chap_05heat

Fig.
126	Linear Expansion of the Metals 金属の線膨張	金属の線膨張のデモと計測を示す。二つの金属製支点に支えられた金属棒（Ａ）は、端部Ｂにおいてクランプでしっかりと締め付けられているが、他の端部では自由に動ける。自由端は、梃子の短い方の端Ｃに接している。長い方の端Ｄは、目盛りの付いた円弧の前を動く。
127	Expansion in Volume 体積の膨張	物体が加熱せられると、体積が膨張することを示すものである。円環Ａは、球Ｂが冷たいときには、自由に通過できるように作られている。球が炉で熱せられると、円環をもはや通過できないが、冷却してやれば、再び通過する。
128 129	Expansion of Liquids and Gases 液体と気体の膨張	液体や気体は、固体よりも大きく膨張する。その様は、もっと容易に、実験的に示すことができる。左は液体用で、たとえば水銀が用いられる。右の２回折れ曲がった管は気体用で、ｍは、気体の膨張の指標とする水銀である。
130 131	Method of Making a Thermometer 温度計の製作法	一定の径の毛管を用意する。一方の端には球が吹き出され、他の端には漏斗が作られる。最初に漏斗がほぼ満杯になるまで水銀を満たすが、空気の抵抗と管の細さのせいで、球の中には入っていかない。次に球を熱すると、空気は膨張し、一部は水銀を通して泡の形で逃げる。次いで、冷却をすると、外圧により水銀が球の中に入っていく。これを繰り返すことで、球全体と管の一部が水銀で満たされる。次には、全体を、水銀が沸騰するまで熱する。このとき、漏斗の部分を溶かして除去し、管を密閉する。これを冷やすと、水銀は下がってきて、右の図のようになる。その上部には真空が残される。
132	Method of Gradation 目盛りの付け方	温度計の管の部分には、第一に、融点と沸点がマークされる。　…… まず、融けつつある氷の容器に入れられる。氷と水の混合物の温度になるまで、たとえば、２０～３０分放置し、印を付ける。
133	Boiling Point 沸点	次に、沸騰する純水の容器に入れる。数分経つと、水銀は膨張を止めるが、ここに沸点の印を付ける。
134	Thermometer 温度計	温度計は、それこそ色々な材料で作られるが、水銀とガラスは、その膨張が一様なことから、水銀式が好ましい。　…… 融点と沸点の間を、１００等分すると摂氏式、８０等分するとレオミュール式、１８０等分すると華氏式と呼ばれる。摂氏式では、融点がゼロとされる。　…… 図は、摂氏式による枠に実装された温度計である。ここでは摂氏３０度を示している。
135	Rumford's Differential Thermometer ランフォードの差動温度計	二つの薄いガラス球Ａ，Ｂからなるが、二カ所が直角に折れ曲がった細いガラス管で連結されている。適当な枠に取り付けられているが、水平部には管に平行に目盛板が付いている。ゼロ点は目盛の中央にあり、両方に向け目盛られている。球体全部とガラス管の大部分は空気で満たされているが、管の中に液体の小滴があり、端部を標示している。二つの球の温度が等しいとき、標識ｎはゼロのところにある。一方が加熱されると、空気が膨張し、標識は反対側に動く。目盛は、通常の水銀温度計を使って付けられる。
136	Leslie's Differential Thermometer レスリーの差動温度計	ランフォードのものに較べ、球が小さく、液体の部分が長い。ゼロ点は、管の鉛直部にある。従って、目盛は二重である。
137	Reflection of Heat 熱の反射	［熱の反射法則］以下は、理論によって示唆され、実験によって確認された。１．入反射面は、入射点において反射面に垂直である２．入射角と反射角は等しい図の装置が用いられた。
138	Reflectiong from Concaved Mirror 凹面鏡からの反射	凹面鏡とは、磨き込まれた球面あるいは放物面である。通常金属製で、熱線を単一の点に集中させるのに用いられる。実験には、放物面鏡が用いられる。図においてｎは熱せられた鉄、ｍは燐のかけらのような可燃物である。
139	Burning Mirror 着火鏡	図は着火鏡の使用法を示す。鏡はその光軸が太陽光線に平行に置かれ、これにより、鏡面に落ちた太陽光は焦点に反射し、そこに置かれた可燃物を着火するに十分な熱を生ずる。
140	Reflecting Power 反射能力	ある物体に入射した熱は、二つの部分に分かれる。すなわち、吸収されるものと、反射されるものである。この分かれる割合は、物体の性質と表面の状態によって変わってくる。　…… 図はレスリーによってなされた実験である。彼は沸騰した水の入った錫の箱を、放物面反射鏡の前に置いた。反射鏡に達した熱線は焦点Ｆに集まろうとする。しかし、焦点と鏡の間に物体の板を置き、熱線を遮ると、反射され別の所に焦点を結ぶ。これを差動温度計によって計測する。
141	Absorbing Power 吸収能力	熱源と反射鏡は、前の実験と同様である。今回は、差動温度計の一つの球体を焦点に置く。球体の表面は、測ろうとする物質でくまなく覆われている。このようにしてレスリーは、反射能が最も大きなものは吸収能が最も小さく、あるいはその逆であることを、示した。
142	Conductivity of Solid Bodies 固体の熱伝導度	インゲンホウスは、図のような装置で、固体は物質により、異なる熱伝導度を持つことを示した。長方形の容器があり、一つの面からは何本もの材質の異なる棒が突き出ている。棒は、金属、大理石、木、ガラスなどである。インゲンホウスは、棒を華氏１４０度で融けるロウで覆った。次いで容器を沸騰する水で満たす。あるものは直ちに融け、あるものはゆっくりと、そしてあるものは全然融けなかった。
143	Conductivity of Liquids (Convection) 液体の熱伝搬性（対流）	液体は、下方から加熱されると、その構成分子の循環によって暖められるが、これを「対流」という。
144	Compensating Pendulum 補償振り子	補償振り子の製作は、金属の収縮・膨張の原理によっている。振り子が振動に要する時間は、振り子の長さによっているので、これを単一の金属棒で吊るなら、振れる時間は絶え間なく変化する。この欠陥を克服し、振動の一様性を確保するため、さまざまな工夫が凝らされたが、最も重要なものの一つが、図の「ハリソンの格子振り子」である。棒ａ，ｂ，ｃ，ｄは、鋼鉄製である。棒ｄは、パーツorのところは自由に動くが、パーツｍｎにはしっかり取り付けられている。ｈとｋの棒は真鍮製であり、ｍｎにもｏｒにもしっかり取り付けられている。各パーツが適切に調整されるなら、収縮の合計は膨張の合計に正確に一致し、振り子の長さは一定に保たれる。
145	Evaporation under Pressure 加圧下の蒸発	蒸発に与える圧力の影響を示す。曲がったガラス管の短い枝の方は閉じてある。そして水銀が入れられている。少量のエーテルを短い枝の中に入れてやると、忽ち、最上部Ｂにたまる。常温では、外気圧はエーテルが蒸発することを妨げる。しかし、１１２度まで加熱した水の容器に入れてやると、エーテルは蒸気になり、管のＡＢの部分を占める。このときの圧力は、大気圧に水銀ＡＣの重さを加えたものになる。管を引き抜き、冷ましてやると、エーテルの蒸気は凝結し、Ｂに現れる。
146	Evaporation in a Vacuum 真空中の蒸発	何らかの理由で気圧が低下すると、蒸発は極めて急速に起こる。気圧が完全になくなると、蒸発は瞬時に起きる。液体が蒸発しやすいものであるなら、蒸発は火薬の閃光のように瞬間的である。図は、全く同じ条件で並べたトリチェリー管である。Ａはただの真空であるが、Ｂには水を、Ｃにはアルコールを、Ｄにはエーテルを入れた。
147	Ebullition (Boiling) 沸騰	沸騰に関する法則である。１．一定の圧力下では、各液体は決まった温度で沸騰する２．一定の圧力下では、液体は沸点以上に加熱できない
148	Causes that modify theBoiling Point of Liquids 液体の沸点を変える諸原因	沸点を変える諸原因は以下である１．異物の混入２．圧力の変化３．容器の性質図は、第二番目の原因に関する実験である。エアー・ポンプで圧力を下げていくと、水は、常温でさえ沸騰する。
149	Franklin's Pulse Glass フランクリンのパルスグラス	フランクリンのパルスグラスと呼ばれる道具である。中には水が封入されている。封入する直前に、アルコールランプで水を沸騰させ、空気を追い出す。冷却後、小さな球を手で暖めるだけで、沸騰が起こる。
150	Papin's Digester パパンの圧力釜	開いた容器では、水を加熱しても、温度は一定以上に上がらない。一方、閉じた容器では、水もその蒸気も、非常に高い温度に達する。蒸気圧は、数気圧になるであろう。この事実を示す器具が、パパンの圧力釜である。パパンが、骨から栄養分を抽出するために発明した。
151	Elastic Force of Vapor 蒸気の弾性力	ダルトンは、図に示す装置を用い、華氏３２度から２１２度（沸点）にいたる、水蒸気の弾性力を測定した。Ａの管には水銀だけ、Ｂの管には加えて若干の水が入っている。全体はボイラーで加熱される。ＡとＢの差が水蒸気圧である。
152	Distillation 蒸留	ランビキ（ＡＬＥＭＢＩＣ）、または、Ｓｔｉｌｌは、蒸留に用いられる器具である。最も通常のランビキを図に示す。ボイラーＡがあり、カバーＢ（ドームと呼ばれる）を伴う。ドームの頂部には金属管Ｃが伸び出し、容器Ｓに入っている。Ｓはコンデンサー（凝結器）である。この管は「ワーム（虫）」と呼ばれ、コンデンサーＳを通過した後、容器Ｄに導かれる。コンデンサーは、図のようなやり方で、冷たい水で満たされるようになっている。
153	Hygroscope 検湿器	木から僧侶の姿を彫り出す。軸ａの周りを回転する厚紙の頭巾がある。軸は、首のところを通り、図の左の断面ＡＢのような仕掛けにつながっている。軸ａは、ゼンマイで捻られた猫のヒゲに取り付けられている。空気が乾燥すると、猫のヒゲはきつく巻き上がり、僧侶は、図のように、頭巾をとる。天気がしめってくると、逆になり、頭巾を被る。このような器具は、動作が大変不安定であり、好奇のために用いられ、科学的な価値はあまりない。
154	Hair Hygrometer 毛髪湿度計	湿度計は、大気の湿度を測るもので、いくつかのものが考案されている。なかでは、毛髪湿度計がもっともよく用いられている。　…… この計器を使うにあたっては、針の読みと温度計の読みとから、正確な大気中の水蒸気量を、計算で求めなければならないことに注意する必要がある。