(És miért mérik az amerikaiak Fahrenheitben?)

Eredeti megjelenés időpontja: 2021. augusztus 17., helye: facebook

Jelentősen átírt és kiegészített változat megjelenésének ideje: 2024. február 5., helye: Substack.

Azt nagyjából mindenki tudja, aki járt iskolába, hogy 0 fokon fagy meg a víz jéggé, 100 fokon meg kicsapódik gőzzé, és a köztük lévő rész be van skálázva. Nagyjából 36,5 fokos az ember, nagyjából 40 fokon meghal, de 50 fokon biztosan, 100 fokon meg már ropogósra sül, bár Julius azt írta a gall háborúban, hogy a gallok vagy a germánok (avericusok, rétiek, helvétek, allebogrok, nervik, rémik, sequanik, venétek stb.) pont ilyen hőfokon szerették megsütni kalodába zárt rabjaikat.

Praktikussága ellenére a Celsius-skála nem az egész világon egységesen használt hőmérsékleti skála. Az amerikaiak szerint 40 fok jéghideg, 32 fokon meg már meg is vagy fagyva az ember, viszont nekik 72 fok pont kellemes. Ennek oka, hogy ők, mivel bármilyen mértékegységet használnak a nemzetközit kivéve, hőmérséklet mérésére a Fahrenheit-skálát használják. Ez a poszt ennek a két skálának a története.

Kezdetben a hőmérsékleteket nem tudták jól mérni. Gyakorlatilag ahány thermométer azaz hőmérő volt, annyiféleképpen volt beosztva és annyiféleképpen mért. Az, hogy egy-egy hőmérő máshogy mért különböző helyeken, vagy az, hogy egy és ugyanazon készítőnek két hőmérője kétféleképpen mért, megszokott volt. A legelső ilyen thermométerek neve thermoszkóp volt: ezek működési elve az volt, hogy üvegcsőbe levegőt zártak, ám a cső nyitott végét vízbe merítették; hogy mennyire merült le a mérőműszer, mutatta meg a hőfokot. Galileo Galilei volt az első, aki alkoholos mérőműszert alkotott, ugyanis ő borba mártotta az üvegcséjét, és őutána minden más hőmérő-készítő is alkoholt használt egészen Fahrenheit feltűnéséig. Végül is borban lakik az igazság, nem? Kellett idő, míg sikerült olyan hőmérőt készíteni, ami egységesen jól mért.

1701. augusztus 14-én az akkor 15 éves Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736) szülei meghaltak gombamérgezésben. A fiatal srác elkerült Lengyelországból Amszterdamba könyvelő-inasnak (15 évesen már dolgoztak akkoriban), amit nagyon utált, ezért olyan sokszor szökött el onnét, hogy a végén a mestere már körözést adott ki ellene. Az ifjú Fahrenheit inkább a kémia vagyis inkább, akkoriban: alkímia irányában érdeklődött, elvégre, ez volt az aranycsinálás fénykora is. 1708-ban találkozott Koppenhága főpolgármesterével, a híres asztronómussal, Ole Rømer-rel, akinek már volt egy skálája, amit úgy alakított ki, hogy a 0 fok volt nála a mérhető legkevesebb hőmérséklet, míg 60 a víz forrásfoka, a víz 7,5 fokon fagyott nála meg, míg az emberi testhőmérséklet 22,5 fok volt. Miért pont 60 fokon? Mert asztronómusként ahhoz volt szokva, hogy mindent 60 fokokra oszt fel. A skálájának 1/8-ad részénél volt a fagyáspont, 3/8-adnál pedig az ember normál testhőmérséklete.

Amikor Fahrenheit saját maga készített thermométert, a Rømer felosztását kicsit módosította: mivel nem tetszett neki, hogy tört számok vannak a rendszerben, ezért felskálázta 8-ra a fagyáspontot és így 24-re az emberi hőmérsékletet. Jóideig ezzel a beosztással élt, ám egyszer csak megszorozta az egészet néggyel, így lett 32 fokos a fagyáspont és 96 fokos a láztalan ember — valószínűleg azért, hogy pontosabbak legyenek a mérései, ne kelljen negyed- vagy félfokokat használnia.

Fahrenheit hőmérői remekül működtek, egymással tökéletes szinkronban voltak, ami az akkori időkben teljesen szokatlan volt. Fahrenheit ezt úgy érte el, hogy higanyt használt folyadéknak alkohol helyett. Mindkét esetben a folyadékok hőtágulását használja ki a mérőszerkezet, azaz, magasabb hőfokon a folyadék kitágul, “felszökik” a hőmérő”, míg alacsonyabb hőfokon összehúzódik. Fahrenheit elsősorban üzletelt saját thermométereivel, neki ez megélhetés volt, emiatt volt fontos számára, hogy jó minőségű, megbízható hőméréket készítsen; azok kalibrálásához sós-jeges oldatot használt, ám a sós oldat összetevőit üzleti titokként kezelte, így eredeti Fahrenheit-féle thermométert csak tőle lehetett vásárolni.

Más elv és ösztönzés alapján jutott el a saját százfokos skálájához Anders Celsius (1704-1744). Celsius Uppsalában, Svédországban végzett asztronómusként meteorológiai megfigyeléseket. Őt is roppantul zavarta az akkori idők mérőműszereinek tökéletlensége. A tudomány nemzetközi, és Celsius tisztában volt azzal, hogy szükséges a meteorológus-közösség számára is egy nemzetközileg elfogadott mértékegység megléte, és kikisérletezett egy olyan skálát (a francia Joseph-Nicolas Delisle mérőműszerének segítségével), amelyről úgy gondolta, hogy teljesen jól fog tudni működni. Rájött arra, hogy a tiszta víznek mindenhol egységes hőfokon van a fagyáspontja, és arra is, hogy azonos atmoszférikus nyomáson azonos hőfokon van a forráspontja, azaz, ezen elvek figyelembe vételével az általa alkotott hőmérőt bárki a világon képes volt megépíteni. Ekkoriban nagyjából 30 különbözőféle hőmérsékleti skála volt használatban, melyek között volt olyan, ahol a referenciapontok egyike az olaszországi legforróbb nyári nap vagy a vaj olvadáspontja volt, és ezek nem csak, hogy nem voltak egymással kompatibilisek, de sokszor félre is mértek. Celsius érdeme, hogy referenciapontoknak olyan értékeket adott meg, amelyek a világon mindenhol azonosak, így mérőműszere elvileg az egész Földön nem csak használható de el is készíthető. A különbség talán csak annyi, hogy nála … 0 fokon forrt és 100 fokon fagyott meg a víz, mivel a Delisle-skálát vette alapul, és ott is 0 fokon forrt a víz (azaz a mai 100°C = 0°D). Hogy mennyire erősen hatott rá a Delisle-skála, azt jól mutatja, hogy az első általa készíett hőmérőn baloldalt a Delisle-skála fokait lehet leolvasni, míg jobboldalra tette át saját skálázását. Hogy a maihoz képest fordítva mért a hőmérője, oka részben talán az is lehetett, hogy a XVIII. században Svédországban sokkal több volt a víz fagyáspontja alatti hideg vagy nagyon hideg hőmérséklet, így el lehetett kerülni a negatív számok használatát.

Celsius halála után pár évvel egymás után hárman is megfordították skáláját. Carl Linnaeus (aki az élőlények binominális nomenklatúráját azaz kettős nevezéktanát megalkotta), Celsius korábbi segédje, Marten Strømer, az egyetemen a katedrán Celsius közvetlen utóda illetve Daniel Ekström thermométer-készítő is a víz fagyáspontját tették meg 0 fokos referenciaértéknek annak forráspontja helyett — így a Fahrenheit-skálához hasonlóan a magasabb fok magasabb hőmérsékletet, az alacsonyabb (vagy negatív) fok pedig alacsonyabb hőmérsékletet jelzett. Akárki is volt az ötletgazda, az Uppsalai egyetemen 1745-ben már volt egy működő százfokos skála használatban megfordított azaz mai skálázással. Érdekességképpen megjegyezhető, hogy Celsius halála előtt egy évvel, azaz, 1743-ban egy francia tudós, Jeane Pierre Christin készített egy szintén százfokos skálát, 0 fokban megjelölve a víz fagyás-, 100 fokban pedig forráspontját.

Ellenben ezeket a skálákat nem Celsius-, Linneaus- vagy Christin-skálának hívták, hanem egyszerűen csak százfokos skálának. A probéma az volt, hogy a centigrade megnevezés különböző nyelveken különböző jelentéssel bírt, így aztán 1948-ban nevezték át a százfokos skálát Celsius-skálává, így a többi skálához hasonlóan a világon legelterjedtebb is első elkészítőjének nevét viseli. David Attenborough konzekvensen centigrade-et mond mai napig népszerűsítő filmjeiben Celsius-fok helyett.

Ahogy írtam, nem csak Fahrenheit és Celsius volt, sokáig más beosztásokat is használtak. A Réaumur-skálát Poroszországban, Oroszországban és Franciaországban használták sokáig, abban a rendszerben is 0 fok a fagyáspont, viszont “csak” 80 fok a forráspont, ebből kifolyólag roppant egyszerű átváltani Réaumurt Celsiusba: csak 5/4-del vagyis 1,25-tel meg kell szorozni (Celsiusról Réaumurba váltásnál pedig 4/5-del azaz 0,8-cal kell szorozni), de a Réaumur nem emiatt ismert Magyarországon, hanem a következő pár soros feljegyzés miatt (röviden: a kicsodák a micsodájukkal a micsodát csináljanak):

506/1903.
Tekintetes kultúrmérnöki hivatal
Pécsett.

Tegnapi póstával érkezett 1090/1903 sz. hivatalos átiratukra, melyben azt kérdik, hogy a Magyarberki község határában lelt régi sarkantyúval mi történjék? hivatalos tisztelettel azt válaszolom, hogy basszák meg az urak a sarkantyújukat, mert 35° Reaumur hőségben ilyen szarságokkal nem foglalkozhatunk.

Budapest 1903 aug. 18.

Teljes tisztelettel
lófasz a seggükbe

Dr. Réthy László
m. n. muz. érem és régiségosztályi
igazg.-helyettes.

A XIV. ker. m. kir. Kulturmérnöki hivatalnak
Pécsett.

35 Réaumur tehát 43,5 Celsius, így aztán érthető, hogy Dr. Réthy László miért kívánta a lófaszt a kultúrmérnöki hivatal munkatársai seggébe.

Dr. Réthy László amúgy Lőwy Árpád igazi neve, aki ugye a Pajzán Toldit írta, ami, valljuk be, sokkal szórakoztatóbb, mint Arany János költeménye. Igaz, kevésbé fenséges és emelkedett hangvételű, bár szintén felező tizenkettesben van megírva.

Saját magát is versbe szedte:

Lőwy Árpád és a magyar nemzet

Irodalmunkban, – büszkén mondom –
Nincs több olyan tipikus költő,
Mint Lőwy Árpád, akit ismer,
Immár egy egész emberöltő.

Nincs, ki a magyar géniusznak
Hívebb tolmácsa volna, mint ő,
– Bár meglehet, hogy van nálánál
Nem egy kiválóbb magyar költő.

De ő nevében egyesíti
A fajt, amelyre néz a Kárpát,
Hiszen fajunknak fele Lőwy,
A másik fele pedig Árpád.

1909. november 12.

(OSzK Kézirattár Anal. Lit. 5095.)

Korábban jeleztem, hogy sokféle skála van még. Így a közismert Kelvin, ami a Celsius-skála mínusz 273,16, azaz annak kezdő pontja, a 0 °K az -273,16 °C. Ez a hőmérsékleti abszolút zéró értéke, ez alá fizikailag lehetetlenség mérni, mivel ez olyan hideg, hogy megfagynak még az atomok is, így ezt a skálát használva elkerülhetőek a negatív számok; de van Rankine, Newton és Delisle-skála is, hogy csak párat mondjak a Réaumuron kívül. Mivel a Kelvin-skála abszolút értékeket mér, ma már nem úgy határozzák meg a Celsius-skálán a 0 fokot, hogy a víz fagyáspontja, hanem úgy, hogy a Kelvin-skálán a 0 fokhoz képest +273,16 fok. A címben feltett kérdésre pedig, hogy az amerikaiak miért használják a Fahrenheit-skálát a Celsius-skála helyett, a jó válasz az, hogy mert ők mindennel mérnek, csak a metrikussal nem, azért. (Az Államok alapítása idején a Fahrenheit-skála volt a legelterjedtebb a világon, azt használták Angliában, és azt adoptálták ők maguk is a többi imperial mértékegységgel együtt, és azóta se sikerült ezen változtatni.)

A cikk megírásában nagyban támaszkodtam a Veritasium (a velem egyidős, ausztráliai tudománynépszerűsítő Derek Muller) videóira:

https://www.facebook.com/veritasium/videos/924118319156503

https://www.facebook.com/veritasium/videos/346464551272231/

---

Miért kéri a szerző, hogy támogasd?

A szerző egy felmondott tanár, aki sakkoktatásból, versenyszervezésből és adományokból él. Majdnem minden hónapja negatív gazdasági növekedéssel zárul. Nem mindegyik, de majdnem mindegyik, így meg előbb-utóbb elfogy a pénze.

Mekkora támogast kér a szerző?

Szinte semekkorát. Havi 450 forintot vagy 1 eurót. Ez kb. két serclivég, ennél többet költesz kávéra egyetlen nap a Starbucksban vagy kakaóra a Cserpes tejivóban.

Ez nem jelenti azt, hogy aki tudná támogatni a szerzőt mondjuk havi 5 euróval vagy havi 10 euróval, ne tehetné ezt meg. A szerző saját patreon-felületén 1,5 euróra állította be a legkisebb összegű támogatást, mert ennél alacsonyabbat a Patreon nem enged. 5 euró a magasszintű támogatás és 10 euró a csak-ha-milliomos-vagy-szintű támogatás.

Hogyan tudod támogatni a szerzőt?

Legegyszerűbb támogatási forma, ha feliratkozol erre az oldalra illetve a facebook-oldalra, majd rendszeresen megosztod a neked tetsző cikkeket, amiket a szerző ír, így olyanokhoz is eljuthatnak ezek a cikkek, akik eddig még nem hallottak a szerzőről és nem iratkoztak fel az oldalára. Hátha közöttük lesznek a következő támogatók!

A második legegyszerűbb támogatási forma, ha ennél direktebben meghívsz ismerősöket az oldalakra, tehát aktívan mások figyelmébe ajánlod a szerzőt.

A pénzbeli támogatásnak három formája van: Patreon-on lehet támogatni a szerzőt, illetve közvetlenül Magyarországról forintban MagnetBankos számlára, külföldről euróban Revolutos számlára. (Ezek bankszámlaszámait kérd el a facebookon üzenetben!)

Lesz fizetős tartalom?

Nem, minden ingyen van továbbra is. Nincs előfizetés és nincs fizetős tartalom (így igazából az államnak sem szabadna áfát szednie be a Patreonos támogatói felkínálások után, hisz minden önkéntes adománynak számít, de a Patreon ezt nem tudja sajnos). A támogatók annyi előnyt élveznek, hogy bizonyos cikkeket megkapnak még megjelenés előtt, illetve velük szemben a szerző nagyfokú hálát érez.