ดีกรีแอลกอฮอล์
หน่วยนอกระบบ SI · ปริมาณ: เศษส่วนโดยปริมาตรของเอทานอลในสารละลายน้ำกับแอลกอฮอล์
ในคลังหลวงอังกฤษแห่งศตวรรษที่สิบเจ็ด ดีกรีถูกทดสอบด้วยดินปืน: บนดินปืนหยิบมือหนึ่งเทแอลกอฮอล์ลงไปหนึ่งช้อนแล้วจุดไฟ หากดินปืนติดไฟขึ้นหลังจากเปลวดับลง แอลกอฮอล์นั้นถือว่าได้รับการพิสูจน์ — proved —; หากน้ำที่เหลือท่วมดินปืนจนมันเพียงส่งเสียงฟู่ สินค้าก็ตกอยู่ใต้มาตรฐานและถูกเก็บภาษีในอัตราอื่น การทดสอบดูหยาบ ทว่าตั้งอยู่บนฟิสิกส์ที่แท้จริง: เอทานอลจะลุกไหม้ตราบที่ในสารละลายยังมีน้ำไม่มากเกินไป และธรณีนี้ตกอยู่ราวห้าสิบเจ็ดร้อยละโดยปริมาตร
จากธรณีของดินปืนนั้นเองที่มาตราในปัจจุบันงอกขึ้นมา และแยกจากกันภายในเวลาไม่ถึงศตวรรษ อังกฤษกำหนด «หนึ่งร้อยองศา proof» ไว้ที่ดีกรีซึ่งดินปืนยังติดไฟได้พอดี หน่วยของมาตรานั้นจึงกลายเป็นเจ็ดในสี่ของร้อยละโดยปริมาตร ส่วนอเมริกาไม่ประสงค์จะยุ่งกับเศษส่วน จึงประกาศเสียเลยว่า proof คือสองเท่าของร้อยละ และหนึ่งร้อยที่นั่นจึงหมายถึงครึ่งขวดของแอลกอฮอล์บริสุทธิ์ เกย์-ลูซักทำอย่างเรียบง่ายที่สุดในบรรดาทั้งหมด โดยเรียกร้อยละโดยปริมาตรนั้นเองว่าองศา ด้วยเหตุนี้มาตราของเขาจึงอยู่รอดพ้นอีกสองมาตราและเป็นรากฐานของกฎในปัจจุบัน
01 · นิยาม
ดีกรีในหน่วยร้อยละโดยปริมาตรคืออัตราส่วนของปริมาตรเอทานอลบริสุทธิ์ต่อปริมาตรของสารละลายทั้งหมด โดยวัดปริมาตรทั้งสองแยกกันที่ยี่สิบองศาเซลเซียส ข้อสงวนเรื่องแยกกันนั้นเป็นแก่นสาร: แอลกอฮอล์กับน้ำหดตัวเมื่อผสมกัน และแอลกอฮอล์หนึ่งลิตรกับน้ำหนึ่งลิตรให้ส่วนผสมราว 1.93 ลิตรแทนที่จะเป็นสองลิตร ด้วยเหตุนี้เศษส่วนจึงคำนวณก่อนผสม ไม่ใช่หลังผสม
สำหรับปริมาณเช่นนี้ เครื่องมือใดก็ใช้ได้ ขอเพียงแยกความหนาแน่นออกจากกันได้: แอลกอฮอล์เบากว่าน้ำเกือบหนึ่งในห้า ทุ่นลอยจึงจมในวอดกาลึกกว่าในไวน์อย่างเห็นได้ชัด จากตรงนี้เองมาซึ่งโครงสร้างของเครื่องวัดแอลกอฮอล์ซึ่งแบ่งขีดเป็นร้อยละโดยตรง และมาซึ่งการแก้ค่าตามอุณหภูมิที่ขาดไม่ได้ เพราะสารละลายที่อุ่นดูในสายตาเครื่องมือแรงกว่าที่มันเป็นจริง
มาตราทางประวัติศาสตร์ทั้งสามต่างกันเพียงตัวคูณเดียว จึงแปลงกันได้อย่างแม่นยำและไม่ต้องพึ่งตารางใด เกย์-ลูซักตั้งองศาของตนให้เท่ากับร้อยละโดยปริมาตร proof อเมริกันเป็นสองเท่าของร้อยละ ส่วนของอังกฤษยึดธรณีของดินปืนเป็นหนึ่งร้อยของตน — ดีกรีที่สารละลายยังจุดดินปืนได้ — จึงได้หน่วยเท่ากับเจ็ดในสี่ของร้อยละ อังกฤษยกเลิกมาตราของตนในปี 1980 แต่ข้อความ «70° proof» บนขวดที่บรรจุมาแต่เก่าก่อนยังคงเรียกร้องการแปลงจนทุกวันนี้
เศษส่วนโดยมวลอยู่เคียงข้างและถูกสับสนกับเศษส่วนโดยปริมาตรอยู่เสมอ ทั้งที่ทั้งสองต่างกันอย่างเห็นได้ชัด: ในวอดกาสี่สิบดีกรี แอลกอฮอล์โดยมวลมีเพียงราวสามสิบสามร้อยละ เพราะมันเบากว่าน้ำ อนึ่ง ภาษีสรรพสามิตนั้นไม่ได้คิดจากค่าใดในสองค่านี้ หากคิดจากจำนวนลิตรของแอลกอฮอล์บริสุทธิ์ในล็อต ดังนั้นสำหรับบัญชี ดีกรีจึงเป็นเพียงตัวคูณ
โปรดเลื่อนดีกรีด้วยแถบเลื่อนแล้วมองที่ช้อน: ตราบที่แอลกอฮอล์ยังพอ เปลวจะไหม้ลงไปจนถึงดินปืนแห้ง และดินปืนก็ติดไฟ แต่ทันทีที่น้ำล้ำผ่านธรณี ส่วนที่เหลือจะท่วมดินปืน และแทนที่จะวาบขึ้นก็กลายเป็นเสียงฟู่ มาตราทั้งสามทางขวาอ่านของเหลวเดียวกัน และแยกจากกันเท่ากับที่ตัวคูณของแต่ละมาตราต่างกันพอดี
เส้นทึบแสดงว่าความหนาแน่นของส่วนผสมน้ำกับแอลกอฮอล์ลดลงอย่างไรเมื่อดีกรีสูงขึ้น ส่วนเส้นประแสดงว่ามันจะลดลงอย่างไรหากของเหลวเพียงบวกกันตรง ๆ เส้นทั้งสองแยกจากกันเพราะโมเลกุลของแอลกอฮอล์กับน้ำเรียงตัวชิดกว่าที่แต่ละอย่างอยู่ลำพัง และแอ่งนี้ลึกที่สุดราวสี่สิบร้อยละ ด้วยเหตุนี้เองเครื่องวัดแอลกอฮอล์จึงต้องแบ่งขีดตามตาราง ไม่ใช่ด้วยไม้บรรทัด
02 · การแปลงหน่วย
โปรดใส่ค่าที่เขียนไว้บนฉลาก
ระหว่างมาตราทั้งสามของดีกรี การแปลงเป็นค่าแม่นยำ เพราะทั้งหมดต่างกันเพียงตัวคูณเดียว ค่าประมาณจะปรากฏก็ต่อเมื่อความหนาแน่นเข้ามาเกี่ยวข้อง: เศษส่วนโดยมวลและน้ำหนักของล็อตคำนวณจากค่าในตารางสำหรับส่วนผสมน้ำกับแอลกอฮอล์
มาตราอังกฤษแสดงไว้สองรูป: เป็นองศา proof ตามปกติ และเป็นการเขียนแบบเก่าของไซกส์ ซึ่งนับส่วนต่างจากหนึ่งร้อยขึ้นบนหรือลงล่าง รูปที่สองสามารถซ่อนได้ในการตั้งค่าละเอียดของหน้านี้
อุณหภูมิสำคัญต่อดีกรีไม่น้อยไปกว่าต่อความหนืด แม้จะปรากฏในลักษณะอื่น: เศษส่วนของแอลกอฮอล์เองไม่เปลี่ยนเมื่อร้อนขึ้น แต่ความหนาแน่นลดลง และเครื่องวัดแอลกอฮอล์จึงเริ่มอ่านค่าสูงเกินไปราวหนึ่งในสามของร้อยละต่อทุกองศา ตารางสอบเทียบจึงจัดทำไว้สำหรับยี่สิบองศาเซลเซียส และในธรรมเนียมอเมริกันสำหรับหกสิบองศาฟาเรนไฮต์
| ค่า | หมายเหตุ | ||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · อันดับของขนาด
จากที่ไร้แอลกอฮอล์ถึงแอลกอฮอล์กลั่นบริสุทธิ์04 · เครื่องมือวัด
วัดดีกรีด้วยอะไร
เขาเทแอลกอฮอล์หนึ่งช้อนลงบนดินปืนหยิบมือหนึ่งแล้วจุดไฟ และตัดสินดีกรีจากข้อที่ว่าดินปืนติดไฟหลังเปลวไหม้หมดหรือส่งเสียงฟู่ในน้ำที่เหลือ การทดสอบแยกได้เพียงสองสภาวะ ทว่าไม่ต้องใช้ทั้งเครื่องมือและตาราง จึงยืนอยู่ในคลังหลวงได้เกือบหนึ่งศตวรรษครึ่ง
ทุ่นลอยทองเหลืองพร้อมชุดตุ้มถ่วง ซึ่งรัฐสภาอังกฤษรับรองเป็นกฎหมายในปี 1816: เลือกตุ้มให้เครื่องมือจมลงไปในช่วงที่มีขีดแบ่ง แล้วอ่านดีกรีเป็นส่วนต่างจากหนึ่งร้อยขึ้นบนหรือลงล่าง สิ่งนี้เองที่เปลี่ยน «ใช่หรือไม่» ของดินปืนให้เป็นตัวเลขที่จดลงในใบตราส่งได้
ทุ่นลอยแก้วซึ่งแบ่งขีดเป็นร้อยละโดยปริมาตรโดยตรงตามตารางของส่วนผสมน้ำกับแอลกอฮอล์ — เครื่องมือชิ้นนี้เองที่ยังใช้กันจนทุกวันนี้ทั้งในห้องปฏิบัติการและในครัวของผู้ต้มเหล้าเอง ค่าที่มันอ่านได้ใช้ได้เฉพาะกับส่วนผสมบริสุทธิ์ของแอลกอฮอล์กับน้ำ ด้วยเหตุนี้น้ำตาลในเหล้าหวานหรือสารสกัดในวิสกี้จึงทำให้มันคลาดเคลื่อนไปทั้งหมด
หนทางเดียวที่จะรู้ดีกรีของเครื่องดื่มซึ่งมีสิ่งอื่นนอกจากแอลกอฮอล์กับน้ำ: แยกตัวอย่างบนคอลัมน์แล้วคำนวณพื้นที่ใต้ยอดของเอทานอล เหล้าหวาน เหล้าดอง และของหวานทั้งปวงตรวจกันเช่นนี้ เพราะที่นั่นทุ่นลอยไม่มีประโยชน์ใด และในคราวเดียวกันก็จับเมทานอลได้ด้วย ซึ่งในสินค้าที่สุจริตย่อมไม่ควรมี
05 · กฎการเขียน
proof ที่ไม่ระบุประเทศไม่มีความหมายใด
เศษส่วนโดยปริมาตรเขียนด้วยตัวเลข ช่องว่าง และเครื่องหมายร้อยละ ส่วนคำขยาย «vol» วางไว้ข้างหลัง เพราะถ้าขาดไป เศษส่วนจะอ่านได้สองอย่าง สำหรับ proof นั้นต้องระบุประเทศเสมอ: ตัวเลขเดียวกันหมายถึงดีกรีต่างกันที่ฝั่งสองฝั่งของแอตแลนติก และความต่างนี้ไม่ใช่เรื่องเล็ก — หนึ่งร้อยองศาอังกฤษให้ห้าสิบเจ็ดร้อยละ หนึ่งร้อยองศาอเมริกันให้ห้าสิบพอดี
การเขียนแบบแรกคือ «สี่สิบดีกรี» ในภาษาพูด ซึ่งไม่มีที่ยืนในเอกสาร เพราะผู้ที่เรียกดีกรีว่าองศามีเพียงเกย์-ลูซักกับทราลเลส และสัญลักษณ์ของทั้งสองก็เป็นของตนเอง แบบที่สองไม่บอกว่าเศษส่วนนั้นโดยปริมาตรหรือโดยมวล และที่สี่สิบร้อยละ ความต่างระหว่างทั้งสองมีถึงเจ็ดจุดเต็ม แบบที่สามไม่ระบุประเทศ จึงแปลงอย่างเดียวความหมายไม่ได้ ส่วนแบบที่สี่นั้นผิดตรง ๆ: โดยมวลแล้ว ในวอดกาขวดเดียวกันมีแอลกอฮอล์ราวสามสิบสามร้อยละ
06 · หน่วยข้างเคียง
เคียงข้างกันนั้นยืนอยู่ด้วยมาตราทั้งปวงที่อ่านความเข้มข้นผ่านความหนาแน่นของสารละลาย: น้ำตาลในน้ำหมักวัดเป็นองศาบริกซ์ สารสกัดในการต้มเบียร์วัดเป็นองศาปลาโต ส่วนกรดและด่างในโรงงานวัดเป็นองศาโบเม ทั้งหมดสร้างขึ้นอย่างเดียวกัน: ทุ่นลอยเห็นความหนาแน่น และบนแก้วเขียนตัวเลขของอาชีพที่เครื่องมือนั้นถูกทำขึ้นมาเพื่อ
ในปริมาตรของสารละลาย
ร้อยละโดยมวล
ความหนาแน่นของน้ำหมักตั้งต้น
ใน แผ่นข้อมูลของ Simetrium ที่อยู่ข้างกันคือ องศา Brix และ องศา Plato, มาตราของไฮโดรมิเตอร์ °Bé / °Tw / °API, ที่ซึ่งความหนาแน่นเดียวกันถูกอ่านตามแบบวงการน้ำมัน และ ความหนาแน่นเป็น kg/m³, ซึ่งหากขาดไปก็ผูกเศษส่วนโดยปริมาตรเข้ากับเศษส่วนโดยมวลไม่ได้
07 · ภาคประวัติ
การพิสูจน์ด้วยดินปืน
กรมสรรพสามิตอังกฤษเก็บภาษีแอลกอฮอล์ในสองอัตรา และต้องแยกแยะสินค้าให้ได้ตรงที่ท่าเรือโดยไร้เครื่องมือใด การทดสอบที่คิดขึ้นนั้นเรียบง่าย: เทแอลกอฮอล์ลงบนดินปืนแล้วจุดไฟ และตามที่ดินปืนติดไฟหรือส่งเสียงฟู่ ก็จัดสินค้าเข้าพวกที่ได้รับการพิสูจน์หรือพวกที่อ่อน คำว่า proof นับแต่นั้นจึงหมายถึงดีกรี แม้ตามตัวอักษรมันคือ «การพิสูจน์»
รัฐสภารับรองเครื่องมือของบาร์โทโลมิว ไซกส์ และในคราวเดียวกันก็ให้ผลบังคับทางกฎหมายแก่นิยามนั้นเอง: proof spirit คือสารละลายที่มีความหนาแน่นเท่ากับสิบสองส่วนสิบสามของความหนาแน่นของน้ำ ตัวเลขออกมาราวห้าสิบเจ็ดร้อยละโดยปริมาตร อันเป็นธรณีของดินปืนเดียวกันนั่นเอง เพียงแต่วัดด้วยทุ่นลอยแทนไม้ขีด
คลังหลวงอเมริกันรับคำว่า proof มาเป็นมรดก แต่ไม่ประสงค์จะยุ่งกับเศษส่วนของอังกฤษ จึงประกาศว่าหนึ่งร้อย proof คือครึ่งหนึ่งของแอลกอฮอล์โดยปริมาตรพอดี ความเชื่อมโยงกับดินปืนขาดลงตรงนั้น แต่มาตรากลับคำนวณในใจได้ และจนถึงทุกวันนี้ «100 proof» บนขวดเบอร์เบินหมายถึงห้าสิบร้อยละ ไม่ใช่ห้าสิบเจ็ด
เมื่อการค้าภายในตลาดร่วมเรียกร้องมาตราเดียวสำหรับทุกคน ก็เลือกอันที่เรียบง่ายที่สุด: ร้อยละโดยปริมาตรตามเกย์-ลูซัก อังกฤษยกเลิกมาตราของตนในวันที่หนึ่งมกราคม 1980 และนับแต่นั้นขวดต่าง ๆ ก็ถูกทำเครื่องหมายเหมือนกันตั้งแต่ลิสบอนถึงเฮลซิงกิ ส่วน «70° proof» ของเก่านั้นพบได้เพียงบนฉลากที่นอนอยู่ในห้องใต้ดินนานกว่าสี่สิบปี
การทดสอบที่ตอบได้เพียงใช่หรือไม่
การทดสอบด้วยดินปืนดูเป็นเรื่องแปลก ทว่าโดยเนื้อแท้แล้วมันคือเครื่องมือที่ซื่อตรงที่สุดในบรรดาที่กล่าวถึงทั้งหมดนี้: มันไม่เคยแสร้งว่ากำลังวัดปริมาณใด มันตอบคำถามเดียว — ดีกรีอยู่เหนือธรณีหรือใต้ธรณี — และตอบอย่างที่ทำซ้ำได้ ซึ่งมาตราที่แบ่งขีดไว้หลายอันพูดเช่นนี้ไม่ได้ ประวัติทั้งหมดของหน่วยนี้ในเวลาต่อมา ก็คือประวัติของการที่ «ใช่หรือไม่» นั้นกลายเป็นตัวเลข
การเอาไฮโดรมิเตอร์มาแทนไฟมิใช่เพียงความประณีตขึ้นอีกชั้น หากเป็นการเปลี่ยนธรรมชาติของปริมาณนั้นเอง: ที่ตรงธรณีเกิดเป็นมาตรา ที่ตรงสองสภาวะเกิดเป็นความต่อเนื่อง นับแต่ครานั้นดีกรีจึงจดลงในใบตราส่งได้ เก็บภาษีตามองศาได้ และโต้แย้งกันในศาลเรื่องทศนิยมได้ — สิ่งเหล่านี้ดินปืนไม่อนุญาตแม้สักอย่าง ราคาของมันคือตาราง: ทุ่นลอยเห็นความหนาแน่น ไม่ใช่แอลกอฮอล์ และมีเพียงตารางเท่านั้นที่เปลี่ยนสิ่งหนึ่งเป็นอีกสิ่งหนึ่ง
สารบัญ · หน่วยวัด
แผ่นข้อมูลสำหรับทุกปริมาณ
หน่วยฐานของ SI เจ็ดหน่วย หน่วยอนุพัทธ์ที่มีชื่อของตนเองยี่สิบสองหน่วย และปริมาณนอกระบบซึ่งขาดไปแล้วทั้งงานช่างและปฏิทินก็ไม่เดิน