— 38 —
упасть в прибор, который тогда и должно взвесить вместе с водой. Разность покажет вес воды; а следовательно и объем определенного числа делений и каждого деления.
У первых употребленных мной приборов, они были снабжены только одной чертой, приходилось определять емкость каждого миллиметра длины трубки п при каждом определении уставлять ее вертикально. Это представляло и неудобство, и неточности. Все последние приборы снабжены трубочками, предварительно калнбрированными и с делениями.
Для определения объема сосуда V лучше всего принимать за такой объем вместительность сосуда до обеих верхних черточек, если обе трубочки имеют деления, потому что чаще всего уровень жидкости находится около верхняго деления. Тогда очевидно величина а, будет входить со знаком минус. Чтобы определить величину V, т. е. емкость сосуда при 0° до верхней черты, должно наполнить сосуд водой, охладить до 0° и взвесить. Для этих определений была прпготовляема дистиллированная вода со всевозможными предосторожностями, она собиралась в колбу из тугоплавкого стекла, где потом и кипятилась впродолжении минут 20-тп. Вовремя кипения колба закрывалась плотной пробкой ив этом виде была охлаждаема, чтобы иметь воду не содержащую в растворе воздуха. Вода содержащая воздух, имеет больший удельный вес, чем чистая вода и это различие простирается до 0,00003 (?). Такой водой должно наполнить прибор и притом не дать возможности воде поглотить воздух. Этого легко достигнуть, погружая одну из трубочек прибора в воду, вытягивая чрез другую трубочку (посредством каучуковой трубки) воздух и при этом изменять наклонение прибора к горизонту, так чтобы вливающаяся вода собиралась под поверхностно воды, уже находящейся в сосуде. Воду перед наполнением сосуда должно охладить до 0°, чтобы ускорить охлаждение воды в приборе. Когда прибор наполнен водой, его должно поместить в тающий лед или, еще лучше, в снег и, когда вода примет температуру 0°, выбрать пипеткой и бумогой излишек воды, так чтобы уровень воды был немного выше верхней черты. Тогда прибор вполне окружают льдом или снегом, оставляя только ту часть трубочки, где находится мениск. Тогда должно наблюдать трубой положение мениска и если оно не изменяется втечении получаса, то вода приняла температуру 0°. Тогда осторожно выбирают излишек воды бумогой, чтобы по возможности пригнать мениск к верхней черте. Когда этого достигли, открытую трубочку должно запереть и определить, против которого деления находится нижняя часть
мениска, а также определить высоту его. Объем занимаемый водой равен V—Ь^п—где
V есть объем до верхней черты, Ь есть емкость одного деления (должна быть ранее известна), п — число делений от верхняго деления до нижней точки мениска и г| — высота мениска, выраженная в долях длины деления (весьма удобно если длина деления равна одному миллиметру, а высота мениска
определяется катетометром с миллиметрической шкалой). Этот объем V — Ь(^п—в то же
время равен истинному весу ии воды; деленному на 0,99988 (удельный вес воды приО0) или умноженному на 1,0001 2.
V — Ь (п — = Р. 1,00012,
следовательно
V = Р . 1,0001 2 н- Ь (п — -у<|)........ХУИТ,
Чтобы определить истинный вес воды, прибор вынимают из льда или снега, погружают в теплую воду, по временам открывают пробочку (для того, чтобы давление внутри прибора не увеличилось вследствие расширения воды и воздуха), где и оставляют до тех пор, пока прибор не примет температуру воздуха. Тогда прибор обтирают и взвешивают. Таким образом найдется кажущийся вес прибора с водой р.
Р = р + е(с + ѵ — ~)—и‘ ....... ХѴШ,
где Р — истинный вес воды; р — наблюденный кажущийся вес, е — вЬс одного кубического сантиметра
— 39 —
воздуха при взвешивании (об определении его смотри далее); с — воздухоизмещаемость пустого сосуда (ранее известна), ѵ—объем занимаемый водой во время взвешивания, —- воздухоизмещаемость гирек, г — истинный вес пустого сосуда. Для определения ѵ достаточно в пределах точности наблюдения (потому что ѵ входит в Формулу умноженное на е), определить значение где (1 означает удельный вес воды при температуре взвешивания.
Таким образом предварительно вычисляется Р, а потом V по Формулам XVII и XVIII. Например (избираю наиболее сложный пример): прибор Г с двумя деленными трубочками, положение нижних частей менисков следующее: 19,7, в той трубочке, которая наверху имеет деление 20, а в другой трубочке, у которой наверху стоит 50 деление, нижняя часть мениска при 47,8 делении:
п = 20 — 19,7 Ч- 50 — 47,8 = 0,3 + 2,2 = 2,5.
Высота мениска в первой трубочке равна 0,3 деления, а в другой трубочке 0,4 деления; следовательно ^ равно 0,7 делений. Так-как емкость каждого деления = 0,00204, то
Ь (п — X я) = 0,00204 (2,5 —0,2) = 0,0047.
Кажущийся вес прибора в воздухе р= 58,0718, вес воздуха е = 0,001185, истинный вес пустого сосуда 29,6112, температура взвешивания 18°,0. а потому истинный вес Р = р Ч~ 0,001185 (15,72 4-28,50 — 7,02) — 29,6112 = 28,5047.
А потому объем при 0° до 20 и 50 делений
Ѵ== 28,5047 . 1,00012 + 0,0047 = 28,5128.
Теперь остается определить величину изменения емкости прибора на каждый градус Цельзия, т. е. величину а. Для точных определений нельзя руководствоваться прежде известным коэффициентом расширения стекла, потому что этот коэффициент изменчив. В моих приборах коэффициент расширения выходил несколько менее обыкновенного, который должно считать около 0,000026 для обыкновенного натрового стекла, из которого и сделаны мои приборы. В моих приборах выходят числа от 0,000022 до 0,000025.
Определение рассматриваемой величины нельзя было сделать посредством ртути, потому что такия определения требуют, чтобы ртуть была прокипячена в приборе, а это здесь невозможно вследствие того, что термометр назначен только для низких температур и вследствие того, что при сильном нагревании этот ценный прибор легко лопается.
Следовательно остается одно средство определить изменение объема с температурой посредством воды. Такия определения были бы нетолько самыми удобными, но и достаточно точными, если бы нам было столь же хорошо известно расширение воды, как расширение ртути [); к сожалению, показания на этот счет весьма различны, сравнительно с точностию, возможной для нашего времени. Из лучших наблюдений должно было сделать выбор. Я принял в своих определениях таблицу Конпа, а именно:
') Эти определения для температур от 0° до 30° были бы даже точнее, чем определения со ртутью, потому что в этом пределе коэффициент расширения воды меньше чем ртути.
