حَقَّقَ عمل ¹⁴ هيرو السكندري في الهواء المضغوط نجاحًا أفضل من سابقه فيلون؛ إذ من المعروف بأن جاليليو قد قرأ هذا العمل حوالي عام 1594م في غضون ذلك قام الإيطالي جيوفاني بابتيست ديلا بورتا (أو كما يُعرف باسم جيامباتیست) بقراءة تجربة هيرو في «الينبوع الذي يقطر في الشمس» ووصف جهازًا يصلح كمكشاف حراري هوائي، لكن الغاية منه في الحقيقة فقط رؤية الماء وهو يرتفع بفعل الحرارة. حتى في عام 1606م كان من السهل القيام بتجربة وصفها ديلا بورتا لمجرد تبيان تمدد الهواء بفعل الحرارة وتقلُّصه بالبرودة، لكن تلك لم تكن فكرته عن القيام بإجراء التجارب مثل غيره الكثيرين كان يُعيد بعض تجارب هيرو، مع بعض الاختلافات.¹⁵

كان مكشاف حرارة هيرو يتألف مما يأتي: يتم ملء الكرة المجوفة المغلقة بالماء ما عدا فراغا للهواء في الأعلى، كان الأنبوب على شكل حرف U المقلوب ومغلق بكرة، تصل النهاية الأولى إلى قاع الكرة، والأخرى تمتد فوق القمع. يبرز جذع القمع في قاعدة مجوفة، والتي احتوت أيضًا على ماء. امتد أنبوب مستقيم من الماء في القاعدة إلى فراغ الهواء في الكرة. وصف هيرو كيف يضع الكرة في الشمس التي تجعل الهواء ساخنًا، وهكذا تُجبر السائل للخروج من الكرة ومن خلال الأنبوب U وداخل القاعدة. وعند وضع الكرة في الظل، عندها يتم امتصاص الماء من القاعدة من خلال الأنبوب العمودي الذي يُعيده إلى الكرة. لقد كان مكشاف حرارة هيرو أكثر إلهاما من مكشاف حرارة فيلو؛ فقد بقيت فيه كمية الهواء ثابتةً في أثناء عمله؛ على كل حال، لم يعتبر هيرو فعليًّا لتكون هذه الحالة بحد ذاتها؛ فقد افترض بأنَّ نقصان حجم الهواء عند التبريد حتى يُشير إلى النقصان في مقداره، وكذلك افترض بأنه يجب على الهواء أنه قد نفذ من خلال مسامات المادة التي تتركَّب منها الكُرة. مع إشارة هيرو إلى تأثير الشمس والظل على سلوك الهواء في مكْشافه؛ فقد كشف لنا عن الاهتمام بما قد ندعوه باختلافات درجات حرارة الجو، إلا أنه لا يُوجد دليل بأنه لا هو أو حتى أتباعه قد استخدم الأداة للاستدلال على درجات الحرارة هذه. تأتي الكلمة اليونانية «مناخ Climate» من كلمة تعني «خط العرض»، وفي الواقع، فإن المقاييس المناخية الوحيدة المعروفة التي أنجزوها كانت من تفاوت ارتفاع الشمس حسب الفصل وخط العرض.¹⁶

شكل تخطيطي يوضّح مكشاف الحرارة لهيرو.

(مصدر الصورة: Barettn, Martin K., the Development of (Thermometry and the Temperature Concept, p. 271.

______________________________________

هوامش

14- نشر هذا العمل في اللاتينية عام 1575م، وبالترجمة الإيطالية في عام 1589م، وثانية بالإيطالية عام 1592م، السنة التي تسلم فيها جاليليو منصبه في بودوا وتمت دراسة عمل هيرو بشكل كبير في إيطاليا حتى نهاية القرن السادس عشر، كما قد وجد هيلمان.

15- Middleton, W.E. Knowles, A History of the Thermometer and its Use in Meteorology, p.15.

16- Barnett, Martin K., the Development of Thermometry and the Temperature Concept. p. 272.

مواضيع ذات صلة

الاهتمامات البيئية العالمية "فيزياء الطاقة المستدامة: استجابة علمية للاهتمامات البيئية العالمية"

سلوك الغازات وخصائصها العامة

الديناميكا الحرارية الجزيئية

توزيع بولتزمان

العلاقات بين الخواص

القانون الثالث للديناميكا الحرارية

الطاقة الحرة

القانون الثاني للديناميكا الحرارية

القانون الأول للديناميكا الحرارية

Order and entropy

Irreversibility

The Clausius-Clapeyron equation