Az Arkhimédész-csavar - más néven vízcsavar, egyiptomi csavar és hidrodinamikus csavar - a víz felemelésére és szállítására használt gépezet. A technológia jellemzően egy üreges csőben lévő spirált tartalmaz, amely forgatáskor pozitívan kiszorítja a vizet a henger aljáról a tetejére.

Bár a technológiát gyakran a 3. századi görög matematikusnak és feltalálónak, a szirakúzai Arkhimédésznek tulajdonítják, bizonyíték van arra, hogy a csavaros szivattyúkat már évszázadokkal korábban is használták, Egyiptomban és Asszíriában egyaránt. Sőt, egyes tudósok szerint a csavaros szivattyúkat már a Kr. e. 7. században is használták öntözőeszközként.

Hogyan működik pontosan az archimédeszi csavar, mikor találták fel, és miért Archimédesznek tulajdonítják?

Hogyan működik az Arkhimédész-csavar?

Egy egyiptomi vízszivattyú az 1950-es évekből, amely az archimédeszi csavaros mechanizmust használja.

Képhitel: Zdravko Pečar, CC BY-SA 4.0 , a Wikimedia Commonson keresztül

Az Arkhimédész-csavar lényegében egy üreges cső, amely egy spirált vagy spirált tartalmaz, amely felfelé kanyarog a hengerben. A cső alsó végét egy víztömegbe helyezzük, és a csövet elforgatjuk. Ahogy a csavar forog, a víz egy részét felszippantja. A további fordulatok a spirál egymást követő zugaival emelik a vizet, amíg az el nem éri a cső tetejét.

Ily módon egy alacsonyabb forrásból (mondjuk egy folyóból) származó víz könnyen átemelhető egy másik forrásba (például egy mezőgazdasági területekre vezető öntözőárokba).

A csigaszivattyú forgatásának módszerei az évszázadok során széles skálán mozogtak. Egyes civilizációkban a tengelyt kézi munkával, máshol szarvasmarhákkal vagy szélmalmokkal forgatták. Végül a csigaszivattyúk meghajtására motorokat alkalmaztak.

Ki találta fel az archimédeszi csavart?

Bizonyítékok vannak arra, hogy az archimédeszi csavart az ókori Egyiptom történelmének hellenisztikus korszakában, az i. e. 3. század környékén használták. Ekkoriban az archimédeszi csavart a Nílusból való víz kiemelésére használták, öntözőeszközként működött. Egyes tudósok azonban azt feltételezik, hogy az ókori civilizációk már jóval az i. e. 3. század előtt is rendelkeztek a technológiával.

Szennácherib sziklarajzának öntvénye a Cizre melletti Cudi Dağı lábánál található sziklarajzról. Az öntvényt a németországi Landshutban állították ki.

Kép hitel: Timo Roller, CC BY 3.0 , a Wikimedia Commonson keresztül

Stephanie Dalley asszirológus például azt az elméletet állította fel, hogy az újasszíriai birodalomban Szennácherib király (i. e. 704-681) uralkodása idején már használtak vízcsavarokat. Dalley bizonyítékként egy ékírásos feliratot idéz, és a leletet annak bizonyítékaként említi, hogy az asszírok az i. e. 7. század környékén már bronzból öntöttek csavaros szivattyúkat.

Dalley elmélete összhangban van Sztrabón ókori görög történész írásaival, aki azt írta, hogy a babiloni függőkerteket - az ókori világ 7 csodája közül a legmegfoghatatlanabbat - csavarokkal öntözték.

A kerteket soha nem sikerült véglegesen lokalizálni: egyes elméletek szerint Babilonban voltak, de a Kr. u. 1. században elpusztultak, míg mások szerint Ninivében épülhettek Szennáhribb király idején. Így egyelőre nem lehet véglegesen tudni, hogy pontosan hogyan öntözték őket - csigás szivattyúkkal vagy anélkül.

Miért nevezik a köznyelvben Arkhimédész-csavarnak?

Archimédesz gondolkodó (más néven Egy tudós portréja), Domenico Fetti, 1620. Archimédészt az ókor legjelentősebb fizikusának tartják.

Képhitel: Domenico Fetti, Public domain, a Wikimedia Commonson keresztül

Ha tehát az asszírok és az ókori egyiptomiak már a Kr. e. 3. század előtt is rendelkezhettek a technológiával, akkor miért egy 3. századi görög matematikusról és feltalálóról, a szirakúzai Arkhimédészről nevezték el?

Az egyik elmélet szerint Arkhimédész saját maga találta fel a csavarszivattyút, méghozzá függetlenül. A történet szerint Hiero király Archimédesznek kellett feltalálnia egy olyan eszközt, amely képes eltávolítani a vizet a hajótestből, ami Arkhimédészt a csavarszivattyú megalkotására késztette.

Egy másik elmélet szerint Arkhimédész Kr. e. 234 körül Görögországból Egyiptomba utazott, ahol felfedezte az ott már használatban lévő technológiát. Ezután nekilátott, hogy a találmányt a saját paramétereihez igazítsa és tökéletesítse. A bizonyítékok arra utalnak, hogy Arkhimédész soha nem vallotta a találmányt sajátjának, hanem két évszázaddal később, a Kr. e. 1. században született görögtörténész, Diodórusz.

Hogyan hatott az Arkhimédész-csavar a társadalomra?

Az archimédeszi csavar az egész ókori világban létfontosságú segítséget jelentett az öntözéshez, jellemzően a folyókból és tavakból a víz mezőgazdasági területekre történő emeléséhez.

A csigaszivattyúkat a mai napig világszerte használják a víztisztító telepeken a víz és a szennyvíz mozgatására. A technológia megtalálható egyes vidámparki csúszdákban és csokoládé szökőkutakban is.

Ha a vizet nem az alja, hanem a teteje felé irányítjuk, akkor a csavar forgásba lendül, és ez elektromos áram termelésére használható. Ilyen vízfejlesztő szivattyúkat használnak az angliai Temzén, amelyek által termelt energiát a windsori kastélyba táplálják.