzama ndani ya vodka kwa kina kinachoonekana zaidi kuliko ndani ya divai. Kutoka hapa ndipo unatoka umbo la kipima-kileo, kilichogawanywa moja kwa moja kwa asilimia, na pia marekebisho ya joto yasiyoepukika, kwa kuwa mmumunyo wa uvuguvugu huonekana kwa kifaa kuwa na nguvu zaidi kuliko ulivyo.
Mizani hii mitatu ya kihistoria hutofautiana kwa kizidishi kimoja tu, kwa hiyo hubadilishwa kwa usahihi na bila majedwali yoyote. Gay-Lussac aliisawazisha digrii yake na asilimia ya ujazo, proof ya Marekani ni mara mbili ya asilimia, na ile ya Uingereza ilichukua kizingiti cha baruti kuwa mia yake — nguvu ile ambayo mmumunyo bado huwasha baruti — na hivyo ikapata kipimo cha robo saba za asilimia. Uingereza ilifuta mizani yake mwaka 1980, lakini maandishi «70° proof» kwenye chupa za kujaza cha zamani hadi leo hudai kubadilishwa.
Sehemu ya uzito huishi kando na kuchanganywa na ile ya ujazo bila kikomo, ingawa hizo mbili hutofautiana kwa kiasi kinachoonekana: katika vodka ya asilimia arobaini, kileo kwa uzito ni takriban asilimia thelathini na tatu tu, kwa sababu ni chepesi kuliko maji. Ushuru wa bidhaa aidha hauhesabiwi kwa hii wala kwa ile, bali kwa lita za kileo kikamilifu katika shehena, hivi kwamba kwa hesabu nguvu ni kizidishi tu.
Ongoza nguvu kwa kitelezi na uangalie kijiko: maadamu kileo bado kinatosha, mwali huungua hadi kwenye baruti kavu nayo huwaka; mara maji yanapovuka kizingiti, kilichobaki huzamisha baruti, na badala ya mwako huja mfoko. Mizani mitatu upande wa kulia husoma kimiminika kilekile kimoja, nayo hutengana kwa kiasi hasa cha tofauti ya vizidishi vyao.
Mstari mzima huonyesha jinsi msongamano wa mchanganyiko wa maji na kileo unavyoshuka kadiri nguvu inavyopanda, na mstari wa vipande huonyesha jinsi ungeshuka kama vimiminika vingejumlishwa tu. Mistari hutengana kwa sababu molekuli za kileo na maji hujipanga kwa kubanana zaidi kuliko kila kimoja peke yake, na bonde hilo ni la kina zaidi karibu na asilimia arobaini. Ni kwa ajili yake ndipo kipima-kileo hulazimika kugawanywa kwa majedwali, si kwa rula.
02 · Kubadilisha
Weka kile kilichoandikwa kwenye lebo
Kati ya mizani mitatu ya nguvu, mabadiliko ni sahihi, kwa kuwa yote hutofautiana kwa kizidishi kimoja tu. Ukadirio huonekana pale tu msongamano unapoingia: sehemu ya uzito na uzani wa shehena huhesabiwa kwa thamani za majedwali kwa michanganyiko ya maji na kileo.
Mizani ya Uingereza imeonyeshwa kwa sura mbili: kwa digrii za proof za kawaida na kwa maandishi ya kale ya Sikes, ambapo mkengeuko kutoka mia ulihesabiwa juu au chini. Sura ya pili yaweza kufichwa katika mipangilio laini ya karatasi hii.
Joto lina maana kwa nguvu si chini ya lilivyo kwa mnato, ijapokuwa hujidhihirisha kwa namna nyingine: sehemu ya kileo yenyewe haibadiliki kwa kupashwa moto, lakini msongamano hushuka, na kipima-kileo huanza kuzidisha usomaji wake kwa takriban theluthi ya asilimia kwa kila digrii. Ndiyo maana majedwali ya uhakiki hutungwa kwa nyuzi ishirini Selsiasi, na katika desturi ya Marekani kwa sitini Fahrenheit.
| Thamani | Maelezo | ||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · Madaraja ya ukubwa
kutoka kisicho na kileo hadi kileo kilichosafishwa04 · Vifaa vya kupima
Nguvu hupimwa kwa nini
Kijiko cha kileo walimimina juu ya kiasi kidogo cha baruti kisha wakawasha moto, na kwa mujibu wa kama baruti iliwaka baada ya mwali kuungua au ilifoka ndani ya maji yaliyobaki, walihukumu nguvu. Jaribio lilitofautisha hali mbili tu, lakini halikudai kifaa wala majedwali, na kwa sababu hiyo lilidumu katika hazina karibu karne moja na nusu.
Kielea cha shaba chenye seti ya uzani wa kuning'iniza, kilichopewa nguvu ya sheria na bunge la Uingereza mwaka 1816: uzani ulichaguliwa ili kifaa kizame katika eneo lenye vipimo, na nguvu ilisomwa kama mkengeuko kutoka mia, juu au chini. Ni hicho hasa kilichogeuza «ndiyo au hapana» ya baruti kuwa namba iwezayo kuandikwa katika hati ya mizigo.
Kielea cha kioo, kilichogawanywa moja kwa moja kwa asilimia za ujazo kwa mujibu wa majedwali ya michanganyiko ya maji na kileo — ni kifaa kilekile kinachotumika hadi leo katika maabara na jikoni la mtengenezaji wa nyumbani. Usomaji wake wafaa tu kwa mchanganyiko safi wa kileo na maji, na ndiyo maana sukari katika kileo kitamu au dondoo katika wiski humpoteza kabisa.
Njia pekee ya kujua nguvu ya kinywaji kilicho na kitu kingine zaidi ya kileo na maji: sampuli hutenganishwa kwenye nguzo na eneo lililo chini ya kilele cha ethanoli huhesabiwa. Hivyo ndivyo vileo vitamu, vilowekwa na kila kitu kitamu vinavyohakikiwa, ambapo kielea hakifai kitu, na wakati huohuo methanoli hunaswa, ambayo katika bidhaa ya uaminifu haipaswi kuwepo.
05 · Kanuni za kuandika
Proof isiyotaja nchi haimaanishi lolote
Sehemu ya ujazo huandikwa kwa namba, nafasi na alama ya asilimia, na ufafanuzi «vol» huwekwa baada yake, kwa kuwa bila huo sehemu hiyo husomwa kwa njia mbili. Katika proof nchi ni lazima itajwe: namba ileile moja humaanisha nguvu tofauti kwenye kingo mbili za Atlantiki, na tofauti hiyo si jambo dogo — digrii mia moja za Uingereza hutoa asilimia hamsini na saba, mia moja za Marekani hasa hamsini.
Maandishi ya kwanza ni «digrii arobaini» za mazungumzo, ambayo hayana nafasi katika hati, kwa kuwa walioita nguvu digrii ni Gay-Lussac na Tralles tu, na alama yao ni yao wenyewe. Ya pili haisemi kama sehemu ni kwa ujazo au kwa uzito, na katika asilimia arobaini tofauti kati yao hufikia pointi saba kamili. Ya tatu haitaji nchi na kwa hiyo haiwezi kubadilishwa kwa maana moja. Ya nne ni kosa waziwazi: kwa uzito, vodka ileile ina takriban asilimia thelathini na tatu ya kileo.
06 · Vipimo jirani
Kando yake husimama mizani yote ambayo kwayo ukolezi husomwa kupitia msongamano wa mmumunyo: sukari katika ute hupimwa kwa digrii za Brix, dondoo katika utengenezaji wa bia kwa digrii za Plato, na asidi na alkali kiwandani kwa digrii za Baumé. Yote imejengwa vilevile: kielea huona msongamano, na juu ya kioo zimeandikwa namba za fani ile ambayo kifaa kilitengenezwa kwa ajili yake.
katika ujazo wa mmumunyo
asilimia kwa uzito
msongamano wa ute wa awali
Miongoni mwa karatasi za Simetrium karibu yake zipo digrii Brix na digrii Plato, mizani ya kipima-msongamano °Bé / °Tw / °API, ambapo msongamano uleule husomwa kwa mtindo wa wanamafuta, na msongamano kwa kg/m³, ambayo bila yake sehemu ya ujazo haiwezi kufungwa na sehemu ya uzito.
07 · Sehemu ya kihistoria
Uthibitisho kwa baruti
Idara ya ushuru ya Uingereza ilitoza kileo ushuru kwa viwango viwili, na bidhaa ilipaswa kutofautishwa pale pale bandarini, bila kifaa chochote. Jaribio walilobuni lilikuwa rahisi: kileo walimimina juu ya baruti kisha wakawasha moto, na kwa mujibu wa kama baruti iliwaka au ilifoka, bidhaa iliwekwa katika kundi la kilichothibitishwa au la dhaifu. Neno proof tangu wakati huo humaanisha nguvu, ingawa kwa herufi ni «uthibitisho».
Bunge liliidhinisha kifaa cha Bartholomew Sikes na wakati huohuo likaipa maelezo yenyewe nguvu ya sheria: proof spirit ni mmumunyo ambao msongamano wake ni sehemu kumi na mbili kati ya kumi na tatu za msongamano wa maji. Namba ilitokea takriban asilimia hamsini na saba kwa ujazo, yaani kizingiti kilekile cha baruti, ila kimepimwa kwa kielea badala ya kiberiti.
Hazina ya Marekani ilirithi neno proof, lakini haikutaka kushughulika na sehemu za Uingereza na ikatangaza kwamba proof mia moja ni nusu kamili ya kileo kwa ujazo. Uhusiano na baruti ulikatika hapo, lakini mizani ikawa yaweza kuhesabiwa kichwani, na hadi leo «100 proof» kwenye chupa ya bourbon humaanisha asilimia hamsini, si hamsini na saba.
Biashara ndani ya Soko la Pamoja ilipodai mizani moja kwa wote, ilichaguliwa ile rahisi kuliko zote: asilimia ya ujazo kwa mujibu wa Gay-Lussac. Uingereza ilifuta mizani yake tarehe moja Januari 1980, na tangu wakati huo chupa huwekwa alama sawa kutoka Lisbon hadi Helsinki, huku «70° proof» ya zamani ikikutwa tu kwenye lebo zilizolala pishini kwa zaidi ya miaka arobaini.
Jaribio lililojua kujibu ndiyo au hapana tu
Jaribio la baruti laonekana kama jambo la ajabu, lakini kwa asili ni kifaa chenye uaminifu zaidi kuliko vyote vilivyoelezwa hapa: halikujifanya kamwe kwamba lilikuwa likipima kiasi. Lilijibu swali moja tu — je, nguvu iko juu ya kizingiti au chini yake — nalo likajibu kwa namna inayoweza kurudiwa, jambo lisiloweza kusemwa kuhusu mizani nyingi zenye vipimo. Historia yote ya baadaye ya kipimo hiki ni historia ya jinsi «ndiyo au hapana» ile ilivyokuwa namba.
Kubadili moto kwa kipima-msongamano hakukuwa unyoofu tu, bali mabadiliko katika asili yenyewe ya kiasi: mahali pa kizingiti palitokea mizani, mahali pa hali mbili pakatokea mfululizo. Tangu wakati huo nguvu iliweza kuandikwa katika hati ya mizigo, kutozwa kodi kwa digrii, na kubishaniwa mahakamani kwa sehemu za kumi — hakuna hata kimoja kati ya hivyo ambacho baruti iliruhusu. Gharama yake yalikuwa majedwali: kielea huona msongamano, si kileo, na ni jedwali tu linalofanya kimoja kuwa kingine.
Orodha · vipimo
Karatasi kwa kila kipimo
Vipimo saba vya msingi vya SI, ishirini na viwili vinavyotokana vyenye majina yao, na vipimo vya nje ya mfumo ambavyo bila vyake wala teknolojia wala kalenda visingefanya kazi.