الآلات الحرارية: مفهوم تحويل الحرارة إلى عمل عند هيرو السكندري (القرن 1م) |
894
02:15 صباحاً
التاريخ: 2023-05-25
|
أقرأ أيضاً
التاريخ: 2023-04-25
839
التاريخ: 2023-04-27
1027
التاريخ: 2023-04-17
1043
التاريخ: 2023-05-23
813
|
(الإيوليبل) كرة دوّارة من البرونز ترتكز على محورين جانبيَّين يُزوّدانها بالبخار من الوعاء السفلي، وتقوم برد فعل نتيجة اندفاع البخار من مكانين متعاكسين على محيطها. والواقع أنه لم يتم الاستفادة من هذه الفكرة كمصدر للحركة إلا بعد حوالي ألفي سنة مع ظهور المحرك البخاري وافتتاح عصر الثورة الصناعية. وقد أطلق هيرو اسم الإيوليبل (أي كرة الريح) على شرف إله الرياح (إيولوس). (مصدر الصورة اليمنى: موقع www.art.com، أما مصدر الصورة اليسرى فهو: www.britannica.com.)
تَنبَّه هيرو السكندري إلى فكرة تمدُّد الهواء وازدياد حجم بخار الماء عند تسخينه، فكان منه أن استفاد من هذه الفكرة في تطبيقها على تصميم أبواب تُفتح آليًّا، إضافةً لمحركه الشهير (الإيوليبل Aeolipile). 5،6 والواقع أنَّ مُحرِّكه لم يكن أكثر من لعبة للتسلية، وقد استقى هيرو فكرته من تعاليم أرسطو القائلة بوجود أربعة عناصر، معتقدًا بأنَّ الماء عندما يُسخَّن يتحول إلى هواء، كما أن هيرو استفاد من عمل كستيسيبيوس Ctesibius (222-285 ق.م.)، المخترع وعالم الرياضيات اليوناني في الإسكندرية، أيام مصر البطلمية، الذي كتب أطروحاته الأولى عن علم الهواء المضغوط واستخداماتها في المضخات؛ يقول هيرو في كتابه (Pneumatica): «إن الماء يتحول بالحرارة، ليُصبح هواء، والأبخرة الصاعدة من البواتق ليست إلا سائلًا مُمدَّدًا صار هواء، ما دامت النار تُفكِّك كل صُلب وتُحوّله.»7
تطبيق «الباب السحري» هيرو يعمل بقوة تمدد الهواء داخل وعاء، وليس على قوة البخار، وقد استخدمه على أبواب المعابد لإضفاء مسحة من الهَيْبة في قلوب المتعبدين. (هودجز، هنري، التقنية في العالم القديم، ص194.
لقد أدرك هيرو القوة الحركية للبخار بسبب تجاربه المتعدّدة وتحقيقاته في هذا الأمر؛ حيث فحص استعماله الماء السائل في المحرّكات، وفي أثناء قيامه بذلك لاحظ مع بأنه عند وضع حاوية معدنية مختومة بإحكام بثقب صغير، مليئة جزئيا بالماء، فوق لهب، فإنه سرعان ما تعلن الصافرة عن وجود البخار بوضع ذراع تحريك صغيرة أمام مطلق البخار فإن الذراع تدور بسرعة إلى أن يستهلك كل الماء. مع ذلك لم يكن هذا المحرك برهانا مهما على القوة الحركية للبخار، لقد أدرك أنَّ المادة الثانية مذهلة لدرجة كبيرة في ذلك العصر. كان المحفّز معزّزا بالملاحظة؛ فعندما أطلق «المرجل» البخار، فإنه تحرك بعض الشيء في اتجاه معاكس. لم تكن الظاهرة بالجديدة فهي شبيهة بالكيس العائم عندما يتم تفريغه على سطح الماء فيُعطي قوة دفع للخلف. لدراسة التناظر، بنى كرةً مفرغة من البرونز، وجَهَّزها بمحورٍ مع أربع فُوَّهات تميل على استواء متعلّق بها. عندما تكون الكرة مليئة بالماء والمحور موضوع على شوكتين، وضع أداةً واحدة على الموقد. حالا يبدأ البخار بالخروج بشدة من الفُوَّهات مسببًا ردة فعل عزم تدوير على حاوية المرجل، جاعلا منه يدور. لعل هيرو أحَسَّ بالسبب، ولعله تخيل أهميته، لكنه ولا بأي وسيلة تمَكَّن من التكهن بتطبيقاته من تلقاء ذاته.8
_________________________________________
هوامش
5- يُطلَق عليه أيضًا: aeolipyle, eolipile, Heron's engine.
6- مصدر الصورة: هودجز، هنري، التقنية في العالم القديم، ط 1، الدار العربية للتوزيع والنشر، عمان، 1988م، ص194.
7- كارتسيف، فلاديمير وخازانوفسكي، بيوتر، آلاف السنين من الطاقة، ص55.
8- .Rossi, Cesare & Russo, Flavio & Russo, Ferruccio, Ancient Engineers' Inventions, p. 232
|
|
علامات بسيطة في جسدك قد تنذر بمرض "قاتل"
|
|
|
|
|
أول صور ثلاثية الأبعاد للغدة الزعترية البشرية
|
|
|
|
|
مكتبة أمّ البنين النسويّة تصدر العدد 212 من مجلّة رياض الزهراء (عليها السلام)
|
|
|