הצגת המקור של הדף "שעון מים"

{{פירוש נוסף|נוכחי=אמצעי למדידת זמן|אחר=אמצעי למדידת צריכת מים|ראו=מד מים}}
[[קובץ:AGMA Clepsydre.jpg|ממוזער|שעון מים עתיק בתצוגה במוזיאון ל[[אגורה (מקום כינוס)|אגורה]] העתיקה ב[[אתונה]].]]
'''שעון מים''' (ב[[אנגלית]]: Water clock) הוא אמצעי למדידת [[זמן]] המבוסס על זרימה מווסתת (אחידה) של מים לתוך כלי קיבול מסוים או מחוצה לו (נפח לזמן).

שעוני מים, ביחד עם [[שעון שמש|שעוני שמש]], הם בין האמצעים הידועים העתיקים ביותר למדידת זמן, ועדויות לקיומם של שעוני מים פרימיטיביים קיימות עוד לפני יותר מ-3,000 שנה באזורים רבים ברחבי העולם: ב[[בבל]] העתיקה, [[מצרים]], פרס, [[הודו]] ו[[סין (אזור)|סין]]. למרות שמעולם לא הגיע לרמת דיוק במדידת זמן התואמת את הסטנדרטים של ימינו, שעון המים היה אמצעי מדידת הזמן המדויק והנפוץ ביותר במשך יותר ממילניום, עד אשר הוחלף ב[[המאה ה-17|מאה ה-17]] על ידי [[שעון מטוטלת|שעון המטוטלת]].

ההתפתחויות המרכזיות שהבדילו שעוני מים פרימיטיביים משעוני מים מתקדמים היו אלו שנגעו לבעיית זרימת המים הדועכת (diminishing flow), שמונעת מדידה מדויקת של זמן. שעון מים מהימן יכול לפיכך להיבנות רק כאשר יש רגולציה של זרימת המים, כלומר מנגנון המאפשר לשמור על קצב אחיד של זרימת המים לכלי הקיבול. ה[[יוונים]] וה[[רומאים]] קידמו רבות את התכנון של שעוני מים, והמציאו מערכות [[משוב]], [[גלגל שיניים|גלגלי שיניים]] ו[[תיבת הילוכים|תמסורת]], אשר היו מקושרות למגוון [[אוטומציה (כללי)|אוטומציות]] והניבו דיוק משופר. התפתחויות נוספות נעשו בעיקר ב[[ביזנטיון]], שם דיוק הולך וגובר של שעוני המים הושג באמצעות מערכות גלגלי שיניים אפיציקליות מורכבות (epicyclic gearing), [[גלגל מים|גלגלי מים]], וניתנות ל[[תכנות]] (Programmability), התקדמויות שבסופו של דבר מצאו את דרכן לאירופה.

== התפתחויות לפי אזורים ==
=== פרס ===
[[קובץ:Ancient water clock used in qanat of gonabad 2500 years ago.JPG|ממוזער|שעון מים פרסי עתיק.]]

לפי ה[[היסטוריון]] היווני [[קליסתנס (היסטוריון)|קליסתנס]], ה[[פרסים]] עשו שימוש בשעוני מים בשנת 328 לפנה"ס כדי להבטיח התפלגות צודקת ומדויקת של מים 
מה[[פוגארה|פוגארות]] לבתים לצורך השקיה חקלאית. השימוש בשעוני מים בפרס, במיוחד ב-Zeebad קרוב לעיר גונאבאד במחוז חוראסאן, איראן, מתוארך אחורה עד לשנת 1000 לפנה"ס, והוא היה בין הכלים השימושיים ביותר לתזמון [[לוח שנה|לוח השנה]]. מאוחר יותר נעשה בהם שימוש כדי לקבוע את הימים הקדושים ל[[דת]]ות השונות שהתקיימו בפרס באותה תקופה.

ה-fenjaan הורכב מסיר גדול מלא במים וקערה דקיקה עם חור קטן במרכז תחתיתה, שהושמה לצוף בסיר. הקערה הייתה עשויה חומר ה[[צפיפות החומר|צפוף]] הרבה יותר מהמים. ברגע שהקערה הושמה לצוף במי הסיר, מים קלחו מבעד לחור הקטן בתחתיתה, וקצת לפני שנמלאה מים היא שקעה לתוך הסיר. המנהג היה לרוקן את הקערה ולאחר מכן להניח אותה שוב על המים בסיר, וכך הלאה, ולתעד כל פעם באמצעות הנחת אבן בצנצנת. על אף פשטותה, שיטה זו מביאה לקצב אחיד בקירוב של קליחת המים מבעד לחור שבתחתית הקערה (כאשר הקערה גלילית וצפיפותה גבוהה בהרבה מצפיפות המים, קליחת המים מגיעה מהר לשיווי משקל ומהירות שקיעת הקערה היא: 
<math>V_{terminal} = \sqrt {2g \frac {(1 - \rho_w/\rho_b)*m} {\rho_w*S}}*\alpha</math> כאשר <math>\alpha</math> הוא קבוע חסר ממדים ששווה ליחס בין שטח החור לשטח בסיס הגליל), ולכן היא הייתה ישימה לקערות בגדלים שונים, עבורן ניתן היה להעריך את יחידת הזמן שהן ימדדו לפי גודלן. לפיכך, כיוון שבכל פעם התהליך ארך משך זמן שווה, מספר האבנים בצנצנת ציין כמה זמן חלף.

=== מצרים ===

במצרים, השעון המוקדם ביותר אשר לו עדות פיזיקלית מתוארך לשנים 1379 - 1417 לפנה"ס, במהלך שלטונו של [[אמנחותפ השלישי]] שבו נעשה שימוש בשעון במקדש של אמון-רע שב-[[כרנך]]. התיעוד המוקדם ביותר של שעון מים הוא הכתובית על מצבתו של פקיד הממשל בן המאה ה-16 לפנה"ס אמנמחת, אשר מזהה אותו כממציאו. שעוני המים הפרימיטיביים הללו, שהיו מהסוג של זרימה החוצה, היו כדי אבן עם דפנות תלולות שאפשרו למים לזלוג בקצב כמעט קבוע מחור קטן בסמוך לתחתית. בצידו של הכד היו מצוירות 12 עמודות עם סימונים ברווחים קבועים המיועדים למדוד את חלוף ה-"שעות" כשמפלס המים הגיע אליהם. 12 העמודות תאמו את 12 [[חודשי השנה]], מה שאפשר להתחשב בשינוי של השעה העונתית במהלך השנה. בשעונים האלה נעזרו הכוהנים כדי לקבוע מה השעה בלילה כך שהטקסים והקרבות הקורבנות של המקדש יעשו בשעה הנכונה.

=== בבל ===
[[קובץ:Water clock tablet.jpg|ממוזער|250px|חישובים שנערכו בעזרת שעון מים על ידי Nabû-apla-iddina.]]
בבבל, שעוני מים היו מהסוג של זרימה החוצה והיו גליליים בצורתם. השימוש בשעוני מים כאמצעי עזר לחישובים אסטרונומיים מתוארך לתקופת השושלת הבבלית הראשונה (1,600-2,000 לפנה"ס).

בעוד אין שעוני מים ששרדו באזור של [[מסופוטמיה]], רוב העדות לקיומם בא מכתבים שנכתבו על Clay tablet. שני אוספים של לוחות כאלה הם, למשל, Enuma-Anu-Enlil וה- MUL.APIN. לפי הלוחות האלה, בשעוני מים נעשה שימוש כדי לקבוע את התשלום לשומרים שתצפתו ביום ובלילה.

השעונים האלו היו מיוחדים בכך שלא נוסף לו אינדיקטור, כמו למשל חריצים במרווחים קבועים (כפי שנעשה במצרים). במקום זאת, שעונים אלו מדדו זמן "לפי ה[[משקל (פיזיקה)|משקל]] של המים שזרמו מהם". הנפח נמדד ביחידות שנקראו qa. המשקל, mana (השם היווני ליחידת משקל של [[ליברה|פאונד]] אחד), היה המשקל של מים בשעון מים אחד.

חשוב לשים לב שמהלך התקופה הבבלית, זמן נמדד ב[[שעות זמניות]]. לכן, כשהעונות השתנו, כך גם אורך היממה. "כדי להגדיר את אורכו של משמר לילה ביום ההיפוך הקיצי, היה צריך לשפוך שני מאנות של מים לתוך קלפסידרה גלילית; התרוקנותה סימנה את סוף המשמר. היה צריך להוסיף שישית אחת של מאנה בכל חצי חודש. ב[[נקודת השוויון]], שלושה מאנות התרוקנו כדי להתאים למשמר אחד, וביום ההיפוך החורפי, ארבעה מאנות רוקנו בשביל לציין את סיומו של משמר אחד".

=== הודו ===
N. Kameswara Rao הציע שבסירים שנמצאו במערות שב[[מואנג'ודארו]] נעשה שימוש כשעוני מים; הם צרים יותר בתחתית, יש להם חור בצידם, והם דומים לכלים ששימשו לבצע טקס שבו שפכו "מים קדושים" על [[לינגאם]]. N. Narahari Achar ו- Subhash Kak מציעים שהשימוש בשעוני מים ב[[הודו העתיקה]] מוזכר באחד הטקסטים הקדושים של ה[[הינדואיזם]], ה-Atharvaveda, שמהמאה ה-2 לפנה"ס. ל-Ghati או Kapala (קלפסידרה או שעון מים) יש התייחסות ב[[ודאנגה]], שם כמות המים שמודדת נאדיקה (24 דקות) מוזכרת. צורה פחות פרימיטיבית של הקלפסידרה מתוארת בפרק 13 של ה-Suryasiddhanta. בנאלנדה, אוניברסיטה [[בודהיזם|בודהיסטית]], ארבע שעות ביום וארבע שעות בלילה נמדדו בעזרת שעון מים, אשר הורכב מקערה עשויה נחושת בתוך קערה גדולה יותר המלאה מים, בדומה לעקרון השעון הפרסי. היא טבעה כאשר נמלאה לחלוטין וכך נמדדה יחידת זמן. תיאור זה דומה לתיאור של המתמטיקאי [[בראהמגופטה]] את המכשיר.

=== סין ===
[[קובץ:Clock Tower from Su Song's Book desmear.JPG|ממוזער|שעון המים של מגדל השעון האסטרונומי של Su Song, שמדגים מכל קלפסידרה, גלגל מים, מנגנון תמסורת, ו-chain drive המניעים [[הספירה הארמילרית|ספירה ארמילרית]] ו-113 שעונים מצלצלים המציינים מה השעה ומעבירים אינפורמציה.]]

בסין, כמו בכל רחבי [[מזרח אסיה]], שעוני מים היו חשובים מאוד לצורך מחקרים ב[[אסטרונומיה]] ו[[אסטרולוגיה]]. התיעוד המוקדם ביותר לשימוש בשעוני מים בסין מתוארך למאה ה-6 לפנה"ס. בערך משנת 200 לפנה"ס והלאה, הקלפסידרה עם זרימה החוצה הוחלפה כמעט בכל מקום בסין בקלפסידרה עם זרימה פנימה ואינדיקטור שמורכב ממוט המונח על [[מצוף]] (המצוף עלה כשהמים זרמו פנימה, ולכן האינדיקטור ציין זמן שונה).

הואן טאן (40 לפנה"ס - 30 לספירה), מזכיר בבית משפט שהיה אחראי על קלפסידרה, כתב שהיה חייב להשוות קלפסידרות עם שעוני שמש בגלל האופן שבו ה[[לחות]] והטמפרטורה השפיעו על הדיוק שלהם, מה שמעיד שהאפקט של התאדות המים, כמו גם הטמפרטורה שלהם, על המהירות שהמים זורמים, היו ידועים באותה תקופה. בשנת 976, זאנג סיקסון, טיפל בבעיה של מים הקופאים בקלפסידרה במזג אוויר קר באמצעות שימוש ב[[כספית]] נוזלית במקום מים. המהנדס בן [[שושלת מינג]] זואן קסייואן (1360 -1380) בנה שעון המבוסס על גלגל הממונע בחול במקום מים, ששופר על ידי זואו שוקסו (1530 - 1558).

השימוש בקלפסידרות כדי לתפעל מנגנונים [[הספירה הארמילרית|המדגימים תופעות אסטרונומיות]] החל אצל זאנג האנג (78 - 139) בשנת 117 לספירה, אשר השתמש בגלגל מים. זאנג האנג היה הראשון בסין שהוסיף מאגר מים נוסף בין מאגר המים הראשי וכלי הקיבול אליו זרמו המים, מה שפתר את בעיית נפילת [[עומד הידראולי|עומד הלחץ]] במאגר המים הראשי. גאוניותו של זאנג הובילה ליצירתו של שעון המונע על ידי מערכת [[תיבת הילוכים|תמסורת]] המורכבת מגלגלי מים על ידי אי קסינג (683-727) וליאנג לינגזאן בשנת 725 לספירה. באותו המנגנון יעשה שימוש על ידי סו סונג (1020-1101) ב-1088 כדי למנע את מגדל השעון האסטרונומי שלו כמו גם כדי להניע מכניזם [[ממסרת שרשראות]]. מגדל השעון של סו סונג, שהיה מעל גובה של 30 רגל (9.1 מטר), היה בעל מנגנון הנעה עשוי ברונזה שהניע ספירה ארמילרית לצורך תצפיות, [[גלובוס]] הסובב באופן אוטומטי, וחמישה פנלים קדמיים עם דלתות נפתחות שאפשרו מבט פנים על דוגמניות מתחלפות, אשר צלצלו בפעמונים או תופים והחזיקו לוחות שציינו את השעה או זמנים חשובים אחרים של אותו יום.

כיום, ב[[מגדלי התוף והפעמון (בייג'ינג)|מגדלי התוף והפעמון]] ב[[בייג'ינג]] מוצגת לראווה קלפסידרה בעבור תיירים. היא מחוברת לאוטומציות כך שכל רבע שעה פסל אדם קטן העשוי מפליז מקיש על המצלה שלו.

=== העולם היווני-רומאי ===
[[קובץ:Clepsydra-Diagram-Fancy.jpeg|ממוזער|שמאל|המחשה מתחילת המאה ה-19 של שעון המים של קטסיביוס מהמאה ה-3 לפנה"ס. ציין השעות עולה כשהמים זורמים פנימה.]]
ביוון, שעון המים היה ידוע כ[[קלפסידרה]] (גנב מים). היוונים פיתחו באופן משמעותי את שעון המים בכך שטיפלו בבעיית זרימת המים הדועכת. הם הציגו מספר סוגים של קלפסידרה, אחד מהם כלל את המערכת המוקדמת ביותר של בקרת משוב. [[קטסיביוס]] המציא מערכת סימון זמן לשעונים שכללה מחוגים. ה[[מהנדס]] ה[[רומאים|רומאי]] [[ויטרוביוס]] תיאר בכתביו שעונים למטרת אזעקה, הפועלים על ידי תופים או חצוצרות.

שעון מים נפוץ היה קלפסידרה עם זרימת מים החוצה. לכלי הקיבול המונח היה חור בצידו ליד הבסיס. בימי יוון ורומי, בסוג זה של קלפסידרה נעשה שימוש כדי לקצוב את הזמן של [[נואם|נואמים]] בבתי הדין ובאסיפות. במקרים חשובים, למשל כאשר חייו של אדם היו מונחים על הכף, היא הייתה ממולאת עד הסוף. במקרים שוליים יותר, היא הייתה ממולאת רק בחלקה. אם הנאום היה מופרע מכל סיבה שהיא, למשל כדי לבחון מסמכים, החור בקלפסידרה נאטם עם שעווה עד אשר הנואם היה ממשיך את תחינתו. מאוחר יותר, בתחילת [[המאה ה-3 לפנה"ס]], ה[[רופא]] ההלניסטי הירופילוס השתמש בקלפסידרה ניידת בביקורי הבית שלו ב[[אלכסנדריה]] כדי למדוד את קצב פעימות הלב של המטופלים שלו. באמצעות השוואת הקצב לפי קבוצת גיל לזה שבמאגר נתונים שנקבע אמפירית, הוא היה מסוגל לקבוע את עוצמת ההפרעה.

בין 270 לפנה"ס ו-500 לספירה, [[הורולוג]]ים ו[[אסטרונום|אסטרונומים]] יוונים (קטסיביוס, [[הרון מאלכסנדריה]], [[ארכימדס]]) ורומאים פיתחו שעוני מים מכניים מתוחכמים יותר ויותר. המורכבות שנוספה נועדה לווסת את זרימת המים, ולספק תצוגות שונות לחלוף הזמן. למשל, שעוני מים מסוימים הניעו פעמונים, בעוד אחרים פתחו דלתות וחלונות שהראו דמויות של אנשים. כמה שעוני מים אף הניעו דגמים [[אסטרולוגיה|אסטרולוגיים]] של היקום. המהנדס בין המאה ה-3 לפנה"ס פילו מביזנטיום התייחס בעבודותיו לשעוני מים שהכילו מנגנון תמסורת, הראשון מסוגו.

התקן נוסף, שתואר על ידי הרון כהתקן המסוגל לתקן את מפלס המים בקערה באופן אוטומטי באמצעות זרימה לא קצובה ממאגר מים, היה מעיין הכלאה של [[מאזניים|מאוזניים]] ומגנון זרימה פרימיטיבי - לצידה האחד של המאזניים היה מחובר מצוף הצף במאגר מים נסתר המחובר לקערה, כך שכאשר מפלס המים בקערה ירד מפלס המים במאגר הנסתר ירד גם הוא ([[חוק הכלים השלובים]]), המאזניים נטו לצד אחד וכתוצאה פתח נפתח במאגר המים הראשי ופרץ מים יצא ממנו. במינוח מודרני מתחום [[תורת הבקרה]], ההתקן של הרון הוא דוגמה קלאסית למערכת משוב.

ההישג הבולט ביותר בתכנון קלפסידרות שבא לידי ביטוי בתקופה היה בידי קטסיביוס, אשר שעון המים שלו שילב גלגלי שיניים ואינדיקטור מחוג כדי להראות באופן אוטומטי את הזמן בעוד אורך הימים משתנה במהלך השנה, שכן שיטת המדידה הנהוגה באותה עת הייתה שיטת השעות הזמניות.

בנוסף, אסטרונום יווני, אנדרוניקוס מסירוס, פיקח על הבנייה של האורלוגין שלו, הידוע כיום כמגדל הרוחות (Tower of the winds), באגורה של אתונה בחצי הראשון של המאה ה-1 לפנה"ס. [[מגדל שעון|מגדל השעון]] ה[[מתומן]] הזה הציג בפני מלומדים וסוחרים גם שעוני שמש וגם צייני שעות מכניים. הוא הציג קלפסידרה ממוכנת של 24 שעות ואינדיקטורים לשמונה כיווני הרוחות, אשר מהם המגדל קיבל את שמו, כמו גם תצוגה של עונות השנה ומגוון תאריכים ותקופות אסטרולוגיות חשובים.

=== העולם המוסלמי ===
[[קובץ:Al-jazari elephant clock.png|ממוזער|שמאל|שעון הפיל של אל-גז'ארי.]]
בעולם ה[[אסלאם|מוסלמי]] ב[[ימי הביניים]] (632 - 1280), לשימוש בשעוני מים יש שורשים בעבודותיו של ארכימדס, אשר כתב חיבור שכותרתו "'''על שעוני מים'''", ששרד רק באופן חלקי ובתרגום ל[[ערבית]], והכיל את היסודות הרעיוניים לתכנון שעוני מים מתקדמים במהלך מאות שנים הלאה. ההשפעה של כתביו הורגשה מאז עלייתה של אלכסנדריה וחלחלה לביזנטיון. אף על פי כן, שעוני המים שתוכננו על ידי המהנדס הפרסי [[אל-ג'זארי]], נחשבים לשעונים שהתקדמו באופן מהותי מעבר לכל אלה שקדמו להם.

בחיבורו של אל-ג'זארי מ-1206 הוא מתאר את אחד משעוני המים המתקדמים שלו - שעון הפיל. השעון תיעד את חלוף השעות הזמניות, ומשמעות הדבר היא שהיה צריך לשנות את קצב זרימת המים כל יום כדי להתאים את השעון לאורך הלא שווה של ימים במהלך השנה. כדי להשיג זאת, לשעון היו שני מאגרי מים; המאגר העליון היה מחובר למנגנון ציון הזמן והתחתון היה מחובר ל[[רגולטור (בקרה אוטומטית)|רגולטור בקרת הזרימה]]. מבחינה פרקטית, בשעות השחר הברז נפתח ומים זרמו מהמאגר העליון למאגר התחתון באמצעות רגולטור מצוף ששמר על לחץ קבוע במאגר הקולט.

ה[[שעון אסטרונומי|שעון האסטרונומי]] מבוסס המים המתוחכם ביותר בתקופה היה [[שעון הטירה]] של אל-גז'ארי מ-1206, שנחשב בעיני רבים לדוגמה מוקדמת של [[מחשב אנלוגי]] בר תכנות. זה היה מנגנון מורכב, בערך בגובה של 11 רגל (3.4 מטר), ושהיה בעל פונקציות רבות נוספות פרט לבקרת זמן. הוא כלל תצוגה של [[גלגל המזלות]] ושל המסלולים השמשיים והירחיים, כמו גם מצביע בצורת סהר שנע לרוחב חלקו העליון של שער באמצעות עגלה וגרם ל[[אוטומציה (כללי)|דלתות אוטומטיות]] להיפתח, כל אחת חושפת דוגמנית, וזאת בכל שעה. זה היה אפשרי ל[[תכנות|תכנת]] מחדש את אורך היום והלילה כדי להתחשב באורך המשתנה של היום והלילה במהלך השנה. המנגנון כלל חמש אוטומציות [[מוזיקה|מוזיקליות]] שניגנו מוזיקה באופן אוטומטי כשהן הונעו על ידי מנופים המופעלים על ידי [[גל זיזים]] המחובר לגלגל מים. רכיבים אחרים של שעון הטירה כללו מאגר מים ראשי עם מצוף, תא מצוף (float chamber) ורגולטור זרימה, [[שסתום]], שתי [[גלגלת|גלגלות]], דיסק המציג את גלגל המזלות, ושתי אוטומציות בצורת בזים המפילות כדורים לתוך אגרטלים.

שעוני המים הראשונים ששילבו בתוכם גלגלים משוננים בחלקם (segmental gears) ומנגנונים מורכבים של [[גלגלי שיניים אפיציקליים]] הומצאו מוקדם יותר על ידי המהנדס הערבי Ibn Khalaf al-Muradi ב[[חצי האי האיברי]] בשנת 1000 לספירה. שעוני המים שלו הונעו על ידי גלגלי מים, בדומה למספר שעוני מים סינים במאה ה-11. שעוני מים ברי השוואה נבנו ב[[דמשק]] וב[[פאס]]. זה האחרון נותר עד ימינו שכן המכניזם שלו נבנה מחדש. השעון האירופי הראשון ששילב בתוכו את גלגלי השיניים המורכבים האלה היה השעון האסטרונומי שיצר ג'ובאני דה דונדי בשנת 1365. כמו הסינים, מהנדסים ערבים פיתחו אף הם גרסה משלהם למנגנון תמסורת, שנעשה בה שימוש בכמה משעוני המים שלהם.

== שעוני מים מודרניים ==
[[קובץ:Modern water clock.JPG|ממוזער|שמאל|גרסה מודרנית של שעון המים. השעון נבנה על ידי המדען הצרפתי ברנרד גיטון, ומראה שעה 4:06.]]
מעט מאוד שעוני מים מודרניים קיימים. המדען הצרפתי ברנרד גיטון, אשר נודע בזכות שעוני המים, מחשבי המים, וה[[מזרקה|מזרקות]] שבנה, החל ליצור ב-1979 את שעוני המים שלו, שמתבססים על גישה מודרנית לשעוני המים ההיסטוריים. התכנונים הייחודים שלו, המתבססים על שפופרות זכוכית, נמצאים בתצוגה במעל 30 מקומות בעולם.

התכנונים של גיטון מתבססים על מספר עקרונות, החשוב שבהם הוא עקרון ה[[סיפון (צינור)|סיפון]] - הרעיון שכבידה יכולה להניע מים בתוך סיפונים מרובים באופן דומה לעקרון של [[גביע פיתגורס]]; לאחר שמפלס המים בשפופרות תצוגת הדקות או השעות מגיע למקסימום, השפופרת הצמודה לה שאמורה לרוקן את המים מתחילה לפעול כסיפון, ומרוקנת את המים משפופרת התצוגה. מודל השעון המורכב של גיטון מתבסס על [[מטוטלת]] מתאימה כמחולל האות הבסיסי - המטוטלת מונעת על ידי זרם מים היוצא ממאגר המים הראשי של השעון, וכלי קיבול המחובר אליה מתמלא מים ומתרוקן בכל תנודה של המטוטלת. לאחר מכן מערך הסיפונים המורכב פועל כאוסף של מחלקי [[תדר]] (frequency dividers) שתפקידם להפוך את יחידת הזמן הבסיסית (כמות מדודה של מים) ליחידה קטנה מספיק להצגה על תצוגת השעון.

== השפעת טמפרטורת וצמיגות המים על דיוק השעון ==
הקצב שבו נוזל זורם דרך עורק זרימה תלוי ב[[צמיגות]]ו של הנוזל. בקירוב, קצב הזרימה יחסי להופכי של הצמיגות. הצמיגות תלויה באופן משמעותי בטמפרטורה. [[נוזל]]ים באופן כללי נעשים צמיגים פחות כשהטמפרטורה עולה, וההפך נכון לגבי גזים (בנוזלים קיים סדר קצר טווח במבנה המולקולרי והם מתנהגים בטווח הקצר כמו [[גביש]] - על כן הם ממירים בצורה יעילה [[אנרגיה קינטית]] לתנודות [[חום (פיזיקה)|חום]] בגביש. טווח הסדר הגבישי מתקצר כשהטמפרטורה עולה ונעלם כליל במעבר צבירה לגז. בגזים לעומת זאת, הצמיגות יחסית לדיפוזיה של הגז, שיחסית לטמפרטורה). במקרה של מים, הצמיגות משתנה בפקטור של 7 בערך בין 0 ו-100 [[מעלות צלזיוס]]. כלומר, שעון מים יעבוד פי 7 מהר יותר ב-100 מאשר ב-0 מעלות. מים הם בערך 25% צמיגים יותר ב-20 מעלות מאשר ב-30 מעלות, ושינוי בטמפרטורה של מעלה אחת, בטווח זה של "[[טמפרטורת החדר]]", גורם לשינוי בצמיגות של 2%. לפיכך, שעון מים טוב יפגר או יאחר בחצי שעה ביום אם המים בו יהיו חמים יותר או קרים יותר במעלה אחת. כדי שיהיה מדויק עד כדי חריגה של דקה אחת ביום נדרש שהטמפרטורה שלו תוחזק קבועה עד כדי שינוי של 1/30 מעלות צלזיוס. אין שום עדות שזה נעשה בעת העתיקה, על כן שעוני מים עתיקים אינם מדויקים מספיק בסטנדרטים מודרניים.

==ראו גם==
* [[שעון חול]]

==קישורים חיצוניים==
{{ויקישיתוף בשורה}}
* מאמר על אחד משעוני המים של ברנרד גיטון מופיע פה: {{קישור כללי|כותרת=Bernard's Gitton Liquid Science|כתובת=http://www.marcdatabase.com/~lemur/dm-gitton.html|תאריך_וידוא=2015-10-09|archive-date=2011-08-09|archive-url=https://web.archive.org/web/20110809073852/http://www.marcdatabase.com/~lemur/dm-gitton.html|url-status=dead}}

{{בקרת זהויות}}

[[קטגוריה:שעונים|מים]]