Вода для человечества стала точкой отсчета. Она не только дает жизнь всему живому на Земле, но и издревле помогает людям ориентироваться в пространстве и во времени, отсчитывать, отмерять и анализировать.
Время течет, как вода
Говорят, время течет, как вода. Видимо, такое сравнение пришло на ум еще древним египтянам. Возможно, глядя на дождь и тучи, сделавшие совершенно бесполезными солнечные часы, какой-нибудь мудрый жрец догадался, что время можно измерять и при помощи воды. И изобрел водяные часы.
Принцип действия предельно прост: сосуд заполняли до самого верха водой, которая затем вытекала через небольшое придонное отверстие. Древние египетские астрономы сумели с помощью таких часов измерить с приемлемой точностью диаметр Солнца.
Течение времени с течением воды связывали и представители других древних цивилизаций. Но всех превзошли в этом искусстве, конечно же, древние греки. Жители древней Эллады называли такие часы «клепсидрами», что в буквальном переводе означает «воровка воды».
Для удлинения измеряемого интервала времени иногда часы состояли из нескольких сосудов. Клепсидрами пользовались повсеместно: в быту, для регламентации времени выступления ораторов, в суде. Именно благодаря клепсидрам появилось дошедшее до наших дней выражение «ваше время истекло».
В войсках клепсидры применялись при разводе караулов. В отличие от солнечных часов, они показывали время и ночью, в отличие от песочных — показывали его непрерывно. Водяные часы были важной вехой в развитии хронометрических приборов, в усовершенствованном виде превратившись в механические часы, которыми мы пользуемся до сих пор.
Водою мир измеряется
Помните мультфильм про 38 попугаев? Удав пришел к выводу, что в попугаях он гораздо длиннее. Кто-то в попугаях длиннее, кто-то в слонах тяжелее – суть и количество от этого не меняются, а повод поспорить и обмануть друг друга есть. Подобные расхождения в системах измерения вызывали неудобство и конфликты до тех пор, пока к мерному делу не подключили воду.
Именно вода, благодаря своим уникальным свойствам — присутствию на земле во всех трех агрегатных состояниях и способности легко превращаться из одного в другое, — дала ответы многие измерительные вопросы.
Сколько вешать в граммах?
При разработке метрической системы, установленной по декрету французского революционного правительства в 1793 г. взамен различных старинных мер вода была использована для создания основной меры массы (веса) — килограмма и грамма.
1 г — это вес 1 см3 (миллилитр) чистой воды при температуре ее наибольшей плотности — 4 °С. Следовательно, 1 кг — это вес 1 л (1000 см3) или 1 дм3 воды, а 1 т (1000 кг) — это вес 1 м3 воды. После принятия такой системы измерения массы был изготовлен прототип (образец веса) из платины и помещен на хранение в Архив Франции.
Температурный режим
В 1694 году Карло Ренальдини предложил принять в качестве двух крайних точек для измерения температуры таяние льда и кипение воды.
В 1714 году Д. Г. Фаренгейт изготовил ртутный термометр. На шкале он обозначил три фиксированные точки: нижняя, 32 °F — температура замерзания солевого раствора воды, 96 ° — температура тела человека, 212 ° F — температура кипения воды.
Термометром Фаренгейта пользовались в англоязычных странах вплоть до 70-х годов 20 века, а в США пользуются и до сих пор. Нам отсчеты температуры по шкале Фаренгейта кажутся не очень удобными. Например, в теплый летний день 26-27 °С термометр Фаренгейта покажет 80°!
В 1742 году шведский ученый Андрес Цельсий предложил шкалу для ртутного термометра, в которой промежуток между крайними точками был разделен на 100 градусов. При этом сначала температура кипения воды была обозначена как 0 °, а температура таяния льда как 100°.
Однако в таком виде шкала оказалась не очень удобной, и позднее астрономом М. Штремером и ботаником К. Линнеем было принято решение поменять крайние точки местами.
Водная вертикаль
Все высоты и глубины на земном шаре, будь то вершины высочайших гор или низменности, расположенные ниже уровня моря, отсчитываются от уровня моря. Почему?
Если бы каким-то чудом вдруг прекратились колебания, вызываемые сгонными и нагонными ветрами, приливами и отливами, то уровень моря установился бы в среднем положении — в положении равновесия.
Так как все моря и океаны соединены между собой, то, по закону сообщающихся сосудов, их уровень должен был бы стать одинаковым. Вот этот-то средний уровень моря, не изменяющийся в течение многих десятилетий и столетий, и принят в качестве исходной поверхности для отсчета высот на суше.
А чтобы установить положение среднего уровня, необходимо в течение ряда лет (не менее 2-3 десятилетий) непрерывно наблюдать за колебанием уровня воды в море.
Абсолютная высота отсчитывается обычно от среднего уровня того моря, на берегу которого расположена данная страна. Если страна находится вдали от морских берегов, измерения привязываются к среднему уровню ближайшего моря.
В России абсолютные высоты отсчитываются от среднего уровня Балтийского моря — от нуля Кронштадского футштока, высотное положение которого совпадает со средним многолетним уровнем Финского залива. За этим футштоком, установленным на каменном устое моста через Обводный канал в Кронштадте, ведутся непрерывные наблюдения.
Нуль футштока совмещен с горизонтальной чертой, высеченной на устое моста, и закреплен медной пластиной с надписью «Исходный пункт нивелирной сети России». Увидеть эту черту можно только тогда, когда уровень воды в канале ниже среднего (ординара).
Загрузка ...
