Higrometar sa kosom i psihrometri

HIGROMETAR SA KOSOM

Između 1780. i 1830. godine, konstruisano je mnogo higrometara. Jedan od njih je našao najširu primenu do današnjih dana. To je higrometar sa ljudskom kosom. Gle čuda, kasnije je utvrđeno, da je najbolje koristiti kosu prirodne plavuše! Pronalazač ovog higrometra je švajcarski prirodnjak Benedikt Sosir (1740 – 1799).

Merenjem je utvrdio da se ljudska kosa, koja je oslobođena masnoće i drugih nečistoća, isteže (produžuje) kada upija vlagu, i skuplja (skraćuje) kada se suši. Promena dužine, od stanja kada je najvlažnija (kada je postignuto zasićenje) do stanja kada je potpuno suva, iznosi 2,4(pronašao je da je kosa koja je prokuvana u rastvoru sode mnogo osteljivija i stabilnija kao indikator vlažnosti). Uveo je podelu higrometarske skale na sto jednakih delova između stanja potpunog zasićenja (higrometar se stavlja u prostor gde voda ključa, i prekrije se mokrom krpom) i potpuno suvog vazduha.

Sosir je sprovodio eksperimente vrlo pažljivo. Određivao je temperaturne korekcije na pokazivanje higrometra. Analizirao je uticaj širenja i skupljanja vazduha. Znajući za stav Volte, da je atmosfera u gornjem delu uglavnom sastavljena od vodonika, a u donjem delu od ugljen-dioksida, Sosir je ispitivao ponašanje higrometra u takvim eksperimentalnim uslovima.

U vezi diskusija koje su se vodile o uticaju vodene pare na promenu barometarskog stanja, Sosir je u svom delu “Rasprava o higrometriji”, napisao sledeće: “Uzeo sam veliku staklenu kuglu u kojoj je bio zasićen vazduh sa 16°R (Reomirove skale). Odstranio sam gotovo svu vodenu paru iz kugle. Zbog toga se pritisak u kugli smanjio samo za 1/84. To znači da, ako bi cela atmosfera prošla od potpunog zasićenja do stanja da je potpuno suva, što se, naravno, ne dešava, sniženje živinog stuba bi bilo samo 112 pariskog inča”. Kada ovaj stav poredimo sa sadašnjim znanjem o uzroku menjanja pritiska, onda možemo samo da se divimo njegovim doprinosima. Uz zdrav rezon, preciznost eksperimentisanja, širinu rasuđivanja i veliku posvećenost poslu, ovde bi trebalo istaći još jednu njegovu karakternu osobinu. Sosir je u iznošenju svojih stavova bio krajnje umeren. Ničiji suprotan stav nije bahato, nadmeno i ignorantski stavljao pod noge. Evo jednog primera kako je izlagao svoje stavove: “Bez pretenzije da nađem kompletno rešenje takvog teškog problema, koji su tako veliki naučnici pokušali da reše, ja ću se zadovoljiti predlogom nekih opštih stavova…”. Tada je koncept zasićene vodene pare bio poznat, ali pojam relativne vlažnosti vazduha još nije bio poznat. Sosir je znao da promena dužine kose nije proporcionalna samo sa promenorn sadržaja vodene pare u vazduhu, već zavisi i od temperature. Ove okolnosti su kasnije navele Gej-Lisaka i Augusta da nađu novi (psihrometrijski) način za merenje vlažnosti vazduha.

PSIHROMETRI

William Kulen (1710 – 1790), profesor medicine u Edinburgu, zapazio je da termometar koji je prethodno bio umočen u alkohol (to su radili medicinari radi dezinfekcije posle upotrebe) pokazuje nižu temperaturu. Kulen je bio prvi koji je objasnio da se ovo hlađenje dešava zbog isparavanja sa njega: Posle ovoga, ovaj princip je korišćen kao nova metoda za merenje vlažnosti vazduha, metod pomoću suvog i vlažnog termometra. U avgustu 1822. godine, Džejms Aivori (1765 – 1842) je pokazao da se relativna vlažnost može meriti pomoću dva ista termometra, od kojih je jednom nakvašen rezervoar. To su tzv. suvi i mokri termometri. On je izveo i približnu formulu za relativnu vlažnost, izraženu pomoću temperatura suvog i mokrog termometra i atmosferskog pritiska. Tri godine kasnije, nemački naučnik Ernest Ferdinand August (1795 – 1842) dobio je sličan rezultat. On je par suvog i mokrog termometra nazvao psihrometar (od grčke reči “psihos” (hladno), i “metron” – (merenje).

Kasnije je uvedeno provetravanje oko rezervoara mokrog termometra, da bi se pospešilo isparavanje vode sa krpice kojom je obavijen rezervoar. Prvi koji je uveo ventiliranje mokrog termometra je Velš, direktor poznate Kju opservatorije u Engleskoj. On je to uradio 1852. godine. Nažalost, meteorolozi nisu uvideli značaj principa ventilacije, pa taj metod nije šire prihvaćen. Tek oko 1880. godine, zahvaljujući poznatom aerologu Asmanu (1846 -1928) uvedena je u široku upotrebu ventilacija. Taj par termometara je nazvan “ventilacioni higrometar”. Asman je oko 1891. godine koristio centrifugalni fen sa oprugom. Sprung je kasnije izračunao psihrometarsku konstantu. Ventilacioni higrometar je široko prihvaćen i koristi se u celom svetu do današnjeg dana.

Profesor koledža u Parizu, Henri Režnol (1810 – 1878) je 1854. godine uveo higrometar tačke rose. Taj instrument se sastojao od tanko izglačanog srebrnog naprstka (čašice) u koji se stavlja rezervoar termometra. Pored termometra u čašicu se spušta jedna uska cev koja je gornjim krajem spojena sa ventilatorom. U čašicu se sipa neka isparljiva tečnost. Kada se uključi ventilator, kroz tečnost prolaze mehurići. Tečnost isparava i hladi se. Vrlo brzo se temperatura spusti dovoljno nisko da se pojavi rosa. Temperatura koju bi tada trebalo pročitati, naziva se temperatura tačke rose. Iz te temperature i drugih veličina može se izračunati relativna vlažnost vazduha.

Izvor: Mlađen Ćurić / Istorija meteorologije