Arhimedov vijak - znan tudi kot vodni vijak, egipčanski vijak in hidrodinamični vijak - je stroj, ki se uporablja za dvigovanje in prevoz vode. Tehnologija običajno vključuje spiralo v votli cevi, ki ob vrtenju pozitivno premika vodo od dna do vrha valja.

Čeprav se tehnologija pogosto pripisuje grškemu matematiku in izumitelju Arhimedu iz Sirakuz iz 3. stoletja, obstajajo dokazi, da so vijačne črpalke uporabljali že stoletja prej, tako v Egiptu kot v Asiriji. Nekateri znanstveniki domnevajo, da so vijačne črpalke kot namakalno orodje uporabljali že v 7. stoletju pred našim štetjem.

Kako točno deluje Arhimedov vijak, kdaj je bil izumljen in zakaj je bil pripisan Arhimedu?

Kako deluje Arhimedov vijak?

Vodna črpalka v Egiptu iz 50. let 20. stoletja, ki uporablja Arhimedov vijačni mehanizem

Slika: Zdravko Pečar, CC BY-SA 4.0 , prek Wikimedia Commons

Arhimedov vijak je v bistvu votla cev, ki vsebuje spiralo ali vijačnico, ki se vije po valju navzgor. Spodnji konec cevi nato postavimo v vodno telo in cev zavrtimo. Ko se vijak zavrti, zajame del vode. Z nadaljnjimi obrati se voda dvigne skozi zaporedne žepe vijačnice, dokler ne doseže vrha cevi.

Na ta način je mogoče vodo iz nižjega vira (na primer iz reke) enostavno dvigniti do drugega vira (na primer do namakalnega jarka, ki teče na kmetijska zemljišča).

Metode vrtenja vijačne črpalke so se skozi stoletja zelo razlikovale. V nekaterih civilizacijah so gred vrteli z ročnim delom, v drugih z živino ali mlini na veter. Sčasoma so vijačne črpalke poganjali motorji.

Kdo je izumil Arhimedov vijak?

Obstajajo dokazi, da se je Arhimedov vijak uporabljal v helenističnem obdobju zgodovine starega Egipta, približno v 3. stoletju pred našim štetjem. Takrat so Arhimedov vijak uporabljali za dvigovanje vode iz Nila in ga uporabljali kot namakalno orodje. Nekateri znanstveniki pa so postavili teorijo, da so starodavne civilizacije to tehnologijo imele že veliko prej kot v 3. stoletju pred našim štetjem.

Odlitek skalnega reliefa Senakeriba z vznožja gore Cudi Dağı pri Cizreju. Odlitek je razstavljen v Landshutu v Nemčiji.

Slika: Timo Roller, CC BY 3.0 , prek Wikimedia Commons

Asirologinja Stephanie Dalley je na primer postavila teorijo, da so bili vodni vijaki v uporabi v Neo-asirskem cesarstvu med vladavino kralja Sennacheriba (704-681 pr. n. št.). Dalley kot dokaz navaja klinopisni napis, ki je artefakt označil za dokaz, da so Asirci približno v 7. stoletju pr. n. št. iz brona vlivali vijačne črpalke.

Dalleyjeva teorija se ujema z zapisi starogrškega zgodovinarja Strabona, ki je zapisal, da so bili babilonski viseči vrtovi - najbolj izmuzljivi od "sedmih čudes antičnega sveta" - namakani s pomočjo vijakov.

Vrtovi niso bili nikoli dokončno locirani: nekateri domnevajo, da so se nahajali v Babilonu, vendar so bili uničeni v 1. stoletju našega štetja, drugi pa trdijo, da so bili morda zgrajeni v Ninivah v času kralja Sennacheriba. Zato za zdaj še ni dokončno znano, kako natančno so jih namakali - z vijačnimi črpalkami ali brez njih.

Zakaj je znan kot Arhimedov vijak?

Arhimed je zamišljen (znan tudi kot Portret učenjaka), Domenico Fetti, 1620. Arhimed velja za najpomembnejšega fizika v antiki.

Slika: Domenico Fetti, Public domain, via Wikimedia Commons

Če so Asirci in stari Egipčani morda imeli to tehnologijo že pred 3. stoletjem pred našim štetjem, zakaj je poimenovana po grškem matematiku in izumitelju iz 3. stoletja, Arhimedu iz Sirakuz?

Ena od teorij pravi, da je Arhimed vijačno črpalko izumil sam in neodvisno. Zgodba pravi, da je kralj Hiero naročil Arhimedu, naj izumi orodje, s katerim bi lahko odstranil vodo s trupa ladje, kar je Arhimeda spodbudilo k izdelavi vijačne črpalke.

Po drugi teoriji je Arhimed okoli leta 234 pred našim štetjem odpotoval iz Grčije v Egipt, kjer je odkril tehnologijo, ki se je tam že uporabljala. Nato je izum prilagodil in izboljšal po svojih merilih. Dejansko dokazi kažejo, da Arhimed izuma nikoli ni razglasil za svojega, temveč mu ga je dve stoletji pozneje pripisal grški avtor iz 1. stoletja pred našim štetjemzgodovinar Diodor.

Kako je Arhimedov vijak vplival na družbo?

Arhimedov vijak je služil kot pomemben pripomoček za namakanje po vsem starodavnem svetu, običajno kot sredstvo za dvigovanje vode iz rek in jezer na kmetijska zemljišča.

Vijačne črpalke se še danes uporabljajo v čistilnih napravah po vsem svetu za prečrpavanje vode in odplak. Tehnologijo je mogoče najti tudi v nekaterih vožnjah v zabaviščnih parkih in v fontanah za čokolado.

Če vodo usmerimo v vrh Arhimedovega vijaka in ne v njegov spodnji del, se vijak začne vrteti. To lahko uporabimo za proizvodnjo električne energije. Tovrstne črpalke se uporabljajo na reki Temzi v Angliji, kjer se proizvedena energija dovaja v grad Windsor.