Erſte Vorleſung. Waͤrmeſtoff. Temperatur. Ausdehnung der Koͤrper durch die Waͤrme. Thermometer. Feſte Puncte des Ther - mometers. Ungleichfoͤrmige Ausdehnung verſchiedener Koͤrper. Aus - dehnung feſter Koͤrper. Ausdehnung luftfoͤrmiger Koͤrper. Luftther - mometer, Differenzthermometer. Pyrometer. Thermometer fuͤr die groͤßten und kleinſten Temperaturen.
Zweite Vorleſung. Erſcheinungen, die von der Ausdehnung der Koͤrper abhaͤngen. Compenſationspendel. Temperatur in der Tiefe großer Seen und des Meeres. Waſſerloͤcher. Luftſtroͤmungen.
Dritte Vorleſung. Strahlende Waͤrme. Zuruͤckwerfung und Bre - chung. Brennſpiegel und Brennglaͤſer. Waͤrme der einzelnen pris - matiſchen Farbenſtrahlen. Schwaͤchung der Waͤrme beim Durchgang durch andre Koͤrper, beim Durchgang durch mehrere Glaͤſer. Un - gleiche Waͤrmeſtrahlung bei Verſchiedenheit der Oberflaͤche. Leslie's Photometer, Aethriometer. Anſcheinend ſtrahlende Kaͤlte.
Vierte Vorleſung. Leitung der Waͤrme. Leitung im Waſſer. Ge - ſetze der Abkuͤhlung in der Luft. Fourier's Unterſuchungen. Faͤlle, wo das Geſetz der Austheilung der Waͤrme waͤhrend der Abkuͤhlung dasſelbe bleibt.
Fuͤnfte Vorleſung. Differenzen wahrer Waͤrme. Specifiſche Waͤrme. Waͤrmecapacitaͤt. Calorimeter. Ungleiche ſpecifiſche Waͤrme bei ungleicher Dichtigkeit. Pneumatiſches Feuerzeug. Aenderung der Waͤrmecapacitaͤt feſter Koͤrper. Schwierigkeit bei der Beſtimmung hoͤherer Temperaturen. Vergleichung der ſpecifiſchen Waͤrme mit dem Atomengewichte. Frei werdende Waͤrme durch Aenderung der Capacitaͤt, durch Reiben. Fragen uͤber die Natur der Waͤrme.
IVSechste Vorleſung. Latente Waͤrme. Gefrieren. Schnee. Ge - walt der Ausdehnung des Waſſers beim Gefrieren. Polar-Eis. Grund-Eis. Gletſcher. Schneelinie. Schneelawinen. Kaͤlte her - vorbringende Miſchungen. Nullpunct der Waͤrme.
Siebente Vorleſung. Entſtehung der Daͤmpfe. Ihre Elaſticitaͤt. Kochen. Grade der Elaſticitaͤt bei hohen Temperaturen und der groͤßten Dichtigkeit; — bei geringerer Dichtigkeit, — bei der Mi - ſchung mit der Luft. Dichtigkeit der Daͤmpfe. Wiefern ſie vom aͤußern Drucke abhaͤngen kann. Latente Waͤrme der Daͤmpfe.
Achte Vorleſung. Anwendung der Daͤmpfe zum Heitzen. Kochen im Dampfe. Deſtillation. Aeolipile. Dampfgeblaͤſe. Dampfma - ſchine. Ihr Effect nach Pferdekraft beſtimmt. Dampfſchiffe. Dampf - wagen. Dampfcanonen. Urſachen des Zerſpringens der Dampfkeſſel. Mittel zur Sicherung.
Neunte Vorleſung. Ausduͤnſtung und Regen. Hygrometer. Ver - dunſtungskaͤlte. Condenſationspunct der Daͤmpfe. Daniell's Hy - grometer. Pſychrometer. Starke Kaͤltegrade durch Verdunſtungs - kaͤlte. Chryophorus.
Zehnte Vorleſung. Nebel und Wolken. Urſachen ihres Ent - ſtehens. Hutton's Theorie des Regens. Unerklaͤrte Erſcheinungen. Der Thau. Leidenfroſt's Verſuch. Ungleiche Leitung der Waͤrme in gleichen Metallen.
Elfte Vorleſung. Das Verbrennen. Erhitzung, die zur Entzuͤn - dung noͤthig iſt. Gluͤhlaͤmpchen. Oefen und Feuerherde. Waͤrme, welche von verſchiedenen Materialien hervorgebracht wird. Loͤſchen des Feuers.
Zwoͤlfte Vorleſung. Flammen. Lampen. Gas-Erleuchtung. Davy's Sicherheitslampe. Geblaͤſe. Knallgasgeblaͤſe. Brewſter's Mittel, große Hitze zu bewirken. Selbſt-Entzuͤndungen. Feuerzeuge mit Platinſchwamm. Ueber die Theorie der Waͤrme.
Dreizehnte Vorleſung. Electricitaͤt durch Reibung. Anziehen. Leiter und Nichtleiter. Electricitaͤt der Metalle. Electrometer. Ver - luſt, welchen die electriſirten Koͤrper in der Luft leiden. Entgegen - geſetzte Electricitaͤten. Beim Reiben erhaͤlt der eine Koͤrper + E, der andre - E. Reihenfolge der Koͤrper.
Vierzehnte Vorleſung. Electriſirmaſchinen. Verſuche mit den - ſelben. Entgegengeſetzte Electricitaͤten am Reibzeuge und am gerie -V benen Koͤrper. Franklins Theorie. Dualiſtiſche Theorie. Ge - ſetze der Anziehung und Abſtoßung.
Funfzehnte Vorleſung. Electriſche Erſcheinungen durch Verthei - lung. Austheilung der Electricitaͤt auf der Oberflaͤche eines Leiters. Poiſſons theoretiſche Unterſuchungen. Spitzen. Lichtenbergiſche Figuren.
Sechszehnte Vorleſung. Die electriſche Flaſche. Platten unter gegenſeitigem Einfluß geladen. Ladung und Entladung der Flaſche. Entladung durch Spitzen u. a. Verſuche. Electriſche Batterie. Aus - lader.
Siebenzehnte Vorleſung. Condenſator. Electrophor. Elec - triſche Lampe.
Achtzehnte Vorleſung. Der electriſche Funke. Electriſches Licht im luftleeren Raume; ſeine verſchiedenen Farben. Allgemeiner Aus - lader. Sehr große Electriſirmaſchine und ihre Wirkung. Entzuͤn - dungen, Schmelzung und Verbrennung der Metalle. Mechaniſche Wirkungen des electriſchen Schlages. Chemiſche Wirkungen.
Neunzehnte Vorleſung. Der Blitz. Blitz-Ableiter. Verhal - tungsregeln bei Gewittern. Ruͤckſchlaͤge. Wirkungen des Blitzes. Donner. Die atmoſphaͤriſche Electricitaͤt bei heiterm Himmel. Ueber die Entſtehung der Gewitter. Hagel. Wetterlichter. Electricitaͤt, welche durch Druck entſteht; durch Erhaͤrten, beim Verdampfen, beim Verbrennen. Der Turmalin.
Zwanzigſte Vorleſung. Galvani's Entdeckung. Volta's Fundamentalverſuch. Reihenfolge der Electromotoren. Leiter der zweiten Art. Verſtaͤrkte Wirkung der zuſammengeſetzten Ketten.
Ein und zwanzigſte Vorleſung. Volta's Saͤule. Electriſche Spannung in der ungeſchloſſenen Saͤule. Trockene Saͤule. Boh - nenberger's Electrometer. Trog-Apparat, Becher-Apparat. Wirkungen der geſchloſſenen Saͤule. Phyſiologiſche Wirkungen. Ab - haͤngigkeit von der Zahl und Groͤße der Platten und von der Leitung. Electriſche Fiſche.
Zwei und zwanzigſte Vorleſung. Chemiſche Wirkungen der Saͤule. Waſſerzerſetzung; — ſelbſt durch die einfache galvaniſche Kette. Sicherung des Kupferbeſchlages der Schiffe. Hinuͤberfuͤhrung der Stoffe. Davy's Unterſuchungen. Electrochemiſche Theorie. Nobili's Figuren.
VIDrei und zwanzigſte Vorleſung. Chemiſche[ Wirkungen] in der Saͤule ſelbſt; Abſorption von Sauerſtoffgas. Beantwortung der Ein - wuͤrfe gegen Volta's Theorie. Oxydationstheorie. Widerſtand der Leitung des Stromes. Veraͤnderter Zuſtand der negativen Platten; Ladungsphaͤnomene. Das Wogen der Kraft in der Kette.
Vier und zwanzigſte Vorleſung. Funken, Erhitzung, Gluͤ - hen, Verbrennung durch die voltaiſche Saͤule. Umſtaͤnde, die zu Befoͤrderung dieſer Wirkung beitragen. Leitungswiderſtand der me - talliſchen Schließungsdraͤthe. Unipolare Leiter; Ohm's Bemerkung uͤber ſie. Electrochemiſche Bewegung in leitenden Fluͤſſigkeiten.
Fuͤnf und zwanzigſte Vorleſung. Vom Magnete. Anziehende Kraft, Polaritaͤt, Mittheilung ſeiner Kraft an Eiſen und Stahl. Anziehung der ungleichnamigen, Abſtoßung der gleichnamigen Pole. Verfertigung kuͤnſtlicher Magnete. Magnetnadeln. Beſtimmung ihrer Kraft. Anwendung. Kraft der einzelnen Theile des Magnets. Wir - kung in die Ferne. Einwirkung weichen Eiſens auf dieſe Wirkungen.
Sechs und zwanzigſte Vorleſung. Neigung der Magnetnadel. Aſtatiſche Nadel. Linien gleicher Neigung auf der Erde. Magnetiſcher Aequator der Erde; magnetiſche Pole. Die Erde iſt ſelbſt ein Ma - gnet. Abweichung. Linien gleicher Abweichung. Schwierigkeit bei den Beobachtungen. Intenſitaͤt der magnetiſchen Kraft der Erde. Linien gleicher Intenſitaͤt.
Sieben und zwanzigſte Vorleſung. Aenderungen der Abwei - chung, Neigung und Intenſitaͤt, im Laufe der Jahrhunderte, des Jahres, der Tage. Hanſteen's Bemuͤhungen fuͤr die Theorie. Das weiche Eiſen unter dem Einfluß des Erdmagnetismus. Bar - low's Correctionsplatte. Einfluß der Waͤrme auf den Magnet. Das Nordlicht.
Acht und zwanzigſte Vorleſung. Poiſſon's Theorie. Cou - lomb's Verſuche uͤber magnetiſche Einwirkung auf andre Koͤrper Die Bewegung eines Koͤrpers in der Naͤhe eines Magnets als Urſache magnetiſcher Erſcheinungen. Geſetze des Rotationsmagnetismus.
Neun und zwanzigſte Vorleſung. Oerſtaͤdt's Verſuch. Ma - gnetiſche Wirkung des Schließungsleiters. Ampère's Verſuche uͤber die gegenſeitige Wirkung electriſcher Stroͤme. Erklaͤrung der magne - tiſch-electriſchen Erſcheinungen nach Ampère.
Dreißigſte Vorleſung. Magnete durch Electricitaͤt hervorgebracht. Magnetringe, die ſich erſt nach der Zertheilung magnetiſch zeigen. Magnete von ungewoͤhnlicher Staͤrke, ſo lange der electriſche StromVII ſie umkreiſt. Multiplicator oder Galvanometer. Meſſung der Kraft der electriſchen Stroͤme. Beſtimmung der ungleichen Leitung der Electricitaͤt in Metallen.
Ein und dreißigſte Vorleſung. Faraday's Entdeckung der electromagnetiſchen Rotationen. Ampère's fernere Unterſuchungen uͤber die Anziehung electriſcher Stroͤme und die durch bloße electriſche Stroͤme hervorgebrachten Rotationen. Magnetiſch-electriſche Rotatio - nen. Rotationen durch den Erdmagnetismus. Urſache des Erdmagne - tismus. Einwuͤrfe gegen Ampère. Transverſalmagnete in Ver - gleichung mit dem Leitungsdrathe.
Zwei und dreißigſte Vorleſung. Thermomagnetismus. Ge - ſetze ſeiner Wirkung. Beſtimmung hoher Temperaturen durch den - ſelben. Electriſche Stroͤme durch die bloße Naͤhe electriſcher Stroͤme hervorgebracht. Faraday's Entdeckung electriſcher Wirkungen des Magnets und eines Funkens durch Einwirkung des Magnets. Be - ſtaͤtigung der Ampèreſchen Theorie.
Jede einzelne Lehre der Phyſik, m. h. H., hat in Ruͤckſicht auf die Art, wie ſie unſre Aufmerkſamkeit anzieht, in Ruͤckſicht auf das Intereſſe, welches ſie erregt, etwas Eigenthuͤmliches, und muß mit Ruͤckſicht auf dieſe Eigenthuͤmlichkeit ins Auge gefaßt werden. Die mechaniſchen Lehren empfehlen ſich uns nicht bloß durch die Anwendbarkeit auf Maſchinen und durch den uͤberall unverkenn - baren Nutzen, den ſie gewaͤhren, ſondern auch durch die Sicherheit, mit welcher die Schluͤſſe ſich an einander reihen, durch die uͤber alle Zweifel ſich erhebende Nothwendigkeit in den aus wenigen Grundlagen hervorgehenden Folgerungen. Die Lehre vom Lichte bietet dem Auge ebenſo mannigfaltige Unterhaltung durch ſchoͤne Farben-Erſcheinungen als dem Verſtande durch die Aufloͤſung der ſchwierigen Fragen, zu welchen dieſe Erſcheinungen Veranlaſſung geben, dar; und faſt auf aͤhnliche Weiſe kann man von der Electricitaͤt ſagen, daß ſie uns bald durch die Neuheit ganz uner - warteter Erſcheinungen uͤberraſcht, bald durch die Gewalt ihrer Wirkungen uns in Erſtaunen ſetzt, bald in einer Reihe raͤthſel - hafter Phaͤnomene uns zur Bewunderung des Scharfſinns derer auffordert, die dieſe Phaͤnomene in ein Syſtem zu ordnen, das eine aus dem andern zu erklaͤren, mit ſo großem Gluͤcke verſucht haben. Die Lehre von der Waͤrme kann wohl nicht auf gleiche Weiſe auf den Ruhm Anſpruch machen, ſolche Erſcheinungen darzubieten, die dem Auge durch ihre Schoͤnheit ſich empfehlen, oder die als gaͤnzlich unerwartet unſer Erſtaunen erregen; aber dagegen hat ſie den Vor - zug, uns uͤber zahlloſe Natur-Erſcheinungen Aufſchluß zu geben,III. A2uns mit Wirkungen, die wir von Jugend an geſehen haben, ohne ſie uns deutlich zu erklaͤren, vertraut zu machen, und uns zu zeigen, wie grade die Waͤrme in die ganze Haushaltung der Natur, zwar auch zerſtoͤrend, aber doch vorzuͤglich belebend und heilſam eingreift. Es iſt wohl einleuchtend, daß mit dieſen Andeutungen nur das aus - geſprochen iſt, was jede Lehre vorzugsweiſe auszeichnet; denn kei - nem Theile der Phyſik fehlt das ganz, was der eine in vorzuͤglichem Grade beſitzt, und es iſt bekannt, daß auch die Waͤrmelehre durch unzaͤhlige nuͤtzliche Anwendungen dem practiſchen Sinne ſich ſehr empfielt, daß auch ſie unerwartete Erſcheinungen kennen lehrt, und daß dagegen auch Licht und Electricitaͤt als maͤchtig wirkende Mittel in das ganze Leben der Natur eingreifen, und ſo weiter.
Die Lehre von der Waͤrme ſchließt ſich nahe an die Lehre vom Lichte an, theils weil Waͤrme und Licht ſich uns ſo oft vereinigt zeigen, daß wir zuweilen zweifelhaft werden, ob wir ſie nicht als verſchiedene Wirkungen einer gleichen Urſache anſehen ſollen, theils weil in einigen Faͤllen die Erſcheinungen beider ganz offenbar aͤhn - lichen Geſetzen folgen. Warum wir gleichwohl Bedenken tragen muͤſſen, die Waͤrme gradezu nur als Wirkung eben der Materie, der wir die Licht-Erſcheinungen zuſchreiben, zu betrachten, wird ſich bei der Angabe der einzelnen Erſcheinungen ergeben, und es laͤßt ſich hier wohl nur die kurze Bemerkung voranſtellen, daß auch die Waͤrme zu der Frage Anlaß gegeben hat, ob ſie durch einen von Koͤrper zu Koͤrper uͤbergehenden ausſtroͤmenden Stoff hervor - gebracht wird, oder ob nur die Undulationen des Aethers unſerm Ge - fuͤhle in der Waͤrme, ſo wie dem Auge im Lichte, ſich wahrnehmbar machen. Dieſe Frage zu entſcheiden, hat hier, wo die Erſcheinun - gen ſich nicht mit der Schaͤrfe, welche das Auge erlaubt, verfolgen laſſen, noch mehr Schwierigkeit, und ohne entſcheiden zu wollen, was tiefere Unterſuchungen einſt ergeben moͤgen, finden wir es doch fuͤr die Darlegung der Erſcheinungen am angemeſſenſten, von einem Waͤrmeſtoffe, von ſeinem Uebergange von einem Koͤr - per zum andern, von ſeiner Verbindung mit den materiellen Thei - len der Koͤrper u. ſ. w. zu ſprechen, und dieſes um ſo mehr, da zahlreiche Erſcheinungen ſich ganz ſo, als ob ſie eine quantitative3 Abmeſſung des Waͤrmeſtoffs geſtatteten, unſerer Betrachtung dar - bieten. Dieſen Erſcheinungen folgend ſehen wir es ſo an, als ob ein eigenthuͤmlicher Waͤrmeſtoff, eine Materie von großer Feinheit und Elaſticitaͤt, als Urſache der Waͤrme und Hitze, wo ſie im Uebermaaß vorhanden iſt, als Urſache der Kaͤlte, wo ſie in gerin - ger Menge vorhanden iſt oder wo ein relativer Mangel ſtatt findet, den Erſcheinungen der Waͤrme und Kaͤlte zum Grunde laͤge, und nur in einzelnen Faͤllen werden wir Gelegenheit haben, dieſe Hy - potheſe als nicht ganz genuͤgend tadeln oder unſre Unſicherheit in Beziehung auf die Erklaͤrung der Phaͤnomene nach derſelben geſte - hen zu muͤſſen.
Unſre Empfindung lehrt uns zuerſt Ungleichheit der Tempe - ratur kennen, indem ein Koͤrper ſich fuͤhlbar waͤrmer, der andre kaͤlter zeigt. Wir bemerken eine Ausgleichung dieſer Ungleichheit der Temperatur bei der gegenſeitigen Beruͤhrung der Koͤrper, ſo daß der waͤrmere dem kaͤlteren Waͤrme abzugeben ſcheint; die in beiden Koͤrpern uns merklich werdende Waͤrme ſetzt ſich, wie wir uns ausdruͤcken, ins Gleichgewicht, und die Koͤrper nehmen dadurch eine gleiche Temperatur an. Dieſe Gleichheit und Ungleichheit der fuͤhlbaren Waͤrme iſt die erſte Erſcheinung, die wir deutlich wahrnehmen, aber ohne in unſerm Gefuͤhle Mittel zur genaueren Abmeſſung der Ungleichheit zu finden.
Ein ſolches Mittel bietet ſich uns dagegen in der Ausdehnung der Koͤrper durch die Waͤrme dar, von welcher man ſich leicht durch folgende Erfahrung uͤberzeugen kann. Man nimmt eine Meſſing - kugel und bringt in einer Meſſingplatte ein Loch an, das grade groß genug iſt, um die Kugel durchzulaſſen; dann findet ſich, daß dieſe Kugel erhitzt nicht mehr durch die Oeffnung faͤllt, ſondern von den Raͤndern der Platte ſo lange am Hindurchfallen gehindert wird, bis Kugel und Platte wieder gleiche Temperatur erlangt haben. Kennt man aber einmal dieſe Eigenſchaft der Koͤrper, ſo findet man ſie in zahlreichen Faͤllen wieder, indem man z. B. bemerkt, daß ein Glasſtoͤpſel ſich leicht in die Oeffnung der Glasflaſche hineinbringen laͤßt, wenn die letztere warm, jener dagegen kalt iſt, und daß esA 24dann ſchwer haͤlt, die kalt gewordene Flaſche zu oͤffnen, weil die enger gewordene Oeffnung den Stoͤpſel jetzt ſehr feſt umſchließt; ein ſo eingetriebener Stoͤpſel iſt oft ſehr ſchwer wieder herauszubringen, weil bei neuer Erwaͤrmung der Flaſche nun beide Koͤrper ſich zugleich erwaͤrmen und ausdehnen, ſtatt daß dies zuerſt nur bei dem einen der Fall war. Ebenſo findet man, daß ein durch die Thuͤr eines erhitzten Ofens hinein gebrachtes kaltes Gefaͤß ſich erhitzt nicht wie - der herausbringen laͤßt, wenn es vorhin nur mit geringem Spiel - raume hindurch ging.
Die feſten Koͤrper dehnen ſich weniger aus als die fluͤſſigen, daher ſieht man feſte Koͤrper bei der Erwaͤrmung in den fluͤſſigen unterſinken, wenn ſie ſich bei geringerer Waͤrme nur noch eben ſchwimmend erhielten; denn obgleich ſie zuſammen erwaͤrmt ſich beide ausdehnen, ſo betraͤgt dies doch bei dem feſten Koͤrper ſo we - nig, daß ſein ſpecifiſches Gewicht ſich nur unbedeutend aͤndert, waͤhrend der ſich ſtaͤrker ausdehnende fluͤſſige Koͤrper in bedeuten - dem Maaße ſpecifiſch leichter wird. Dieſe ſtaͤrkere Ausdehnung macht die fluͤſſigen Koͤrper mehr geeignet, um zur Abmeſſung der Ausdehnung und ſo mittelbar zur Meſſung der Waͤrme zu dienen, und ſie dienen hiezu um ſo bequemer, da man ihre Ausdehnung durch paſſend gewaͤhlte Form der Gefaͤße leichter bemerkbar machen kann. Nehmen wir naͤmlich an, was die Erfahrung als richtig zeigt, daß Glasgefaͤße ihren innern Raum bei der Erwaͤrmung nur ſehr wenig vergroͤßern, ſo wird eine hohle Glaskugel, die mit einer engen Roͤhre verbunden iſt, der bei niedriger Temperatur ſie ganz fuͤllenden Fluͤſſigkeit nicht mehr Raum genug geben, wenn eine Erwaͤrmung ſtatt findet, ſondern die Fluͤſſigkeit wird dann in die Roͤhre hineintreten, und man wird ihre Ausdehnung in der engen Roͤhre ſehr bequem wahrnehmen koͤnnen. Queckſilber dehnt ſich von der Kaͤlte des gefrierenden Waſſers bis zu der Temperatur eines heißen Sommertags etwa um $$\frac{1}{200}$$ aus; — eine Ausdehnung, die in einer 12 Zoll langen cylindriſchen Roͤhre noch keine Linie betra - gen wuͤrde; die aber hoͤchſt merklich wird, wenn man einer Kugel von 200 Cubiclinien Inhalt eine ſo enge Roͤhre angefuͤgt hat, daß eine Cubiclinie eine Laͤnge von 2 Zoll einnimmt. Da dieſes die Einrichtung iſt, die wir unſern Thermometern geben, ſo fuͤhrt mich5 dies ſogleich zu den Ueberlegungen, die der Verfertigung der Thermometer zum Grunde liegen.
Um eine richtige Abmeſſung der Waͤrme an die Ausdehnung der Koͤrper anzuknuͤpfen, iſt zuerſt die Kenntniß beſtimmter, immer gleich unter beſtimmten Umſtaͤnden zu erhaltender Waͤrmegrade, und die Ueberzeugung, daß die Ausdehnung der Koͤrper, auch nach wiederholten Veraͤnderungen, bei gleicher Waͤrme wieder dieſelbe iſt, nothwendig. Wir erwerben uns dieſe doppelte Kenntniß, wenn wir einen fluͤſſigen Koͤrper in eine ſolche, mit einer Roͤhre verbun - dene Kugel fuͤllen, und dieſe in Materien eintauchen, welche wir als gleich warm anzuſehen Grund haben; koͤmmt da die Fluͤſſigkeit nach allen Abwechſelungen von Waͤrme immer wieder auf denſelben Stand, zu gleichem Grade der Ausdehnung, zuruͤck, ſo duͤrfen wir glauben, ſowohl einen immer gleichen Waͤrmegrad hervorgebracht, als die Unveraͤnderlichkeit der Ausdehnung in Beziehung auf die Waͤrme beſtaͤtigt zu haben. Dieſes Experiment laͤßt ſich am beſten in Schnee anſtellen, der bei anfangendem Aufthauen ſchon mit Waſſer durchzogen iſt, und die Erfahrung zeigt, daß, welche Fluͤſ - ſigkeit auch in jener Kugel und Roͤhre enthalten iſt, und wie oft man, nach willkuͤrlich veranlaßten Wechſeln von Waͤrme, das Ein - tauchen in ſolchen Schnee wiederholt, allemal die eingeſchloſſene Fluͤſſigkeit auf denſelben Stand zuruͤckkoͤmmt; und was ſich hier bei einem ſolchen beſtimmten Waͤrmegrade zeigt, das nimmt man bei mehreren wahr, ſo daß die Ueberzeugung, gleicher Waͤrme entſpreche ein immer gleicher Grad von Ausdehnung eines beſtimm - ten Koͤrpers, als feſt begruͤndet erſcheint.
Die Verfertigung eines Inſtrumentes, das wir einen Waͤrme - meſſer, Thermometer, nennen wollen, iſt hierdurch uns ſehr nahe gelegt, obgleich die Ausfuͤhrung noch einige Schwierigkeit dar - bietet. Es ſollte naͤmlich, — dies iſt eine der vorzuͤglichſten Schwierig - keiten, — eine fluͤſſige Materie zur Fuͤllung der Thermometerroͤhre genommen werden, die bei gleichem Unterſchiede der Waͤrme ſich um gleich viel ausdehnt, und es ſollten zwei ziemlich weit von ein - ander entfernte Temperaturen als feſte Temperaturen zur Beſtim -6 mung einer Scale der Waͤrme dienen. Obgleich es uns nun hier, im erſten Anfange der Waͤrmelehre, noch nicht moͤglich iſt, die Frage, wie man gleiche Unterſchiede der Waͤrme beſtimme, und wie man die Eigenſchaft irgend einer Fluͤſſigkeit, ſich bei gleichem Waͤrme - Unterſchiede gleich viel auszudehnen, kennen lerne, zu beantworten; ſo darf ich doch es wohl ſchon jetzt als eine ſich ſpaͤter beſtaͤtigende Erfahrung ausſprechen, daß reines Queckſilber fuͤr mittelmaͤßige Temperaturen dieſe Eigenſchaft beinahe genau beſitzt. Daß dieſes dagegen nicht eine allgemeine Eigenſchaft aller Fluͤſſigkeiten iſt, da - von kann man ſich leicht uͤberzeugen, wenn man Waſſer, Wein - geiſt, Queckſilber und andre Fluͤſſigkeiten auf gleiche Weiſe in ſolche, mit einer Kugel verbundene Roͤhren, die wir Thermometerroͤhren nennen wollen, fuͤllt.
Bringt man naͤmlich dieſe gefuͤllten Roͤhren zuerſt in gefrieren - des Waſſer, und bemerkt die Puncte, wo das Ende der in die Roͤhre hinaufreichenden Saͤule des Fluͤſſigen ſteht; laͤßt man dann das Waſſer, worin ſie bleiben, allmaͤhlig ſich erwaͤrmen, und bezeichnet beim Kochen wieder die Puncte, wo die Fluͤſſigkeiten in den Roͤh - ren ſich endigen; ſo ſollte man glauben, beim allmaͤhligen Erkalten wuͤrden die ſich wieder zuſammenziehenden Fluͤſſigkeiten gleichmaͤßig ſinken, und zugleich den halben Raum, drei Viertel des Raumes und ſo ferner zuruͤck durchlaufen; aber das iſt nicht der Fall, ſon - dern das Waſſerthermometer hat ſchon jenen Zwiſchenraum halb durchlaufen, wenn das Queckſilber erſt wenig uͤber ein Viertel zuruͤckgelegt hat.
Um alſo ein Thermometer zu machen, fuͤllen wir eine Kugel A, die mit einer engen und ziemlich langen Roͤhre BC (Fig. 1.) verbunden iſt, mit ganz reinem, auch von Luft befreitem Queck - ſilber, etwa ſo weit an, daß auch im gefrierenden Waſſer die Roͤhre noch bis D gefuͤllt bleibt. Nachdem das Thermometer in Schnee, der im Aufthauen begriffen iſt, ſo lange, daß es die Temperatur dieſes Schnees angenommen hat, eingetaucht geweſen, bezeichnet man den Punct D, wo ſich die Queckſilber-Oberflaͤche befindet, und hat ſo den einen feſten Punct der Thermometerſcale. Die Beſtim - mung des andern Punctes erhaͤlt man durch das Kochen des Waſ - ſers; aber dieſes Kochen tritt nicht immer bei gleicher Waͤrme ein, ſondern bei geringerer Waͤrme, wenn das Barometer niedriger ſteht,7 wenn der Druck der Luft geringer iſt; man muß daher das Kochen dann beobachten, wenn das Barometer eine beſtimmte Hoͤhe, 28 pariſ. Zoll zum Beiſpiel, hat. Wenn dieſe Vorſicht beobachtet iſt, und man das Thermometer ſo geſtellt hat, daß es die wahre Koch - hitze des Waſſers annimmt, ſo hat man auch hier einen zweiten feſten Punct der Scale, der bei dem Kochen des Waſſers unter 28 Zoll Druck der Luft ſich immer wieder ebenſo findet. Das Thermometer wird, nachdem man alle Luft herausgetrieben, oben zugeſchmolzen; den zwiſchen Gefrierkaͤlte und Siedehitze des Waſ - ſers gefundenen Zwiſchenraum theilt man nun in 80 oder in 100 gleiche Theile, je nachdem man die Scale des Reaumuͤrſchen oder des Centeſimalthermometers auftragen will, und ſetzt 0° neben dem Puncte des thauenden Schnees, 80° auf jener Scale, 100° auf dieſer neben dem richtig beſtimmten Kochpuncte des Waſſers.
Damit aber die ſo verfertigten Thermometer correſpondirend werden, muß die Roͤhre uͤberall gleich weit ſein, oder — wie man es ausdruͤckt, — man muß eine gut calibrirte Roͤhre anwenden. Um ſich zu uͤberzeugen, ob die Roͤhre in allen ihren Theilen gleich weit iſt, bringt man, ehe ſie gefuͤllt wird, nur einen maͤßigen Tropfen Queckſilber in die Roͤhre, und mißt genau, ob er in allen Gegenden der Roͤhre eine gleiche Laͤnge einnimmt; iſt das ſtrenge der Fall, ſo iſt die Roͤhre brauchbar, im entgegengeſetzten Falle muß man eine andre Roͤhre waͤhlen.
In dieſen Regeln ſind die wichtigſten Bedingungen zu Ver - fertigung uͤbereinſtimmender Thermometer gegeben, indeß hat man, um voͤllige Gleichheit zu erhalten, noch auf manche Nebenumſtaͤnde zu ſehn, die ich kurz erwaͤhnen will*)Ausfuͤhrl. iſt dieſer Gegenſtand von Egen abgehandelt. Pog - gend. Ann. XI. 276.. Bei dem Gefrierpuncte findet, wenn ſchon ſehr viel Waſſer mit dem Schnee vermiſcht iſt, oder wenn ſich nur thauendes Eis im Waſſer befindet, nicht mehr eine ganz ſtrenge Gleichheit der Temperatur in allen Waſſerſchich - ten ſtatt, indeß iſt hier der Unterſchied geringe. Die Bemerkung, daß ein Thermometer im allerſtrengſten Sinne immer wieder auf den Gefrierpunct zuruͤckkomme, wenn man nach verſchiedenen Er - waͤrmungen und Abkuͤhlungen es in eben ſolchen zergehenden Schnee8 bringt, leidet ſo fern eine Beſchraͤnkung, als erſtlich die Veraͤnde - rungen, welche das Glas bei Erwaͤrmung leidet, nicht ſogleich bei der Abkuͤhlung wieder voruͤbergegangen ſind, ſondern der dieſer Abkuͤhlung entſprechende Zuſtand erſt langſamer eintritt, und zwei - tens bei laͤngerem Gebrauche eines Thermometers der Druck der Luft eine kleine dauernde Veraͤnderung des Inhalts der Kugel her - vorzubringen ſcheint; — der letztere von mehrern Beobachtern an - gegebene Umſtand wird indeß von Muncke in Zweifel gezogen.
Die Beſtimmung des Kochpunctes fordert vorzuͤgliche Sorg - falt. Nicht allein iſt er bei ungleichem Barometerſtande ſo ſehr anders, daß eine Linie Aenderung des Barometers die Waͤrme des Kochens um $$\frac{88}{1000}$$ eines Centeſimalgrades oder um $$\frac{7}{100}$$ eines Reau - muͤrſchen Grades aͤndert, ſondern die Aufwallungen des Waſſers bringen auch ein Wechſeln der bald zu hohen, bald zu niedrigen Temperatur hervor. Dieſe Wechſel ſind in den nahe uͤber der Oberflaͤche des Waſſers befindlichen Daͤmpfen nicht merklich, und man muß daher in einem Gefaͤße, welches zwar den Zutritt der Luft nicht hindert, aber doch Tiefe genug zwiſchen der Waſſer - Oberflaͤche und der dem Eindringen der Luft frei gelaſſenen Oeff - nung hat, die Thermometerkugel in den Dampf nahe uͤber dem kochenden Waſſer bringen, um die Kochhitze zu beſtimmen. Die meiſten Verfertiger von Thermometern waͤhlen zu Beſtimmung des Kochpunctes einen Barometerſtand von 0,76 Meter = 336,9 par. Linien oder auch von 28 pariſ. Zoll = 336 Lin. Wie viel dann die wahre Kochwaͤrme bei andern, nicht viel verſchiedenen, Baro - meterſtaͤnden betraͤgt, laͤßt ſich aus der Angabe, daß die Aenderung bei jeder Linie $$\frac{88}{1000}$$ Gr. Cent. ( $$\frac{7}{100}$$ ° R. betraͤgt, uͤberſehen; bei ſehr vermindertem Barometerſtande iſt aber die Aenderung groͤßer. Bei uns ſteigt das Barometer ſelbſt an den Ufern des Meeres ſelten auf 28¾ Zoll und es faͤllt ſelten unter 26¼ Zoll; in jenem Falle wuͤrde das Kochen, wenn der Kochpunct des Thermometers bei 28 Zoll Barometerſtand beſtimmt iſt, erſt bei 100,8° Cent. (80,6° R.), im letztern Falle bei 98, °1 Cent. (78,5° R.) eintreten. In Quito, wo das Barometer 19½ Zoll hoch ſteht, kocht das Waſ - ſer ſchon, wenn es erſt die Waͤrme von 90° C. ( 72° R.) erreicht hat, auf dem Chimboraſſo unter 12½ Zoll Luftdruck ſchon bei 79°C. (63° R.) Unter der Luftpumpe, wo der Druck nur wenige Linien9 betraͤgt, koͤmmt das Waſſer ſchon bei einer Temperatur von 25° Cent. (20° R.) leicht zum Kochen. Endlich muß ich noch einen Umſtand erwaͤhnen, der das Aufkochen des Waſſers fruͤher herbei - fuͤhrt, naͤmlich Ungleichheiten in der Oberflaͤche der Gefaͤße. So wie Koͤrper mit ſpitzigen Ecken die Entwickelung der Luft bei luft - haltende Fluͤſſigkeiten befoͤrdern, ſo koͤmmt auch in Gefaͤßen, deren Oberflaͤche nicht ganz glatt iſt oder in welchen ſich fremde Koͤrper befinden, das Waſſer eher zum kochenden Aufwallen, als in ganz glatten Gefaͤßen.
Hierin iſt faſt alles enthalten, was die Verfertigung der Ther - mometer betrifft; ich muß nur noch beifuͤgen, daß man die unter dem Nullpunct herabgehenden Grade negative oder Kaͤltegrade (mit dem Zeichen - angedeutet) nennt, die von Null zu groͤßerer Waͤrme fortgehenden poſitive oder Waͤrmegrade (die mit + bezeich - net werden, wenn dieſe Unterſcheidung noͤthig iſt); beide werden ſo weit fortgeſetzt aufgetragen, als die Zwecke des einzelnen Inſtru - mentes es fordern, oder hoͤchſtens ſo weit als die beim Queckſilber ſtatt findenden Grenzen es geſtatten. Da das Queckſilber bei 356° Cent. (285° R.) kocht und bei - 40° Cent. (- 32° R.) gefriert, ſo ſind dieſes die aͤußerſten Grenzen der Brauchbarkeit eines Queckſilberthermometers.
Man hat ehemals mehr verſchiedene Thermometerſcalen ange - wandt, jetzt iſt außer der erwaͤhnten nur noch die Fahrenheitiſche hie und da im Gebrauch, welche den Nullpunct, einer kuͤnſtlichen Kaͤlte entſprechend, tiefer ſetzt*)Hier ſteht naͤmlich bei dem Puncte, welchen das in Schnee und Salz geſetzte Thermometer erreicht, Null.; bei dem Aufthauen des Schnees + 32°, bei dem Kochen des Waſſers 212°.
Die zuſammengehoͤrenden Grade zeigt Fig. 2.
Da wir uns jetzt im Beſitze eines Inſtruments befinden, welches uns in Stand ſetzt, gewiſſe Waͤrmegrade verſtaͤndlich zu bezeichnen, ſo koͤnnen wir das genaue Maaß der Ausdehnung einzelner Koͤrper mit mehr Sicherheit angeben.
10Um zuerſt fuͤr tropfbar fluͤſſige Koͤrper die Ausdehnung zwiſchen beſtimmten Waͤrmegraden anzugeben, bedient man ſich am beſten der Abwaͤgungen. Man beſtimmt zum Beiſpiel das Gewicht einer leeren aus Kugel und enger Roͤhre beſtehenden Thermometerroͤhre ganz genau, und fuͤllt ſie dann in der Temperatur des ſchmelzenden Schnees bis oben an mit ganz reinem, auch von Luft befreitem, Queckſilber. Wenn dies mit aller Sorgfalt geſchehen iſt, beſtimmt man durch neues Abwaͤgen und bei der Gefrierkaͤlte das Gewicht des die Kugel und Roͤhre fuͤllenden Queckſilbers, um die bei 0° darin enthaltene Menge abzumeſſen. Man erwaͤrmt jetzt die ge - fuͤllte Roͤhre und laͤßt das ſich ausdehnende Queckſilber ausfließen, bis man die Waͤrme des kochenden Waſſers erreicht hat, alsdann zeigt eine abermalige Abwaͤgung, wie viel Queckſilber uͤbergefloſſen iſt, und man erhaͤlt daher das Gewichtsverhaͤltniß des bei jener und bei dieſer Temperatur gleichen Raum ausfuͤllenden Queckſilbers. Nach den beſten Beobachtungen nehmen 982 Gran Queckſilber bei der Waͤrme des kochenden Waſſers ſo viel Raum ein, als 1000 Gran bei der Kaͤlte des gefrierenden Waſſers oder des thauenden Schnees, und die Ausdehnung derſelben Gewichtsmaſſe betraͤgt alſo $$\frac{18}{1000}$$ . Das Waſſer dehnt ſich ſtaͤrker aus, naͤmlich um $$\frac{43}{1000}$$ .
Dieſe Beſtimmung der Ausdehnung des Queckſilbers oder Waſſers wuͤrde genau ſein, wenn das Glas, welches zum Gefaͤße dient, ſich nicht ausdehnte; aber dieſes Gefaͤß wird durch die Waͤrme groͤßer, und jener Verſuch giebt alſo die ausfließende Menge Queck - ſilber nicht ganz ſo groß, als es fuͤr ein ganz unveraͤnderliches Gefaͤß der Fall ſein wuͤrde. Um dieſem Fehler ganz auszuweichen, haben Dulong und Petit, bei ihren Verſuchen uͤber die Ausdehnung des Queckſilbers durch die Waͤrme, eine ganz andre Einrichtung angewandt. Da zwei verſchiedene Fluͤſſigkeiten, die in einer zwei - ſchenklichen Roͤhre mit verticalen Schenkeln einander im Gleich - gewichte halten, durch ihre ungleichen Hoͤhen uns das ſpecifiſche Gewicht dieſer Fluͤſſigkeiten kennen lehren, ſo bedienten ſie ſich einer ſolchen Roͤhre, deren verticale Schenkel durch eine hinreichend lange horizontale Roͤhre verbunden waren. In dieſer Roͤhre wurde das Queckſilber im einen Schenkel immer bis auf den Gefrierpunct abgekuͤhlt erhalten, indem man die Roͤhre hier mit Eis umgab, das nur eine maͤßige Oeffnung, um die Oberflaͤche des Queck -11 ſilbers zu beobachten, offen ließ; im andern Schenkel wurde das Queckſilber erhitzt, indem dieſer Theil der Roͤhre ſeiner ganzen Laͤnge nach in einem kupfernen, mit Oel gefuͤllten Gefaͤße ſich befand, das man bis zu ſehr hohem Waͤrmegrade erhitzte. Hier ſtanden alſo kaltes und warmes Queckſilber, wie zwei ungleiche Fluͤſſigkeiten, einander gegenuͤber, und die genaue Abmeſſung der Hoͤhen beider Saͤulen gab das Verhaͤltniß ihrer Dichtigkeiten, alſo ihrer Ausdeh - nung. Die Genauigkeit der Verſuche ſcheint einen ſehr hohen Grad erreicht zu haben, und die Beſtimmung, daß von 0° bis 100° Centſ. die Ausdehnung des Queckſilbers fuͤr jeden Grad $$\frac{1}{5550}$$ , von 100° bis 200° fuͤr jeden Grad $$\frac{1}{5425}$$ , von 200° bis 300° fuͤr jeden Grad $$\frac{1}{5300}$$ betraͤgt, iſt die genaueſte, die wir bis jetzt beſitzen*)Ann. de Chim. et Phys. VII. 118.. Vergleicht man hiermit das, was man nach der vorigen Methode findet, ſo erhaͤlt man den aus der Ausdehnung des Glaſes hervor - gehenden Fehler, und kann dann die Glasroͤhren, mit Ruͤckſicht auf dieſen Fehler, fuͤr andre Fluͤſſigkeiten gebrauchen.
Aber wenn man auch dieſe Aenderung des Volumens bei zwei beſtimmten Waͤrmegraden ganz vollkommen kennt, ſo laͤßt ſich doch fuͤr die, den zwiſchen liegenden Waͤrmegraden entſprechenden, Aus - dehnungen noch keine ſichere Beſtimmung geben, indem manche fluͤſſige Koͤrper ſich ſehr ungleichmaͤßig ausdehnen. Das reine Waſ - ſer beobachtet unter allen bekannten Fluͤſſigkeiten den ſeltſamſten Gang in der Ausdehnung, indem es ſich bei einer nur wenig die Thauwaͤrme uͤbertreffenden Waͤrme zuſammenzieht, und dann erſt bei noch mehr wachſender Waͤrme ſich langſam, nach und nach aber immer mehr bei gleicher Zunahme der Waͤrme, ausdehnt. Da wir die gleichen Grade des Queckſilberthermometers, wie Sie bald es durch bedeutende Gruͤnde unterſtuͤtzt finden werden, beinahe genau als Grade wirklich gleicher Waͤrme-Unterſchiede anſehen koͤnnen, ſo laͤßt ſich die Ausdehnung des Waſſers, ſo wie ſie beſtimmten Waͤrme-Unterſchieden entſpricht, aus folgender Zuſammenſtellung mit dem Queckſilber uͤberſehen; es iſt dabei angenommen, daß man auch fuͤr Waſſer den Raum zwiſchen der dem gefrierenden und dem kochenden Waſſer entſprechenden Ausdehnung in 100 gleiche Theile theile; dann wuͤrden das Waſſerthermometer und Queckſilberther -12 mometer bei gleichen Temperaturen folgende Puncte der Scale erreichen*)Muncke in den Mem. présentés à l' acad. de Petersb. Tome I. :
Und ſo wie hier die Ausdehnung des Waſſers gegen den Koch - punct zu ſchnell fortſchreitet, ſo iſt es auch bei andern tropfbaren Fluͤſſigkeiten der Fall, ſo daß diejenigen Koͤrper ſich zu Thermome - tern am brauchbarſten zeigen, die wir ziemlich weit von ihrer Koch - hitze und ziemlich weit von ihrer Gefrierkaͤlte beobachten, woraus denn der Vorzug des Queckſilbers, ſo lange wir es nur in mittlern Temperaturen beobachten, ſich erklaͤrt. Und ſelbſt bei hohen Tem - peraturen weichen die Angaben des Queckſilberthermometers noch nicht ſo ſehr von der Wahrheit ab, da 314 Gr. nach der gleichfoͤr - migen Scale 300 Gr. Centeſ. wahrer Waͤrme entſprechen.
Die Eigenſchaft, ſich noch vor dem Gefrieren oder Erſtarren auszudehnen, beſitzt das Waſſer in vorzuͤglichem Grade, indeß ſcheint ſie doch auch dem Waſſer nicht ganz allein eigenthuͤmlich zu ſein. Das Queckſilber zieht ſich bei ſeinem Erſtarren ſehr ſtark zuſammen, und hat dadurch ehemals die Meinung, als ob man viel groͤßere Kaͤltegrade, als es wirklich der Fall war, beobachtet habe, veranlaßt. Bei Kaͤltegraden, die bis gegen 35 oder 40 Cen - teſ. gr. unter Null gehen, muß man ſich eines Thermometers bedie - nen, das mit reinem Alkohol gefuͤllt und durch die Vergleichung mit einem Queckſilberthermometer graduirt iſt; denn da der Alko - hol, ſelbſt bei viel groͤßerer Kaͤlte, nicht gefriert, ſo kann man ſeine Veraͤnderungen in Hinſicht der Ausdehnung auch noch unter dem Gefrierpuncte des Queckſilbers als gleichmaͤßig fortdauernd anſehen, und die Gradtheilung mit ziemlicher Sicherheit auch da fortſetzen, wo das Queckſilber uns verlaͤßt. Fuͤr die ſehr hohen Waͤrmegrade, wo das Queckſilber dem Kochen nahe iſt, finden wir in andern Fluͤſſigkeiten keine Aushuͤlfe.
13Die Abmeſſung der Ausdehnung feſter Koͤrper hat zwar in der wirklichen Ausfuͤhrung bedeutende Schwierigkeiten, aber die Angabe der Mittel zur Beſtimmung dieſer Ausdehnung iſt ſehr einfach. Man bringt den Stab, deſſen Ausdehnung gemeſſen werden ſoll, am liebſten ſo an, daß er mit einer Fluͤſſigkeit uͤber - goſſen werde, welcher man die beſtimmte Waͤrme ertheilt, damit ſo der ganze Stab moͤglichſt gleichfoͤrmig durchwaͤrmt werde; man laͤßt ferner das eine Ende des Stabes ſich an einen unveraͤnderlich feſten Widerſtandspunct ſtuͤtzen, das andre Ende aber gegen den kurzen Arm eines leicht beweglichen Hebels druͤcken, damit, indem dieſer kurze Arm bei der Verlaͤngerung des Stabes ſehr wenig fort - geſchoben wird, der laͤngere Arm als Zeiger einen bedeutendern Weg durchlaufe (Fig. 5. ) Durch dieſe Mittel ſetzt man ſich in Stand, Ausdehnungen, die auch nur Zehntauſendtel der ganzen Laͤnge betragen, an dem ſehr langen Hebel-Arme noch deutlich zu erkennen, und dieſe Methode ließe nichts zu wuͤnſchen uͤbrig, wenn es nur nicht ſo ſchwierig waͤre, die voͤllig unveraͤnderte, bei allen Waͤrmegraden gleich bleibende Lage des einen Endpunctes und der Unterſtuͤtzung des Hebels im ſtrengſten Sinne zu erhalten. Indeß hat man durch Befeſtigungen, die mit dem erwaͤrmten Koͤrper in moͤglichſt geringer Verbindung ſtehen und ſelbſt wenig durch die Waͤrme veraͤndert werden, den Zweck ſo nahe erreicht, daß die erhaltenen Beſtimmungen fuͤr ſehr genau gelten koͤnnen. Solchen Verſuchen, vorzuͤglich von La Place und Lavoiſier, von Smeaton, Haͤllſtroͤm und andern, verdanken wir die Kennt - niß, daß zwiſchen der Gefrierkaͤlte und Kochhitze des Waſſers ſich Eiſen ungefaͤhr um 120, Stahl nach ſeiner verſchiedenen Beſchaf - fenheit um 108 bis 138, Blei um 290, Glas um 80 bis 93, Platin um 98 Hunderttauſendtel ſeiner ganzen Laͤnge ausdehnt. Auch dieſe Ausdehnung iſt nicht ganz gleichfoͤrmig, ſondern ein Thermometer von Eiſen, deſſen bis 100 Gr. Cent. richtige Grade man gleichmaͤßig fortfuͤhrte, wuͤrde ſchon 373° da zeigen, wo eigentl. 300 ſtehen ſollte; beim Kupfer wuͤrden 329 Gr., beim Platin 312 Gr., beim Glaſe 353 Gr. jenen 300 Gr. wahrer Waͤrme entſprechen. Platin und Glas dehnen ſich bei niedrigen Tempera - turen gleich aus, bei hoͤhern aber iſt die Ausdehnung des Glaſes ſtaͤrker, wie Dulong und Petit zeigen.
14Obgleich aber dieſe Verſuche uns uͤber die Ausdehnung der Koͤrper in den Temperaturen, wo wir uns ihrer am meiſten bedie - nen, ſehr genuͤgende Belehrung verſchaffen, ſo wuͤrde es doch in Hinſicht auf unſre Kenntniß von der innern Beſchaffenheit der Koͤrper angenehm ſein, ſie noch vollſtaͤndiger durchzufuͤhren. Welche Verſchiedenheit in dem Geſetze der Ausdehnung nahe bei dem Ge - frierpuncte oder bei dem Uebergange in den feſten Zuſtand eintritt, ſehen wir am Waſſer, welches ſich bei ſchon geringer Waͤrme, wenn die Waͤrme abnimmt, nur wenig mehr zuſammenzieht, bei einer ſchon dem Gefrierpuncte nahen Abkuͤhlung ſich ein wenig ausdehnt, und im Gefrieren ſich ſo ſtark ausdehnt, daß es oft genug die Ge - faͤße zerſprengt. Nachdem es in Eis verwandelt iſt, geht die Ab - nahme des Volumens bei ſtaͤrkerer Kaͤlte wieder regelmaͤßig fort und zwar ungefaͤhr ſo wie bei dem auf 25° Centeſ. erwaͤrmten Waſſer. Dieſe Erfahrung an einem ſo bekannten Koͤrper veranlaßte Er - man, auch uͤber das Verhalten des Phosphors und einer leicht fluͤſſigen Metallmiſchung, weil dieſe ſchon in maͤßiger Waͤrme ſchmelzen, Verſuche anzuſtellen*)Poggend. Ann. IX. 557.. Er ſtellte dieſe Verſuche ſo an, daß er durch Abwaͤgung des Koͤrpers in einer Fluͤſſigkeit die Aus - dehnung genau beſtimmte, und dieſe Methode verdient gewiß da, wo man durch eine ganze Reihe von Temperaturen die Ausdehnung zu beſtimmen wuͤnſcht, den Vorzug. Die Metallmiſchung aus 2 Theilen Wismuth, 1 Theil Blei und 1 Theil Zinn ſchmilzt ſchon bei 94° Cent. (75° R.) und wurde in Oel bis auf 160° R. erhitzt. Bei den Abwaͤgungen ſo wohl des feſten als des fluͤſſigen, immer unter Oel eingetaucht bleibenden, Metalls fand ſich, daß von 0° bis 35° R. das Metall ſich ausdehnt, dann bis 55° R. ſich bedeu - tend zuſammenzieht, von 55° bis 75° R. (wo es ſchmilzt,) ſich ausdehnt, und nach dem Schmelzen in einen nicht ganz ſo ſchnellen Maaße ſich auszudehnen fortfaͤhrt. Bei 75° und 35° Waͤrme iſt das Volumen des Metalles gleich. Der Phosphor dehnt ſich un - unterbrochen, aber im Augenblicke des Schmelzens ploͤtzlich ſehr ſtark, aus. — Dieſe beiden Erfahrungen zeigen, daß wir noch wohl manche Merkwuͤrdigkeit in dem Verhalten feſter Koͤrper wahrneh - men koͤnnten, wenn wir ohne große Schwierigkeit in der Naͤhe15 ihres Schmelzpunctes ihre Ausdehnung durch die Waͤrme unter ſuchen koͤnnten. Im Allgemeinen ſcheint bei gleichen Waͤrme - Unterſchieden die Ausdehnung betraͤchtlicher zu werden fuͤr hoͤhere Waͤrmegrade.
Diejenigen feſten Koͤrper, welche, ganz gleich in allen ihren Theilen, keine cryſtalliſche Bildung zeigen, dehnen ſich nach allen Richtungen gleich aus, und die lineare Ausdehnung giebt daher ſogleich auch die koͤrperliche Ausdehnung, die man kennen muß um zum Beiſpiel zu wiſſen, wieviel die durch Waͤrme vergroͤßerte Glaskugel mehr als vorher faßt. Aber Cryſtalle dehnen ſich nicht immer nach allen Seiten gleich aus, ſondern die das Licht doppelt brechenden zeigen darin eine merkwuͤrdige Verſchiedenheit*)S. 2. Theil. S. 315.. Der Kalkſpath namentlich dehnt ſich bei Erwaͤrmung nach der Richtung der Haupt-Axe aus, waͤhrend ſich in allen auf dieſe Axe ſenkrechten Richtungen ſeine Abmeſſungen verkleinern.
Die elaſtiſchen Fluͤſſigkeiten ſind unter allen Koͤrpern am meiſten der Ausdehnung durch die Waͤrme unterworfen. Dieſes zeigt ſchon der ſehr bekannte Verſuch, wo man eine nur wenig Luft in den Falten enthaltende Blaſe erwaͤrmt und ſie dann ſich aufblaͤ - hen ſieht. Die ſehr ſtarke Ausdehnung der Luft bemerkt man am deutlichſten, wenn man in eine Glasroͤhre, an deren einem Ende eine hohle Kugel iſt, einen Tropfen irgend einer Fluͤſſigkeit ſo bringt, daß dadurch die enge Roͤhre geſchloſſen iſt; naͤhert man dann der Kugel die warme Hand, ſo reicht die von ihr ausgehende geringe Waͤrme zu, um in der Kugel die Luft ſo auszudehnen, daß der Tropfen in der Roͤhre ſchnell fortgetrieben wird.
Genaue Verſuche uͤber die Ausdehnung nicht bloß der atmo - ſphaͤriſchen Luft, ſondern auch kuͤnſtlicher Luft-Arten, haben vor - zuͤglich Dalton und Gay-Luſſac angeſtellt. Sie bedienten ſich dazu theils genau graduirter Roͤhren, wo naͤmlich durch Fuͤllung mit Queckſilber und Abwaͤgung deſſelben die Abtheilungen der Roͤhre in beſtimmtem Verhaͤltniß zu dem ganzen Volumen des in -16 nern Raumes aufgetragen waren, theils machten ſie den Verſuch ſo, daß der in Queckſilber eingetauchte Hals eines mit erwaͤrmter Luft erfuͤllten Gefaͤßes bei dem Abkuͤhlen der Luft etwas Queck - ſilber aufnahm, deſſen Menge man durch Abwaͤgen beſtimmte. Bei der erſtern Einrichtung kann man, wenn die Luft bei der Nullkaͤlte einen gewiſſen Raum fuͤllt, ſogleich ſehn, um wieviel ſie ſich bei der Erwaͤrmung zu beſtimmten, nach der Scale des Ther - mometers angegebenen, Graden ausgedehnt hat; damit aber die Ausdehnung durch keinen Gegendruck gehindert werde, muß der Theil der Roͤhre, in welchem das durch einen Tropfen Queckſilber geſperrte Ende der Luftmaſſe ſich befindet, horizontal liegen. Be - dient man ſich eines Glasgefaͤßes mit engem Halſe, ſo dringt bei der Abkuͤhlung der Luft allmaͤhlig mehr Queckſilber in das Gefaͤß, und die bei beſtimmtem Grade der Abkuͤhlung durch vorſichtige Schließung und Abwaͤgung des Gefaͤßes gefundene Queckſilber - menge giebt an, um wieviel der Raum, den die Luft noch einnahm, ſich vermindert hatte. Dabei iſt aber noͤthig, daß man das Gefaͤß immer ſo ſtelle, daß die Queckſilberflaͤche innen und außen gleich hoch iſt, damit nicht die Ungleichheit des Druckes die Ausdehnung der Luft anders beſtimme, als es der Temperatur gemaͤß iſt. Die zu unterſuchende Luft muß von Feuchtigkeit frei ſein, und man laͤßt ſie daher durch ungeloͤſchten Kalk oder durch ſalzſauren Kalk gehn, weil dieſe Koͤrper alle Feuchtigkeit begierig aufnehmen.
Dieſe Verſuche haben zu der Ueberzeugung gefuͤhrt, daß alle trockene Luft-Arten ſich gleich viel ausdehnen, naͤmlich vom Ge - frierpuncte bis zum Kochpunkte des Waſſers um $$\frac{375}{1000}$$ oder ⅜ des - jenigen Volumens, welches ſie bei 0° Waͤrme hatten. Zugleich ergeben die Verſuche, daß dieſe Ausdehnung gleichfoͤrmig fortgeht bei gleichem Zunehmen der Waͤrme; und da kein Grund iſt zu zweifeln, daß dieſe Gleichfoͤrmigkeit auch bei denjenigen Waͤrme - graden fortdauert, wo die tropfbaren Fluͤſſigkeiten und ſelbſt das Queckſilber unregelmaͤßig werden, ſo kann man ſich des Luftther - mometers bedienen, um in ſo niedrigen Temperaturen, wo das Queckſilber gefriert, die Waͤrmegrade zu beſtimmen, ja man koͤnnte dies auch fuͤr ſehr hohe Temperaturen thun, wo indeß die Schwie - rigkeit viel groͤßer iſt.
17Die Luftthermometer ſind die erſten Thermometer geweſen, deren Drebbel ſich ſchon im Anfange des 17ten Jahrhunderts bediente; aber die von ihm gewaͤhlte Einrichtung war, weil die Angaben zugleich vom Drucke der Luft abhingen, nicht angemeſſen. Fuͤr den gewoͤhnlichen Gebrauch, wo ſehr kleine Aenderungen der Waͤrme anzumerken unnoͤthig und ſogar ſtoͤrend iſt, verdienen ohne Zweifel die Queckſilberthermometer den Vorzug; aber da, wo man ſehr geringe Unterſchiede der Waͤrme anzugeben noͤthig findet, da gewaͤhrt das Luftthermometer große Vortheile. Um ſo kleine Waͤrme - Unterſchiede wahrzunehmen, hat zuerſt G. G. Schmidt, nachher Rumford ein Inſtrument in Vorſchlag gebracht, das Leslie paſſend ein Differentialthermometer genannt hat. Das Inſtrument beſteht aus zwei Glaskugeln A, B, (Fig. 3.), die durch die gekruͤmmte Roͤhre ACDB verbunden ſind. In dem untern Theile der letztern befindet ſich ein Queckſilbertropfen ab, der die in beiden Kugeln enthaltene Luft von einander trennt. So lange nun die Luft in beiden Kugeln gleich erwaͤrmt bleibt, nimmt der Queckſilbertropfen bei horizontaler Lage der Roͤhre CD immer die - ſelbe Stelle ein, die dem Gleichgewichte gemaͤß iſt; dieſe Lage bezeichnet man mit 0, und bringt an der Roͤhre von da an eine Theilung an. Erhaͤlt nun die Kugel B nur die mindeſte Erwaͤr - mung, ſo daß die Luft in B mehr als in A erwaͤrmt wird, ſo draͤngt die Luft den Queckſilbertropfen nach C hin, und die Scale zeigt, wie viel dieſe Ausdehnung der Luft betraͤgt. Hat man alſo einmal durch Verſuche ausgemacht, wie viel Theile der Scale einer Differenz von 1°, von 2° u. ſ. w. entſprechen, ſo hat man hier ein ſehr empfindliches Thermometer fuͤr die Differenz der Waͤrme. Dieſe Einrichtung waͤre ein wirkliches Luftthermometer, das aber darum nicht ganz bequem ſein wuͤrde, weil die in A ver - dichtete Luft der in B erwaͤrmten und zugleich ausgedehnten Luft entgegen wirken wuͤrde. Man laͤßt daher den Raum in A, B, (Fig. 4.) nicht mit Luft gefuͤllt, ſondern entfernt vor dem Zu - ſchmelzen der Kugeln die Luft, nachdem Schwefel-Aether hinein - gebracht iſt, der ungefaͤhr den Raum fg fuͤllt. Wenn dann die Ku - geln und die Roͤhre vollkommen geſchloſſen worden, ſo fuͤllet ſich der Raum A ſowohl als der Raum gB mit Aetherdampf, der in Be - ziehung auf die Ausdehnung durch die Waͤrme ſich ebenſo wie dieIII. B18Luft verhaͤlt. Eine Abkuͤhlung der Kugel B bringt nun eine Ver - minderung der Elaſticitaͤt des Aetherdampfes hervor und die Fluͤſ - ſigkeit zieht ſich nach h hinauf; dabei aber gewaͤhrt der Aether - dampf den Vortheil, dieſem Steigen nicht zu widerſtehen, da er ſich bei der Abkuͤhlung niederſchlaͤgt, wie in der Folge gezeigt wird. Dies iſt das unter dem Namen Differentialthermometer bekannte Inſtrument, deſſen Empfindlichkeit ſehr groß iſt.
Um hohe Waͤrmegrade abzumeſſen, hat man die Beobachtung der Ausdehnung feſter Koͤrper angemeſſener gefunden; aber die Pyrometer, die dieſes leiſten ſollen, laſſen noch viel zu wuͤnſchen uͤbrig. Ihre einfachſte Einrichtung iſt die, daß auf einer Grund - lage, die der ungleichen Erwaͤrmung nicht ausgeſetzt wird, ſich in A (Fig. 5. ) ein feſter Stuͤtzpunct fuͤr den als Waͤrmemeſſer dienen - den Stab ABDF befindet, der auf BC, DE, aufliegt, ohne von dieſen Stuͤtzen feſtgehalten zu werden. Draͤngt ſich nun das Ende F dieſes Stabes gegen den um den feſten Punct G beweglichen Winkelhebel FGH, ſo beſchreibt der lange Zeiger GH bei H einen bedeutenden Bogen, wenn auch F nur ſehr wenig vorwaͤrts ruͤckt, und man kann die Anzeigen des Pyrometers deutlich genug auf dem Gradbogen bei H wahrnehmen.
Dieſe Einrichtung ſetzt voraus, daß die feſte Unterlage IK ſich gar nicht ausdehne; aber bei hohen Hitzegraden iſt es nicht moͤglich, daß nicht auch die Unterlagen an der Ausdehnung Antheil nehmen ſollten, und man hat daher dann die Verbindung zweier Koͤrper, die ſich ungleich ausdehnen, ſo angewandt, daß die Differenz ihrer Ausdehnung abgemeſſen wird. Von dieſer Art iſt das von Brog - niart fuͤr die Porcellan-Oefen vorgeſchlagene Pyrometer, wo in einer am untern Ende geſchloſſenen Roͤhre von Reißblei ein Platin - ſtaͤbchen frei auf dem Boden ſteht, welches mit ſeinem obern Ende den kurzen Hebel-Arm eines Zeigers fortſchiebt, deſſen Ruhepunct mit der Roͤhre verbunden iſt. Hier iſt der Unterſchied der Ausdeh - nung beider Koͤrper erheblich genug, um die verlangte Wirkung zu zeigen, und da es hier nicht ſo ſehr um eine nach Graden fortge - hende Abmeſſung der Waͤrme zu thun iſt, da man nur beſtimmen will, ob der zu gewiſſen Zwecken noͤthige Hitzegrad erreicht iſt, ſo19 laͤßt ſich ein ſolches Pyrometer, vorausgeſetzt, daß beide Koͤrper ihre Faͤhigkeit fuͤr die Ausdehnung durch die Waͤrme ungeaͤndert behal - ten, gar wohl gebrauchen. Daniells Pyrometer hat eine aͤhn - liche Einrichtung, und wenn man den Fortgang der Ausdehnung der Koͤrper als der Zunahme der Waͤrme immer gleichmaͤßig ent - ſprechend anſieht, ſo erhaͤlt man durch daſſelbe Angaben fuͤr die Schmelzhitzen der Metalle und aͤhnliche Beſtimmungen.
Eine andere Einrichtung der Pyrometer haͤngt davon ab, daß zwei feſt verbundene Platten verſchiedener Metalle wegen der un - gleichen Ausdehnung eine Kruͤmmung annehmen. Waͤren (Fig. 6.) die beiden Platten AB von Silber, CD von Platin durch feſte Ver - bindungen E, F, gehindert, ſich an einander fortzuſchieben; ſo wuͤrden, wegen der großen Gewalt, mit welcher die Waͤrme die Koͤrper noͤthigt, die ihrer Natur gemaͤße Ausdehnung anzunehmen, die durchgehenden Schrauben E, F eine ſchiefe Stellung, wie e, f, annehmen, damit das Silber cd ſeiner mehr als doppelt ſo ſtarken Ausdehnung nachgebe; ſind alſo beide Platten in mehrern Punc - ten feſt verbunden, oder auch uͤberall an einander geloͤthet, ſo ent - ſteht eine Kruͤmmung, die man ebenfalls durch einen laͤngern Zei - ger kenntlicher machen kann. Der Hauptſache nach iſt Breguers Pyrometer ebenſo eingerichtet. Hier ſind drei Blaͤtter, naͤmlich Platin, welches ſich am ſchwaͤchſten ausdehnt, Gold, das ſich 1½ mal ſo ſtark, und Silber, das ſich reichlich doppelt ſo ſtark als Platin ausdehnt, auf einander geloͤthet, ſo daß ſie, mit der breiten Flaͤche vereinigt, nun einen dickeren Streifen bilden. Dieſer Streifen (Fig. 7.) iſt ſchraubenfoͤrmig um einen Cylinder gewun - den, und indem ſein oberes Ende feſtgehalten wird, ſein unteres aber mit einem, um die Axe jenes Cylinders beweglichen, Zeiger verbunden iſt, fuͤhrt es bei der Ausdehnung oder Zuſammenziehung dieſen Zeiger im Kreiſe herum.
Allen dieſen Pyrometern fehlt aber noch ein recht ſicheres Maaß; ſie zeigen eine Zunahme oder Abnahme der Waͤrme, eine Wiederkehr gleicher Waͤrme u. ſ. w. an; aber ob die Waͤrme-Un - terſchiede doppelt, dreifach ſind, ob gleiche Grade des Pyrometers gleichen Unterſchieden wahrer Waͤrme entſprechen, daruͤber bleiben wir weit mehr in Ungewißheit, als in den mittlern TemperaturenB 220bei dem Queckſilberthermometer und Luftthermometer. Ueber die Mittel, uns in Hinſicht hierauf genauer zu belehren, werde ich in der Folge noch gelegentlich etwas erwaͤhnen.
Um aber jetzt alles zuſammen zu faſſen, was die Thermo - metrie betrifft, muß ich doch noch ein Wort uͤber diejenigen Ther - mometer ſagen, welche die groͤßte und kleinſte Waͤrme in Abweſen - heit des Beobachters angeben. Unter den verſchiedenen hiezu in Vorſchlag gebrachten Einrichtungen ſcheint folgende am meiſten Beifall gefunden zu haben. Wenn ein mit Weingeiſt gefuͤlltes Thermometer mit horizontalliegender Roͤhre AB angewandt wird, (Fig. 8.), ſo folgt in einer ſehr engen Roͤhre der Weingeiſt ebenſo den Geſetzen der Ausdehnung durch die Waͤrme, wie in einer verticalen Roͤhre, weil die Adhaͤſion ihn hindert, eine nach der Laͤnge der Roͤhre ausgedehnte Oberflaͤche anzunehmen und er ſich daher in einer auf die Laͤnge der Roͤhre ſenkrechten Oberflaͤche wie ed endigt. Von einem Queckſilberthermometer mit enger Roͤhre gilt eben das. Nun iſt die Adhaͤſion des Weingeiſts an ein darin befindliches Glasſtaͤbchen ſo bedeutend, daß jener ein feines Glas - ſtaͤbchen nicht trocken liegend zuruͤcklaͤßt, wenn die Zuſammenziehung durch die Kaͤlte den Weingeiſt von dem Orte zuruͤckzieht, wo das Glasſtuͤckchen liegt; das Glasſtaͤbchen geht daher mit der Oberflaͤche des Weingeiſtes nach der Richtung gegen A hin mit zuruͤck und bezeichnet immerfort die Stelle der Oberflaͤche, ſo lange die Abkuͤh - lung zunimmt. Faͤngt dagegen der Weingeiſt wieder an ſich aus - zudehnen, ſo bleibt das von allen Seiten mit der Fluͤſſigkeit umge - bene Glasſtuͤckchen liegen, weil die von allen Seiten gleiche Adhaͤ - ſion gar keine Kraft mehr ausuͤbt, um die Schwere und Reibung des an der Roͤhre anliegenden Glasſtaͤbchens zu uͤberwinden, und der Beobachter findet die geringſte Waͤrme angezeigt, ohne zu der Zeit, da ſie ſtatt fand, ſelbſt gegenwaͤrtig geweſen zu ſein.
Ein aͤhnliches Mittel giebt es fuͤr die groͤßte Waͤrme, indem im Queckſilberthermometer, deſſen Roͤhre horizontal liegt, ein Stahlſtaͤbchen oder andrer Koͤrper vor der ſich ausdehnenden Queck - ſilbermaſſe her fortgedraͤngt wird, aber an der Stelle, wo dieſe wieder anfaͤngt ſich zuruͤckzuziehen, liegen bleibt, alſo den Stand21 des Queckſilbers fuͤr die groͤßte Waͤrme bezeichnet. Uebrigens darf man bei dieſen beiden Thermometern nie verſaͤumen, durch eine kleine Erſchuͤtterung das fortzuſchiebende Koͤrperchen bis an die Oberflaͤche des Weingeiſtes im einen und des Queckſilbers im an - dern Falle zu bringen, damit jenes bei geringerer, dieſes bei groͤßerer Waͤrme ſogleich ſeinen Ort veraͤndere.
Von den mannigfaltigen Verſchiedenheiten, die außerdem bei den Thermometern, nach Verſchiedenheit ihrer Beſtimmung, ſtatt finden, brauche ich nur wenige Worte zu ſagen. Man hat zuweilen den Zweck, auch das Queckſilberthermometer ſo empfindlich als moͤglich zu erhalten, und giebt ihm dann eine kleine Kugel oder waͤhlt noch lieber eine flache, breite Form fuͤr das das Queckſilber enthaltende Gefaͤß, damit die ganze Queckſilbermaſſe recht ſchnell die Temperatur des umgebenden Medii annehme, und die Roͤhre muß dann auch recht ſehr eng ſein. In andern Faͤllen iſt dagegen eine große Traͤgheit des Thermometers erwuͤnſcht; zum Beiſpiel, wenn man die Temperatur am Boden des Meeres beſtimmen will, wo geraume Zeit waͤhrend des Heraufziehens verloren geht, da iſt es vortheilhaft, eine recht große Maſſe Queckſilber in der Kugel zu haben, damit, nachdem das Thermometer lange genug auf dem Boden des Meeres zugebracht hat, um die dortige Temperatur anzunehmen, es nun nicht ſo ſchnell die Waͤrme oder Kaͤlte der hoͤhern Schichten annehme, ſondern mehr Zeit, als zum Herauf - ziehen erforderlich iſt, noͤthig habe, um erheblich durchgewaͤrmt oder durchgekaͤltet zu werden. Ja, wo die Zeit des Heraufziehens ſehr groß iſt, muß man noch andre Mittel, um die einmal erlangte Waͤrme lange ungeaͤndert zu erhalten, anbringen.
Die neulich angeſtellten Betrachtungen hatten faſt allein den Zweck, uns die Mittel, Grade der Waͤrme mit moͤglichſter Genauig - keit kennen zu lernen, zu verſchaffen, und von dieſer Seite iſt die Ausdehnung der Koͤrper durch die Waͤrme uns vorzuͤglich wichtig; aber auch zur Erklaͤrung mancher Natur-Erſcheinungen und zu manchen practiſchen Anwendungen fuͤhrt uns die Kenntniß jener Wirkung der Waͤrme.
Es iſt eine gewoͤhnliche Erfahrung, daß ein Glas zerſpringt, wenn man heißes Waſſer hineingießt und daß dies bei einem recht kalten Glaſe am leichteſten erfolgt; dies iſt der Erfolg der Ausdeh - nung des Glaſes, deſſen Theile naͤmlich an der ploͤtzlich erhitzten innern Seite ſich auseinander draͤngen, und weil die noch nicht erwaͤrmten Theile ſich noch nicht ausdehnen, ebenſo wie beim Beu - gen des Glaſes, ein Zerſprengen bewirken. Waͤre das Glas nicht ſo ſehr ſproͤde, ſo wuͤrde es durch jene Ausdehnung an der innern Seite ebenſo eine Beugung ſeiner Waͤnde erleiden, wie wir es neulich an dem vereinigten Platin - und Silberſtreifen ſahen; aber die geringſte Beugung zerbricht das Glas, und da die Waͤrme ſich nicht ſo ſchnell der aͤußern Seite mittheilt, ſo bewirket dieſe Deh - nung an einer Seite ſein Zerſpringen. Duͤnne Glaͤſer ſind dieſem weniger ausgeſetzt, weil ſie ſchnell genug in allen ihren Theilen erhitzt werden. Die Erſcheinung erfolgt ebenſo, wenn man ein kaltes Glas auf den heißen Ofen ſetzt, wird aber da durch das Un - terlegen eines ſich langſam erwaͤrmenden Koͤrpers, z. B. Papier, gehindert, weil dieſes keine ſo ploͤtzliche und ungleichfoͤrmige Er - hitzung zulaͤßt.
Auf eben dem Umſtande beruht die Kunſt, einen Riß im Glaſe nach willkuͤhrlicher Richtung fortzufuͤhren. Dieſe Kunſt beſteht darin, daß man einen gluͤhenden, ſpitzigen Eiſenſtab von23 dem Ende des ſchon vorhandenen Riſſes auf der Oberflaͤche des Glaſes dahin, wohin der Riß gehen ſoll, fortfuͤhrt. Die ploͤtzliche Ausdehnung an dieſer Stelle bringt naͤmlich das Glas zum Sprin - gen, und da man ſich ganz nahe an dem Ende des Riſſes, wo der Zuſammenhang ſchon aufgehoben iſt, befindet, ſo waͤhlt der neue Riß die Richtung dahin, wo am wenigſten Zuſammenhang zu uͤberwinden iſt. Es gehoͤrt indeß einige Vorſicht und Gewandt - heit dazu, den Riß ganz nach Willkuͤhr zu leiten, und Ungleich - heiten im Glaſe ſelbſt bringen doch noch oft Kruͤmmungen hervor.
Eine aͤhnliche Urſache trennt bei ſtarker Abkuͤhlung oft Koͤr - per, die ſich in hoͤherer Temperatur recht gut vereinigt hatten. Sind naͤmlich zwei ungleiche Koͤrper in waͤrmerem Zuſtande an einander befeſtiget, ſo ziehen beide ſich beim Erkalten in einen engern Raum zuſammen, aber der eine mehr als der andre, und dieſes hat die Folge, daß die vereinigt geweſenen Theile nicht bei einander blei - ben koͤnnen, ihren Zuſammenhang verlieren, und auseinander fallen. Es iſt bekannt, daß Siegellack an einer kalten Metall - platte faſt gar nicht haftet; hat man die Metallplatte auf einen maͤßigen Grad erwaͤrmt, ſo haͤlt es feſt, weil das warme Metall und das warme Siegellack ſich nun zugleich zuſammenziehen, und weniger geneigt ſind ſich zu trennen; aber bei ſtarken Abkuͤhlungen trennen ſie ſich doch. Aus eben dem Grunde bleibt Platindrath in Glas eingeſchmelzt feſter als Eiſendrath oder Silberdrath. Die beiden letztern Metalle dehnen ſich naͤmlich weit mehr als Glas aus, und ziehen ſich daher, indem ſie nach dem Schmelzen des Gla - ſes abkuͤhlen, mehr als das Glas zuſammen, jede zwei Metalltheil - chen ruͤcken naͤher an einander als die zwei an ſie beim Schmelzen befeſtigten Glastheilchen, weshalb die Verbindung getrennt wird; Platin und Glas hingegen dehnen ſich in maͤßigen Temperaturen faſt genau gleich aus und bleiben daher vereinigt.
Das Abſpringen der duͤnnen Schichten feinern Holzes an unſern Mobilien ruͤhrt zwar meiſtens von der durch ungleiche Feuchtigkeit und Austrocknung entſtehenden verſchiedenen Ausdeh - nung her; aber die Waͤrme kann eben das bewirken. Das Krumm - ziehen der Hoͤlzer hat ebenfalls dieſe zweierlei Urſachen, naͤmlich theils ein Laͤngerwerden der dem Feuer zugewandten Seite durch24 die Waͤrme, theils ein Eintrocknen dieſer waͤrmeren Seite; der Erfolg kann daher von entgegengeſetzter Art ſein.
Der gluͤhend um das Rad geſchlagene eiſerne Reif muß es ſehr feſt umſchließen, wenn das Eiſen kalt geworden iſt. —
Daß wir an die ungleiche Ausdehnung der Koͤrper bei man - chen Verſuchen, wenn wir genaue Folgerungen ziehen wollen, den - ken muͤſſen, habe ich ſchon fruͤher zuweilen erwaͤhnt. Das Araͤo - meter, deſſen wir uns zu Beſtimmung des ſpecifiſchen Gewichtes gewiſſer Fluͤſſigkeiten bedienen, ſinkt in eine erwaͤrmte Fluͤſſigkeit tiefer ein, und muß um den richtigen Werth fuͤr dieſe Fluͤſſigkeit zu beſtimmen, nur bei der Temperatur, fuͤr welche es graduirt iſt, gebraucht werden. Selbſt die Abwaͤgungen eines feſten Koͤrpers in irgend einer Fluͤſſigkeit ſind, ohne die Ruͤckſicht auf die Waͤrme, von geringem Werthe, weil ſie uns das Gewicht der einen gleichen Raum einnehmenden Fluͤſſigkeit in Vergleichung gegen das Gewicht des feſten Koͤrpers fuͤr den gerade ſtatt findenden Zuſtand kennen lehren, aber das Verhaͤltniß dieſer Gewichte ſich bei ungleicher Waͤrme aͤndert. Und ebenſo muß man bei genauen Meſſungen mit Maaßſtaͤben daran denken, daß das was im ſtrengſten Sinne ein Fuß, eine Toiſe, ein Meter heißt, nicht bei jeder Waͤrme die Laͤnge des Maaßſtabes iſt, der dieſer Laͤnge gleich angegeben wird. Will man das ganz genaue Maaß eines eiſernen Maaßſtabes wieder auf einen eiſernen Maaßſtab uͤbertragen, und iſt man ſicher, genau gleiches Eiſen in beiden zu beſitzen, ſo koͤnnte man, vorausgeſetzt, daß beide genau gleich warm ſind, bei jeder Temperatur die Ueber - tragung machen, weil das in groͤßerer Waͤrme zu große Maaß auch auf dem neuen Maaßſtabe in der Kaͤlte ſich ebenſo verkleinert. Uebertraͤgt man aber von einem eiſernen Grundmaaße auf einen Meſſingſtab, ſo muß man beide in diejenige Temperatur bringen, wo der alte Maaßſtab ſeine wahre Laͤnge hat, weil Meſſing ſich anderthalbmal ſo viel als Eiſen ausdehnt und daher eine bei Son - nenhitze der Meſſingtoiſe gleiche Eiſentoiſe bei der Froſtkaͤlte nicht mehr mit ihr uͤbereinſtimmt. Aus dieſem Grunde werden bei ſehr genauen Meſſungen langer Linien die Waͤrmegrade zur Zeit der Meſſung bemerkt; denn obgleich es uns zu gewoͤhnlichem Gebrauche ziemlich unbedeutend ſcheint, daß bei einer Sommerwaͤrme von 30° Centeſ. ein Meſſingſtab von 10 Fuß lang um $$\frac{57}{10000}$$ eines25 Fußes laͤnger iſt, als bei der Froſtkaͤlte, ſo macht dies doch, wenn man eine Laͤnge von 10000 Fuß ausmißt, ſchon 5¾ Fuß aus, und jeder Grad Waͤrme, um welchen man in der Angabe der Waͤrme fehlt, wuͤrde auf 1 Fuß nur 19 Milliontel eines Fußes, aber auf 100000 Fuß beinahe 2 Fuß Fehler hervorbringen. Meſſungen, die ſich mit einer vollkommenen Genauigkeit durch mehrere Brei - tengrade auf der Erde fort erſtrecken ſollen, fordern in der Meſſung der Standlinie die groͤßeſte Genauigkeit, weil der hier begangene Fehler ſich in gleichem Verhaͤltniſſe auf alle groͤßern Linien uͤber - traͤgt.
Nach den franzoͤſiſchen Maaßbeſtimmungen ſollte 1 Meter der Zehnmillionſte Theil des Erdquadranten, das iſt, eines vom Pole bis zum Aequator gemeſſenen Bogens auf der Meeresflaͤche, ſein; aber der Meſſingſtab, der in 0° Waͤrme dieſer Forderung ent - ſpraͤche, wuͤrde ihr bei 20° Waͤrme nicht mehr entſprechen, und ſo wird es verſtaͤndlich, warum man ſagt, der Metermaaßſtab halte bei der Kaͤlte des gefrierenden Waſſers 443,296 par. Linien des - jenigen Pariſer Normalmaaßes, welches 2 Toiſen = 12 Fuß = 144 Zoll = 1728 Lin. bei 16¾° Cent. Waͤrme betraͤgt.
Die Ruͤckſicht, die man bei barometriſchen Hoͤhenmeſſungen ſowohl auf die Ausdehnung des Queckſilbers als auf die Ausdeh - nung der Luft durch die Waͤrme nehmen muß, iſt ſchon bei den Regeln fuͤr die Hoͤhenmeſſung ſelbſt betrachtet worden. — Auch bei dem Gebrauche ſeiner Winkel-Inſtrumente muß man darauf ſehen, daß keine Erwaͤrmung, die leicht ein Veraͤndern der Geſtalt des Inſtruments zur Folge hat, ſtatt finde, und die Aſtronomen ſind bei der Genauigkeit, die ihre Beobachtungen fordern, hierauf zu achten genoͤthiget. Ja ſelbſt die Waͤnde von Gebaͤuden ſind einer Kruͤmmung unterworfen, wenn ſie an einer Seite erwaͤrmt wer - den, und dies iſt ein Grund, warum Inſtrumente auf hohen Thuͤrmen nicht als ganz feſtſtehend anzuſehen ſind.
Unter den Veraͤnderungen, welche die Waͤrme bei unſern Inſtrumenten hervorbringt, iſt diejenige vorzuͤglich wichtig, welche die Pendel, oder in den Feder-Uhren die Spiralfedern, als Regu - latoren unſerer Uhren, erleiden. Der Secundenzeiger der Pendel -26 Uhr ruͤckt immer um 60 Secunden fort, wenn das Pendel 60 Schlaͤge vollendet, aber dieſe angeblichen Secunden ſind nicht Se - cunden mehr, wenn das Pendel ſeine Laͤnge aͤndert; und da unſre Pendel-Uhren von der haͤrteſten Winterkaͤlte bis zur groͤßten Som - merwaͤrme einer Aenderung von mehr als 60 Cent. Gr. unterwor - fen ſind, ſo aͤndert ein Pendel mit Stahlſtange ſeine Laͤnge um etwa $$\frac{7}{10000}$$ der ganzen Laͤnge, das iſt, um reichlich ¼ Linie, und hiedurch wird die Anzahl der Schwingungen in einem Tage um 30 Schwingungen vermindert, wenn die Waͤrme um ſo viel zu - nimmt*)Bei Meſſing ſogar 45 Schwingungen.. Dieſe Aenderungen der Schwingungszeit muͤßten bei jeder Beobachtung beruͤckſichtiget werden, und dies wuͤrde, wegen des unaufhoͤrlichen Wechſels der Temperatur, fuͤr ganze Tage und laͤngere Zeiten unausfuͤhrbar, dadurch aber die bei aſtronomiſchen Beobachtungen erforderliche Genauigkeit unmoͤglich ſein. Es ward daher, als man genau gehende Uhren zu machen anfing, ein Be - duͤrfniß, Pendel zu haben, die dieſen Veraͤnderungen nicht unter - worfen, wo ſie compenſirt waͤren. Man hat hiezu vorzuͤglich zwei Einrichtungen in Anwendung gebracht, unter denen das roſt - foͤrmige Pendel das bis jetzt am meiſten gebrauchte iſt.
Wenn man eine Verbindung von Stahlſtangen (Fig. 9. ) AB, CD, der Waͤrme ausſetzt, ſo verlaͤngern ſich dieſe bei jedem Waͤrmegrade (der Centeſ. Scale) ungefaͤhr um 12 Milliontel ihrer ganzen Laͤnge. Sind auf den unten mit dieſen feſt verbundenen Stuͤcken BE, DH zwei Zinkſtangen FE, GH, feſt eingeſetzt, ſo geht, wofern AC feſt gehalten wird, mit BE, HD auch das untere Ende der Zinkſtangen herab; aber da Zink ſich ſehr ſtark ausdehnt, ſo geht das obere Ende FG, ſich von EH entfernend, wieder hin - auf, und beide Ausdehnungen muͤſſen ſich zum Theil oder ganz einander ausgleichen. Da Zink ſich um 30 Milliontel ausdehnt, waͤhrend Stahl bei 1 Gr. Waͤrme-Aenderung ſich nur um 12 Milliontel ausdehnt, ſo laͤßt ſich folgende Anordnung des roſtfoͤr - migen Pendels leicht uͤberſehen. Man nimmt die Stahlſtangen AB, CD, 30 Zoll lang, die Zinkſtangen FE, GH, 24 Zoll und befeſtigt an FG die 30 Zoll lange Stahlſtange IK, an welcher ſich die ſehr ſchwere Linſe K des Pendels befindet; wird nun dieſe27 ganze Verbindung in L aufgehaͤngt, ſo wird die ganze Entfernung vom Aufhaͤngepuncte bis zur Linie bei jeder Waͤrme ungeaͤndert bleiben. Durch die Ausdehnung der Stangen AB, CD ſinkt naͤmlich BD um 30 mal 12 Milliontel = 360 Milliontel Zoll herab, die Stangen EF, HG verlaͤngern ſich um 24 mal 30 Milliontel Zoll = 720 Mill., weil ſie 24 Zoll lang ſind und Zink ſich um 30 Milliontel ausdehnt, alſo ruͤckt das Verbindungsſtuͤck FG um 360 Milliontel Zoll hinauf, und gerade um ſo viel ver - laͤngert ſich die Stange IK hinabwaͤrts, ſo daß K in gleicher Ent - fernung von AC oder beinahe in gleicher Entfernung vom Auf - haͤngepuncte L bleibt. Waͤre alſo die Maſſe der Linſe ſo groß, daß man auf die Stangen nicht zu ſehen brauchte, ſondern die ganze Maſſe als im Mittelpuncte der Kugel vereinigt anſehen koͤnnte, ſo haͤtte man auf dieſe Art ein von AC an 36 Zoll langes unveraͤn - derliches Pendel. — Da der Mittelpunct des Schwunges nicht genau im Mittelpuncte der Kugel liegt, ſo wird man die Maaße der Stangen etwas weniges aͤndern muͤſſen, aber der wichtigſte Theil der Compenſation iſt durch die obigen Verhaͤltniſſe beſtimmt.
Eine andre Art der Compenſation beſteht darin, daß man als ſchwerſten Theil des Pendels ein Gefaͤß mit Queckſilber anbringt, und die Einrichtung ſo macht, daß deſſen Schwerpunct immer gleich entfernt vom Aufhaͤngepuncte bleibt. Die Hauptanordnung iſt daher die, daß (Fig. 10.) an der Pendelſtange AB ein Gefaͤß BC mit Queckſilber befeſtigt iſt: dieſes Gefaͤß darf nicht ganz ge - fuͤllt ſein, damit das Queckſilber nicht gehindert ſei, ſich auszudeh - nen. Beſteht nun die ganze Verbindung ABC aus Stahl und iſt auf den Boden C ein mit Queckſilber gefuͤlltes Gefaͤß befeſtigt, ſo erhaͤlt man, wenn AC 38 Zoll lang, das Queckſilber aber 5 Zoll hoch iſt, folgende Rechnung. AC dehnt ſich um 12 Milliontel bei jedem Grade aus, alſo ſinkt C um 38 mal 12 Milliontel Zoll = 456 Milliontel herab; das Queckſilber dehnt ſich bei einem Waͤrmegrade um 180 Milliontel aus, alſo ruͤckt der 2½ Zoll uͤber C liegende Schwerpunct um 2½. 180 Milliontel = 450 Milliontel Zoll hinauf und die vorige Senkung iſt durch dieſe Hebung beinahe compenſirt, ſo daß es leicht waͤre, durch eine kleine Aenderung des Verhaͤltniſſes der Laͤngen, die ohnehin bei den ſchaͤrfer beſtimmten28 Ausdehnungen noch etwas anders ausfallen, die Compenſation ganz ſtrenge zu erreichen.
Eine aͤhnliche Compenſation, wie das Pendel, fordert die Un - ruhe der Feder-Uhren, und dieſe iſt um ſo wichtiger, da gerade die See-Uhren, die Chronometer, auf deren gleichfoͤrmigen Gang man bei den laͤngſten Reiſen muß trauen koͤnnen, nicht durch Pen - del, deren Bewegung auf Schiffen ohne alle Regelmaͤßigkeit ſein wuͤrde, regulirt werden koͤnnen. Die Spiralfeder einer Uhr ver - laͤngert ſich bei der Waͤrme, und macht dann, wenn ſie keine andre Maſſe mit fortzubewegen hat, langſamere Schwingungen; da ſie aber die Maſſe der Unruhe, die als ein kleines Schwungrad anzu - ſehen iſt, mit in Schwung ſetzen muß, ſo kann man hier die Compenſation dadurch bewirken, daß man mit der minder kraͤftig wirkenden erwaͤrmten Feder eine dem Mittelpuncte naͤher geruͤckte, alſo leichter in Bewegung zu ſetzende, Maſſe in Verbindung bringt, oder daß man einen Theil der Maſſe der Unruhe ſo anbringt, daß er bei der Erwaͤrmung naͤher an die Axe ruͤckt. Dies bewirkt man auf folgende Weiſe. Sie wiſſen, daß eine aus Meſſing und Stahl zuſammengeſetzte gekruͤmmte Platte ad (Fig. 11.), deren innerer Theil ed aus Stahl, der aͤußere ab aus Meſſing beſteht, ſich bei zunehmender Waͤrme immer ſtaͤrker kruͤmmt, weil das Meſſing ſich mehr als der Stahl verlaͤngert; tragen nun zwei ſolche Strei - fen die ſchweren Maſſen M, M und ſind mit der Axe B der Unruhe ſo verbunden, daß dieſe Maſſen alle Schwingungen mit machen muͤſſen, ſo werden bei gleicher Kraft der Feder die Schwingungen ſchneller, wenn die Maſſen M naͤher gegen die Axe B ruͤcken. Hier, wo dieſes Naͤherruͤcken durch die Erwaͤrmung, durch die zuneh - mende Kruͤmmung der Streifen ad, bewirkt wird, und wo die zugleich mit erwaͤrmte und verlaͤngerte Spiralfeder an Kraft ver - liert, laͤßt ſich beides ſo gegen einander ausgleichen, daß die Schwin - gungen der Unruhe gleich ſchnell bleiben, und Verſuche muͤſſen uͤber die dazu noͤthigen genauen Abmeſſungen entſcheiden.
Aehnliche Compenſationen koͤnnte man auch in andern Faͤl - len, wo eine unveraͤnderliche Laͤnge erhalten werden ſoll, an - wenden.
Ich muß in Beziehung auf die Ausdehnung feſter Koͤrper doch noch einen merkwuͤrdigen Umſtand erwaͤhnen. Einige Beob - achter haben gefunden, daß bei ſtetigem Zunehmen oder Abnehmen der Temperatur ſich das Volumen feſter Koͤrper nicht immer ebenſo ſtetig, ſondern in kleinen Unterbrechungen, ſtoßweiſe, aͤndert. Eine ſehr bekannte Erfahrung ſcheint mir eben dahin zu gehoͤren. Wenn wir eine ſehr erhitzte Ofenthuͤr oͤffnen, und ſie dadurch einer ſchnel - len Abkuͤhlung ausſetzen, ſo giebt ſie ſehr oft ein beinahe in beſtimm - ten Tacte ſich wiederholendes Geraͤuſch, welches man durch einen leichten Stoß kann aufhoͤren machen; dieſes ſind, ſo viel ich ein - ſehe, die ſtoßweiſe erfolgenden Aenderungen des Volumens, die bei der Schnelligkeit der Abkuͤhlung ſtark genug ſind, um ein Geraͤuſch zu bewirken; bringt man durch einen Stoß die ganze Maſſe in zitternde Bewegung, ſo erleichtert man den Theilchen des feſten Koͤrpers die Ruͤckkehr zu dem Ausdehnungszuſtande, welcher der Waͤrme gemaͤß iſt, und dieſer wird fuͤr die naͤchſten Augenblicke nach jenem Stoße in einem mehr ſtetigen Uebergange, nicht mehr ſtoßweiſe, erreicht*)Laplace expos. du syst. du monde. 1. 123. . Dieſe Erſcheinung iſt nicht ſo beſonders auf - fallend oder merkwuͤrdig, da man ſich leicht vorſtellen kann, daß die Ungleichheit in der Structur feſter Koͤrper Hinderniſſe darbieten mag, die ſich der in jedem Augenblicke angemeſſenen Herſtellung der Ausdehnung widerſetzen, und die erſt ploͤtzlich uͤberwunden wer - den, wenn bei fortgehender Abkuͤhlung die zuſammenziehende Kraft einen gewiſſen Grad erreicht hat; aber da neulich ein Beobachter hierin einen Beweis fuͤr die undulatoriſche Bewegung des Waͤrme - ſtoffs ſelbſt hat finden wollen, ſo verdient ſie doch wohl erwaͤhnt zu werden, indem dieſe Erſcheinung gewiß einen ganz andern Grund hat.
Ich gehe zu einigen in die phyſiſche Geographie und in die Meteorologie gehoͤrigen Erſcheinungen uͤber, die von der ungleichen Ausdehnung fluͤſſiger Koͤrper bei verſchiedener Waͤrme abhaͤngen.
30Die Temperatur des Waſſers auf dem Boden tiefer Gewaͤſſer wird faſt immer niedrig gefunden, z. B. in den Schweitzerſeen ſo groß wie die der groͤßten Dichtigkeit des Waſſers entſprechende Waͤrme*)Nach von Buch und andern. Gilb. Ann. XIX. 141. XX. 312., und in den Tiefen der Meere auch ſehr bedeutend niedriger als an der Oberflaͤche. Dieſes laͤßt ſich ziemlich leicht erklaͤren, weil die Sonnenſtrahlen mit ihrer Erwaͤrmung gewiß immer nur ſehr wenig tief in das Waſſer eindringen und daher nur die obern Theile die hoͤhere Temperatur der Luft im Sommer unmittelbar erhalten. Da nun dieſe durch die Erwaͤrmung leichter werdenden Theilchen kein Beſtreben haben zu ſinken, ſondern fort - waͤhrend ihre Stelle an der Oberflaͤche behalten, ſo findet kein erhebliches Durchwaͤrmen des Waſſers in die Tiefe hinab ſtatt, naͤmlich nicht weiter hinab, als Wellenbewegung oder Stroͤmung es bewirken. Die Abkuͤhlung dagegen, welche in den kaͤlteren Jahreszeiten, zumal bei Froſt und anhaltend kaltem Wetter, ein - tritt, verbreitet ſich ſogleich hinabwaͤrts weil die obern Theilchen, ſobald ſie ſchwerer werden als die unteren, ſich hinabwaͤrts ſenken, und die waͤrmeren Theile zum Heraufſteigen veranlaſſen. So iſt alſo ein deutlicher Grund vorhanden, warum am Boden tiefer Ge - waͤſſer ungefaͤhr die kaͤlteſte Lufttemperatur, die an dem Orte im Laufe des Jahres vorkoͤmmt, gefunden werden muß, ſo lange dieſe Temperatur hoͤher als die der groͤßten Dichtigkeit entſprechende Waͤrme iſt; eine tiefere Temperatur als die der groͤßten Dichtigkeit entſprechende kann (ohne beſondre Veranlaſſung,) am Boden ſuͤßer Waſſer nie eintreten, weil das Niederſinken kaͤlterer Waſſertheilchen (z. B. von 1°, von ½ Gr. Waͤrme,) unter jene nicht ſtatt findet. Im Meere dagegen kann, weil Salzwaſſer keine ſolche groͤßte Dichtigkeit, von welcher an es ſich ſowohl im Abkuͤhlen als im Erwaͤrmen ausdehnte, erreicht, die Temperatur bis zur Gefrier - kaͤlte herabgehen, und Perons Beobachtung, daß die Tempera - tur wirklich ſo ſehr niedrig am Boden der Meere iſt, ließe ſich hiernach einſehen, wenn nicht doch noch zwei Umſtaͤnde dabei im Wege ſtaͤnden. Der erſte iſt, daß Peron dieſe ſehr niedrige Temperatur auch in den Tropengegenden, wo die Luft nie ſo kalt wird, beobachtet hat, der andre, daß wir der Erde, alſo doch auch31 dem Boden des Meeres, eine ſo niedrige Temperatur nicht beizu - legen geneigt ſind.
In Beziehung auf den erſten Einwurf, daß die Kaͤlte der Luft dort, wo es keine kalte Jahreszeit giebt, nicht die Kaͤlte am Boden des Meeres bewirken koͤnne, bemerkt Peron wohl mit Recht, daß ein Strom kalten Waſſers von den Polen gegen den Aequator am Boden des Meeres faſt nothwendig eben ſo gut wie ein Strom warmen Waſſers in der entgegen geſetzten Richtung an der Oberflaͤche ſtatt finden muͤſſe, und findet in ſeinen Beobach - tungen einen Beweis hierfuͤr*)Gilb. Ann. XIX. 443; LXIII. 126; XX. 341.. Der zweite Umſtand iſt aber allerdings noch nicht ganz aufgehellt, indem, wie von Buch mit Recht bemerkt, eine ſo große Kaͤlte der Erde ſelbſt in dieſer Tiefe nicht glaublich iſt, dann aber doch auch nicht klar wird, warum die unaufhoͤrlich vom Boden her ſich mittheilende Waͤrme nicht wirk - ſam genug iſt, um auch dem Waſſer eine etwas hoͤhere Temperatur zu ertheilen.
Jene Mittheilung der Kaͤlte der Luft an die untern Schich - ten des Meereswaſſers iſt von der groͤßten Wichtigkeit fuͤr die Mil - derung des Clima's der Gegenden am Meere. Im Sommer iſt es minder heiß an den Ufern des Meeres, weil die erwaͤrmte Luft etwas Waͤrme an das Waſſer mittheilt, und dieſe Mittheilung bleibt nicht ganz und gar oberflaͤchlich, weil die Wellenbewegung eine gleichmaͤßige Erwaͤrmung bis zu den Tiefen, wohin die Wellen noch reichen, zur Folge hat. Dadurch aber wird das Meer in ſeinen obern Schichten zu einem Waͤrmebehaͤlter, der im Winter an die kaͤltere Luft Waͤrme abgiebt, und das Clima der See-Ufer minder kalt macht. Dieſe Milderung des Clima's wird noch befoͤr - dert durch die an der Oberflaͤche des Meeres, beſonders in gewiſſen Gegenden ſehr bedeutenden, warmen Stroͤmungen vom Aequator her, und die Gegenden in der Naͤhe der Pole erhalten daher eine mildere Temperatur, als ſie ſonſt beſitzen wuͤrden**)Ueber die Enſtehung dieſer Stroͤme ſ. 1. Theil S. 139..
Man hat bemerkt, daß uͤber Untiefen, wenn der Boden des Meeres nicht allzu nahe unter der Oberflaͤche iſt, das Meeres -32 waſſer kaͤlter iſt, als bei großer Tiefe. J. Davy erklaͤrt dies dar - aus, daß die kaͤltern Waſſertheilchen in eine gleichſam unermeßliche Tiefe hinab ſinken, da wo die Tiefe des Meeres dies erlaubt, da - gegen doch nur bis an den Boden hinabſinken koͤnnen, wenn dieſer nicht ſo entfernt iſt, im letztern Falle alſo durch ihre Naͤhe das Waſſer auch in geringer Tiefe unter der Oberflaͤche abkuͤhlen. Bei ſehr flachem Waſſer erwaͤrmen die Sonnenſtrahlen den Boden ſelbſt, und da findet jene Kaͤlte uͤber Untiefen alſo endlich nicht mehr ſtatt*)Gilb. Ann. LXVI. 140..
Als einen merkwuͤrdigen Beweis dafuͤr, daß das Waſſer bei ſeiner groͤßten Dichtigkeit noch faͤhig ſei, Eis zu ſchmelzen, fuͤhrt Rumford folgende Erfahrung an. Die Alpenreiſenden finden manchmal auf dem Gletſcher-Eiſe tiefe Waſſerloͤcher, die bei gerin - gem Durchmeſſer eine Tiefe von 4 Fuß erlangen und bis oben mit Waſſer gefuͤllt ſind. Sie entſtehen waͤhrend des Sommers und vertiefen ſich, ſo lange es oben hinreichend warm iſt; dieſes allmaͤhlige Vertiefen aber wird offenbar dadurch bewirkt, daß die groͤßte Dichtigkeit des Waſſers einer Waͤrme entſpricht, die erheb - lich hoͤher als die Kaͤlte des aufthauenden Eiſes iſt. Es erhellt naͤmlich leicht, daß unmittelbar am Boden des Waſſerloches, wo es ſich in einer Eismaſſe endigt, die Gefrierkaͤlte ſtatt findet; die hier ſich eben aufloͤſenden Waſſertheilchen ſind aber leichter, als die um etwa 1 bis 4 Grad mehr erwaͤrmten, die ſich in der Mitte der Waſſermaſſe befinden, und jene ſteigen daher hinauf, um dieſen Platz zu machen; ſo gelangen Waſſertheilchen an den Eisboden, die warm genug ſind, um wieder einige Eistheilchen in Waſ - ſer zu verwandeln, und da ſie bei ihrem Abkuͤhlen wieder auf - ſteigen und durch neue erſetzt werden, ſo dauert dieſes langſam fortſchreitende Aufthauen ſo lange fort, als die Sonnenſtrahlen das obere Waſſer noch immer ein wenig uͤber den Gefrierpunct erwaͤrmen.
Ueber die Abhaͤngigkeit der Luftſtroͤmungen und der Winde von der ungleichen Erwaͤrmung der Luft habe ich ſchon bei einer33 andern Gelegenheit ſo viel geſagt*)I. Theil. S. 139., daß ich kaum noch darauf zuruͤckzukommen brauche. Die Frage, warum ſich denn die obere Luft in der Atmoſphaͤre nicht erwaͤrmt, da doch die erwaͤrmte Luft ganz gewiß immer aufwaͤrts ſteigt, kann ich hier noch nicht voll - ſtaͤndig beantworten, ſondern muß mich begnuͤgen anzudeuten, daß die aufſteigende Luft ſich in einen groͤßern Raum ausdehnt und dadurch abgekuͤhlt wird. Bei dem gewoͤhnlichen Zuſtande der Luft findet deshalb auch kein merkliches Herunterſinken der kalten Luft ſtatt, weil dieſe in der Hoͤhe denjenigen Grad der Verduͤnnung angenommen hat, wodurch ſie leichter als die untere waͤrmere Luft iſt, und nur uͤber ſehr merklich erwaͤrmten Flaͤchen finden deutlich aufwaͤrts gehende warme Luftſtroͤme und zum Erſatze herabwaͤrts gehende kalte Luftſtroͤme ſtatt. Dagegen in den Faͤllen, wo ploͤtzlich heftige Abkuͤhlung in den obern Gegenden der Luft eintritt, da bemerkt man wohl das Herunterſtuͤrzen der kalten Luftſchichten, und die kalten, oft durchdringend kalten Gewitterwinde ſcheinen theils dadurch, theils durch die in dem Regenguſſe mit herabgeriſſene Luft zu entſtehen, die ſich von dem Orte der Wolke aus, nachdem ſie auf der Erde eine horizontale Richtung angenommen hat, nach allen Seiten hin ausbreitet**)Kaͤmtz Meteorologie I. 212..
Als eine hieher gehoͤrende Bemerkung will ich doch noch die anfuͤhren, daß Scoresby erzaͤhlt, ein lebhafter Sturm, der vom offenen Meere her gegen eine Meilen weit mit Eis bedeckte Meeresflaͤche fortgeht, werde von Schiffen, die ſich mitten in dieſem Eiſe befinden, oft gar nicht bemerkt. Dies erklaͤrt ſich aus dem durch den Unterſchied der Waͤrme in jedem Falle veranlaßten An - drange der untern kalten Luft von Eiſe her, die ſich dem aus der entgegengeſetzten Richtung kommenden Sturme widerſetzt, und aus der bei der Abkuͤhlung der eindringenden Luft ſtatt findenden Verminderung des Volumens, welcher noch erheblicher iſt, wenn ſich Schnee aus der feuchten, waͤrmern Luft niederſchlaͤgt.
Von den Luftſtroͤmungen durch ungleiche Erwaͤrmung macht man eine Anwendung, wo man friſche Luft in eingeſchloſſene Raͤume bringen will. Laͤßt ſich naͤmlich da ein Zutritt kalter undIII. C34reiner Luft in dem untern Theile des Zimmes erhalten und ohne andre Nachtheile anwenden, waͤhrend die erwaͤrmte Luft des Zim - mers oben ausfließt, ſo laͤßt ſich der Zweck der Luftreinigung da - durch erreichen, nur hat es oft einige Schwierigkeit, der durch die Kaͤlte der einſtroͤmenden Luft verurſachten Unbequemlichkeit aus - zuweichen. Doch es iſt Zeit, zu andern Erſcheinungen der Waͤrme uͤberzugehen.
Die Erſcheinungen der Waͤrme, die ich jetzt zunaͤchſt Ihrer Aufmerkſamkeit, m. h. H., empfehlen will, ſind die, welche die Verbreitung der Waͤrme betreffen. Es bieten ſich uns hier zwei weſentlich verſchiedene Arten, wie die Waͤrme ſich verbreitet, dar, naͤmlich durch Ausſtrahlen und durch Leitung; denn eine dritte Art der Mittheilung, welche wir bei den Phaͤnomenen der Waͤrme wahrnehmen, wo ſie naͤmlich durch Stroͤmung in den fluͤſſigen Koͤrpern ſich verbreitet, kann nicht als eigenthuͤmliche Mittheilungs - Art angeſehen werden.
Nicht bloß die Sonnenwaͤrme, ſondern auch die von irdiſchen leuchtenden Koͤrpern ausgehende Waͤrme zeigt ſich ſo an das Licht gebunden oder mit demſelben zuſammengehend, daß wir die Strah - len der Waͤrme ebenſo wie die des Lichtes verfolgen koͤnnen. Die Brennſpiegel ſammeln die Sonnenſtrahlen in eben dem Puncte als erwaͤrmende Strahlen, wo ſie ein Bild vermoͤge der geſammelten Lichtſtrahlen hervorbringen, und wir ſehen daher, daß auch die Waͤrmeſtrahlen eben das Geſetz der Reflexion, unter einem Win - kel, dem Einfallswinkel gleich, zuruͤckgeworfen zu werden, befolgen. Die großen Wirkungen der Brennſpiegel ſind bekannt, und obgleich es bei großen Spiegeln von mehreren Fußen Durchmeſſer, nur wenn ſie ſehr vollkommen gearbeitet ſind, ſtatt findet, daß ſie die35 Strahlen in einem ſehr kleinen Brennpuncte vereinigen, ſo iſt doch das, was ſie leiſten, immer ſchon ſehr erheblich. Das Bild, wel - ches die Sonnenſtrahlen im Brennpuncte des Spiegels darſtellen, wenn dieſer nicht zu viel Grade, ſo daß man auf die Abweichung wegen der Kugelgeſtalt nicht zu ſehen braucht, umfaßt, laͤßt ſich nach den Regeln der Optik beſtimmen, und es iſt deſto groͤßer im Durchmeſſer, je groͤßer die Brennweite iſt; aus dieſem Grunde, weil die vom Spiegel zuruͤckgegebenen Strahlen ſich weniger nahe in einen engen Raum vereinigen, iſt die Wirkung eines gleich großen Hohlſpiegels ſchwaͤcher bei großer Brennweite, uͤbrigens aber, bei gleicher Brennweite der Groͤße des Spiegels proportional. Ein Spiegel von 4 Fuß Durchmeſſer und 6 Fuß Brennweite wuͤrde eine Hitze etwa 5000 mal ſo groß als die unmittelbare Erwaͤrmung durch die Sonnenſtrahlen hervorbringen. Man kann auch wirklich mit Brennſpiegeln Glas und Metalle ſchmelzen und Wirkungen hervorbringen, die das heftigſte Feuer nur hervorbringen kann. Da dieſe Wirkung ſo ſehr davon abhaͤngt, daß man recht große Brenn - ſpiegel anwendet, welche ſich nicht ſo leicht verfertigen laſſen, ſo hat man verſucht, mit vielen vereinigten ebnen Spiegeln eben das zu leiſten. Am merkwuͤrdigſten ſind in dieſer Hinſicht von Buͤf - fons Verſuche, welcher ebene, mit einander verbundene Spiegel ſo ſtellte, daß alle das von ihnen zuruͤckgeworfene Sonnenlicht auf einen Punct warfen; 40 ſo verbundene Spiegel von 6 Zoll hoch und 8 Zoll breit ſetzten ein getheertes Brett in 50 Fuß Entfernung in Brand, 117 Spiegel brachten Silber zum Schmelzen.
Die Verſuche mit Brennſpiegeln zeigen, daß auch die mit keinem Leuchten verbundene Waͤrme noch ebenſo zuruͤckgeworfen wird. Man kann dies beweiſen, indem man eine nicht mehr im Dunkeln leuchtende, alſo keine uns ſichtbare Lichtſtrahlen mehr ausſendende, Metallkugel oder ſelbſt nur ein mit kochendem Waſſer gefuͤlltes Gefaͤß in bedeutender Entfernung von einem Hohlſpiegel aufſtellt, und ein Thermometer in demjenigen Puncte anbringt, wo ein Licht, an die Stelle jener Kugel gebracht, ſein Bild dar - ſtellen wuͤrde; dieſes Thermometer ſteigt ſogleich, ſobald jene Kugel ihren Platz einnimmt oder ſobald man einen bis zu dieſem Augen - blicke den Zutritt der Waͤrme hindernden Schirm wegnimmt. Eben dieſer Verſuch oder ein aͤhnlicher, bei dem man ſich zweier Brenn -C 236ſpiegel bedient, zeigt auch die ſchnelle Verbreitung der ſtrahlenden Waͤrme. Pictet ſtellte zwei Brennſpiegel ſo einander gegenuͤber, daß die mit der Axe des einen parallel zuruͤckgeworfenen Strahlen auch den andern Spiegel mit ſeiner Axe parallel trafen; wurde nun eine ſehr heiße, aber nicht mehr gluͤhende, Kugel in den Brennpunct des erſtern gebracht, wo dann die reflectirten Strahlen den andern Spiegel in parallelen Richtungen trafen, und in ſeinem Brenn - puncte geſammelt wurden, ſo ſtieg das im Brennpuncte des zweiten Spiegels ſtehende Thermometer augenblicklich, wenn der zwiſchen - geſetzte Schirm weggenommen ward, und dies auch dann, wenn die Waͤrmeſtrahlen 80 Fuß zu durchlaufen hatten. Die Waͤrmeſtrah - len gehen alſo wenigſtens ſo ſchnell fort, daß wir in Entfernungen von 80 oder 100 Fuß noch keinen Zeitverluſt wegen der Fortpflan - zung wahrnehmen koͤnnen; indeß bleiben wir daruͤber, ob dieſe Ge - ſchwindigkeit der des Lichtes nahe koͤmmt, unbelehrt.
Die ſtrahlende Waͤrme iſt auch der Brechung auf ganz aͤhn - liche Weiſe wie das Licht unterworfen. Dies beweiſen unſre Brenn - glaͤſer, welche die durchgelaſſenen Waͤrmeſtrahlen der Sonne ebenſo gut als ihr Licht im Brennpuncte ſammeln und dadurch bei großen Brennglaͤſern eine Hitze, die zum Glasſchmelzen ausreicht, hervor - bringen. Ein aͤhnlicher Verſuch laͤßt ſich mit dunkler Waͤrme, mit Metallkugeln, die ſchon nicht mehr gluͤhen, nicht wohl anſtellen, weil die ſo ſchwache Waͤrme nicht ſtark genug das Glas durch - dringt.
Die Beobachtung, daß auch die Waͤrmeſtrahlen ſo wie die Lichtſtrahlen gebrochen werden, fuͤhrt zu der Frage, ob ſie denn mit irgend einem der Farbenſtrahlen in Hinſicht der Brechung ganz genau uͤbereinſtimmen. Der aͤltere Herſchel hat dieſe Frage zuerſt beantwortet, indem er in den durch ein Prisma getrennten Farbenſtrahlen der Sonne Thermometer aufſtellte, und die Waͤrme vom violetten und blauen Strahle an bis zum rothen immerfort zunehmend fand, ja die groͤßte Waͤrme erſt da beobachtete, wo das Auge ſogar auch keine rothe Strahlen mehr bemerkte. Spaͤtere Verſuche, beſonders die von Seebek, haben gezeigt, daß die Lage der am meiſten erwaͤrmenden Gegend des Farbenbildes nicht bei allen Prismen ganz gleich iſt, ſondern daß ſie ebenſo wie die Farben - zerſtreuung von der Verſchiedenheit der Beſtandtheile des brechenden37 Koͤrpers abhaͤngt, daß aber faſt immer die groͤßeſte Waͤrme ſehr gegen das Ende des Farbenbildes, wo das Roth liegt, und vielleicht zuweilen jenſeits der Grenze des noch deutlich ſichtbaren Roth gefun - den wird. In den meiſten Faͤllen muß man alſo den Brennpunct eines Glaſes da annehmen, wo die rothen Strahlen ſich ſammeln.
Wenn wir Sonnenſtrahlen durch eine reine Glasſcheibe fallen laſſen, ſo finden wir keinen merklichen Unterſchied in den Angaben des Thermometers, wir moͤgen die Waͤrme vor oder nach dem Durchgange durch Glas beobachten, und die Strahlen ſcheinen daher, allenfalls nur ſo wie das Licht bei dem Durchgange durch Glas und aͤhnliche Koͤrper, eine ſehr geringe Schwaͤchung zu erlei - den. Dagegen iſt es auffallend, wie ſehr ſchon gegen die Hitze des hell brennenden Feuers eine vorgehaltene Glasplatte ſichert, und noch mehr wird die dunkle Waͤrme durch einen durchſichtigen Koͤrper zuruͤckgehalten. Dieſe ſehr bekannten Erfahrungen ſind durch die genauen Verſuche von Prevoſt und Delaroche be - ſtaͤtiget, und dieſe haben noch einige hiemit verbundene merkwuͤr - dige Erſcheinungen kennen gelehrt. Bei den hieruͤber angeſtellten Verſuchen wurden bald ein, bald mehrere Glasſchirme zwiſchen der Waͤrmequelle und dem Thermometer aufgeſtellt, dieſe Schirme aber ſo oft erneuert, daß ihre eigne Erwaͤrmung nicht auf das Thermometer Einfluß haben konnte, und es zeigte ſich, daß die durchgelaſſene Waͤrme in Verhaͤltniß der geſammten Waͤrme deſto mehr betrug, je groͤßer dieſe geſammte Waͤrme war. Es wurde naͤmlich eine erhitzte Maſſe im Brennpuncte eines Brennſpiegels aufgeſtellt, die von dieſem parallel zuruͤckgeworfenen Strahlen tra - fen einen andern Brennſpiegel und erwaͤrmten das in deſſen Brenn - puncte ſtehende Thermometer. Man ſtellte jeden Verſuch auf doppelte Weiſe an, bald ſo daß kein Schirm die Lichtſtrahlen auf - hielt, bald ſo daß ein Glasſchirm zwiſchen beide Spiegel geſtellt wurde. Hier ergab ſich nun, daß Queckſilber von 182° C. (146° R.) warm im einen Brennpuncte das Thermometer ohne Schirm um 3,9 Gr. ſteigen machte, mit Anwendung des Schirmes dagegen nur 0,15 oder $$\frac{3}{20}$$ Grad, daß alſo hier der Schirm nur $$\frac{1}{26}$$ der38 Waͤrme durchließ; ferner daß kochendes Queckſilber von 356° C. (285° R.) ohne Schirm ein Steigen von 16 Gr., mit dem Schirme von 1,2 Graden, hervorbrachte, daß alſo in dieſem Falle reichlich $$\frac{1}{14}$$ der auffallenden Waͤrme durchgelaſſen wurde; Eiſen, deſſen Waͤrme 427° C. (342° R.) betrug, brachte eine doppelt ſo große Waͤrme ohne Schirm hervor und von dieſer ward beinahe $$\frac{1}{7}$$ durch - gelaſſen; gluͤhendes Kupfer, deſſen Waͤrme man 960° C. annimmt, gab eine Waͤrme, wovon $$\frac{2}{7}$$ durchgelaſſen wurden, und von der Erwaͤrmung vermittelſt einer Argandſchen Lampe ward die Haͤlfte durch den Schirm durchgelaſſen. Wir ſind alſo berechtiget zu ſagen, daß die auf einen Glasſchirm auftreffenden Waͤrmeſtrahlen in ſehr geſchwaͤchtem Verhaͤltniſſe durchgelaſſen werden, wenn die Grade der Waͤrme geringer ſind, daß alſo die an ſich groͤßere Waͤrme gleichſam mit groͤßerer Gewalt das Glas trifft, ſo daß ſie wenig geſchwaͤcht durchgelaſſen wird, waͤhrend eine ſchwache Waͤrme faſt ganz und gar aufgehalten wird. Ob wir daraus auf eine ungleiche Geſchwindigkeit der ſtaͤrkern und der ſchwaͤchern Waͤrme ſchließen ſollen, iſt ganz unentſchieden, und die gleich anzufuͤhrenden Ver - ſuche machen unſer Urtheil noch unſicherer.
Nach den eben angefuͤhrten Verſuchen ſollte man naͤmlich erwarten, daß in dem Falle, wo durch einen Schirm etwa $$\frac{1}{7}$$ der Waͤrme durchgelaſſen ward, durch zwei Schirme nur $$\frac{1}{49}$$ durch - gehen ſollte, weil von dem zuerſt durchgelaſſenen Siebtel ja wieder nur der ſiebte Theil ſcheint durchgehen zu koͤnnen, ja noch weniger, weil ſchwaͤchere Waͤrme in noch ſchwaͤcherem Maaße durchgelaſſen wird; aber ſo verhielt es ſich bei dieſen Verſuchen nicht, ſondern durch zwei Schirme ging $$\frac{1}{14}$$ der ganzen Waͤrme, alſo die volle Haͤlfte der vom erſten Schirme durchgelaſſenen Waͤrme ging durch den zweiten Schirm. Es ſcheint alſo hier ein aͤhnliches Einwirken des Glaſes, wie bei der Polariſirung des Lichtes ſtatt zu finden, daß naͤmlich, ſo wie dort das durch ein Glas gegangene Licht nun am zweiten Glaſe nicht mehr ſo viel durch Zuruͤckwerfung an der Oberflaͤche verliert, ſo auch hier die durch ein Glas gegangenen Waͤrmeſtrahlen faͤhiger werden das zweite zu durchdringen. Wir weichen alſo nicht von der Erſcheinung ab, wenn wir es als eine Vermuthung aufſtellen, ob nicht die Waͤrmetheilchen ebenſo in verſchiedenem Zuſtande ankommen, und indem einige aufgehalten,39 andre durchgelaſſen werden, die einmal durchgelaſſenen ſich in dem Zuſtande befinden, der ihnen auch bei der zweiten parallelen Platte den Durchgang erleichtert*)Berard hat durch einen Verſuch eine wahre Polariſirung der Waͤrmeſtrahlen zu finden geglaubt, aber dieſer Verſuch hat Powell nicht gelingen wollen.. Hieraus laͤßt ſich dann auch ein - ſehn, warum dickere Glasplatten nicht im Verhaͤltniß der Dicke die Schwaͤchung der Waͤrme verſtaͤrken.
Wie die bei dem Durchgange durch Glasſcheiben verlorene Waͤrme verwendet wird, das iſt ſchwerer als bei dem Lichte zu entſcheiden. Ohne Zweifel wird ein Theil an der Vorderflaͤche, ein Theil an der Hinterflaͤche zuruͤckgeworfen, und ein Theil wird, wie wir deutlich bemerken, zu Erwaͤrmung des Glaſes ſelbſt ange - wandt, aber wieviel jeder dieſer Theile betraͤgt, laͤßt ſich nicht wohl beſtimmen. Uebrigens iſt es dieſe Schwaͤchung der Waͤrmeſtrahlen, welche ſelbſt den directen Sonnenſtrahlen nicht geſtattet, das Meer - waſſer bis zu bedeutender Tiefe zu durchwaͤrmen, und je weniger rein und durchſichtig das Meerwaſſer iſt, deſto mehr beſchraͤnkt ſich die Erwaͤrmung auf die obern Schichten.
Eben ſo merkwuͤrdig, als dieſe Beobachtungen uͤber den Durch - gang der ſtrahlenden Waͤrme durch Glas, ſind die Verſuche uͤber die von der Oberflaͤche abhaͤngende Ungleichheit bei der Erwaͤrmung durch ſtrahlende Waͤrme und bei der Abkuͤhlung eines erwaͤrmten Koͤrpers. Eine ſehr leicht ſich darbietende Erfahrung zeigt, daß ein ſchoͤn polirter Metallſpiegel faſt gar nicht erhitzt wird, wenn man ihn den erwaͤrmenden Strahlen der Sonne oder des Feuers ausſetzt, und daß man dagegen ein unpolirtes Metall oder noch mehr ein ſchwarz uͤberfaͤrbtes Metall durch eben die Waͤrmeſtrahlen ſehr erhitzt findet. Hier werden alſo die Waͤrmeſtrahlen zur Er - waͤrmung thaͤtig da, wo ſie und wo die Lichtſtrahlen wenig zuruͤck - geworfen werden. Weiße Koͤrper, die viel Licht zuruͤckwerfen, er - waͤrmen ſich weniger als ſchwarze, und es laͤßt ſich, obgleich ein ſtrenges Abmeſſen hier ſchwierig iſt, mit Sicherheit ſagen, die Koͤr -40 per erwaͤrmen ſich bei auffallenden Waͤrmeſtrahlen in eben dem Grade mehr, wie ſie weniger Licht bei auffallenden Lichtſtrahlen zuruͤckwerfen. Eine ſchwarze Wand wird an den Sonnenſtrahlen faſt unertraͤglich heiß; ſchwarzes Zeug auf den Schnee gelegt, ſinkt, weil der Schnee darunter aufthaut, tiefer ein als weißes; Schnee und Eis erhalten da am eheſten tiefer eingethaute Loͤcher, wo ſchwarze Erde darauf lag; Gefaͤße inwendig ſchwarz gefaͤrbt und mit mehreren Glasplatten oben geſchloſſen, werden im Innern ſehr heiß, wenn die Sonne durch die Glasplatten hereinfaͤllt; wenn man mit einem ſchwachen Brennglaſe Papier am Sonnenlichte anbrennen will, ſo bemerkt man bald, daß dieſes leichter da gelingt, wo das Papier ſchwarz iſt, als wo es weiß iſt. Hierin liegt der Grund, warum im Winter neben grauen oder ſchwaͤrzlichen Baum - ſtaͤmmen oder Pfaͤhlen der Schnee verſchwindet, (durch Abthauen und Verdunſten,) waͤhrend er in einiger Entfernung ſich vollkom - men erhaͤlt, weil naͤmlich bei jedem Sonnenſtrahle jene Koͤrper ſich in einigem Grade erwaͤrmen.
Eine aͤhnliche Uebereinſtimmung findet zwiſchen Licht und Waͤrme bei dem Durchgange ſtatt, indem truͤbes Glas wenig Licht durchlaͤßt und ſich zugleich erwaͤrmt, recht helles, reines Glas dagegen faſt alles Licht durchlaͤßt und ſich beinahe gar nicht erwaͤrmt. In Beziehung auf unſre naͤchſten Betrachtungen iſt indeß jene bei der Zuruͤckwerfung beobachtete Uebereinſtimmung noch wichtiger.
Die eben erwaͤhnten Erfahrungen naͤmlich uͤber die von gewiſ - ſen Koͤrpern in bedeutendem Maaße, von gewiſſen Koͤrpern wenig zuruͤckgeworfene Waͤrme ſtimmen mit den Verſchiedenheiten der als ſtrahlend von erwaͤrmten Koͤrpern ausſtroͤmenden Waͤrme uͤberein. Wenn man zwei ganz gleiche hohle Kugeln von Metall verfertigen laͤßt, beide gleich gut polirt, aber die Politur der einen mit Ruß uͤberzieht oder auch nur ſchwarz uͤberfaͤrbt; ſo kuͤhlt ſich, wenn man ſie beide mit gleich heißem Waſſer fuͤllt, die geſchwaͤrzte ſchneller ab, und ſo giebt in allen Faͤllen diejenige Oberflaͤche die Waͤrme leichter her, die faͤhiger iſt, ſie bei auffallender Waͤrmeſtrahlung von außen leichter aufzunehmen. Der Unterſchied der Abkuͤhlung iſt ſo bedeutend, daß man den Verſuch nur mit zwei gleichen Me - tallgefaͤßen, deren eines polirt, das andre mit Ruß uͤberzogen iſt, ſehr oberflaͤchlich anzuſtellen braucht, um, wenn man beide mit41 kochendem Waſſer gefuͤllt hat, das viel ſchnellere Sinken des Ther - mometers in dem geſchwaͤrzten deutlich wahrzunehmen.
Man bemerkt dieſe ungleiche Ausſtrahlung auch noch durch eine andre Beobachtung. Wenn man naͤmlich das polirte und das geſchwaͤrzte Gefaͤß gleich erhitzt, beide zum Beiſpiel mit kochendem Waſſer fuͤllt, ſo bemerkt man bei Annaͤherung der Hand die ſtrah - lende Waͤrme ſchon ziemlich entfernt von dem geſchwaͤrzten Gefaͤße, aber erſt bei ſehr großer Annaͤherung, wenn man ſie gegen das polirte Gefaͤß heranbringt. Leslie hat hieruͤber mehrere Ver - ſuche angeſtellt und Zahlenbeſtimmungen angegeben, wie viel die unter verſchiedenen Umſtaͤnden durch Strahlung ſich zerſtreuende Waͤrme betraͤgt; darnach iſt die Menge der ausſtrahlenden Waͤrme 7 mal ſo groß, wenn polirtes Silber mit einem duͤnnen Gold - ſchlaͤgerhaͤutchen bedeckt, als wenn es ganz frei iſt, und 10 mal ſo groß, wenn es mit Ruß bedeckt, als wenn es frei iſt. Ein Ver - ſuch, der dies am beſten zeigt, iſt folgender von Leslie vorge - ſchlagene, der mit Huͤlfe eines Differenzthermometers ſich leicht anſtellen laͤßt. Man laͤßt einen Wuͤrfel von Blech verfertigen, deſſen eine Seite vollkommen glaͤnzend polirt, die andre matt ge - ſchliffen, die dritte weiß uͤbermalt, die vierte geſchwaͤrzt wird. Man ſtellt (Fig. 13.) einen Brennſpiegel AB auf, und beſtimmt genau den Punct, wo ein in beſtimmter Stellung D angebrachtes Licht ſein Bild C hin wirft; in dieſen letztern Punct C, der in der Naͤhe des Brennpunctes liegt, wenn man das Licht mehrere Fuße weit jenſeits des Brennpunctes aufgeſtellt hatte, bringt man die eine Kugel des Differenzthermometers, in den Ort D aber, wo das Licht ſich befand, bringt man jenen Wuͤrfel, den man mit kochendem Waſſer gefuͤllt hat. Hier zeigt ſich nun die von dem heißen Wuͤrfel ausſtrahlende Waͤrme dadurch, daß ſie, zuruͤckgewor - fen und geſammelt durch die Hohlſpiegel, das Thermometer C zum Steigen bringt; aber man bemerkt, daß dieſes Steigen viel bedeu - tender iſt, wenn man die ſchwarze Flaͤche dem Spiegel zuwendet, daß das Thermometer weniger ſteigt, wenn die weiße oder die matt geſchliffene Flaͤche gegen den Spiegel gekehrt iſt, und daß die Er - hitzung am geringſten iſt, wenn die polirte Seite dieſen Platz ein - nimmt. So lange das Waſſer ſich nicht erheblich abkuͤhlt, kann man dieſe Wechſel mehrmals nach einander hervorbringen.
42Hierauf gruͤnden ſich manche Vorſchriften, die man zu geben pflegt, manche Verbeſſerungen, die man angebracht hat. Will man die Waͤrme eines Koͤrpers gern lange erhalten, z. B. die Waͤrme von Speiſen oder Getraͤnken, ſo bedient man ſich am beſten der von außen vollkommen polirten Gefaͤße, weil dieſe die Waͤrme nicht ſo ſchnell durch Strahlung zerſtreuen; ſoll dagegen, wie bei unſern Oefen, die Waͤrme recht ſchnell und vollſtaͤndig dem umge - benden Raume mitgetheilt werden, ſo muß man die Oberflaͤche geſchwaͤrzt und am liebſten nicht glaͤnzend erhalten. Die Platin - Oberflaͤche unſerer porcellanenen Theegeſchirre iſt alſo zweckmaͤßig zur Erhaltung der Waͤrme, und ebenſo wuͤrde man Dampfroͤhren, wenn ſich der Dampf darin noch nicht abkuͤhlen ſoll, von außen poliren muͤſſen, ſolche Dampfroͤhren dagegen, die zur Erwaͤr - mung von Zimmern dienen ſollen, muͤßten eine ſchwarze, rauhe Oberflaͤche haben. Um die Abkuͤhlung, und ebenſo um die Er - waͤrmung recht ſicher zu hindern, muͤßte man ein polirtes Gefaͤß noch mit einem an beiden Seiten polirten Gefaͤße umgeben, und allenfalls noch eine dritte polirte Wand hinzufuͤgen. Da ein Ofen - ſchirm uns gegen die zu ſtarke ſtrahlende Waͤrme des Ofens ſichern ſoll, ſo iſt es zweckmaͤßig, ihn mit einer metalliſchen Belegung zu verſehen, z. B. an beiden Seiten mit Goldpapier zu uͤberziehen. Ebenſo koͤnnte man Mobilien, die dem Ofen zu nahe ſtehen, vor der zu ſtarken Erhitzung ſichern.
Auch ein Vorſchlag von Flaugergues, wie man die Tem - peratur der Luft genau beſtimmen ſoll, gruͤndet ſich auf dieſe Erfah - rungen. Wenn wir ein Thermometer aufhaͤngen, ſo iſt dies doch immer neben der Einwirkung der Temperatur der Luft auch der Einwirkung der von den umgebenden Koͤrpern ausſtrahlenden Waͤrme ausgeſetzt, und davon haͤngen manche Ungleichheiten ab, die man zu vermeiden wuͤnſcht. Flaugergues raͤth daher an, das Thermometer mit einem Cylinder zu umgeben, deſſen Waͤnde ein oder zwei Zoll von dem Thermometer entfernt, dieſem keine Waͤrme unmittelbar mittheilen, und indem ſie an der aͤußern und an der innern Oberflaͤche metalliſch glaͤnzend ſind, die Aufnahme der ſtrahlenden Waͤrme von außen abhalten und nach innen ſie nicht leicht abgeben; die frei zuſtroͤmende Luft ertheilt dann dem Thermometer die eigentliche Waͤrme der Luft. Bei dieſer Mit -43 theilung der Luftwaͤrme an das Thermometer koͤmmt es aber auch auf die Oberflaͤche der Thermometerkugel an, indem eine geſchwaͤrzte Oberflaͤche der Thermometerkugel dieſe faͤhiger macht, ſich ſchnell zu erwaͤrmen, wodurch denn freilich in den meiſten Faͤllen, nament - lich in den Sonnenſtrahlen ſelbſt, die Angaben des Thermometers einem hoͤhern Waͤrmegrade als dem der Luft entſprechen.
Leslie hat unter dem Namen: Photometer, eine Anwen - dung des Differenzthermometers bekannt gemacht. Iſt die eine Kugel des Differenzthermometers ſchwarz, die andre voͤllig durch - ſichtig, ſo bringen die auf beide treffenden Waͤrmeſtrahlen in der ſchwarzen Kugel eine groͤßere Waͤrme hervor, die ſich an dieſem empfindlichen Inſtrumente wahrnehmen laͤßt. Eigentlich iſt dieſes Inſtrument alſo ein Waͤrmemeſſer; aber da es nach Leslie's Angaben noch empfindlich genug iſt, um da Unterſchiede zu zeigen, wo wir nur Unterſchiede des Lichtes, nicht Unterſchiede der Waͤrme, bemerken, z. B. wenn man das Inſtrument am Tage weiter vom Fenſter entfernt in das Zimmer zuruͤckſtellt, ſo vertritt es die Stelle eines Licht abmeſſenden Inſtrumentes.
Auch das Aethriometer, deſſen Zweck es iſt zu zeigen, daß die Wolken mehr Waͤrme als das wolkenloſe Blau des Himmels ausſtrahlen, beruht auf dieſen Grundſaͤtzen. Ein innen ſehr voll - kommen polirter Metallbecher, der die auf ſeine innere Flaͤche fal - lende Waͤrmeſtrahlen in A (Fig. 12.) concentrirt, enthaͤlt in dieſem Puncte die eine Kugel des Differenzthermometers, die hier am beſten ſchwarz iſt, um durch die auf ſie fallenden Waͤrmeſtrahlen deſto beſſer erwaͤrmt zu werden, waͤhrend die andre Kugel B außer - halb oder wenigſtens ſo an der Seite ſteht, daß ſie nicht durch concentrirte Strahlen erwaͤrmt wird. Wendet man nun die in - nere Flaͤche CDE bald dem blauen Himmel, bald den Wolken zu, ſo fallen von den letztern doch einige, vom blauen Himmel faſt gar keine Waͤrmeſtrahlen, (die wenigen abgerechnet, welche die Luft - theilchen ſelbſt zuruͤckwerfen,) auf die innere Flaͤche, und je reiner das Blau des Himmels iſt, deſto weniger muß die Erwaͤrmung der im Sammelpuncte A ſtehenden Kugel die der andern B uͤber - treffen.
Da alle uns umgebende Koͤrper in groͤßerm oder geringerm Grade erwaͤrmt ſind, ſo geben ſie auch immerfort ſtrahlende Waͤrme her, und es findet ein unaufhoͤrlicher Austauſch der Waͤrme der verſchiedenen Koͤrper ſtatt. Iſt das Thermometer ebenſo warm, als die Wand, welcher ich es naͤhere, ſo bemerke ich dieſe Ausſtrah - lung nicht, weil bloß die vom Thermometer gegen die Wand aus - ſtrahlende Waͤrme erſetzt wird durch die von der Wand gegen das Thermometer uͤbergehende Waͤrme; dagegen wenn die Wand waͤr - mer iſt, ſehen wir das Thermometer ſteigen, weil es mehr Waͤrme empfaͤngt als verliert, und im umgekehrten Falle ſehen wir es ſin - ken. Im letztern Falle, wo die Wand kaͤlter iſt, hat es das An - ſehn, als ob auch Kaͤlte ebenſo ſtrahlend von der Wand ausginge, wie ſonſt die Waͤrme, und unſre eigne Empfindung iſt, wenn wir uns einem kalten Koͤrper naͤhern, ebenſo; aber offenbar iſt dieſer Anſchein bloß darin begruͤndet, daß die von dem waͤrmeren Thermometer oder von der waͤrmeren Hand ausſtroͤmende Waͤrme nicht ganz erſetzt wird durch die von der Wand oder von dem kaͤl - tern Koͤrper heruͤber kommende Waͤrme. Aus dieſem Grunde fuͤh - len wir uns unangenehm in einem Zimmer, deſſen Waͤnde nicht durchwaͤrmt ſind, wenn gleich der Ofen hinreichend warm iſt.
Ein vorzuͤglich auffallendes Phaͤnomen der anſcheinend aus - ſtrahlenden Kaͤlte iſt folgendes. Wenn man zwei Hohlſpiegel ein - ander ſo gegenuͤberſtellt, daß die vom Brennpuncte A des einen (Fig. 14.) ausgehenden Strahlen, mit der Axe beider Spiegel parallel zuruͤckgeworfen, ſich wieder im Brennpuncte B des andern ſammeln, ſo bringt ein nach A gebrachtes Eisſtuͤck das Thermo - meter B zum Fallen, ſo daß es ſcheint, als wuͤrden die von A aus - ſtroͤmenden Kaͤlteſtrahlen AD, AE, nach DF, EG, und dann nach FB, GB, zuruͤckgeworfen. Die Erklaͤrung iſt aber ganz einfach. Waͤren in A und B gleich warme Koͤrper, ſo wuͤrde von A die Waͤrme nach den Wegen ADFB, AEGB, ausſtroͤmen und ſich in B ſammeln, aber ebenſo viel Waͤrme wuͤrde von B aus auf denſelben Wegen nach A zuruͤckkehren; iſt dagegen A kaͤlter, ſo betraͤgt die ihm ertheilte Waͤrme noch immer ebenſo viel, ſtatt daß die von ihm ausgegangene Waͤrme geringer iſt; B erhaͤlt daher45 keinen vollkommenen Erſatz fuͤr die ausgeſandte Waͤrme, und da B, wenn wir die Hohlſpiegel als ſelbſt gar keine Waͤrme hergebend anſehen, aus dem ganzen Raume FG keine andre Waͤrme em - pfaͤngt, als die von A ausgeſandte, auf dieſen Raum fallende, ſo wird die Abkuͤhlung in B, der Mangel an Erſatz der verlornen Waͤrme, deſto fuͤhlbarer, je mehr von A her kommende Waͤrme - ſtrahlen ſich in B concentriren wuͤrden.
Hier bietet ſich zugleich die Frage dar, wie es ſich verhaͤlt, wenn zwei Koͤrper zwar einerlei Temperatur beſitzen, aber wegen ungleicher Oberflaͤche nicht in gleichem Maaße faͤhig ſind, die Waͤrme ausſtroͤmen zu laſſen, und die ſie treffende Waͤrme aufzunehmen. Wir koͤnnen, um dieſe Frage zu beantworten, am beſten von der gewiß richtigen Erfahrung anfangen, daß, wenn die Waͤnde eines umſchloſſenen Raumes eine beſtimmte Temperatur haben, und alle in dieſem Raume enthaltenen feſten Koͤrper eben ſo warm ſind, gar keine Veranlaſſung zur Aenderung der Waͤrme fuͤr alle dieſe Koͤrper da iſt. Dieſe Erfahrung beruht darauf, daß erſtlich zwei Oberflaͤchen, ſie moͤgen ſenkrecht oder ſchief gegen die von der einen zur andern gezogenen Richtungslinie ſtehen, ſich nach Ver - haͤltniß des Theiles der Kugelflaͤche, den die eine in Beziehung auf die andre verdeckt, Waͤrme zuſenden, und daß zweitens die Ober - flaͤchen, welche mit Leichtigkeit Waͤrme aufnehmen, ſie auch mit Leichtigkeit ausſtroͤmen laſſen. Was das erſtere betrifft, ſo iſt es gewiß, daß (Fig. 15.) zwei Koͤrper von ganz gleichartigen Ober - flaͤchen, deren einer eine Umhuͤllung ABD bildet, die den andern C umſchließt, ſich, wenn ſie beide gleich warm ſind, einander weder erwaͤrmen noch abkuͤhlen, und daß dieſes ſtatt findet, jene Umhuͤl - lung mag eine Kugelflaͤche ſein, oder eine, wie man will, unregel - maͤßige Form AEFB haben. Die von der letztern gegen C aus - geſandte Waͤrme und ebenſo die ihr durch die Ausſtrahlung von C zugeſandte Waͤrme, iſt alſo ebenſo groß, als diejenige Waͤrme, die von einer umſchließenden Kugelflaͤche ausgeſandt oder umgekehrt von derſelben aufgenommen wuͤrde, und in beiden Faͤllen, es mag die Kugelflaͤche oder die unregelmaͤßige Oberflaͤche dem ebenſo er - waͤrmten Koͤrper C dargeboten werden, findet die Ausgleichung der Waͤrme, die gleiche Erhaltung der Temperatur, ſtatt. Aber eben das iſt auch zweitens der Fall, wenn die Oberflaͤchen ungleich ſind,46 zum Beiſpiel das eine Mal die umhuͤllende Flaͤche AEBD polirt, das andere Mal geſchwaͤrzt iſt. In dieſen beiden Faͤllen iſt die Ausſtroͤmung von C, welchen Koͤrper wir unveraͤndert annehmen, gleich; aber die geſchwaͤrzte Umhuͤllung nimmt von dieſer zuge - ſandten Waͤrme vielleicht zehnmal ſo viel auf, als die polirte; jene muͤßte ſich alſo mehr erwaͤrmen als dieſe, wenn nicht auch die Menge der Waͤrme, die ſie entlaͤßt, zehnmal ſo groß als bei der andern waͤre. Die Erfahrung, daß der Austauſch der Waͤrme zwiſchen C und der umgebenden Huͤlle gleich gut ſtatt findet, wenn die Temperatur der Koͤrper gleich iſt, und daß in dieſem Falle nichts von der Beſchaffenheit der Oberflaͤchen abhaͤngt, beweiſt alſo dieſe genaue Uebereinſtimmung zwiſchen der Aufnahme der durch Strah - lung zugefuͤhrten und dem Verluſte der durch Strahlung hervor - gehenden Waͤrme bei ungleicher Beſchaffenheit der Oberflaͤchen.
Hiernach laſſen ſich alle einzelnen Fragen beantworten. Wenn eine polirte Metallwand und eine ſchwarze Wand einander gegen - uͤber ſtehen, die beide gleich warm ſind, ſo ſendet die letztere eine groͤßere Menge Waͤrme aus als die erſtere, aber der groͤßte Theil derſelben wird von der polirten zuruͤckgeworfen, koͤmmt zu der ſchwarzen zuruͤck, und erſetzt daher den Waͤrme-Abgang ſelbſt wie - der, den dieſe ſchien erleiden zu muͤſſen, und da die polirte Flaͤche doch auch einige Waͤrme ausſendet und dieſe zum groͤßten Theile in die geſchwaͤrzte Oberflaͤche eindringt, ſo findet, wie ſich noch genauer nachweiſen laͤßt, ein voͤlliger Erſatz der verlornen Waͤrme ſtatt. Sind die beiden Waͤnde ungleich warm und die ſchwarze iſt die kaͤltere, ſo bekoͤmmt ſie von der waͤrmeren polirten Oberflaͤche erſtlich einen Erſatz fuͤr den eignen Waͤrmeverluſt, aber zweitens, nach Maaßgabe der hoͤheren Temperatur, einen Ueberſchuß von Waͤrme, der indeß langſamer ausſtroͤmt, als es der Fall waͤre, wenn auch die polirte Oberflaͤche geſchwaͤrzt wuͤrde, der entgegen - geſetzte Fall laͤßt ſich hiernach leicht beurtheilen; ich werde aber in Beziehung auf beide Faͤlle noch etwas ſagen, wenn ich auf Fou - riers Unterſuchungen komme. Hieher gehoͤrt Rumfords Ver - ſuch, der neben einem ſehr empfindlichen Luftthermometer an der einen Seite einen um 10 Gr. erwaͤrmten, auf der andern Seite einen um 10 Gr. erkaͤlteten, uͤbrigens dem vorigen ganz gleichen, Koͤrper aufſtellte; die ſtrahlende Waͤrme des einen Koͤrpers bewirkte,47 Waͤrme an das Thermometer mittheilend, hier ebenſo viel, als bei dem andern Koͤrper das Aufnehmen der Waͤrme, und das Ther - mometer aͤnderte ſeinen Stand nicht, — der eine erwaͤrmte ſo viel als der andre Waͤrme entzog.
Die bisher betrachtete Mittheilung der Waͤrme, die wir in allen Luft-Arten und ſelbſt im leeren Raume beobachten, ſtellt ſich uns ſo dar, als ob ſie, durch alle ſehr duͤnne Koͤrper hindurch ſtatt findend, von der Natur der zwiſchen liegenden Koͤrper nur wenig abhinge oder wenigſtens nicht durch eine Fortpflanzung der Waͤrme von Theilchen zu Theilchen erklaͤrt werden muͤſſe; wir ſehen daher diejenige Mittheilung der Waͤrme, die wir Leitung der Waͤrme nennen, als hievon weſentlich verſchieden an. Dieſe naͤmlich, die in allen fluͤſſigen Koͤrpern nur wenig merklich iſt, beſteht bei den feſten Koͤrpern darin, daß die Waͤrme, welche man einigen Theilchen des Koͤrpers ertheilt, ſich den benachbarten mittheilt, von dieſen auf die folgenden uͤbergeht, u. ſ. w.
Die feſten Koͤrper haben ein ſehr ungleiches Leitungsvermoͤgen fuͤr die Waͤrme, und im Allgemeinen iſt die Leitung durch die dich - teren Koͤrper, namentlich durch die Metalle, ſchneller, als durch Koͤrper von geringer Dichtigkeit, indeß iſt die Folge der Koͤrper nach ihrer Leitungsfaͤhigkeit nicht genau mit der Reihe der Dichtigkeiten uͤbereinſtimmend, und Platin leitet zum Beiſpiel viel ſchlechter als Silber. Manche ſehr bekannte Erfahrungen beruhen auf dieſem ungleichen Leitungsvermoͤgen. Wenn wir unter ganz gleichen Um - ſtaͤnden ein Metallſtaͤbchen und Holz oder Papier erhitzen, ſo wagen wir ohne Bedenken die letztern Koͤrper mit der Hand zu beruͤhren, ſtatt daß wir an dem Metalle uns zu brennen fuͤrchten. Dieſes haͤngt von der ungleichen Leitungsfaͤhigkeit ab, welche im Metalle auch den entfernten Waͤrmetheilchen einen ſo ſchnellen Zutritt zu48 den beruͤhrenden Theilen meiner Hand geſtattet, daß die, lange Zeit durch gleich lebhaft unterhaltene, Mittheilung der Waͤrme des heißen Koͤrpers mir die unangenehme Empfindung des Brennens, die zer - ſtoͤrende Wirkung auf die Haut, hervorbringt; dem Holze dagegen entreißt meine Hand zwar in den Puncten, wo die Beruͤhrung unmittelbar ſtatt findet, ebenſowohl die Waͤrme, aber die ſo auf die beruͤhrenden Theile der Haut uͤbergehende Waͤrmemenge iſt zu geringe, und der aus den entferntern Theilen des Holzes zuſtroͤmende Vorrath von Waͤrme iſt zu unbedeutend, um jene nachtheilige Ein - wirkung auf die Haut hervorzubringen. Darum verſehen wir me - tallene Gefaͤße, die wir erhitzt tragen oder ſonſt behandeln wollen, mit hoͤlzernen Handgriffen oder umwickeln die metallenen Hand - griffe mit Holzſpaͤnen, oder legen ein Tuch oder Papier dazwiſchen.
Auf ganz aͤhnliche Art verhaͤlt es ſich mit kalten Koͤrpern. Wenn in ſehr kalten Tagen Wollenzeug, Holz, Silber, neben einander ſehr lange der Kaͤlte ausgeſetzt geweſen ſind, ſo haben ſie gewiß einerlei Temperatur erlangt, und ein mit jedem von ihnen in enge Beruͤhrung gebrachtes Thermometer zeigt uns auch dieſe Gleichheit; aber dennoch fuͤhlt ſich das Silber ſehr kalt an, ſtatt daß das Holz und vollends die Wolle uns gar nicht ſo ſehr unan - genehm iſt. Auch hier iſt dies die Wirkung der ungleichen Leitung der Waͤrme, indem das Silber die meiner Hand entzogene Waͤrme ziemlich ſchnell zur Erwaͤrmung der ganzen Maſſe verwendet, ſtatt daß bei dem Holze und noch mehr bei der Wolle eine ſehr lange Zeit vergeht, ehe die entfernteren Theile etwas von der Waͤrme zugefuͤhrt bekommen, die meiner Hand entriſſen wird. Man kann an ſehr kalten Tagen ein Experiment machen, welches einigermaßen gradweiſe die ungleiche Waͤrmeleitung nachweiſet. Es iſt bekannt, daß, wenn man an recht kalten Tagen ein Metall, das ſich lange an einem kalten Orte befunden hat, mit naſſen Haͤnden beruͤhrt, die Hand anklebt, eigentlich anfriert; dies geſchieht ſchon bei ziem - lich maͤßiger Kaͤlte am Silber, dagegen fordert Zinn groͤßere, Eiſen und vollends Meſſing noch groͤßere Kaͤlte, weil die letzteren Metalle nicht ſo gute Leiter der Waͤrme ſind, als die erſtern.
Um regelmaͤßige Verſuche uͤber die Waͤrmeleitung feſter Koͤr - per anzuſtellen, tauchte Ingenhouß Staͤbe aus verſchiedenen Metallen, die mit erhaͤrtetem Wachs uͤberzogen waren, in eine49 heiße Fluͤſſigkeit, und ſah das Wachs am Silber am weiteſten von der Waͤrmequelle entfernt zum Schmelzen kommen, ſtatt daß Blei am wenigſten weit die hiezu noͤthige Waͤrme annahm. Aber noch beſſer ſind die Verſuche ſo angeſtellt worden, daß Thermometer in der Metallmaſſe angebracht, bei verſchiedenen Entfernungen von der Waͤrmequelle, die in beſtimmten Zeiten erlangten Waͤrme - grade zeigten. Nach ſolchen Verſuchen giebt Despretz an, daß wenn eine Kupferſtange am einen Ende immer auf 83° erwaͤrmt erhalten wurde, in 1½ Fuß Entfernung die Temperatur nie uͤber 33° ſtieg, als die Luft 17° Cent. warm war; bei einer gleichen Bleiſtange in 1¼ Fuß Entfernung ſtieg die Waͤrme nie uͤber 28°, bei Marmor in eben der Entfernung nur auf 19°. Holz erwaͤrmt ſich in ſolchen Entfernungen gar nicht mehr, wenn es ſich auch am Ende verkohlt. Die Holz-Arten zeigen hier eine eigenthuͤmliche Merkwuͤrdigkeit, naͤmlich die, daß ſie nach der Laͤnge der Faſern die Waͤrme viel beſſer fortpflanzen als ſenkrecht auf die Faſern, und dies ſo ſehr, daß z. B. Eichenholz an einer Stelle auf 82 Gr. Cent. erhitzt in ¾ Zoll Entfernung 41, in 1½ Zoll Entfernung 17½ Gr. Waͤrme zeigte, wenn der Stab nach der Laͤnge der Fibern geſchnit - ten war, dagegen bei faſt eben ſo ſtarker Erwaͤrmung in jenen bei - den Entfernungen nur 23 Gr. und 7½ Gr., wenn der Stab quer auf die Fibern geſchnitten war*)Poggend. Ann. XII. 283. XIV. 594. . Dieſe Verſchiedenheit ſcheint ſehr in Betrachtung zu kommen bei der Kaͤlte, welche die Gewaͤchſe im Winter zu ertragen im Stande ſind, indem das Innere der Baͤume nur durch eine Leitung quer gegen die Fibern, alſo ſehr langſam, der Abkuͤhlung unterworfen iſt, und dieſes offenbar vor - theilhaft iſt, damit der Wechſel in der Spannung der Gefaͤße nicht ſogleich bei jedem Wechſel der Temperatur eintrete, ſondern all - maͤhlig und nicht oft wechſelnd. Die Baͤume erkalten zwar im Innern bis unter den Gefrierpunct und die Saͤfte ſind dann zu Eis geworden, aber es ſcheint daß jene langſame Leitung hier den - noch von weſentlichem Nutzen iſt**)Eine große Anzahl von Beobachtungen uͤber die Veraͤnderungen der Gewaͤchſe bei der Kaͤlte und uͤber ihr Erfrieren, finden ſich in: Goͤppert uͤber die Waͤrme-Entwickelung der Pflanzen, ihr Gefrieren u. ſ. w. Breslau. Max. 1830., ſo wie ja auch gefrorne Koͤr -III. D50per, Aepfel und dergl. nicht ſo ſehr leiden, wenn man ſie in kaltem Waſſer ſehr langſam ſich bis uͤber den Gefrierpunct erwaͤrmen laͤßt.
Die Ruͤckſicht auf die Waͤrmeleitung koͤmmt in unzaͤhligen Faͤllen des gemeinen Lebens vor. Unſre warmen Kleider ſind dar - um erwaͤrmend, weil ſie ſchlechte Waͤrmeleiter ſind, und daher die durch die Lebensfunctionen entwickelte thieriſche Waͤrme nicht ent - weichen laſſen, und wir ziehen daher diejenigen Koͤrper, welche die Waͤrme am ſchlechteſten leiten, Wolle, Pelzwerk, den uͤbrigen vor. Wir bedecken Koͤrper mit Stroh, um ſie gegen den Froſt zu ſichern, weil Stroh die einmal in jenen Koͤrpern enthaltene Waͤrme nicht leicht entweichen laͤßt; aber ebenſo gut koͤnnen wir im Sommer Eiskeller mit Stroh bedecken, um den Zutritt der Waͤrme zu hin - dern. Thon leitet die Waͤrme ſchlechter als Eiſen, daher erwaͤrmt ſich ein Ofen mit Thonwaͤnden langſam; aber iſt ein ruſſiſcher Ofen mit 6 Zoll dicken Waͤnden einmal durchgewaͤrmt, ſo erhaͤlt er ſich lange warm, und theilt dem Zimmer lange Zeit Waͤrme mit. Mehrere Schichten ſchlecht leitender Koͤrper halten die Waͤrme noch beſſer als eine einzelne dickere Schichte zuſammen, theils weil die zwiſchen den Schichten enthaltene Luft ein ſchlechter Waͤrmeleiter iſt, theils weil die Waͤrme bei jedem Uebergange in einen neuen Koͤrper ein Hinderniß ihres Ueberganges findet und theilweiſe zu - ruͤckgeworfen wird. In der ſchlechten Waͤrmeleitung liegt der Grund, warum ein Glas dem Zerſpringen durch Erhitzung nicht ſo ſehr ausgeſetzt iſt, wenn man ein Blatt Papier zwiſchen das Glas und den heißen Koͤrper legt.
Einige Phyſiker haben die Waͤrmeleitung der Koͤrper darnach zu beurtheilen geſucht, daß ſie beobachteten, in welcher Zeit ein Koͤrper gewiſſe Grade der Erwaͤrmung annaͤhme oder verloͤre; es iſt aber offenbar, daß hiebei zwar die Waͤrmeleitung mit in Be - trachtung kommt, aber doch auch noch mehr Umſtaͤnde mit einwir - ken, von denen ich bald mehr ſagen werde.
In den fluͤſſigen Koͤrpern wird die Mittheilung der Waͤrme vorzuͤglich durch Stroͤmung bewirkt, und dieſe richtige Bemerkung fuͤhrte Rumford zu dem unrichtigen Schluſſe, daß eine eigent - liche Waͤrmeleitung in fluͤſſigen Koͤrpern nicht ſtatt finde. Es iſt wahr, daß die durch die Waͤrme ausgedehnten Theilchen des Fluͤſ - ſigen ſogleich nach oben zu fortruͤcken, ſtatt daß die kaͤlteren herab -51 ſinken, daß dadurch eine Miſchung der waͤrmern und kaͤltern Theilchen entſteht, und ſich ſchwer beurtheilen laͤßt, in welchem Grade die entferntern fluͤſſigen Theile erwaͤrmt werden wuͤrden, wenn die Erhaltung einer voͤlligen Ruhe moͤglich waͤre; indeß ſetzt doch dieſe in den fluͤſſigen Theilchen bei der Beruͤhrung hervor - gebrachte Erwaͤrmung ſchon eine Mittheilung, alſo eine Zuleitung, voraus, und die Meinung, daß fluͤſſige Koͤrper im ſtrengſten Sinne die Waͤrme gar nicht leiten, iſt faſt von ſelbſt widerlegt. Aber langſam und ſchwach iſt die Waͤrmeleitung in fluͤſſigen Koͤrpern, und dieſes hat Rumford allerdings bewieſen. Als Beweis dafuͤr giebt er mit Recht die Erfahrung an, daß Koͤrper von Feuchtigkeit durchdrungen, wo aber die feſten Theile die Bewegung hindern, ſo ſehr langſam erkalten. Es iſt bekannt, daß breiartige Speiſen, gebratene Aepfel und dergl. im Innern ſehr lange heiß bleiben, wenn die Oberflaͤche auch abgekuͤhlt iſt, daß hier alſo die Leitung, die Mittheilung von Theilchen zu Theilchen, ſehr ſchwach iſt, wo - durch allerdings gezeigt wird, daß fluͤſſige Theilchen wenig zu dieſer Mittheilung geeignet ſind.
Rumford hat dies durch einige merkwuͤrdige Verſuche andrer Art noch mehr gezeigt. Er fuͤllte ein 14 Zoll hohes cylindri - ſches Gefaͤß mit 6 Pfund kochend heißem Waſſer, und legte eine, nach der Weite des Gefaͤßes ausgeſchnittene, die Oberflaͤche faſt ganz bedeckende, Eisſchichte von 3½ Zoll dick, (10⅛ Unzen ſchwer) oben auf dieſes Waſſer; das Eis war in nicht voͤllig 3 Minuten ganz zerſchmolzen. Wurde dagegen eine eben ſolche Eisſcheibe auf dem Boden des Gefaͤßes befeſtigt und nun heißes Waſſer vorſichtig auf - gegoſſen*)Um das Zerſpringen des Glaſes zu hindern, war ſchon etwas kaltes Waſſer oberhalb des Eiſes, damit das heiße Waſſer ſich mit dieſem miſche., ſo vergingen 2 Stunden, ehe die Haͤlfte des Eiſes ge - ſchmolzen war; ja das Waſſer behielt in der Naͤhe des Eiſes eine ſo große Waͤrme, daß es in 1 Zoll Entfernung uͤber der Eisflaͤche nach 12 Minuten faſt noch ebenſo warm als oben, naͤmlich 77° Cent., war, obgleich ganz nahe an der Oberflaͤche des Eiſes das Waſſer bis auf 5° Cent. abgekuͤhlt gefunden wurde. Hier hatte alſo eine nur ſehr ſchwache Zuleitung der Waͤrme ſtatt gefunden, und dieD 252Schmelzung war, wie Rumford zeigt, vorzuͤglich durch das Hinabſinken der nicht voͤllig bis zum Gefrierpuncte, ſondern bis zur groͤßten Dichtigkeit, abgekuͤhlten Waſſertheilchen bewirkt; die am Eiſe anliegenden Theilchen werden naͤmlich abgekuͤhlt, weil aber die ein wenig hoͤher liegenden Theilchen nicht ganz ſo ſehr abgekuͤhlt, ſchwerer als dieſe ſind, ſo ſinken ſie herab, ſchmelzen das Eis an, und machen, nachdem ſie voͤllig die Eiskaͤlte erlangt haben, wieder andern herabſinkenden Waſſertheilchen, die nicht ganz ſo kalt ſind, Platz. In der That alſo zeigt alles dieſes, daß die Waͤrme im Waſſer nach unten zu ſehr langſam fortgepflanzt wird, die nach oben gehende Fortpflanzung gewiß großen Theils auf Stroͤ - mungen beruht*)Rumfords Verſuche ſtehen vollſtaͤndig aufgefuͤhrt in Gilb. Ann. I. 214. 323. Murray's Verſuche Gilb. Ann. XIV. 158. . Indeß hat man ſich doch bemuͤht zu zeigen, daß eine wirkliche Leitung dennoch in einigem Gr[a]d ſtatt findet, um Rumfords Behauptung einer ſo gaͤnzlich fehlenden Leitung zu widerlegen. So zeigt z. B. ein Verſuch von Murray die Fortleitung der Waͤrme im Oele, wo ein Hinabſinken waͤrmerer Theile nicht ſtatt findet, weil die Dichtigkeit bei der Abkuͤhlung im - merfort zunimmt. Murray bediente ſich eines ausgehoͤhlten Eis - cylinders, in welchen Mandel-Oel gegoſſen wurde; ein Thermo - meter, deſſen Kugel ſich 1 Zoll unter der Oberflaͤche des Mandel - Oels befand, war bis auf 0° geſunken, und nun wurde ein Metall - ſchaͤlchen mit kochendem Waſſer gefuͤllt, mit der Oberflaͤche des Oeles in Beruͤhrung gebracht; der Erfolg war, daß das Thermo - meter in 15 Min. um 1 $$\frac{10}{3}$$ Cent. ſtieg, und dieſes mußte doch als wirklicher Erfolg der Leitung angeſehen werden, die freilich ſehr ſchwach iſt, wenn wir damit die weit ſchnellere Fortpflanzung durch feſte Koͤrper vergleichen.
Auf die Eigenſchaft der fluͤſſigen Koͤrper, durch ihre Stroͤmun - gen den Koͤrpern Waͤrme zu entziehen, muß man vorzuͤglich Ruͤck - ſicht nehmen, wenn man die Abkuͤhlung feſter Koͤrper in der Luft richtig beurtheilen will. Dieſe Abkuͤhlung haͤngt von drei Umſtaͤn - den ab, von der durch Strahlung an der Oberflaͤche verloren gehen - den Waͤrme, von der durch Leitung in der Luft, vorzuͤglich durch die in ihr entſtandene Stroͤmung, fortgefuͤhrten Waͤrme, und von53 der Schnelligkeit des Erſatzes an Waͤrme, die aus dem Innern des Koͤrpers der Oberflaͤche zugefuͤhrt wird. Dulong und Petit haben dieſe Umſtaͤnde einzeln beruͤckſichtiget und ſo die wahren Geſetze der Abkuͤhlung in der Luft gefunden. Um hiebei den Um - ſtand auszuſchließen, daß bei feſten Koͤrpern die Waͤrme nicht ohne allen Zeitverluſt aus dem Innern zur Oberflaͤche fortgefuͤhrt wird, oder daß die eigenthuͤmliche Leitung nicht ſo ſehr ſchnell iſt, bedien - ten ſie ſich einer mit Queckſilber gefuͤllten Glaskugel, die dann ſelbſt auch als Thermometer diente und die nach beſtimmtem Zeit - verlaufe noch uͤbrige Temperatur angab; Thermometerkugeln von verſchiedener Groͤße zeigten ein gleiches Geſetz des Waͤrmeverluſtes, indem zum Beiſpiel bei der einen wie bei der andern der Waͤrme - verluſt in 1 Min., wenn die Kugel 100° waͤrmer als der umge - bende Raum war, doppelt ſo viel betrug als bei einer Erwaͤrmung von 60 Gr. und ungefaͤhr 8 mal ſo viel als bei einer Erwaͤrmung von 20 Gr. Dieſes Geſetz des verhaͤltnißmaͤßigen Fortgangs der Abkuͤhlung blieb auch bei andern in die Kugel eingeſchloſſenen Fluͤſ - ſigkeiten gleich, obgleich das Queckſilber ſich ſchneller als Waſſer abkuͤhlte und die groͤßere Queckſilberkugel eine laͤngere Zeit zur Ab - kuͤhlung brauchte, als die kleinere.
Nach dieſen vorlaͤufigen Verſuchen, die deutlich anzugeben ſchienen, daß die innere Leitungsfaͤhigkeit dieſer Fluͤſſigkeiten keinen erheblichen Einfluß auf das Geſetz der Abkuͤhlung habe, wurden nun zuerſt Verſuche im luftleeren Raume, wo alſo bloß durch Aus - ſtrahlung Waͤrme verloren ging, angeſtellt. Aber hier zeigte ſich, daß nicht, wie man gewoͤhnlich annimmt und nach Newtons und Richmanns Regel zu rechnen pflegt, der Waͤrmeverluſt in gleichen ſehr kurzen Zeiten der Waͤrmedifferenz proportional iſt, ſondern wenn das Queckſilber 240° warm war, der umgebende leere Raum aber auf 0° erhalten wurde, ſo betrug der Waͤrme - verluſt in jeder Minute 3½ mal ſo viel, als wenn das Queckſilber 120° war und der leere Raum 0° blieb, und ſo bei andern Ver - ſchiedenheiten der Temperatur.
Die einfache Regel ſollte hier fuͤr eine laͤngere Zeit allmaͤhliger Abkuͤhlung die ſein, daß wenn man den Waͤrmeverluſt fuͤr 60° Temperatur-Unterſchied und fuͤr 80 Gr. Temperatur-Unterſchied kennte, man den fuͤr 100 Gr. als in gleichem Verhaͤltniſſe wachſend54 finden ſollte, daß naͤmlich, wenn der bei 80° zum Beiſpiel gleich $$\frac{7}{6}$$ des Verluſtes bei 60° iſt, auch wieder der bei 100° Unterſchied gleich $$\frac{7}{6}$$ des Verluſtes bei 80° ſein ſollte; aber dieſes Geſetz findet im eingeſchloſſenen Raume wegen der Zuruͤckſtrahlung von dem umſchließenden Gefaͤße nicht ganz ſtatt, ſondern die Abkuͤhlung geht langſamer fort. Bei den Verſuchen von Dulong und Petit findet man, daß hier das Gefaͤß 2 Grad Waͤrme zuruͤckgab, ſo daß man, wenn die Kugel 80° warm, das Gefaͤß auf 0° abgekuͤhlt war, den Waͤrmeverluſt in 1 Min. im offenen Raume = 3,7 Gr. ſetzen mußte, da er ſich im Gefaͤße 1,7 Gr. fand. Hier ergab ſich nun, daß bei einer um 20 Gr. zunehmenden Waͤrmedifferenz der Verluſt in 1 Min. um ein Sechstel ſtieg, alſo $$\frac{7}{6}$$ ⋅ 3,7 = 4,3 Gr. im ganz unbegrenzten Raume geweſen waͤre, alſo nur = 2,3 Gr. in jenem begrenzten Raume. Ebenſo rechnet man wieder, wenn die Kugel 120° warm iſt und der umgebende Raum 0° bleibt, daß $$\frac{7}{6}$$ ⋅ 4,3 = 5,0 Gr. Verluſt im leeren Raume, = 3,0 Gr. in dem Gefaͤße ſein muͤßte; bei 140° wieder 5,0 ⋅ $$\frac{7}{6}$$ = 5,8, alſo im Gefaͤße 3,8 und ſo weiter, und ſo ergaben es auch die Verſuche. Es verſteht ſich von ſelbſt, daß dieſe Herabſetzung der Abkuͤhlung nicht in allen Faͤllen 2 Gr. betraͤgt, ſondern mehr betraͤgt, wenn das Gefaͤß waͤr - mer iſt, ſo daß bei 20 Gr. Waͤrme des Gefaͤßes und 100 Gr. Waͤrme des abkuͤhlenden Koͤrpers die Abkuͤhlung etwas langſamer geht, als wenn jene 0° und dieſe 80° iſt.
Wenn die Thermometerkugel mit Silber uͤberzogen, alſo gegen das Ausfließen ſowohl als gegen das Eindringen der ſtrahlenden Waͤrme mehr geſichert war, ſo betrug die Abkuͤhlung nicht ſo viel, und auch der Einfluß des Gefaͤßes war geringer. Bei den von Dulong und Petit angeſtellten Verſuchen war die ſtrahlende Waͤrme 5½ mal ſo groß, wenn eine reine Glas-Oberflaͤche, als wenn eine mit Silber uͤberzogene Glas-Oberflaͤche angewandt ward, und nach Leslie's Verſuchen bei polirtem Silber noch bedeutend groͤßer. Jene Regel gilt offenbar in Ruͤckſicht auf die beſtimmten Zahlen nur unter den Umſtaͤnden, die bei dem Verſuche gerade ſtatt fanden; aber die Regel, daß man bei gleicher Zunahme der Waͤrme - Unterſchiede mit einer immer gleichen Zahl multipliciren muß, um den Waͤrmeverluſt im leeren Raume zu finden, beſteht fuͤr alle Faͤlle.
55In der Luft koͤmmt die oben erwaͤhnte zweite Urſache der Ab - kuͤhlung hinzu, und man kann den Waͤrmeverluſt in 1 Min. an - ſehen als zuſammengeſetzt aus dem, was im leeren Raume ſtatt finden wuͤrde, und aus dem Antheil Waͤrme, den die Luft fortfuͤhrt. Dieſer letztere Antheil iſt gleich, es mag die Glas-Oberflaͤche frei oder mit Silber belegt ſein; dieſer hat alſo mit der groͤßern oder geringern Neigung, die Waͤrme ſtrahlend zu entlaſſen, keine Ver - bindung; aber in verſchiedenen Luft-Arten iſt dieſer durch die Luft bewirkte Waͤrmeverluſt ungleich, und beſonders im Waſſerſtoffgas ſehr groß, indem er dort uͤber dreimal ſo viel als in der atmoſphaͤ - riſchen Luft bei gleicher Elaſticitaͤt beider Luft-Arten betraͤgt*)Ann. de Chim. et Phys. VII. 238. .
Mit Huͤlfe dieſer Verſuche ließen ſich nun auch aus den mit unermuͤdlichem Fleiße angeſtellten Verſuchen Boͤckmanns**)Boͤckmanns Verſuche uͤber die Waͤrmeleitung. Carlsruhe 1812. uͤber die Abkuͤhlung der Koͤrper etwas regelmaͤßigere Reſultate ab - leiten. Auch ſie zeigen den Einfluß der Oberflaͤche auf die durch Strahlung verloren gehende Waͤrme; aber die drei bei der Abkuͤh - lung einwirkenden Urſachen ſind hier nicht gehoͤrig getrennt, und daher haben dieſe an ſich hoͤchſt ſchaͤtzenswerthen Verſuche nur wenig reine Ergebniſſe geliefert.
Man hat fruͤher nur wenige Verſuche gemacht, dieſe Fort - pflanzung der Waͤrme nach mathematiſchen Regeln zu beſtimmen, und ich werde daher nur von dem etwas erwaͤhnen, was in neuerer Zeit hieruͤber von Fourier als Reſultat ſehr tiefſinniger Unter - ſuchungen bekannt gemacht iſt, obgleich Fouriers Unterſuchungen zum Theil ſchon von Newton und nachher von Lambert und andern Phyſikern (jedoch nur ſehr unvollkommen,) vorbereitet wor - den ſind.
Damit man das, was hier beſtimmt werden ſoll, richtig auf - faſſe, ſtellt Fourier zuerſt folgende Betrachtungen an. Wenn ein Ring, zum Beiſpiel ein metallener Ring, einer Luft von 0°56 Waͤrme ausgeſetzt iſt, und dieſem an einer einzigen Stelle aus einer dort angebrachten Waͤrmequelle unaufhoͤrlich Waͤrme zuſtroͤmt, ſo werden nach und nach wegen der Waͤrmeleitung auch die entfernte - ren Theile des Ringes eine hoͤhere Temperatur annehmen. Aber dieſe Temperatur-Erhoͤhung (abgeſehen davon, worauf ich erſt in der Folge komme, daß gleiche Waͤrmequantitaͤten nicht in allen Koͤrpern verſchiedener Art gleiche Temperatur-Erhoͤhungen hervor - bringen,) iſt von zwei Umſtaͤnden abhaͤngig, theils von jenem Her - zuſtroͤmen der Waͤrme im Innern, theils von dem Verluſte an Waͤrme, der durch Ausſtrahlung und durch die umgebende kalte Luft hervorgebracht wird. Nach laͤngerer Dauer der Einwirkung jener ſtets gleichen Waͤrmequelle entſteht ein Beharrungsſtand, das heißt, Thermometer in verſchiedenen Puncten des Ringes ange - bracht, haben nun die Hoͤhe erreicht, welche ſie uͤberhaupt erlangen koͤnnen, und wir fordern von der Theorie, daß ſie angebe, in wel - chem Grade ungleich dann die Temperatur in den verſchiedenen Puncten des Ringes iſt, unter welchen Umſtaͤnden die von der Waͤrmequelle her zuſtroͤmende und die an der Oberflaͤche in die kalte Luft ſich zerſtreuende Waͤrme ſich einander genau ausgleichen. Eine andre Frage wuͤrde die ſein, wie im Fortgange der Zeit, ehe der Beharrungsſtand erreicht wird, ſich in einem beſtimmten Puncte die Waͤrme aͤndert, und ſo auch, wie, bei aufhoͤrendem Zufluß neuer Waͤrme, die nun allmaͤhlig abnehmende, doch aber von dem erhitzten Puncte aus ſich noch verbreitende, Temperatur ſich ver - haͤlt. Die Beantwortung dieſer und aͤhnlicher Fragen haͤngt von der Kenntniß der Mittheilung der Waͤrme von Theilchen zu Theil - chen im Innern des feſten Koͤrpers, aber auch von der Kenntniß des Waͤrmeverluſtes an der Oberflaͤche, ab; dieſer Waͤrmeverluſt beſteht theils aus der ausſtrahlenden Waͤrme, theils aus der den unmittelbar anliegenden Theilchen mitgetheilten Waͤrme, und dieſe letztere iſt wegen des entſtehenden Stroͤmens und der dadurch be - wirkten Herzufuͤhrung kalter, abermals Waͤrme raubender, Theil - chen ein vorzuͤglicher Grund der ſchnellen Abkuͤhlung.
Auch im Innern der Koͤrper kann man die Fortpflanzung der Waͤrme von einem Theilchen zum andern als durch Strahlung entſtehend anſehen, nur findet hier die Verſchiedenheit ſtatt, daß die durch unmerklich kleine Zwiſchenraͤume getrennten Theilchen57 feſter Koͤrper die durch Strahlung auf ſie fallende Waͤrme ſogleich aufnehmen und am weitern Fortgange als ſtrahlende Waͤrme hin - dern. Da wo die Waͤrme aus dem Innern des Koͤrpers hervor - zudringen im Begriff iſt, wird ſie zum Theil nach dem Innern des Koͤrpers zuruͤckgeworfen, und eben die Kraft, welche die von außen kommenden Waͤrmeſtrahlen zum Theil reflectirt und am Eindrin - gen hindert, bewirkt auch hier eine Zuruͤckwerfung nach dem In - nern. Fourier ſetzt umſtaͤndlich aus einander, daß die Waͤrme - ſtrahlen, welche von innen hervordringend die Oberflaͤche ſenkrecht treffen, dieſe in verhaͤltnißmaͤßig groͤßerer Zahl durchdringen, und daß die Intenſitaͤt der hervordringenden Waͤrme proportional der gegen die Oberflaͤche ſenkrechten (aus der Zerlegung der wahren Bewegung als ſenkrecht gegen die Oberflaͤche hervorgehenden) Ge - ſchwindigkeit iſt. Dieſe Betrachtungen beruhen auf dem vorhin angegebenen gegenſeitigen Austauſche, der zwiſchen Koͤrpern von gleicher Temperatur ſtatt findet, und der ohne Zweifel einen gegen - ſeitigen Erſatz der verlornen Waͤrme giebt, die Geſtalt der Koͤrper und die Beſchaffenheit ihrer Oberflaͤche ſei, welche man wolle.
Als Princip der Mittheilung der Waͤrme nimmt Fourier an, daß ſie dem Unterſchiede der Temperaturen verhaͤltnißmaͤßig ſei. Wenn zwei einander ſehr nahe Theilchen eines feſten Koͤrpers in verſchiedenen Faͤllen um gleich viel an Waͤrme verſchieden ſind, ſo iſt die dem einen Puncte ertheilte Veraͤnderung der Temperatur gleich groß, beide Koͤrper moͤgen ſehr warm oder wenig warm ſein; iſt die Differenz der Temperatur doppelt ſo groß, ſo iſt auch die in gleicher, kurzer Zeit vom einen Puncte dem andern ertheilte Waͤrme doppelt ſo groß, und ſo in allen Faͤllen. Eben dieſes Geſetz koͤnnen wir auch als fuͤr den Waͤrmeverluſt an der Oberflaͤche geltend an - ſehen, daß naͤmlich bei einerlei Koͤrpern ſich dieſer Waͤrmeverluſt verhaͤlt wie der Unterſchied der Temperatur des Koͤrpers ſelbſt und des umgebenden Raumes; ganz genau kann dies Geſetz nicht guͤltig ſein, da die Staͤrke des Luftſtromes, wenn der Koͤrper in der Luft abkuͤhlt, ſich bei zunehmender Differenz der Waͤrme aͤndert, aber es wird bei nicht zu großen Temperatur-Unterſchieden guͤltig bleiben. Aus dieſem Grunde geht die Abkuͤhlung nach und nach immer langſamer fort, indem der 20 Grad uͤber die Temperatur der Luft58 erwaͤrmte Koͤrper doppelt ſo viel Waͤrme verliert, als der nur noch um 10 Grad erwaͤrmte.
Die einfachſte Betrachtung, die in Hinſicht auf die Waͤrme - leitung vorkommen kann, findet da ſtatt, wo ein ſehr breit aus - gedehnter Koͤrper durch zwei parallele Oberflaͤchen begrenzt wird, deren eine in immer gleicher hoher Temperatur, die andre in immer gleicher niedriger Temperatur erhalten wird. Hier zeigt die Theo - rie, daß, nach laͤngerer Dauer des von außen unterhaltenen Zu - ſtandes, die Abnahme der Temperatur in den zwiſchen liegenden Schichten den Abſtaͤnden proportional iſt, alſo in der mittlern Schichte genau die mittlere Temperatur zwiſchen jenen aͤußerſten ſtatt findet. Dies gilt naͤmlich da, wo die Seitengrenzen des nach allen Seiten ſehr weit ausgedehnten Koͤrpers ſo ſehr entfernt ſind, daß man den Einfluß der durch jene Seitengrenzen verloren gehen - den Waͤrme als nicht in Betrachtung kommend anſehen kann.
Daß dieſes ſo iſt, wird durch die Gleichheit der von einer Seite zuſtroͤmenden und von der andern Seite abfließenden Waͤrme bewie - ſen. Es wird auch gezeigt, daß dieſer Waͤrmeſtrom in irgend einer Zwiſchenſchichte deſto lebhafter iſt, je groͤßer die Waͤrmedifferenz der beiden Grenzſchichten und je kleiner der Abſtand derſelben von ein - ander iſt. Alle dieſe Folgerungen ſind ſehr einfach, doch aber durch die genaue theoretiſche Ableitung merkwuͤrdiger, da der Grund, war - um ſie ſtatt finden, hier ſtrenge erhellt.
In dieſem Falle konnten wir die Stroͤmung der Waͤrme als nur nach einer Richtung gehend anſehen, da die ſo breit aus - gedehnten Grenzflaͤchen uns geſtatteten, die Seitenflaͤchen als gar nicht einwirkend anzuſehen; der folgende Fall iſt ſchwieriger. Es ſei ein ſehr langer Stab, deſſen eines Ende immer gleich warm erhalten wird, waͤhrend ſeine uͤbrige Oberflaͤche ſich in der kalten Luft befindet. Hat hier die allmaͤhlige Erwaͤrmung der entferntern Theile einen gewiſſen Grad erreicht, ſo verlieren alle Puncte der Oberflaͤche Waͤrme, die in die Luft uͤbergeht, und wenn wir irgend - wo uns eine Querſchnittsflaͤche des Stabes denken, ſo geht durch dieſe in jedem Augenblicke eine gewiſſe Waͤrmemenge von der Waͤrmequelle aus hindurch, theils um den an der Oberflaͤche des entfernteren Theiles ſtatt findenden Waͤrmeverluſt zu erſetzen, theils um dieſen entferntern Theil nach und nach mehr zu erwaͤrmen. 59Dauert dieſes eine ſehr lange Zeit durch fort, ſo daß die Erwaͤr - mung am einen Ende unveraͤndert erhalten wird, und auch die umgebende Luft unerwaͤrmt ihre niedrigere Temperatur behaͤlt, ſo tritt immer mehr und mehr der Beharrungsſtand in dem ganzen Stabe ein, welcher dann ſtatt findet, wenn die in irgend einem Querſchnitte durchſtroͤmende Waͤrmemenge gerade ſo groß iſt, als der geſammte im jenſeitigen Theile ſtatt findende Waͤrmeverluſt, der naͤmlich durch den Uebergang der Waͤrme in die Luft hervor - gebracht wird. Fuͤr dieſen Beharrungsſtand iſt alſo die durch irgend einen Querſchnitt ſtroͤmende, nach der Richtung des Stabes fort - gehende, Waͤrmemenge um ſo viel groͤßer als die durch einen ent - fernteren Querſchnitt ſtroͤmende, als der Waͤrmeverluſt durch die zwiſchen beiden Querſchnitten liegende Oberflaͤche betraͤgt; und in dieſer Regel iſt die rechnende Beſtimmung der fuͤr jeden Querſchnitt paſſenden Temperatur im Beharrungsſtande gegeben. Die Waͤrme, die man fuͤr den Beharrungsſtand in beſtimmten Entfernungen von der Waͤrmequelle erhaͤlt, iſt groͤßer bei dickeren Staͤben, von aͤhnlichen Querſchnitten, weil da der Verluſt an die Luft in Ver - gleichung gegen die im Innern fortſtroͤmende Waͤrme geringer iſt; die oft angefuͤhrte Erfahrung, daß ein bis zum Gluͤhen erhitzter Eiſenſtab in 6 Fuß Entfernung ſich kaum um 1° erhitzt, wuͤrde bei ſehr dicken Staͤben ſich nicht ganz beſtaͤtiget finden, ſondern da wuͤrde eine groͤßere Waͤrme in gleichen Entfernungen fuͤhlbar ſein. — Eben die Bemerkung gilt alſo auch in Beziehung auf die vorhin angefuͤhrten Verſuche von Despretz.
Eine dritte von Fourier angeſtellte Betrachtung betrifft die Frage, welche Erwaͤrmung die Luft in einem eingeſchloſſenen Raume annehmen wird, wenn die umſchließende Huͤlle außen mit kalter Luft umgeben iſt, im Innern jener zu erwaͤrmenden Luft aber ſich ein heißer Koͤrper befindet. Daß hier nach erlangtem Beharrungsſtande der Unterſchied der Temperatur, um welchen die Luft im Innern die aͤußere an Waͤrme uͤbertrifft, dem Waͤrme - Unterſchiede der Waͤrmequelle und der aͤußern Luft proportional ſein muß, erhellt von ſelbſt; aber nicht ſo unmittelbar leuchtet es ein, warum zwei gleiche Waͤrmequellen nicht geradezu jene Erwaͤrmung der innern Luft (den Temperatur-Unterſchied zwiſchen ihr und der aͤußern) verdoppeln. Und doch ſieht man auch hier leicht ein, daß60 bei hoͤher ſteigender Waͤrme der innern Luft auch der Waͤrmeverluſt durch die aͤußere Wand hindurch zunimmt, weshalb jene Steigerung der Waͤrme, durch zwei Waͤrmequellen hervorgebracht, um ſo weiter von der Verdoppelung der Waͤrmezunahme entfernt bleiben wird, je beſſer die aͤußere Wand geneigt iſt, die ihr zuſtroͤmende Waͤrme von innen aufzunehmen, in ihrer eignen Maſſe fortzuleiten, und außen wieder zu entlaſſen; nur da alſo, wo die Umhuͤllung aus einer ſchlecht leitenden Materie beſteht, und wo ſie innen und außen eine polirte Oberflaͤche hat, um das Aufnehmen und Entlaſſen der Waͤrme zu erſchweren, kann man einigermaaßen darauf rechnen, daß zwei Waͤrmequellen, drei Waͤrmequellen u. ſ. w. in regelmaͤßi - ger Steigerung die Temperatur des innern Raumes uͤber die der aͤußeren Luft erheben. — Freilich Folgerungen, die ſich faſt von ſelbſt zu verſtehen ſcheinen, die aber doch, was die genaue Maaß - beſtimmung betrifft, erſt theoretiſch gefunden werden mußten. — Und ebenſo wie hier die Wirkung mehrerer Waͤrmequellen beſtimmt wird, ſo laͤßt ſich auch der Vortheil, den mehrere Umhuͤllungen gewaͤhren, durch die hier angedeutete Rechnung angeben, und be - ſtimmen, in welchem Maaße die Waͤrmequelle weniger Waͤrme verliert, wenn der ſie umgebende Raum durch eine Umhuͤllung oder durch mehrere Umhuͤllungen gegen den Waͤrmeverluſt geſichert iſt, als im entgegengeſetzten Falle. Fourier bemerkt mit Recht, daß zwar im Allgemeinen auch ohne genauere Theorie erhellete, daß ein ſolcher Unterſchied ſtatt finden muͤſſe; aber daß die Abmeſſung dieſes Unterſchiedes doch erſt ſich aus einer ſtrengen Theorie ergebe.
Dieſe Unterſuchungen betrafen den nach laͤngerer Einwirkung gleichmaͤßiger Waͤrme allemal eintretenden Beharrungsſtand der Waͤrme; aber auch von den Geſetzen der nach und nach erfolgenden Veraͤnderungen des Waͤrmezuſtandes handeln Fouriers Unter - ſuchungen. Ich will in Beziehung auf dieſe nur den Fall erwaͤh - nen, wo ein kreisfoͤrmiger Ring, deſſen einzelne ſehr kleine Quer - ſchnitte in jedem Puncte gleich erwaͤrmt ſind, an verſchiedenen Puncten einen beliebigen Grad ungleicher Waͤrme erhalten hat, waͤhrend er einer kalten Luft ausgeſetzt iſt. Wir nennen den Zu - ſtand den anfaͤnglichen Zuſtand, fuͤr den wir die Austheilung der Waͤrme als durch irgend ein Mittel willkuͤrlich hervorgebracht an - ſehn, und fragen nun, wie die Austheilung der Waͤrme ſich im61 Laufe der Zeit aͤndert. Faͤnde an der Oberflaͤche gar keine Zer - ſtreuung der Waͤrme ſtatt, ſo wuͤrde die Austheilung der Waͤrme, ſofern ſie im anfaͤnglichen Zuſtande ungleich war, im Laufe der Zeit eine andre, mehr zur Gleichheit hinneigende, werden, und die Theorie muß lehren, das Geſetz der Austheilung der Waͤrme zu beſtimmen. Hier ergiebt nun die Rechnung den merkwuͤrdigen Schluß, daß die Regel der Waͤrme-Austheilung in den verſchiede - nen Gegenden des Ringes dieſelbe bleibt, es mag ein Verluſt an der Oberflaͤche ſtatt finden oder nicht. Man kann dieſe Regel ſo uͤberſehn. Da wir den Ring als ſehr duͤnne anſehen, um jeden einzelnen Querſchnitt als in allen Puncten gleich erwaͤrmt betrach - ten zu duͤrfen, ſo iſt hier von einem Unterſchiede der Waͤrme nach Maaßgabe des tiefern Eindringens in das Innere nicht die Rede, das Geſetz der Waͤrme-Austheilung bezieht ſich alſo nur auf die Laͤnge des Ringes. War nun zu Anfang der Ring uͤberall gleich erwaͤrmt, ſo bleibt dieſe Waͤrme ungeaͤndert gleich, wenn die Ober - flaͤche gar keinem Verluſte ausgeſetzt iſt, ſie erleidet dagegen uͤberall eine Verminderung, iſt aber doch in den verſchiedenen Puncten in jedem folgenden Augenblicke gleich viel vermindert, wenn ein Ver - luſt an der Oberflaͤche ſtatt findet, und das Geſetz der Austheilung iſt in beiden Faͤllen das Geſetz der Gleichheit. Ebenſo, wenn ge - wiſſe erwaͤrmte Querſchnitte den uͤbrigen Waͤrme mittheilen, ſo wuͤrde es, bei gaͤnzlich weggedachtem Verluſte an der Oberflaͤche, Puncte geben, die in beſtimmtem Maaße minder erwaͤrmt, andre die noch weniger erwaͤrmt waͤren; und eben dieſes Geſetz der Er - waͤrmung findet ungeaͤndert, obgleich mit herabgeſetzter Waͤrme fuͤr alle Puncte, ſtatt, wenn die Oberflaͤche Waͤrme verliert.
Dieſes Geſetz der Austheilung der Waͤrme iſt im ganzen Ver - laufe der allmaͤhligen Ausgleichung der Waͤrme ein anderes, je nachdem die anfaͤngliche Erhitzung eine andre war, indem zum Beiſpiel bei anfaͤnglicher Erhitzung in einem Puncte das Geſetz der Austheilung auch ſpaͤterhin anders ſein muß, als bei der anfaͤng - lichen Erhitzung in zwei oder drei Puncten. Dieſes Geſetz der Austheilung der Waͤrme iſt gewoͤhnlich im Fortgange der Zeit ver - aͤnderlich, weil, zum Beiſpiel wenn nur ein Punct erhitzt war, ſpaͤterhin eine mehr zur Gleichfoͤrmigkeit hinneigende Austheilung der Waͤrme ſtatt findet; aber die Rechnung giebt an, daß es gewiſſe62 Geſetze der Austheilung der Waͤrme giebt, wo ſchon im erſten Au - genblicke die Austheilung ſo iſt, daß ſie auch nachher, den Verhaͤlt - niſſen nach ebenſo, obgleich dem Grade nach abnehmend, fortbeſte - hen muß. An dieſe Faͤlle knuͤpft ſich das Geſetz der im Fortgange der Zeit eintretenden Austheilung der Waͤrme auch fuͤr alle andern, regelmaͤßig oder unregelmaͤßig ertheilten, anfaͤnglichen Erhitzungen an, indem ein Hinſtreben zu derjenigen Austheilung der Waͤrme, wie ſie den vorhin erwaͤhnten Faͤllen entſpricht, auch in allen uͤbri - gen Faͤllen ſtatt findet.
Wenn eine dauernd wirkende Waͤrmequelle an einem Puncte des Ringes, oder mehrere immerfort wirkende Waͤrmequellen an verſchiedenen Puncten des Ringes angebracht ſind, ſo tritt auch hier ein Beharrungsſtand ein und die Theorie fuͤhrt hier auf fol - genden Satz, den Fourier durch Verſuche als wahr nachgewieſen hat: Wenn man den zwiſchen zwei Waͤrmequellen liegenden Theil des Ringes in mehrere gleiche Theile theilt, und die Temperatur dreier auf einander folgender Theilungspuncte beſtimmt, ſo iſt die Summe der Thermometerſtaͤnde der beiden aͤußerſten ein gleiches Vielfaches des mittlern, man mag den Verſuch auf den erſten, zweiten, dritten, oder auf den zweiten, dritten, vierten, oder auf den dritten, vierten, fuͤnften dieſer Puncte u. ſ. w. beziehn. Ein ebenſo merkwuͤrdiges von Fourier durch Verſuche beſtaͤtigtes Theorem iſt dieſes: Wie man auch den Ring in verſchiedenen Puncten durch mehrere Waͤrmequellen erwaͤrme, ſo vergeht, nach der Wegnahme der Waͤrmequellen, nur eine kurze Zeit bis die Waͤrme-Austheilung ſo iſt, daß die Summe der Thermometer - ſtaͤnde in zwei entgegengeſetzten Puncten des Durchmeſſers gleich iſt, das heißt, Thermometer auf 0° und 180°, auf 35° und 215°, auf 90° und 270°, geben, die erſten zwei, und jede folgenden zwei, immer gleiche Summen. Dieſes Theorem beruht darauf, daß die hierin angezeigte Austheilung der Waͤrme diejenige iſt, die dem einfachſten Geſetze entſpricht, das ich vorhin als ein ſolches erwaͤhnte, welches, einmal entſtanden, waͤhrend der ganzen Abkuͤhlung fort - dauert. In den Verſuchen, die ſich auf das erſte Theorem beziehen, bietet ſich ein Mittel dar, das Verhaͤltniß der Leitung in dem Ringe ſelbſt zu dem Ausſtroͤmen von der Oberflaͤche anzugeben, indem je ſtaͤrker das Ausſtroͤmen von der Oberflaͤche iſt in Vergleichung63 gegen die innere Leitung, deſto groͤßer iſt der Multiplicator, mit welchem man die Grade des mittlern Thermometers multipliciren muß, um die Summe der Grade der beiden naͤchſten zu erhalten.
Dieſe wenigen Bruchſtuͤcke aus Fouriers Unterſuchungen muͤſſen hier wohl hinreichen, um nur von dem Inhalte derſelben einen Begriff zu geben. Daß die Wichtigkeit dieſer Unterſuchungen nicht ganz ſo anerkannt wird, wie ſie es verdienten, daß man die von Fourier bei Gelegenheit der Theorie der Waͤrme bekannt gemachten großen Erweiterungen der Lehren der hoͤhern Analyſis faſt als ſein einziges Verdienſt anſieht, ſcheint mir daher zu kom - men, daß ſich die theoretiſchen Folgerungen nicht ſo durch Verſuche beſtaͤtigen laſſen, wie es in der Lehre vom Lichte ſo oft der Fall iſt. Die Geſetze, nach welchen die Waͤrme in den einzelnen Puncten des Koͤrpers ſich austheilt, und nach welchen dieſe Austheilung von einem Augenblicke zum andern ſich aͤndert, ſind durch Verſuche ſchwer nachzuweiſen, indem die thermometriſchen Meſſungen weder ſchnell genug noch zahlreich genug angeſtellt werden koͤnnen. Das wich - tige Theorem, daß ſich der Zuſtand der Waͤrme immer ſehr bald ſo ordnet, daß er entweder als einem der Zuſtaͤnde gemaͤß oder als einer Zuſammenſetzung der Zuſtaͤnde entſprechend angeſehen werden kann, die bei der Abkuͤhlung, in Ruͤckſicht auf das Verhaͤltniß der Temperatur der einzelnen Puncte, gleichmaͤßig fortdauern, laͤßt ſich faſt einzig in den Faͤllen nachweiſen, wo die Austheilung der Temperatur ſchon ſehr einfachen Geſetzen folgt, und wo daher jenes Theorem nur ein ſich faſt von ſelbſt verſtehendes Reſultat giebt. Waͤre es dagegen moͤglich, die Erwaͤrmung jedes Punctes ganz genau nach einer ſolchen Regel zu ordnen, wie es einem ſolchen Zuſtande gemaͤß waͤre, und dann zu beobachten, ob bei der Abkuͤh - lung ſich eben das Geſetz der Waͤrme-Austheilung, der fortdauern - den Verminderung ungeachtet, erhaͤlt; oder koͤnnte man vollends jedem Puncte eine Waͤrme ertheilen, wie ſie der Summe gemaͤß waͤre, die zwei oder drei ſolchen Waͤrme-Austheilungen entſpraͤche, und beobachten, ob im Fortgange der Zeit die uͤberall verminderte Waͤrme ſich noch immer jener Summe gemaͤß, den Verhaͤltniſſen nach, zeigte; ſo wuͤrde von einer eigentlichen Vergleichung der Theorie mit der Erfahrung die Rede ſein koͤnnen. Aber ſolche64 Verſuche anzuſtellen, iſt bis jetzt unmoͤglich, und wir muͤſſen uns mit weit unvollkommnern begnuͤgen.
Fourier hat aͤhnliche Unterſuchungen, wie die uͤber die Austheilung der Waͤrme in einem Ringe, auch uͤber die Austheilung der Waͤrme in einer Kugel, in einem prismatiſchen Koͤrper u. ſ. w. angeſtellt, die der Hauptſache nach zu ganz aͤhnlichen Reſultaten fuͤhren. Poiſſon hat einige Gegenſtaͤnde durch eine anders an - geordnete Darſtellung noch mehr zu erlaͤutern geſucht, aber ſeine Darſtellung hier mitzutheilen ſcheint mir unnoͤthig, da ſie bei wei - tem nicht ſo umfaſſend und reich an Reſultaten iſt, als Fouriers Unterſuchungen*)Fourier théorie de la chaleur. p. 281. 364. und an mehrern Stellen. Wenn man ſich mathematiſch ausdruͤcken darf, ſo heißt das oben angegebene vorzuͤglich wichtige Geſetz etwas deutlicher ſo: Die nach Verlauf einer beſtimmten Zeit fuͤr jeden Punct des Koͤrpers ſtatt fin - dende Waͤrme wird durch eine Reihe ausgedruͤckt, p. 273, deren folgende Glieder bei zunehmenden Werthen der Zeit ſehr abnehmen; jedes dieſer Glieder allein druͤckt einen ſolchen im Verlaufe der Zeit dem Verhaͤlt - niſſe nach gleich bleibenden Zuſtand der Waͤrme aus, indem es bloß durch einen mit wachſender Zeit abnehmenden Factor multiplicirt wird und weiter nicht von der Zeit abhaͤngt; dieſer Factor nimmt fuͤr den Zuſtand, den ich den zweiten regelmaͤßigen nennen darf, viel ſtaͤrker ab, als fuͤr den erſten, fuͤr den dritten noch ſtaͤrker, und ſo ferner; und daher ſchließt ſich, wie ſehr auch anfangs der Zuſtand ein zuſammen - geſetzter, einer Summe vieler Glieder entſprechender, geweſen ſein mag, im Verlaufe laͤngerer Zeit der Waͤrmezuſtand des nach und nach abge - kuͤhlten Koͤrpers je mehr und mehr dem erſten regelmaͤßigen Zuſtande an, demjenigen naͤmlich, der den mit dem Fortgange der Zeit am we - nigſten abnehmenden Factor hat. Fourier vergleicht dieſe ſich in eine Summe vereinigenden Aenderungen mit den Schwingungen der Seiten, die dem Grundtone und den zugeordneten hoͤheren Toͤnen ent - ſprechen koͤnnen. Mem. de l'acad. des sc. Tome V. p. 233. — —Ich hoffe, daß man dieſe Andeutungen als den Sinn der Unter - ſuchungen Fouriers richtig angebend anerkennen wird..
Nachdem ich Sie, m. h. H., ſo oft ſchon mit Abmeſſungen der Waͤrme unterhalten habe, iſt es wohl Zeit, einmal zu der Frage uͤberzugehen, ob denn unſre Queckſilberthermometer wirklich ſo zu Abmeſſung der Temperatur-Unterſchiede geeignet ſind, wie wir es annehmen, ob dieſe Unterſchiede der Temperatur mit den Unter - ſchieden der den Koͤrpern zugefuͤhrten wahren Waͤrmemenge in un - mittelbarer Beziehung ſtehen, u. ſ. w.
Es bietet ſich uns ein leichter Verſuch dar, um Grade wahrer Waͤrme-Unterſchiede zu erhalten, indem doch wohl ganz gewiß ein Pfund Waſſer von 10 Gr. Waͤrme mit einem Pfunde Waſſer von 30 Gr. Waͤrme gemiſcht eine Miſchung von 20 Gr. geben muß, weil hier gar kein Grund einzuſehen iſt, warum das waͤrmere Waſſer nicht genau ebenſo viel zu Erwaͤrmung des kalten als dieſes zu Abkuͤhlung des warmen beitragen ſollte. Ebenſo muß ganz gewiß 1 Pf. Waſſer von 10 Grad mit 2 Pf. Waſſer von 40 Gr. gemiſcht eine 30 Gr. warme Miſchung hervorbringen, da das eine Pfund 20 Grade empfaͤngt, wenn jedes der zwei Pfunde 10 Gr. abgiebt. Und ebenſo wird man in jedem Falle urtheilen, daß z. B. 5 Pf. von 17 Gr. und 7 Pf. von 50 Gr. eine Miſchung von 36¼ Gr. hervor - bringen, indem der Unterſchied zwiſchen 17 und 50 in 12 Theile getheilt und deren 7 genommen und zu 17 Gr. gelegt 17 + $$\frac{33}{12}$$ . 7 = 36¼ geben, oder 5.17 + 7.50 = 12. 36¼. Hier bietet ſich alſo die mannigfaltige Gelegenheit dar, um zu ſehen, ob das Queckſilberthermometer oder das Luftthermometer die Grade wahrer Waͤrme wirklich angiebt, die es angeben ſollte, und dies iſt eine der Methoden, die die Zuverlaͤſſigkeit dieſer Thermometer gezeigt haben.
Um den Verſuch, zwei ungleich warme Waſſermengen zu miſchen und ihre mittlere Waͤrme zu beſtimmen, genau anzuſtellen, bedarf es einiger Vorſicht. Denn, wollte man das waͤrmere Waſſer zu dem kaͤltern gießen, deſſen Gefaͤß alſo auch kaͤlter iſt, ſo wuͤrdeIII. E66einige Waͤrme auf die Vermehrung der Temperatur des Gefaͤßes verwandt werden muͤſſen, und bei der Miſchung im warmen Ge - faͤße wuͤrde das Umgekehrte erfolgen; man bedient ſich daher am liebſten eines Gefaͤßes, dem die nach den vorigen Angaben berechnete mittlere Temperatur ſchon im Voraus ertheilt iſt, und vermeidet ſo den fuͤr die Erwaͤrmung oder Abkuͤhlung des Gefaͤßes erforder - lichen Waͤrme-Aufwand. Kann man dann zugleich den Verſuch in einer umgebenden Luft von dieſer mittleren Waͤrme anſtellen, ſo vermeidet man auch den groͤßten Theil der Unſicherheit, die ſonſt aus der waͤhrend der Miſchung unvermeidlichen Abkuͤhlung, wenn man hoͤhere Temperaturen des Waſſers als der Luft hat, ent - ſpringt.
Aber ſo einfach hier bei Miſchung gleicher Koͤrper die den Ver - haͤltniſſen der Maſſen entſprechende mittlere Temperatur gefunden wird, ſo wuͤrde man doch ſehr irren, wenn man dieſe Berechnung der mittlern Temperatur auch auf ungleiche Koͤrper ausdehnen wollte. Wenn man ein Pfund Waſſer mit einem Pfunde Terpentin-Oel miſcht, ſo hat die Miſchung, auch bei aller angewandten Sorgfalt, nicht die mittlere Temperatur; ſondern bei dieſer Miſchung gewinnt das Oel an Temperatur mehr als das Waſſer verliert, ſo daß Terpentin-Oel von 30 Gr. mit ebenſo viel Waſſer von 90 Grad gemiſcht, eine Miſchung von ungefaͤhr 70 Gr. giebt, daß alſo das Oel zwei Grade Waͤrme gewinnt fuͤr einen, den das Waſſer verliert.
Dieſer Verſuch zeigt, daß die Zunahme der Temperatur nicht in allen Koͤrpern durch gleiche Mengen Waͤrmeſtoff in gleichem Maaße bewirkt wird, ſondern daß es eine ſpecifiſche Verſchiedenheit der Koͤrper in dieſer Hinſicht giebt. Auch ein andrer Verſuch zeigt dieſe Verſchiedenheit. Wenn man in gleichen Gefaͤßen uͤber moͤg - lichſt gleichen Weingeiſtflammen gleiche Mengen Terpentin-Oel im einen und Waſſer im andern erhitzt; ſo ſteigt die Waͤrme des erſtern weit ſchneller als die des letztern, und man wuͤrde ziemlich nahe zu der Folgerung geleitet werden, daß ein Pfund Waſſer zwei Flam - men bedarf, um eben die Temperatur zu erhalten, die ein Pfund Oel durch eine Flamme in gleicher Zeit erhaͤlt. Aehnliche Verſchie -67 denheiten zeigen ſich bei allen Koͤrpern, und man legt jedem daher eine ſpecifiſche Waͤrmecapacitaͤt bei. Ein Koͤrper, der bei gleicher Maſſe und gleich viel zugefuͤhrter Waͤrme ſich doppelt ſo ſehr erhitzt als ein andrer, hat eine halb ſo große ſpecifiſche Waͤrme - capacitaͤt als dieſer. Man vergleicht die ſpecifiſche Waͤrme mit der des Waſſers, und wuͤrde alſo, wenn nicht die Miſchungen oft aus andern Gruͤnden zu unſichern Reſultaten fuͤhrten, die ſpe - cifiſche Waͤrme am leichteſten durch Miſchung gleicher Gewichte warmen Waſſers mit einem kalten Koͤrper finden, indem, bei Gleichheit der Gewichte, der Koͤrper, deſſen ſpecifiſche Waͤrme ½ iſt, doppelt ſo viel an Temperatur gewinnt, als das Waſſer verliert; indem der, deſſen ſpecifiſche Waͤrme ⅓ iſt, dreimal ſo viel an Tem - peratur gewinnt, als das Waſſer verliert, u. ſ. w. Dieſe Mitthei - lung der Waͤrme laͤßt ſich, wenn man auf den waͤhrend der Mi - ſchung ſtatt findenden Waͤrmeverluſt Ruͤckſicht nimmt, bei feſten und bei fluͤſſigen Koͤrpern anwenden. Man wuͤrde zum Beiſpiel, wenn ein Pfund Queckſilber mit einem Pfunde Waſſer gemiſcht, oder durch einander geruͤhrt wuͤrde, bis die Temperatur gleich iſt, das Queckſilber ſich um 33 Grade erwaͤrmen ſehen, wenn das Waſ - ſer ſich um 1 Gr. abkuͤhlt; man wuͤrde ein Pfund Kupfer ſich um 9 Gr. erwaͤrmen ſehen, waͤhrend ein Pfund Waſſer, in welches das Kupfer gebracht iſt, ſich um 1 Gr. abkuͤhlt; denn jenes hat ungefaͤhr die Specifiſche Waͤrme = $$\frac{1}{33}$$ = 0,03, dieſes die ſpecifiſche Waͤrme = $$\frac{1}{9}$$ = 0,11. Haͤtte man gleiche Volumina gemiſcht, ſo verhielte es ſich anders, indem gleiche Maaße ungefaͤhr 14 Gewichts - theile Queckſilber gegen einen Gewichtstheil Waſſer enthalten, wo dann das Waſſer 14 Grade verliert waͤhrend das Queckſilber 33 Gr. gewinnt, oder 1 Gr. waͤhrend das Queckſilber 2 $$\frac{5}{14}$$ gewinnt; die Vergleichung, welche man ſo anſtellt, und die man die Verglei - chung der relativen Waͤrmecapacitaͤten nennt, gaͤbe alſo zwiſchen Waſſer und Queckſilber das Verhaͤltniß 2 $$\frac{5}{14}$$ zu 1 oder 1 zu $$\frac{14}{33}$$ , das iſt, 1 zu 0,42; ſtatt daß das Verhaͤltniß der ſpecifiſchen Waͤrmecapacitaͤten 1 zu 0,03 iſt.
Dieſe Methode, die ſpecifiſche oder auch die relative Waͤrme durch Miſchung zu finden, ſcheint nur die Unbequemlichkeit zu ha - ben, daß man, vorzuͤglich bei feſten Koͤrpern einige Zeit warten muß, bis die Mittheilung der Waͤrme ſtatt findet, und daß manE 268deshalb auf die Abkuͤhlung in der Luft Ruͤckſicht nehmen muß; aber dieſes iſt doch nicht der Hauptgrund, warum ſie nicht ſo anwendbar iſt, als man zuerſt glauben moͤchte. Anwendbar ſind dieſe Mi - ſchungen naͤmlich nur dann, wenn die beiden gemiſchten Koͤrper nicht merklich chemiſch auf einander einwirken, oder wenn kein Ue - bergang aus dem feſten Zuſtande in den fluͤſſigen oder umgekehrt ſtatt findet, indem, wenn dieſes der Fall iſt, Waͤrme oder Kaͤlte auf eine ganz andre Art hier entſteht. Von dieſen Temperatur-Aen - derungen muß ich noch beſonders reden, und will Sie jetzt nur daran erinnern, daß kaltes Waſſer mit eben ſo kalter Schwefelſaͤure ſich erhitzt. — Man hat daher auf andre Mittel denken muͤſſen, um die Waͤrmemengen zu vergleichen, die gewiſſen Temperatur-Unter - ſchieden entſprechen; und hiezu bietet die beim Aufthauen des Eiſes gleichſam verloren gehende Waͤrme Gelegenheit dar. Die merkwuͤr - dige Erſcheinung, daß man Eis von 0° Waͤrme lange dem Zufluſſe der Waͤrme ausſetzen kann, ohne daß die Temperatur ſich erhoͤ - het, daß naͤmlich dieſe immer = 0° bleibt, ſo lange nur noch ein wenig ungeſchmolzenes Eis im Waſſer uͤbrig bleibt, verdient in der Folge noch eine genauere Betrachtung; hier aber wollen wir nur bei der einzelnen Erfahrung ſtehen bleiben, daß ein Pfund Waſſer von 75° Centeſ. (60° R.) Waͤrme mit einem Pfunde Eis von 0° gemiſcht, dieſes gerade zum Schmelzen bringt, ohne ſeine Temperatur zu erhoͤhen. Es bietet ſich uns alſo hier die Waͤrme - menge, die 1 Pfund Eis zum Schmelzen braucht, als ein bequemes Maaß der Waͤrmemenge dar, und wenn man ſieht, daß ein Pfund Waſſer von 100° C. Waͤrme 1⅓ Pfund Eis zum Schmelzen bringt, daß ein Pfund Waſſer von 25° C. Waͤrme ⅓ Pf. Eis ſchmelzt, daß dagegen ein Pfund Terpentin-Oel von 75° C. Waͤrme nur ein halbes Pfund Eis ſchmelzt, ſo wird es gewiß vollkommen einleuchtend, daß wir hier ein angemeſſenes Maaß mitgetheilter Waͤrme gefunden haben. Ich muß hiebei, da auch Eis eine viel tiefere Temperatur als 0° annehmen kann, nur noch bemerken, daß man Eis von 0° Waͤrme bei dieſen Verſuchen vorausſetzt.
Um die eben angegebene Abmeſſung der Waͤrmemenge, die ein Koͤrper entlaͤßt, genauer anzuſtellen, hat Lavoiſier ein eig -69 nes Inſtrument angegeben. Dieſes Calorimeter beſteht aus einem Gefaͤße ABC (Fig. 16.), in welches ein Drahtnetz DE, um den zu beobachtenden Koͤrper aufzunehmen, hineingebracht wird. Der zwiſchen dem Drathnetze DE und dem Gefaͤße ABC freie Raum wird mit Eis von der Nulltemperatur gefuͤllt, und dann, nachdem der erhitzte Koͤrper in das Drathnetz hineingebracht und ganz mit Eis umgeben iſt, das durch die Roͤhre F ausfließende, aus dem aufgethauten Eiſe entſtandene, Waſſer abgewogen. Sie uͤberſehen leicht, daß wenn man ein Pfund 75° C. warmes Waſſer in den innern Raum bringen koͤnnte, bis zur voͤlligen Abkuͤhlung ein Pfund Waſſer muͤßte abgefloſſen ſein, oder da die ſpecifiſche Waͤrme des Silbers 0,08 iſt, daß 1 Pfund Silber von 75 Gr. warm in das Drathnetz gelegt, 0,08 Pfund Waſſer durch Schmelzen des Eiſes hervorbringen wird, ehe jenes voͤllig bis zur Nulltemperatur abgekuͤhlt iſt.
Dieſe Angaben reichen hin, um den Begriff von dem, was das Calorimeter leiſten ſoll, deutlich zu machen; aber in der Aus - uͤbung iſt die Anſtellung des Verſuches nicht ganz ſo leicht. Zuerſt naͤmlich iſt einleuchtend, daß bei etwas waͤrmerer Luft ſchon ver - moͤge des Zutritts der aͤußern Waͤrme etwas Eis ſchmelzen wuͤrde, und daß man dieſes verhindern muß. Zu dieſem Zwecke iſt das Gefaͤß ABC noch mit einem zweiten Gefaͤße GHI umgeben, und der Zwiſchenraum zwiſchen beiden iſt mit Eis gefuͤllt; die aͤußere Luft wird von dieſem Eiſe etwas ſchmelzen, aber da das ſo entſtan - dene Waſſer von dem im innern Gefaͤße entſtandenen getrennt bleibt und durch eine andre Roͤhre K ſeinen Ausweg findet, ſo ſtoͤrt dieſes den Verſuch nicht, und alles durch F abfließende Waſſer iſt durch die Waͤrme des hineingebrachten Koͤrpers geſchmolzen. Ein zweiter Umſtand, welcher ſich der genauen Beobachtung entgegenſtellt, iſt der, daß der mit Eisſtuͤcken gefuͤllte Raum bei einer geringen Menge abgethauten Waſſers vielleicht gar kein Waſſer giebt, weil es durch Adhaͤſion an den Eisſtuͤcken und zwiſchen ihnen zuruͤck - gehalten wird, und daß aus eben dem Grunde immer das aus - fließende Waſſer nicht das ganz genaue Maaß des aufgethauten Eiſes giebt. Dieſem Uebel kann man nur dadurch ausweichen, daß man ſchon vor dem Anfange des Verſuches etwas Waſſer zwi - ſchen dem Eiſe ſich bilden und dieſes abfließen laͤßt, wo dann eben70 nicht zu fuͤrchten iſt, daß am Schluſſe des Verſuches erheblich mehr oder weniger Waſſer als zu Anfang zwiſchen dem Eiſe bleibe. Ein dritter Umſtand iſt, daß man manche Koͤrper nicht ohne Gefaͤß in jenen mit Drath umgebenen Raum bringen kann. Aber dieſem laͤßt ſich dadurch ſein Nachtheiliges rauben, daß man die ſpecifiſche Waͤrme des Gefaͤßes beſtimmt.
Mit Beruͤckſichtigung dieſer Umſtaͤnde laͤßt ſich die ſpecifiſche Waͤrme feſter und tropfbar fluͤſſiger Koͤrper mit Huͤlfe dieſes Appa - rates recht wohl beſtimmen. Um zu zeigen, wie dies geſchieht, will ich zwei Beiſpiele berechnen. Man habe erſtlich ein Stuͤck Flint - glas von 2½ Pf. ſchwer bis zu 100° C. erhitzt, in jenen Raum gebracht, und finde nun 0,63 Pf. geſchmolzenes Eis; ſo ſchließt man, daß 1 Pf. Glas von 100° eine Quantitaͤt von 0,252 Pf. geſchmolzen habe, alſo 1 Pfund von 75° warm 0,189 Pfund geſchmolzen haͤtte. Da nun 1 Pfund Waſſer von 75° warm 1 Pfund Eis ſchmelzet, ſo hat das Glas bei gleicher Temperatur nur $$\frac{189}{1000}$$ der Waͤrme hergegeben, die das Waſſer hergegeben haͤtte, und 0,189 iſt die ſpecifiſche Waͤrme des Glaſes. Als zweites Beiſpiel will ich annehmen, daß man 2 Pf. Terpentin-Oel in einem Glaſe von 2½ Pfund ſchwer, beide Koͤrper bis auf 100 Gr. erhitzt, in jenen Raum gebracht, und die Menge des geſchmolzenen Eiſes = 1,88 Pfund gefunden haͤtte. Da wuͤrde man ſagen, von dieſer Quantitaͤt gehoͤren (dem eben angefuͤhrten Verſuche zu Folge), 0,63 Pfund der Hitze des Glaſes, alſo 1,25 Pf. der Waͤrme des Oeles; 2 Pfund Oel haben 1,25 Pfund, alſo ein Pfund Oel 0,625 Pfund gegeben, und dieſes eine Pfund haͤtte bei 75 Gr. nur drei Viertel hiervon, das iſt 0,469 Pfund gegeben; die ſpecifiſche Waͤrme des Terpentin-Oels iſt alſo 0,469.
Nach dieſen Verſuchen, die man fuͤr mehrere Koͤrper ange - ſtellt hat, beſitzen die Metalle eine ſehr geringe ſpecifiſche Waͤrme, und es kann daher ſcheinen, als ob unſre fruͤhere Bemerkung, daß die Metalle die Waͤrme ſehr ſchnell unſerm Koͤrper bei der Beruͤh - rung entziehen, hiemit im Widerſpruch ſtaͤnde. Allerdings iſt es wahr, daß ein Pfund Silber nur etwa ein Fuͤnftel der Waͤrme gebraucht, die ein Pfund irgend einer Holz-Art bedarf, um eine beſtimmte Temperatur anzunehmen; aber das Silber reißt dieſe Waͤrmemenge ſehr ſchnell an ſich, und darum fuͤhlt es ſich im71 erſten Augenblicke kalt an, obgleich es bei laͤngerer Erwaͤrmung ſich mit geringerm Waͤrme-Aufwande als Holz erwaͤrmt. Die Vergleichungen fallen uͤbrigens verſchieden aus, je nachdem man auf die ſpecifiſche Waͤrme aber auf die relative, oder was dasſelbe iſt, je nachdem man auf gleiche Gewichte oder auf gleiche Raum - groͤßen ſieht. Gleiche Gewichte Silber und Holz fordern ungefaͤhr Waͤrmemengen im Verhaͤltniß 1 zu 5, um gleiche Temperaturen anzunehmen, gleiche Volumina Silber und Holz brauchen ungefaͤhr im Verhaͤltniß 2¼ zu 1 Waͤrmemengen, um ſich gleich zu erwaͤr - men, weil Silber 11 bis 12 mal dichter als eine der leichteren Holz-Arten iſt. Aehnliche Vergleichungen laſſen ſich mannigfal - tige anſtellen.
Ein Calorimeter, das man zum Unterſchiede das Waſſer - Calorimeter nennen kann, laͤßt ſich gleichfalls zu Verſuchen anwen - den, die hieher gehoͤren. Es iſt einleuchtend, daß man die ſpecifiſche Waͤrme ſo duͤnner Koͤrper wie die Luft-Arten nicht auf dem vorhin angegebenen Wege finden koͤnnte; denn wenn man auch ein Gefaͤß mit ſehr erhitzter Luft in den Eis-Apparat braͤchte, ſo wuͤrde ihre Abkuͤhlung, wegen des geringen Maaßes von Waͤrme, das ſie gewiß nur enthaͤlt, wenig Eisſchmelzung bewirken. Man muß ſich daher eines Inſtrumentes bedienen, das geeignet iſt, einen lange Zeit erneuerten Luftſtrom durchzulaſſen, und die von demſelben zuge - fuͤhrte Waͤrme aufzunehmen. Ein ſolches Inſtrument iſt das Waſſer-Calorimeter, deſſen Hauptheil (Fig. 17.) ein mit kaltem Waſſer gefuͤlltes Gefaͤß AB iſt, auf deſſen Boden eine gekruͤmmte Roͤhre DE ſich fortzieht, durch welche man, um die ſpecifiſche Waͤrme der Luft zu beſtimmen, einen Strom warmer Luft gehen laͤßt, um durch ſeine an das Waſſer mitgetheilte Waͤrme die Menge der zugefuͤhrten Waͤrme zu beſtimmen. Hier liegt der Vorzug vor dem vorhin beſchriebenen Inſtrumente darin, daß die im Innern des Waſſergefaͤßes fortgefuͤhrte Roͤhre DE, deren Kruͤmmungen in horizontaler Richtung die Zeichnung nicht angeben kann, nicht durch einmalige Fuͤllung eine erhebliche Waͤrme des Waſſers zu bewirken braucht, ſondern daß, indem man die beim Durchzuge abgekuͤhlte Luft immer durch neue, bei F eintretende, erſetzt, eine große Menge Luft zu jenem Zwecke mitwirkt. Bei dieſem Verſuche muß man72 darauf ſehen, daß Luft von beſtimmter Dichtigkeit und beſtimmter Waͤrme gleichfoͤrmig durch die gekruͤmmte Roͤhre DE fließe; man muß es ſo einrichten, daß ſie ihre Waͤrme bei dem Durchgange durch das im Waſſer befindliche Rohr ganz verliere, und muß dann die Zunahme der Temperatur des Waſſers beobachten, und bei der Berechnung auf die zugleich ſtatt findende Erwaͤrmung des Gefaͤßes Ruͤckſicht nehmen. Damit man die Waͤrme des Waſſers genau kennen lerne, hat das in dem Gefaͤße AB befindliche Thermometer K nicht eine Kugel, ſondern einen mit Queckſilber gefuͤllten Cylin - der, der ſich durch die ganze Tiefe des Gefaͤßes erſtreckt, und ſo wir - ken alle Waſſerſchichten, die vielleicht etwas ungleich erwaͤrmt ſein koͤnnten, auf das Thermometer ein. Die fuͤr den Zug der warmen Luft beſtimmte Roͤhre, welche dem Waſſer die Waͤrme mittheilt, liegt unten im Gefaͤße, damit das durch erwaͤrmte Waſſer, auf - ſteigend in dem uͤbrigen, die Waͤrme gleichmaͤßiger vertheile. Da - mit man nicht noͤthig habe, die Abkuͤhlung durch die umgebende Luft in Rechnung zu ziehen, fuͤllt man das Gefaͤß mit ſehr kaltem Waſſer, und laͤßt den Verſuch ſo lange dauern, bis das Waſſer ebenſo weit uͤber die Temperatur der Luft erhitzt iſt, als es beim Anfange des Verſuchs unter die Temperatur der Luft erkaͤltet war, indem dann waͤhrend der erſten Haͤlfte des Verſuches die umgebende Luft ebenſo viel zur Erwaͤrmung, als waͤhrend der letzten Haͤlfte des Verſuchs zur Abkuͤhlung beitraͤgt. Hat man alles dieſes beach - tet, ſo muß man auf folgende Weiſe rechnen. Wenn das Gefaͤß von Kupfer iſt, ſo brauchen 900 Gewichtstheile Kupfer nur unge - faͤhr ebenſo viel Waͤrme als 100 Gewichtstheile Waſſer um gleiche Temperatur anzunehmen, und man rechnet daher dem Gewichte des Waſſers, welches erwaͤrmt wird, ein Neuntel des Gewichtes des Kupfers hinzu, und nennt dies, das Gefaͤß auf Waſſer redu - ciren. Betraͤgt nun die Waſſermaſſe mit Einſchluß des reducirten Gefaͤßes 6000 Gewichtstheile und man muß 2000 Gewichtstheile Luft, 65 Grad waͤrmer als das Waſſer zu Anfang war, durch - gehen laſſen, damit das Waſſer um 5 Grade erwaͤrmt werde; ſo ſagt man, damit 6000 Gew. th. Waſſer um 5 Gr. erwaͤrmt wer - den, oder damit 30000 Gew. th. Waſſer um 1 Gr. erwaͤrmt werden muͤſſen, 2000 Gew. th. Luft ſich um 60 Gr. abkuͤhlen, oder 120000 Gewichtth. Luft um 1 Grad. Die ſpecifiſche Waͤrme der Luft iſt73 alſo nur ¼ ſo groß, als die des Waſſers. So groß hat man die ſpecifiſche Waͤrme der atmoſphaͤriſchen Luft gefunden; die ſpecifiſche Waͤrme des Waſſerſtoffgaſes iſt dagegen 12⅓ mal ſo groß, das heißt, man braucht nur ein Pfund der letztern, wo man 12⅓ Pfund der erſtern braucht, um eine beſtimmte Waͤrme hervorzubringen; da aber das Waſſerſtoffgas bei gleichem Gewichte und gleicher Elaſticitaͤt etwa 13¾ mal ſo viel Raum einnimmt, als atmoſphaͤriſche Luft, ſo muͤßte man hiernach mehr Cubicfuße Waſſerſtoffgas als atmo - ſpaͤriſcher Luft anwenden, um eben die Erhitzung zu bewirken.
Rumford hat eben dieſes Inſtrument noch auf andre Weiſe angewendet; doch davon werde ich in der Folge reden.
Wenn man annimmt, daß bei geringen Maſſen auf die bei verſchiedenen Koͤrpern ungleiche Zuleitung der Waͤrme im Innern nicht viel ankoͤmmt, und wenn man durch Gleichheit der Oberflaͤche bewirkt, daß die ſtrahlende Waͤrme den Koͤrper in gleichem Maaße verlaͤßt, ſo giebt im luftleeren Raume die Zeit der Abkuͤhlung ein Mittel, die ſpecifiſche Waͤrme zu finden, indem man die ausgeſandte Waͤrmemenge aus den Zeiten der Abkuͤhlung berechnen kann. Auf dieſe Betrachtung gruͤnden ſich die von Dulong und Petit angeſtellten Verſuche, wo Metalle fein zermalmt in ein Gefaͤß von Silber gepreßt wurden, in deſſen Mitte ſich das Thermometer be - fand; bei der geringen Menge des zermalmten Metalls konnte man die Maſſe als uͤberall gleich warm anſehen, und die Oberflaͤche ent - ließ mit immer gleicher Leichtigkeit die Waͤrme, daher konnten die Abkuͤhlungszeiten als Maaße der in verſchiedenen Koͤrpern enthaltenen ungleichen Waͤrmemenge wenigſtens ziemlich nahe angeſehen werden.
In Hinſicht auf die ſpecifiſche Waͤrme der Luft haben die Beobachter, denen wir die Verſuche daruͤber verdanken, Cle - ment, Desormes, Delaroche, Berard, und Haycraft noch die Bemerkung gemacht, daß die Luft-Arten mehr Waͤrme auf - nehmen, indem ſie ſich ausdehnen. Wenn man eben die Luft-Art74 nur einem halb ſo großen Drucke ausſetzt, wodurch, wie Sie wiſ - ſen, auch ihre Dichtigkeit auf die Haͤlfte herabgeſetzt wird, ſo findet man die durch gleiche Volumina erhitzter Luft bewirkte Erwaͤrmung nicht bloß halb, ſondern 7 Zehntel ſo groß, und ebenſo fuͤr groͤßere Verduͤnnungen. Die verdichtete Luft enthaͤlt dagegen nicht ſo viel Waͤrme, als ſie nach der vermehrten Maſſe enthalten ſollte, ſie traͤgt nicht in ſo vermehrtem Maaße zur Erwaͤrmung bei, ihre ſpecifiſche Waͤrme iſt geringer.
Hierauf beruhen viele merkwuͤrdige Erfahrungen. Sie haben gewiß bei den Verſuchen mit der Luftpumpe oft bemerkt, daß die Glasglocke ſich von innen mit einem Thau belegt, daß ſie beſchlaͤgt, wenn man in den leeren Raum ploͤtzlich wieder Luft einſtroͤmen laͤßt. Dies beruht darauf, daß ſelbſt im leeren Raume eine bedeu - tende Menge Waͤrmeſtoff vorhanden iſt, ungefaͤhr vier Zehntel deſſen, der ſich in Luft von gewoͤhnlicher Dichtigkeit findet; koͤmmt nun die Luft, die ihren Waͤrmeſtoff mitbringt, hinzu, ſo iſt die Menge des in dieſem Raume vorhandenen Waͤrmeſtoffs groͤßer als dem natuͤrlichen Zuſtande der Luft gemaͤß iſt, und es entweicht etwas Waͤrmeſtoff durch die Waͤnde der Glocke, wobei dann die Waſſerdaͤmpfe, die er aufgenommen hat, weil ſie die Wand der Glocke nicht durchdringen koͤnnen, ſich uns als Niederſchlag kennt - lich machen.
Gay-Luſſac hat dieſe Beſtimmung genauer erhalten, in - dem er zwei gleiche Glasbehaͤlter ſo mit einander verband, daß die aus dem einen hervordringende Luft in den andern, welcher aus - gepumpt war, uͤberging. In beiden Recipienten befanden ſich ſehr empfindliche Thermometer, mit deren Huͤlfe noch Hunderttel der Waͤrmegrade beobachtet werden konnten, und nachdem die Tem - peratur in dem luftleeren und dem luftvollen Raume gleich gewor - den war, ließ man die Luft aus dem zweiten Recipienten in den erſten hinuͤbergehen, wobei dann das Thermometer im zweiten um $$\frac{6}{10}$$ Grad fiel, und das im erſten um ebenſo viel ſtieg; die dem luftvollen Raume mit dem Hinuͤberfließen der Luft entzogene Waͤrme fand ſich alſo in dem andern Raume wieder. Wenn man in dem luftvollen Recipienten Waſſerſtoffgas hat, ſo iſt die dieſem Recipien - ten entzogne und die dort hinuͤber gefuͤhrte Waͤrme ungefaͤhr an - derthalb mal ſo groß, als bei atmoſphaͤriſcher Luft. Wenn man75 in dieſen Faͤllen das im Recipienten aufgeſtellte Thermometer beob - achtet, ſo iſt es leicht begreiflich, daß dieſes nur geringe Aenderun - gen ſeines Standes zeigt, waͤhrend der eigentliche Unterſchied der Temperatur viel groͤßer ſein muß; denn das Queckſilber im Ther - mometer nimmt nur langſam die Temperatur der Luft an, und dieſe erwaͤrmt ſich ſchon wieder durch den Zutritt von Waͤrme aus den umgebenden Koͤrpern, ehe noch das Thermometer hinreichend gefallen iſt. Dalton hat daher die wahren hier ſtatt findenden Aenderungen der Temperatur ſo beſtimmt, daß er ein erhitztes Thermometer in einen kalten Raum brachte, und ſah, bei welchem Temperatur-Unterſchiede es ebenſo ſchnell, als bei jenem Verſuche fiel; er fand, daß dies bei einem Unterſchiede von 28 Gr. Cent. ſtatt fand, wodurch alſo jener Waͤrmeverluſt auf etwa 28° geſchaͤtzt werden koͤnnte.
Derſelbe Grund, welcher hier Erhoͤhung der Temperatur ver - anlaßt, wenn dichtere Luft in einen eingeſchloſſenen Raum uͤber - geht, iſt es auch, aus welchem wir die Kaͤlte erklaͤren muͤſſen, welche bei dem Hervordringen dichterer Luft in einen unbegrenzten Raum bemerkt wird. In dieſem Falle naͤmlich dehnt ſich die ver - dichtete Luft in einen groͤßern Raum aus und bringt nicht Waͤrme genug mit, um in dieſem groͤßern Volumen eben die Temperatur zu erhalten; ſie reißt daher von den benachbarten Koͤrpern Waͤrme an ſich, und kuͤhlt ſie zuweilen ſo ſehr ab, daß ſich die Duͤnſte aus der Luft gefroren anſetzen. Man hat dies an der Hoͤll'ſchen Waſſermaſchine in Schemnitz beobachtet, wo Luft durch einen ſehr ſtarken Waſſerdruck comprimirt angewandt wird, um das Waſſer zu heben, und wo, wenn man dieſe ſtark zuſammengepreßte Luft hervordringen laͤßt, ihre Ausdehnung eine ſolche Kaͤlte hervor - bringt, daß die dem Luftſtrome ausgeſetzten Koͤrper ſich mit Eis belegen*)Gilb. Ann. XVIII. 412..
Endlich gehoͤrt auch der Verſuch hieher, wo man in dem pneu - matiſchen Feuerzeuge eine bis zum Zuͤnden gehende Hitze hervor - bringt. In einer Roͤhre von ſtarkem Glaſe naͤmlich iſt ein Kolben, mit dem man in ploͤtzlichem Stoße die Luft verdichtet; dieſe laͤßt dabei ſo viel Waͤrme frei, daß ein unten in dem Raume der ver -76 dichteten Luft liegendes Stuͤckchen Feuerſchwamm ſich entzuͤndet. Die hier hervorgebrachte Waͤrme muß gegen 300 Gr. Cent. betra - gen, da nach Gay-Luſſac's Beobachtung der Schwamm ſich auf ſchmelzendem Wismuth (bei 283 Gr.) noch nicht entzuͤndet, wohl aber auf ſchmelzendem Blei (bei 323 Gr.). Ermann iſt indeß geneigt, den groͤßten Theil der Wirkung dem zugleich erfol - genden Zuſammenpreſſen des weichen Koͤrpers zuzuſchreiben.
Dieſe Verſuche dienen nun auch, um die Bemerkungen voll - ſtaͤndiger zu verſtehen, deren Sie ſich aus der Lehre vom Schalle erinnern werden. Indem die Oſcillationen der Schallwellen eine Verdichtung der Luft hervorbringen, entbinden ſie zugleich Waͤrme, und die dieſen Verdichtungen folgenden Verduͤnnungen ſind mit Abkuͤhlung begleitet, dadurch aber wird der Wechſel der ausdeh - nenden Kraft groͤßer als er bei gleichbleibender Temperatur ſein wuͤrde, und der Schall pflanzt ſich ſo fort, als ob die Luft eine groͤßere ſpecifiſche Elaſticitaͤt beſaͤße, als ſie wirklich beſitzt. Dabei darf man freilich nicht an eine fuͤhlbare Waͤrme bei der Fortpflan - zung des Schalles denken, da ein Wechſel, der hundert mal, ja tauſend mal und oͤfter in einer Secunde erfolgt, unmoͤglich fuͤhlbar ſein kann. Dieſe Beſchleunigung der Fortpflanzung des Schalles haͤngt von dem Verhaͤltniß der ſpecifiſchen Waͤrme der Luft, die immer gleichen Druck ausuͤbt, zu der ſpecifiſchen Waͤrme derjenigen, die ein gleiches Volumen behaͤlt, ab. Wenn naͤmlich eingeſchloſſene Luft ſich nicht ausdehnen kann, ſo ſteigt bei hinzukommender Waͤrme die Temperatur um eine beſtimmte Anzahl von Graden; iſt hin - gegen eben dieſe Luft in einem der Ausdehnung faͤhigen Gefaͤße enthalten, ſo wird bei gleicher hinzu kommender Waͤrmemenge die Temperatur weniger ſteigen, weil ein Theil der Waͤrme bei der Ausbreitung in einen groͤßern Raum aufgewendet wird. Koͤnnte man alſo in ploͤtzlichem Wechſel die Luft bald ausdehnen, bald ver - dichten, ſo wuͤrde nach Maaßgabe jenes Verhaͤltniſſes die Ausdeh - nungskraft der Luft ſtaͤrkere Ungleichheiten als ihre Dichtigkeit erleiden, und ebenſo geſchieht es in den unmerklichen Oſcillationen bei der Fortpflanzung des Schalles, ſo daß in dieſen Betrachtungen ein Maaß fuͤr die vergroͤßerte Geſchwindigkeit des Schalles gefun - den wird. Steigt bei der Verdichtung mit der Verdoppelung der Dichtigkeit die elaſtiſche Kraft nicht auf 2, ſondern auf 2. $$\frac{4}{3}$$ , mit77 der Verdreifachung der Dichtigkeit nicht auf 3, ſondern auf 3. $$\frac{4}{3}$$ = 4, mit der Vervierfachung auf $$\frac{16}{3}$$ und ſo ferner, ſo nimmt die Geſchwindigkeit des Schalles beinahe um ein Sechſtel zu, (weil $$\frac{7}{6}$$ * $$\frac{7}{6}$$ = $$\frac{49}{36}$$ beinahe mit $$\frac{4}{3}$$ uͤbereinſtimmt,) alſo von 880 Fuß, wie Newtons Theorie angab, auf 1027 Fuß, wie die Erfahrung angiebt*)1. Th. S. 325..
Auch die Erfahrung, daß die Luft in großen Hoͤhen kaͤlter iſt, findet hier ihre Erklaͤrung. Wenn die Luft in der Naͤhe der Erde erhitzt iſt, ſo ſteigt ſie in die Hoͤhe und verduͤnnt ſich, wird aber eben dadurch faͤhig, die mehrere Waͤrme ſo in ſich aufzunehmen, daß keine Erhoͤhung der Temperatur mehr ſtatt findet. Man hat geſucht, das Geſetz dieſer Waͤrme-Abnahme in der Hoͤhe durch Schluͤſſe, die auf die veraͤnderte Waͤrmecapacitaͤt ſich gruͤnden, zu beſtimmen; aber dazu ſcheint noch die vorhandene Zahl von Erfah - rungen nicht hinzureichen.
Auch bei feſten Koͤrpern aͤndert ſich die Waͤrmecapacitaͤt, indem ſie ſich ausdehnen, und die Unterſuchungen, von Wilh. Weber angeſtellt, welche dieſes ergeben, dienen zu einem recht ſchoͤnen Beweiſe, wie oft eine Lehre durch eine ſcharfſinnige Anwendung einer andern Lehre eine Erweiterung erhaͤlt. Die Toͤne der trans - verſal ſchwingenden Saiten ſind es, aus denen Weber jene Un - gleichheit der ſpecifiſchen Waͤrme bei ungleicher Ausdehnung her - geleitet hat, indem er die Anzahl ihrer Schwingungen aus der Abzaͤhlung der ſogenannten Schwebungen genau beſtimmte. Dieſe Schwebungen hoͤrt man, als ein periodiſches Anſchwellen des To - nes, wenn zwei toͤnende Koͤrper faſt genau einerlei Schwingungszeit haben, indem in dieſem Falle unſer Ohr zwar keine Ungleichheit des Tones mehr empfindet, aber doch beim gleichzeitigen Toͤnen unter - ſcheidet, daß im einen Augenblicke die einzelnen Vibrationen ſtrenge zuſammen treffen, im andern nicht. Machte z. B. die eine Saite 1000 Vibrationen in 1 Sec., die andre 1001, ſo wuͤrden die 1000ſte der einen mit der 1001ſten der andern genau eintreffen, ſtatt daß die Vollendung der 500ſten und der 501ſten am meiſten78 aus einander laͤge; und dieſes macht ſich dem Ohre durch eine etwas groͤßere Fuͤlle des Tones in jenem, durch eine etwas vermin - derte Staͤrke in dieſem Falle kenntlich; in jeder Secunde koͤmmt in dieſem Falle eine ſolche Schwebung vor. Zaͤhlt man alſo in einem andern Falle 15 Schwebungen in 5 Secunden, ſo ſchließt man, daß die eine Saite 3 Schwingungen in 1 Sec. mehr macht als die andre, oder bei der Vergleichung der Saite mit der Stimm - gabel, daß die Saite eine Schwingung mehr oder weniger in ⅓ Sec. macht, als die Stimmgabel.
Es iſt Ihnen aus der Lehre vom Schalle bekannt, daß die Toͤne einer beſtimmten, immer gleich langen Saite von der Span - nung derſelben abhaͤngen; aber da die Waͤrme die Saite verlaͤn - gern wuͤrde bei gleicher Spannung, ſo nimmt ſie der in unveraͤn - derlicher Laͤnge aufgeſpannten Saite einen Theil ihrer Spannung, der Ton wird daher bei der Erwaͤrmung etwas tiefer. Und nun wird es leicht ſein, die Weberſchen Verſuche zu verſtehen. Den - ken Sie ſich eine aufgeſpannte Saite, die genau in der Mitte durch eine zweckmaͤßige Klemme feſtgehalten wird, ſo daß die Vibra - tionen des eines Theiles den andern nicht mit erſchuͤttern, und daß man den einen ſchaͤrfer ſpannen kann, waͤhrend der andre ſeine Spannung behaͤlt. Hat man ſo beide Theile ungleich geſpannt, ſo wird man aus der Ungleichheit der vollkommen ſcharf beſtimmten Toͤne die Ungleichheit der Spannung beurtheilen koͤnnen, und wenn man durch Loͤſung der Klemme die beiden Theile vereinigt, ſo wer - den ſie eine gemeinſchaftliche und gleiche Spannung bekommen, woraus dann, wenn man die Klemme wieder feſt anſchraubt, ein leicht zu berechnender gleicher Ton fuͤr beide Haͤlften hervorgeht. Aber nach dieſem Loͤſen der Klemme zeigt ſich eine Verſchiedenheit des Tones, wenn man dieſes Loͤſen nur einen Augenblick dauern laͤßt, in Vergleichung gegen den, welchen man bei laͤngerer Dauer der Verbindung erhaͤlt. Offenbar theilt ſich im Augenblicke des Loͤſens der Klemme (ſchon in ¼ Sec. wie Weber bemerkt,) die Spannung auf beide Theile gleich aus, und der ſchaͤrfer geſpannte Theil verdichtet ſich alſo waͤhrend der matter geſpannte Theil ſich ein wenig ausdehnt; bliebe dabei die Temperatur beider Theile im ſtrengſten Sinne ungeaͤndert, ſo wuͤrde auch bei der kuͤrzeſten Dauer79 der Verbindung die gleiche Spannung beider Theile auch eine gleiche Ausdehnung bewirken, und der Ton, den beide Theile geben, wuͤrde gleich ſein, und derſelbe ſein, wie bei laͤnger dauernder Ver - bindung beider Theile; dagegen muß, wenn in dem Augen - blicke der gleichen Spannung der ſich verdichtende Theil eine etwas hoͤhere Temperatur annimmt, der ſich ausdehnende Theil etwas an Temperatur verliert, nach der Herſtellung gleicher Waͤrme der Ton beider Theile ſich ungleich zeigen, wenn die Verbindung nicht lange genug gedauert hatte, um jenen Temperatur-Unterſchied voruͤbergehen zu laſſen. Einer der Verſuche Webers wird dies voͤllig erlaͤutern. Eine 514 Linien lange Stahlſaite, deren beide Haͤlften von 257 Lin. auf die angegebene Weiſe getrennt waren, wurde in der erſten Haͤlfte durch 1006, in der zweiten durch 7000 Grammen geſpannt. Bei der mittleren Spannung gab jede der beiden Haͤlften einen ſehr wenig tiefern Ton, als die f Stimmgabel, ſo daß, wenn man nach laͤngerer Verbindung beider Theile (nach laͤngerer Loͤſung der Klemme) beide ſchwingen ließ, der erſte in $$\frac{4}{3}$$ Sec. der andre in ⅖ Sec. eine Schwingung weniger als die Stimm - gabel machte; aber wenn man die Loͤſung der Klemme nur ¼ Sec. dauern ließ, und dann (nach Wiederherſtellung gleicher Temperatur, die ſehr ſchnell eintritt,) die Toͤne pruͤfte, ſo machte der erſte Theil 3 Schwingungen in 5 Secunden weniger, der zweite Theil 3 Schwin - gungen in 5 Secunden mehr als im vorigen Falle. Bei ſo kurzer Dauer der Oeffnung der Klemme hatte naͤmlich zwar die Span - nung ſich im erſten Augenblicke ausgeglichen, aber die erſte, dabei neu ausgedehnte Haͤlfte hatte eine geringe Erniedrigung der Tem - peratur erlitten, und als dieſe durch Zutritt der Waͤrme von außen gehoben war, zeigte dieſe Haͤlfte eine etwas mattere Spannung als die andre Haͤlfte, die, im erſten Augenblicke etwas erwaͤrmt, gleiche Spannung, jetzt abgekuͤhlt, ſtaͤrkere Spannung zeigte. Dieſe durch die Schwebungen hoͤrbar werdende Differenz der Spannung verraͤth alſo, daß die Verlaͤngerung der Saite durch vermehrte Spannung ſie faͤhig macht, mehr Waͤrme aufzunehmen oder eine momentane Temperatur-Erniedrigung bewirkt, das iſt, bei der Ausdehnung nimmt die Waͤrmecapacitaͤt, die ſpecifiſche Waͤrme, der feſten Koͤrper zu. Bei jenem Verſuche mußten, nach der ver -80 betragen, aber ſo ſchnell voruͤbergehend, daß an eine Meſſung mit dem Thermometer nicht zu denken waͤre*)Poggend. Annal. XX. 179. .
Auch wenn die Waͤrme ſelbſt eine Ausdehnung der feſten Koͤrper hervorbringt, ſo findet dabei eine Zunahme der ſpecifiſchen Waͤrme ſtatt, und Eiſen, das ſchon bis 350 Grad erwaͤrmt iſt, bedarf eine groͤßere Waͤrmemenge, um ſich bis 360 Gr. zu erwaͤr - men, als Eiſen von 50 Gr. noͤthig hat, um die Waͤrme von 60 Gr. zu erlangen. Der Unterſchied betraͤgt ſo viel, daß in jenem Falle 8 Pfund Eiſen ungefaͤhr ſo viel Waͤrme als in dieſem Falle 9 Pfund Eiſen fordern, wenn ſie ſich um einen Grad erhitzen ſollen.
Aus dieſem Grunde ſind die Beſtimmungen hoͤherer Tempera - turen, die man durch Miſchung oder durch Eintauchen in einen fluͤſſigen Koͤrper erhaͤlt, unſicher; denn wenn man zum Beiſpiel 1 Pfund gluͤhendes Kupfer in 10 Pfund Waſſer von 0° Waͤrme tauchte und dadurch die Waͤrme des Waſſers um 10 Gr. ſteigen ſaͤhe, ſo wuͤrde man ſchließen, 1 Pfund Waſſer haͤtte ſich auf 100 Grad erhitzen muͤſſen, und weil kaltes Kupfer etwa nur $$\frac{1}{9}$$ ſo viel Waͤrme als Waſſer fordert, um gleiche Temperaturgrade zu erlan - gen, ſo wuͤrde man dem gluͤhenden Kupfer eine Waͤrme von 1000 Grad beilegen, damit ein Waͤrmeverluſt von 900 Grad beim Kupfer und ein Waͤrmegewinn von 100 Gr. beim Waſſer eine gemeinſchaftliche Waͤrme von 100 Gr. hervorbringe; wenn aber die ſpecifiſche Waͤrme des erhitzten Kupfers groͤßer, zum Beiſpiel $$\frac{1}{7}$$ , waͤre, ſo wuͤrde eben jener Verſuch die Hitze des gluͤhenden Kupfers nur 800 Gr. angeben, naͤmlich 700 Gr. Waͤrmeverluſt zu 100 Gr. Waͤrmegewinn. So iſt alſo dieſes ſehr paſſend ſcheinende und oft faſt einzig anwendbare Mittel, um ſehr hohe Temperaturen abzu - meſſen, doch nur in ſehr weiten Grenzen brauchbar, und lehrt uns die Hitze gluͤhender Koͤrper und aͤhnliche hohe Waͤrmegrade nicht genau kennen, ja ſelbſt die Miſchungen gleicher Maſſen ungleich erwaͤrmter aber gleichartiger Koͤrper geben nicht im allerſtrengſten Sinne ein Maaß wahrer Waͤrme.
Die ſehr ungleiche Groͤße der ſpecifiſchen Waͤrme der Koͤrper, die ſich weder nach der Dichtigkeit, noch nach der Leitungsfaͤhigkeit fuͤr die Waͤrme, noch nach andern Ungleichheiten, an die man etwa denken koͤnnte, richtet, ſcheint am meiſten mit dem Atomen - gewichte der Koͤrper in Verbindung zu ſtehen. Dulong und Petit ziehen aus ihren Verſuchen den Schluß, daß die Atome aller einfachen Koͤrper gleiche Capacitaͤt fuͤr die Waͤrme haben. Die ſpecifiſche Waͤrme des Eiſens verhaͤlt ſich zu der des Schwefels ungefaͤhr wie 11 zu 19, oder gleich ſchwere Stuͤcke Eiſen und Schwefel fordern, um gleiche Temperaturen zu erlangen, Waͤrme - mengen im Verh. 11 zu 19; die Anzahl der Atome in gleichen Gewichten dieſer beiden Koͤrper muͤßte alſo nach dem angegebenen Geſetze wie 11 zu 19 ſein, oder die Gewichte der Atomen muͤßten ſich umgekehrt wie 19 zu 11 verhalten. Nach andern Beſtimmun - gen*)Th. II. S. 52. verhalten ſie ſich wie 339 zu 201, das iſt wie 19 zu 11¼, und eine aͤhnliche Uebereinſtimmung findet ſich bei mehrern Koͤr - pern; doch iſt die Unterſuchung wohl noch nicht ſo weit fortgefuͤhrt, daß man dieſes Reſultat als ganz erwieſen anſehen duͤrfte, und Poggendorff macht dabei die ſehr gegruͤndete Bemerkung, daß die ſpecifiſche Waͤrme feſter Koͤrper bei ungleichen Temperaturen eine Aenderung leidet, da doch das Atomengewicht ungeaͤndert bleibt, alſo jenes Geſetz nicht ſtrenge richtig ſein koͤnne.
Daß bei Compreſſionen der Luft Waͤrme frei wird, weil die Luft dann eine geringere Waͤrmecapacitaͤt hat oder die Waͤrme nicht mehr in ſich enthalten kann, iſt ſchon fruͤher angefuͤhrt. Ei - nigermaßen aͤhnlich iſt die bemerkbare Waͤrme, die entſteht, wenn trockne Pulver Feuchtigkeit in ſich aufnehmen. Hier werden die fluͤſſigen Koͤrper mit großer Gewalt von den feſten angezogen, und vielleicht (ſo wie die Luft, wenn ſie von Kohle abſorbirt wird,) ver - dichtet, wobei dann Waͤrme frei werden koͤnnte.
III. F82Man rechnet hieher auch einige chemiſche Verbindungen, die ſich beim Zuſammenmiſchen erhitzen. Wenn man Schwefelſaͤure in Waſſer gießt, ſo entſteht eine ſehr ſtarke Erhoͤhung der Tempe - ratur, die man auf folgende Weiſe zu erklaͤren pflegt*)G. G. Schmidt Handb. d. Naturl. 1826. S. 413.. Das Waſſer nimmt, indem es ſich chemiſch mit der Saͤure verbindet, einigermaßen die Natur der Saͤure an, das iſt, ſeine ſpecifiſche Waͤrme geht von 1 auf ⅓ herab; alſo werden von dem geſammten im Waſſer enthaltenen Waͤrmeſtoffe zwei Drittel frei und durch Tem - peratur-Erhoͤhung fuͤhlbar. Laͤge nun der abſolute Nullpunct der Waͤrme 750 Cent. Gr. unter Null, ſo wuͤrden 500 Waͤrmegrade — wenn dieſer uneigentliche Ausdruck verſtattet iſt, — frei, oder Waͤrme, die ihrer Quantitaͤt nach eine Erhoͤhung der Temperatur von 500 Graden bewirken koͤnnte, erhielte hier eine freie Thaͤtig - keit, wodurch denn allerdings die große Erhitzung erklaͤrt wuͤrde. Aehnliche Beiſpiele ſind zahlreich vorhanden. Die Erhitzung des Kaltes beim Loͤſchen; die bis zum Entzuͤnden gehende Erhitzung, wenn man gleiche Theile concentrirte rauchende Salpeterſaͤure und Schwefelſaͤure gemiſcht zu ebenſo viel Terpentin-Oel gießt, u. ſ. w. — Ob aber jene Erklaͤrung die richtige ſei, ſcheint immer noch zweifelhaft, und Dulong und Petit behaupten geradezu, daß die auf ſolche Weiſe entwickelten Waͤrmemengen gar in keinem Verhaͤltniſſe zu den Waͤrmecapacitaͤten der gemiſchten Koͤrper ſtehen, und daß, nachdem dieſe Waͤrme frei geworden, ſich keine vermin - derte Waͤrmecapacitaͤt der Miſchung zeigt. Dieſe und aͤhnliche Erzeugungen von Waͤrme ſind daher noch im hoͤchſten Grade raͤthſelhaft.
Man hat auch die thieriſche Waͤrme, die allerdings durch das Athmen großen Theils hervorgebracht wird, aus der ungleichen Capacitaͤt des Sauerſtoffgas und des kohlenſauren Gas zu erklaͤren geſucht, ſie ſei naͤmlich der frei werdende Waͤrme-Ueberſchuß, den ein gleiches Volumen Sauerſtoffgas mehr enthalte, als ein gleiches Volumen kohlenſaures Gas; aber auch dieſe Erklaͤrung iſt nicht ſo genuͤgend, als man anzunehmen geneigt war.
Aber ſelbſt viel bekanntere Erſcheinungen ſind noch ebenſo wenig erklaͤrt. Es iſt eine unter den ungebildetſten Voͤlkern be - kannte, ſeit Jahrtauſenden bekannte, Erfahrung, daß Reibung zweier Koͤrper an einander Waͤrme hervorbringt; unſer Feuerſchla - gen iſt ein ſolches Mittel, Waͤrme zu entwickeln; bei Maſchinen, ſelbſt bei Wagenraͤdern, kann ein Brennen durch zu ſtarke Reibung entſtehen; manche Voͤlker bringen das Entzuͤnden durch Reiben von Hoͤlzern hervor. Es iſt alſo die Erſcheinung deutlich genug, daß beim Reiben Waͤrme frei wird. Da bei ploͤtzlichem Zuſammen - preſſen, beim Haͤmmern und in aͤhnlichen Faͤllen eben das geſchieht, ſo iſt der Schluß nicht ganz unangemeſſen, daß bei der Aenderung des Volumens der feſten Koͤrper, ſo wie bei den Luft-Arten, die Waͤrmecapacitaͤt veraͤndert wird, durch Druck Waͤrme frei wird. Dieſe Hypotheſe laͤßt ſich vertheidigen; denn da wir gar nicht wiſſen, welche ſehr große Menge Waͤrmeſtoff vielleicht noch ſelbſt in den Koͤrpern vorhanden iſt, die eine niedrige Temperatur haben, ſo enthaͤlt es nichts Ungereimtes, wenn wir ſagen, indem dieſe Waͤrme auch nur aus den an der Oberflaͤche liegenden Theilchen ausgetrie - ben wird, mache ſie ſich als fuͤhlbare Waͤrme kenntlich, und da die Zuleitung von innen her immer neue Waͤrme darbietet, ſo koͤnnen dieſe Waͤrme-Erzeugungen faſt unerſchoͤpflich fortdauern. Um dieſe Hypotheſe durchzufuͤhren, ſteht es uns frei, jenen Vorrath an Waͤrmeſtoff, der in den Koͤrpern vorhanden iſt, uͤberaus groß anzu - nehmen, indem es keine Erfahrung giebt, die darin unſern Voraus - ſetzungen Grenzen ſetzte. Aber obgleich ſich ſo die Hypotheſe wohl glaublich machen laͤßt, ſo darf man doch auch nicht verhehlen, daß ſie ſich auf gaͤnzlich ungewiſſe Behauptungen ſtuͤtzt, und daß ſie daher auch gar wohl ganz irrig ſein kann. Auffallend iſt hier ſchon die ſehr große Waͤrme, die beinahe augenblicklich hervorgeht, und die Unerſchoͤpflichkeit dieſer Waͤrmequelle. Sind es auch beim Feuerſchlagen nur ſehr kleine Stahltheilchen, die gluͤhend werden, und iſt alſo der Waͤrme-Aufwand auch nur dieſen kleinen Maſſen entſprechend, ſo iſt doch auch die Zahl der bei einem leichten Schlage comprimirten Theile ebenfalls geringe, und dieſe wenigen in ihrem Volumen veraͤnderten Theile muͤſſen jene Waͤrme hergegeben haben. Und dieſe Waͤrme-Erzeugung geht unvermindert vor, wie langeF284man auch den Verſuch fortſetze. Rumfords Verſuche heruͤber ſind am vollſtaͤndigſten ausgefuͤhrt; bei einem Drucke von 10000 Pfund und einer nicht einmal ſehr ſchnellen Drehung von Metall in Metall brachte er das die gedrehte Metallmaſſe umgebende Waſ - ſer, welches 19 Pfund betrug, zum Kochen, und die Waͤrme ſchien ſich unaufhoͤrlich zu erzeugen. Dieſe Waͤrme-Entwickelung findet auch im luftleeren Raume ſtatt.
Rumford und andre Phyſiker haben dieſe Verſuche als fuͤr die Immaterialitaͤt der Waͤrme ſprechend angeſehen, indeß muß man wohl richtiger ſagen, ſie ſcheinen nach der Anſicht dieſer Phyſiker ſich beſſer durch eine Undulation des Waͤrmeſtoffs als durch ein Ausſtroͤmen und Mittheilen desſelben zu erklaͤren. Setzt man naͤm - lich voraus, eben jener Aether, aus deſſen Vibrationen man die Erſcheinungen des Lichtes erklaͤrt, bringe durch ſeine Vibrationen auch auf unſer Gefuͤhl die Empfindung der Waͤrme hervor, ſo ließe ſich es wohl denken, daß hier die mechaniſche Erſchuͤtterung jene Vibrationen bewirke, und ſie wiederholt und unerſchoͤpflich erneuert bewirke, wenn ſich jene Erſchuͤtterung erneuert. Aber ſo manche andre Erſcheinungen ſind doch weit mehr geeignet, einen Uebergang des Waͤrmeſtoffes von einem Koͤrper zum andern anzu - deuten, ſo daß es mir ſchwer wird, mich fuͤr dieſe Undulationstheorie zu erklaͤren; und ich weiß auch nicht, ob irgend jemand ſchon dieſe Theorie mit einigem Gluͤcke in recht klarer Entwickelung auf die uͤbrigen Erſcheinungen der Waͤrme, wo ſo oft eine quantitative Abmeſſung ſich anzudeuten ſcheint, angewandt hat. Runcke's Gedanke, daß einige Phaͤnomene nicht ſowohl aus einem Ueberſtroͤmen oder einer Vermehrung des Waͤrmeſtoffs entſtehen, als vielmehr aus Schwingungen, verdient wohl naͤhere Beruͤckſich - tigung, indem es wenigſtens gewiß iſt, daß in andern Faͤllen der - gleichen weſentlich verſchiedene Erſcheinungen vorkommen, und der - jenige, der alle Bewegungen der Luft oder des Waſſers als ſtroͤmende erklaͤren wollte, ebenſo ſehr fehlen wuͤrde; als der, welcher alles auf Wellen zuruͤckzufuͤhren ſuchte. Indeß, welche Auskunft man auch ergreife, immer ſcheinen wir noch in Beziehung auf die zuletzt erwaͤhnten Erſcheinungen weiter als in andern Lehren von dem, was wir Gewißheit nennen, entfernt zu ſein.
Weit beſſer als die zuletzt angefuͤhrten Erſcheinungen laſſen ſich diejenigen erklaͤren, die mit dem Fluͤſſigwerden des Eiſes und mit der Verwandelung des Waſſers in Dampf verbunden ſind. Wenn man an ſehr kalten Tagen ein Thermometer, das ganz von Eis umgeben iſt, beobachtet, ſo ſteht es oft ſehr tief unter dem Nullpuncte; bringt man es ſo in einen waͤrmeren Raum, ſo wird das Eis erwaͤrmt und das Thermometer ſteigt bis es den Nullpunct erreicht hat, dann aber zeigt es, obgleich immer neue Waͤrme zufließt, keine Temperatur-Erhoͤhung an waͤhrend das Eis ſchmilzt, ſondern das Thermometer bleibt auf Null bis ſich das geſammte Eis in Waſſer verwandelt hat. Offenbar iſt alſo ein Aufwand von Waͤrme noͤthig, um aus Eis Waſſer zu machen, und die waͤhrend der ganzen Zeit des Schmelzens zuſtroͤmende Waͤrme wird auf dieſe Form-Aenderung, auf dieſe Aenderung des Aggregatzuſtandes, verwandt. Auf aͤhnliche Weiſe wird Waͤrme gebunden, um Waſſer in Daͤmpfe zu verwandeln, und ſowohl jener als dieſer Waͤrme-Aufwand hat ſeine genau beſtimmte Groͤße, die man in folgenden Zahlen uͤberſehen kann. Nimmt man eine Eis - maſſe von - 10 Gr. Cent. und bringt dieſe an ein immer gleich erwaͤrmendes Feuer, das gerade ſo gewaͤhlt iſt, daß in 4 Minuten die Temperatur des Eiſes bis 0° ſteigt, ſo ſollte man erwarten, daß in den folgenden 4 Minuten ein neues Steigen des Thermo - meters bis auf + 10° ſtatt finden werde, aber das erfolgt nicht, ſondern 30 Minuten lang kann jene Waͤrme gleichfoͤrmig zuſtroͤ - men, ohne etwas anders als die voͤllige Schmelzung des Eiſes zu bewirken. Sobald alles Eis in Waſſer verwandelt iſt, ſteigt das mit Waſſer umgebene Thermometer in 40 Minuten bis zum Koch - puncte, bleibt aber, waͤhrend das Waſſer kocht, hier wieder ſtehen, und 210 Minuten lang aͤndert ſich die Temperatur des Waſſers86 nicht, am Ende dieſer Zeit aber iſt alles Waſſer gaͤnzlich in Dampf verwandelt. Es wird alſo ebenſo viel Waͤrme erfordert, um 1 Pfund Eis in Waſſer zu verwandeln, als 1 Pfund Waſſer auf 75 Gr. Centeſ. (60° R.) zu erhitzen, und es wird ebenſo viel Waͤrme erfor - dert, um 1 Pfund Waſſer in Dampf zu verwandeln, als 1 Pfund Waſſer auf 525° Cent. (420° R.) oder als 10 Pfund Waſſer auf 52 ½° Cent. zu erhitzen*)In jenen Zeit-Angaben wuͤrde man naͤmlich in 30 Min. ein Steigen auf 75°, in 210 Min. ein Steigen um 525° erwarten..
Der eben beſchriebene Verſuch, obgleich er recht paſſend iſt, um die Ueberſicht der Erſcheinungen darzuſtellen, ſcheint doch eben nicht geeignet, um jene Zahlen mit großer Genauigkeit zu erhalten; aber andre Verſuche zeigen eben das, was ich hier angegeben habe. Um zuerſt bei dem Schmelzen des Eiſes ſtehen zu bleiben, ſo ließe ſich der dazu noͤthige Waͤrme-Aufwand am beſten durch den Eis - Apparat von Lavoiſier beſtimmen; bringt man in denſelben 1 Pfund Waſſer von 70 Gr. warm, ſo betraͤgt das geſchmolzene Eis noch nicht 1 Pfund, erſt bei 75 Gr. C. iſt dieſes der Fall, und es beſtaͤtigt ſich alſo jene Behauptung, und das ſchon oben ange - wandte Waͤrmemaaß, welches von der Schmelzung einer beſtimm - ten Eismenge hergenommen wurde, erhaͤlt hier ſeine voͤllige Er - klaͤrung.
Dieſe latent werdende Waͤrme wird bloß verbraucht, um Fluͤſ - ſigkeit hervorzubringen; und ſo wie ſie bei Waſſer erforderlich iſt, ſo iſt auch bei andern Koͤrpern mit dem Schmelzen Waͤrme-Aufwand verbunden, ſo daß waͤhrend des Schmelzens die Temperatur nicht hoͤher ſteigt. Man kann hieran mit Recht die Frage anſchließen, ob auch umgekehrt Waͤrme frei wird, wenn das Waſſer ſich in Eis verwandelt, und es ſcheint auffallend, daß wir dies ſo wenig deutlich bemerken. Der Grund hievon liegt ohne Zweifel darin, daß das Gefrieren ſo langſam ſtatt zu finden pflegt, daß die Waͤrme in den umgebenden Koͤrpern ſich zu zerſtreuen Zeit findet, und es wuͤrde ſchwierig ſein, etwa mit einem viel kaͤlteren Gefaͤße den Verſuch anzuſtellen. Indeß giebt es einen Fall, wo ſich dieſe Waͤrme - Entwickelung beim Gefrieren doch zeigt. Das Waſſer laͤßt ſich naͤmlich, wenn man ſeine Oberflaͤche mit Oel bedeckt und es vor87 aller Erſchuͤtterung ſichert, bis mehrere Grade unter Null abkuͤh - len, ohne daß es in Eis verwandelt wird; bringt man aber, nach - dem dies gegluͤckt iſt, eine kleine Erſchuͤtterung hervor, ſo erfolgt das Gefrieren in einem Augenblicke und das Thermometer ſteigt bis auf Null, das heißt, im Gefrieren wird ſo viel Waͤrme frei, daß das bis zu mehrern Graden unter Null erkaͤltete Waſſer, Thermo - meter und Gefaͤß nun wieder die Nulltemperatur erhaͤlt.
Auch fuͤr andre Koͤrper hat man die Waͤrme, die bei dem Fluͤſſigwerden latent wird, zu beſtimmen geſucht. Bei den Me - tallen, die erſt in ſehr hohen Hitzegraden ſchmelzen, ſcheint dies nach Rudbergs Beobachtungen am beſten durch die Beobachtung der Abkuͤhlungszeiten von 10 zu 10 Grad zu geſchehen. Man be - merkte naͤmlich, daß ſehr erhitztes geſchmolzenes Zinn von 290° auf 280° Cent. in 14 Sec., von 240 bis 230° in 23 Sec. abkuͤhlte, aber von 230 bis 220 Gr., wo es feſt wird, 560 Sec. Zeit ge - brauchte; man ſchließt alſo mit Recht, daß in dieſer ſo ſehr langen Zeit nicht allein die freie Waͤrme, ſondern auch die im fluͤſſigen Zinn latente Waͤrme verloren geht, und dadurch die Verzoͤgerung der Abkuͤhlung ſtatt findet. Dieſer Schluß iſt um deſto mehr be - gruͤndet, da nachher die Abkuͤhlung wieder ſchneller fortgeht und zum Beiſpiel in dem vorigen Verſuche die Abkuͤhlung des feſten Zinnes von 220° bis 210° nur 33 Sec. forderte. Rudberg ſchließt aus dieſen Verſuchen, daß ein Gewichttheil fluͤſſiges Zinn ſo viel Waͤrme latent enthaͤlt, als erforderlich iſt, um 1 Gewichttheil Waſſer 13⅓ Grad zu erwaͤrmen, und dieſes iſt ungefaͤhr ſo viel Waͤrme, als noͤthig iſt, um ein Gewichttheil Zinn um 220 Grad zu erwaͤrmen*)Poggend. Ann. XIX. 125, XX. 284. u. Gilb. Ann. XXXVIII. 305.. Dieſe Rechnung iſt unſicher, da wir die ſpecifiſche Waͤrme des ſo ſehr erhitzten Zinnes nicht genau kennen, indeß zeigt ſie doch, daß auch hier viel Waͤrme frei wird, wenn der Zuſtand der Feſtigkeit eintritt; und bei Blei, welches mit 320° Cent. ſchmilzt, findet etwas Aehnliches ſtatt, doch iſt die Waͤrme, die 1 Gewichttheil Blei im Schmelzen aufnimmt, nur ſo groß, daß ſie 1 Gewichttheil Waſſer um beinahe 6 Grad erhitzen koͤnnte.
Der Grund, warum außer einer niedrigen Temperatur auch einige Bewegung erfordert wird, damit Eis entſtehe, ſcheint in der regelmaͤßigen Bildung der Eiscryſtalle zu liegen, bei welcher die Theilchen nicht ganz in der Anordnung bleiben, welche ſie im Waſſer hatten, und die daher eine Erſchuͤtterung, damit die neue Anord - nung der Theilchen eintrete, fordert. Wirklich aber zeigt ſich uns eine ſolche beſtimmte Anordnung, indem das Eis Cryſtalle bildet. Wir ſehen die Eisnadeln und Eisblaͤttchen in einem Gefaͤße ſich immer unter Winkeln von 60 Graden an einander anſetzen, und die Zwiſchenraͤume zwiſchen dieſen fuͤllen ſich mit kleinern, ebenſo geneigten Nadeln aus. Wir ſehen dieſe Eisbildung am leichteſten und auch faſt am vollſtaͤndigſten bei dem Gefrieren der Fenſter - ſcheiben, deren duͤnne Waſſerſchichte ſich gern mit großer Regel - maͤßigkeit in Cryſtalle bildet. Iſt an einer Fenſterſcheibe nur ſehr wenig Feuchtigkeit, ſo finden wir einzelne ſechsſpitzige Sterne auf ihr, die ſich nur, wenn es zu ſehr an Feuchtigkeit gefehlt hat, nicht vollkommen zu ſechsſpitzigen Sternen ausbilden. Iſt die Glas - ſcheibe ganz mit einer duͤnnen Schichte Waſſer bedeckt, ſo ſchießen einzelne Eisnadeln an und an dieſe fuͤgen ſich unter dem Winkel von 60 Graden andre Nadeln, die oft ſehr ſchnell zunehmen, oft in parallelen Richtungen einen bedeutenden Raum fuͤllen. So entſtehen die Blumen an den Fenſtern, bei denen die Kruͤmmung der einzelnen Nadeln wohl theils von Ungleichheiten im Glaſe, theils von der mehr oder minderen Dicke der Waſſerſchichte herruͤhrt. Man hat dieſe Regelmaͤßigkeit der Cryſtalle als ſechseckige und dreieckige Prismen auch oft bei groͤßern Eismaſſen gefunden; Clarke aber glaubt gefunden zu haben, daß die eigentlich urſpruͤng - liche Geſtalt der Eiscryſtalle das Rhomboid mit Winkeln von 60 und 120 Graden ſei, daß aus dieſem ſich die groͤßern Eiscryſtalle zuſammenſetzen, daß aber nur bei einem ſehr langſamen Gefrieren, bei gelinder Kaͤlte, dieſe Grundform kenntlich bleibe*)Gehlers Woͤrterb. Th. III. S. 111..
Eben dieſe Bildung in Eisnadeln, an welche ſich feinere Eisnadeln unter dem Winkel von 60 Gr. anſetzen, zeigt der Reif und noch ſchoͤner der Schnee. Bei ſtarkem Froſte, am beſten wenn89 nur wenige und kleine Schneefloͤckchen fallen, hat der Schnee bis ganz reine Geſtalt ſechsſpitziger Sterne oder ſechseckiger Blaͤttchen; bei andern Schneecryſtallen haben ſich Nadeln unter dem Winkel von 60° zuſammengefuͤgt, oder es haben ſich Verbindungen von regelmaͤßigen Sechs-Ecken gebildet, und ſo entſtehen die in Fig 18. dargeſtellten und noch viel mannigfaltigere Formen der Schnee - cryſtalle. Bei recht kalter und mit wenig Duͤnſten beladener Luft ſieht man wohl einzelne Eisnadeln, noch nicht zu Sternen verbun - den, ohne Zweifel aber von dreieckig prismatiſcher oder von rhom - boidiſcher Form herabfallen. Wenn ſich die Schneecryſtalle zahl - reicher bilden, ſo haͤngen ſie ſich an einander und bringen die eigent - lichen Schneeflocken hervor, die ſich am unregelmaͤßigſten an ein - ander gehaͤngt bei gelindem Froſte zeigen, aber immer aus jenen regelmaͤßig gebildeten kleinen Cryſtallen hervorgehen.
Das Eis iſt ſpecifiſch leichter als Waſſer ungefaͤhr in dem Verhaͤltniſſe 9 zu 10; es findet alſo beim Gefrieren eine Ausdeh - nung, eine Zunahme des Volumens, ſtatt. Dieſe iſt ſo gewaltſam, daß ſie die Gefaͤße, worin das Waſſer eingeſchloſſen iſt, zerſprengt, und wo das Waſſer oben eine freie Oberflaͤche hat, dieſer eine ge - woͤlbte Geſtalt giebt. Die Gewalt, mit welcher ſich hier das Eis ausdehnt, iſt ſehr groß, ſo daß eine hohle Eiſenkugel von 15½ Zoll innerm Durchmeſſer und 2¾ Zoll dicken Waͤnden vom Eiſe zer - ſprengt wurde, alſo eine Kraft, die man auf Millionen Pfunde ſchaͤtzen kann, ausgeuͤbt wurde*)Um ungefaͤhr die Groͤße der entſtandenen Bruchflaͤche zu beſtim - men, dient die Angabe, daß ein Stuͤck von 150 Pfund fortgeſchleudert wurde. 150 Pfund Eiſen ſind ungefaͤhr 470 Cubiczoll, alſo 170 Qua - dratzoll der Kugel-Oberflaͤche; die ganze Kugel-Oberflaͤche betrug un - gefaͤhr 1000 Quadratzoll; rechne ich den Umfang jenes Stuͤckes zu 45 Zoll, die Bruchflaͤche auf reichlich 100. Quadratzoll, ſo kann man die erforderliche Kraft wohl auf 2600000 Pfund rechnen, wie Runcke ſie beſtimmt. Gehlers Woͤrterb. III. 115.. Man hat aͤhnliche Verſuche oͤfter angeſtellt und immer gleich auffallende Kraͤfte gefunden, dabei aber auch bemerkt, daß das Waſſer erſt, indem es ſich mehr Raum90 gemacht hat, zum Gefrieren koͤmmt, und ungefroren bleibt, wenn die Feſtigkeit des Koͤrpers kein Zerſprengen geſtattet. Dies zeigte ſich bei Williams Verſuchen dadurch, daß einmal der ſchließende Stoͤpſel bei — 17° Reaum. herausgedraͤngt und 62 Fuß weit fortgeſchleudert, dabei aber auch ein offenbar erſt in dieſem Augen - blicke ſich bildender Eiscylinder hervorgedraͤngt wurde. Die große Gewalt, mit welcher hier die Anordnung in Cryſtallformen als nothwendige Bedingungen des Gefrierens gefordert wird, erhellt hieraus, und es iſt wohl offenbar, daß darin, nicht in der zufaͤllig eingeſchloſſenen Luft, der Grund der Ausdehnung des Eiſes zu ſuchen iſt. Man hat ſich uͤberdies auch uͤberzeugt, daß Waſſer, welches durch Auskochen frei von Luft geworden iſt, voͤllig ebenſo eine zerſprengende Kraft ausuͤbt.
Wegen dieſes vergroͤßerten Volumens ſchwimmt das Eis auf dem Waſſer, und wenn man das ſpecifiſche Gewicht desſelben = $$\frac{9}{10}$$ annimmt, ſo iſt allemal nur ein Zehntel der ſchwimmenden Eis - maſſe oberhalb des Waſſers, alſo bei ſchwimmenden Eisbergen auf dem Meere gewiß in den meiſten Faͤllen eine ſehr tief gehende Maſſe im Waſſer eingetaucht, obgleich nicht uͤber die Tiefe, ſondern nur uͤber die ganze Ausdehnung des unter dem Waſſer befindlichen Theiles ein Urtheil moͤglich iſt.
Eis und Schnee kommen auf der Erde in ſo manchen merk - wuͤrdigen Beziehungen vor, daß die phyſiſche Geographie oft davon zu reden Veranlaſſung hat, weshalb Sie auch mir geſtatten wer - den, etwas laͤnger bei den Erſcheinungen, die von ihnen abhaͤngen, zu verweilen. Die Polarmeere ſind mit ewigem Eiſe erfuͤllt und bekanntlich iſt darum die Fahrt in den noͤrdlichen Meeren ſo ſchwie - rig, ja zum Theil unmoͤglich. Merkwuͤrdig iſt in Beziehung auf die noͤrdlichen Meere, welche noch beſchifft werden koͤnnen, daß in der Gegend von Spitzbergen das Meer bis zu weit noͤrdlichern Breiten befahren werden kann, als an der groͤnlaͤndiſchen und aſia - tiſchen Kuͤſte. Offenbar iſt dies die Folge der aus ſuͤdlichen Gegen - den kommenden warmen Seeſtroͤme, die zwiſchen America und Europa bis zu ſehr noͤrdlichen Gegenden vordringen und das Eis dort waͤhrend des Sommers ſo unterbrechen, daß die Wallfiſchfaͤn -91 ger bis zum 80ſten Grade der Breite gelangen koͤnnen. Die Gren - zen des faſt ganz undurchdringlichen Eiſes, welche in der Gegend von Island und Spitzbergen eine ſo bedeutende Einbiegung haben, ſind indeß nicht voͤllig unveraͤnderlich, ſondern um die Jahre 18 bis 22 dieſes Jahrhunderts konnte man zu den oͤſtlichen Kuͤſten Groͤnlands gelangen, die ſeit vielen Jahren unzugaͤnglich geweſen waren. Dieſe Befreiung von Eiſe war dadurch entſtanden, daß vorzuͤglich im Jahre 1818 ungeheure Eismaſſen ſich abgeloͤſet hat - ten und nach Suͤden zu getrieben waren, ſo große Maſſen, daß Schiffe, die von Neufundland (in 47° Breite) abſegelten, viele Tage lang von Eis umgeben und ſo weit als das Auge reichte davon umgeben waren.
In jenen noͤrdlichen Meeren und vorzuͤglich in der Davis - ſtraße kommen Eisberge von mehr als 100 Fuß, ja bis 250 Fuß uͤber dem Waſſer und ſo tief gehend vor, daß ſie bei 600 Fuß Tiefe des Waſſers auf dem Grunde ſitzen bleiben. Sie ſind ſo zahlreich, daß Roß 700 auf einmal in der einen Haͤlfte des Hori - zontes zaͤhlte. Die Entſtehung dieſer ungeheuern Maſſen ſcheint vielleicht einzig oder doch wenigſtens vorzuͤglich an den Ufern der feſten Laͤnder ſtatt zu finden, und die Vermuthung, daß ſie von den Abhaͤngen der Berge ins Meer herab ſtuͤrzen, hat ſehr viel fuͤr ſich. Aber auch nachdem ſie ſo das Meer erreicht haben, koͤnnen ſie durch Regen und Schnee und durch feuchte Niederſchlaͤge aus der waͤrmern Luft noch ſehr zunehmen, daher denn auch ſich im Sommer oft oben auf denſelben aufgethautes ſuͤßes Waſſer findet. Diejenigen Eismaſſen dagegen, welche wenig uͤber das Waſſer her - vorragend die Eisfelder bilden, entſtehen auch mitten auf dem Meere, indem bei ſtaͤrkerer Kaͤlte das Waſſer ſich mit Eiscryſtallen fuͤllt, aus deren Vereinigung dann die oft Meilen weit verbreiteten, theils aus großen theils aus kleinen Stuͤcken beſtehenden, Eisfelder hervorgehen. Dieſe Eismaſſen ſetzen die jene Gegenden beſuchen - den Schiffer oft in die groͤßeſten Gefahren. Oft finden dieſe ſich durch ſchnell ſich vereinigende Eismaſſen ſo von Eis umgeben, daß ſie nirgends einen Ausweg ſehen, und den Bewegungen des Eiſes ganz und gar folgen muͤſſen. Dabei ereignet es ſich zuweilen, daß mehrere ungeheure Eisfelder ſo gegen einander draͤngen, daß Schiffe in Gefahr gerathen, von ihnen zerdruͤckt zu werden. Beſonders92 gefaͤhrlich ſoll es in ſolchen Faͤllen ſein, daß große Eismaſſen, die eine drehende Bewegung angenommen haben, durch dieſe mit aller der Gewalt, deren eine ſo große Maſſe faͤhig iſt, an einander ſtoßen, und ſich und alles, was ihnen in den Weg koͤmmt, zertruͤmmern. Andre Gefahren drohen den Schiffen von umſtuͤrzenden Eisbergen. Su - chen ſie bei Sturm zwiſchen Eisbergen Schutz, oder koͤnnen ſie nicht vermeiden, ſich in der Naͤhe derſelben laͤnger aufzuhalten, ſo ereig - net es ſich, daß die Eismaſſen zertruͤmmert herabſtuͤrzen und das Schiff beſchaͤdigen, oder daß ſie durch eine Veraͤnderung ihres Schwerpunctes, etwa dadurch daß große Stuͤcke unter Waſſer ſich von ihnen lostrennen, eine andre Lage annehmen, und ſo umſtuͤr - zend das Schiff bedecken. Oft erſtrecken ſich dieſe großen Eismaſſen unter dem Waſſer weiter ſeitwaͤrts als oben, und das Schiff befin - det ſich oberhalb eines Theiles der Eismaſſe; nimmt dann die ganze Maſſe eine etwas veraͤnderte Lage an, ſo hebt ſich zuweilen jener unter dem Waſſer befindliche Theil ploͤtzlich hervor und ſtoͤßt von unten an das Schiff oder hebt es aus dem Waſſer hervor. Wie dies geſchehen kann, zeigt Fig. 19., wo die Maſſe B, ſo lange ſie mit C vereinigt iſt, recht wohl in der angegebnen Stellung ſchwimmend bleiben kann, ſtatt daß die Maſſe B ſogleich umſtuͤrzen und das Schiff bei A bedecken wird, wenn ſich die Maſſe C los - trennte. Dagegen wuͤrde das Schiff bei A durch die Maſſe D aus dem Waſſer gehoben werden koͤnnen, wenn ſich ploͤtzlich der Theil E von der Eismaſſe D trennte, mit welcher er bisher verbunden war. Nirgends ſcheinen die dem Seefahrer drohenden Ungluͤcksfaͤlle ſo zahlreich und mannigfaltig zu ſein, nirgends ſcheinen ſie eine ſo unausgeſetzte Achtſamkeit auf alle Umſtaͤnde, ſo viel Entſchloſſen - heit, um ſchnell einen guͤnſtigen Umſtand zu benutzen, nirgends ſo viel Thaͤtigkeit und Arbeit, um ſelbſt durch Durchſaͤgen des Eiſes und aͤhnliche Mittel ſich frei zu machen, zu fordern, als in dieſen noͤrdlichen und ſuͤdlichen Polarmeeren, wo uͤberdies beſtaͤndige Nebel und oͤftere Stuͤrme die Gefahren noch vergroͤßern.
Auch das Gefrieren kleinerer Gewaͤſſer, der großen Stroͤme, Landſee u. ſ. w. bietet manche merkwuͤrdige Erſcheinungen dar. Das Losbrechen des Eiſes in den großen Stroͤmen, wo oft dichte Eisſtuͤcke von mehrern tauſend Quadratfußen und einem oder mehr Fuß dick, Maſſe genug haben, um ganze Bruͤcken fortzufuͤhren,93 um 10 Pfaͤhle von Fußdicke auf einmal abzuſchneiden, bietet nicht ſelten auffallende, aber auch gefaͤhrliche Erſcheinungen dar. Die dabei oft entſtehenden Eisdaͤmmungen, wo der Strom ſich durch uͤber und unter einander geſchobene Eisſchollen ſelbſt den Ausgang verſperrt, bringen die gefaͤhrlichſten Ueberſchwemmungen hervor; und obgleich zuweilen ein Zertruͤmmern dieſer Daͤmme durch Kano - nenkugeln oder ein Zerſaͤgen durch zeitig genug gemachte Einſchnitte in das Eis, die Gefahr abwenden kann, ſo ſind doch in großen Stroͤmen die Faͤlle oft von der Art, daß ſie allen durch menſch - liche Kraft anzuwendenden Huͤlfsmitteln viel zu maͤchtig ſind.
Unter den noch nicht ganz erklaͤrten Erſcheinungen bei der Entſtehung des Eiſes in Stroͤmen verdient wohl das ſogenannte Grund-Eis erwaͤhnt zu werden. Da die Kaͤlte uns immer durch die Luft zugefuͤhrt wird, und die Erde im Innern, wenigſtens in unſern Gegenden, keineswegs die Froſtkaͤlte hat, ſo ſcheint es ſchon deswegen nicht wohl moͤglich, daß ſich Eis auf dem Boden der Gewaͤſſer bilden ſollte. Dies ſcheint in ſuͤßem Waſſer noch um ſo mehr nicht geſchehen zu koͤnnen, da das ſchwerſte Waſſer nicht das von 0° Waͤrme, ſondern das von etwa 4 Gr. Waͤrme iſt, alſo am Boden ein Waſſer ſich ſammeln muß, das nicht die Gefrier - kaͤlte hat. Gleichwohl ſind die Behauptungen, daß es ein Grund - Eis gebe, daß man mehrmals ein ganz entſchiedenes Entſtehen des Eiſes am Boden der Gewaͤſſer bemerkt habe, ſo oft wiederholt wor - den, daß man kaum an ihrer Wahrheit zweifeln kann. Nach eini - gen Beobachtungen ſcheint es, als ob die gute Waͤrmeleitung eines ſteinigen Ufers die Abkuͤhlung bewirken koͤnne; aber nach andern Beobachtungen entſteht auch in 10 Fuß Tiefe mitten im Fluſſe auf dem Boden Eis, und ein Beobachter in Solothurn fand die Aar am Boden in 10 bis 12 Fuß Tiefe gefrierend und 0° kalt, waͤhrend das obere Waſſer noch + 1½ bis 2° warm, die Luft aber ſehr kalt war. Wenn dieſe Eisbildung am Boden der Fluͤſſe ſtatt findet, ſo uͤberziehen ſich zuweilen die auf dem Boden liegenden Koͤrper ſo mit Eis, daß ſie mit demſelben bis auf die Oberflaͤche des Waſſers heraufgehoben werden*)Biblioth. univ. XLI. p. 201. Phil. Transact. for 1816. .
94Gewoͤhnlicher aber iſt es, daß bei maͤßiger Kaͤlte die Eis - bedeckung ſich ganz ruhig oben anſetzt; bei ploͤtzlicher ſtrenger Kaͤlte und in etwas ſtaͤrker bewegtem Waſſer bilden ſich unzaͤhlige Eis - nadeln, im Waſſer ſchwimmend, die dann ſehr bald zu ganzen Eisſchollen vereinigt die Oberflaͤche mit Eis bedecken. Daß dieſe Eisbildung zuweilen bei gleicher Kaͤlte und gleicher Schnelligkeit eines und desſelben Stromes ſchneller fortgeht, als zu anderer Zeit, glaubt Arago aus ungleichem Waͤrmeverluſt durch ſtrahlende Waͤrme erklaͤren zu muͤſſen, und bemerkt dabei, daß heitrer Him - mel die Eisbildung befoͤrdere. Indeß iſt es wohl gewiß, daß auch die groͤßere oder geringere Kaͤlte in den entfernten, hoͤhern Gegen - den eben des Stromes dabei von ſehr bedeutendem Einfluß iſt, in - dem oft das den Strom herunter kommende Eis, oft das an dem Orte ſelbſt entſtehende Eis, mehr zur Bildung der Eisdecke beitraͤgt.
Ebenſo merkwuͤrdig als die Eisbildungen in den Polarmeeren ſind die Gletſcher. Es iſt bekannt, daß in den hoͤhern Gegenden der Atmoſphaͤre die Temperatur immer ſo niedrig iſt, daß auf den hoͤchſten Bergen ſelbſt im Sommer der Schnee nicht aufthaut. Dieſe Schneegrenze, oberhalb welcher der Schnee niemals aufthaut, liegt nicht in der Hoͤhe, wo die mittlere jaͤhrliche Temperatur Null iſt, ſondern hoͤher, weil die warmen Sommertage ſo ſtark auf das Schmelzen des Schnees wirken. Die Schneegrenze entfernt ſich ſtaͤrker von der Mittelwaͤrme = 0 in hohen Breiten, weil dieſer vorherrſchende Einfluß der Sommerwaͤrme bedeutender in den lan - gen Sommertagen der hohen Breiten iſt, als in der Gegend des Aequators, wo das ganze Jahr eine beinahe gleichfoͤrmige Waͤrme hat. Außerdem haͤngt die Hoͤhe der Schneegrenze noch von Ne - benumſtaͤnden ab, indem auf ausgedehnten hohen Gebirgen eine weit verbreitete niedrige Temperatur das Beſtehen des Schnees unterſtuͤtzt, wogegen einzelne Bergſpitzen, auch wenn ihr Abhang es geſtattet, ſich nicht ſo leicht mit ewigem Schnee bedecken. Dieſe Schneegrenze liegt unter dem Aequator 15000 Fuß, in den Alpen 8000 Fuß hoch.
Dieſem ewigen Schnee verdanken die Gletſcher, die jedoch weit unter die Schneegrenze herabreichen, ihr Entſtehen. Sie bil -95 den ſich da, wo das Schmelzen des Schnees im Sommer theils durch Regen, theils durch Sonnenwaͤrme, noch ſtatt findet, und wo daher der Schnee, weil ein bis in die Thaͤler hinab vollſtaͤndiges Aufthauen nicht moͤglich iſt, ſich in eine dichte Eismaſſe verwan - delt. Die ſo entſtandenen Eismaſſen fuͤllen die Gebirgsthaͤler und lagern ſich an den Abhaͤngen, und indem ſie an den Abhaͤngen all - jaͤhrlich, durch Abthauen an der untern Grenze, ihre Stuͤtzpuncte verlieren, ſinken die hoͤher liegenden Maſſen allmaͤhlig immer tiefer herab, und gelangen in Gegenden, die weit niedriger liegen, als es der eigentlichen Schneegrenze, derjenigen Hoͤhe naͤmlich, wo der jaͤhrlich fallende Schnee nicht mehr ganz aufthauet, gemaͤß iſt. Auf dieſem Umſtande beruhet es, daß die Gletſcher ſich gegen ihre untern Grenzen hin an der Erdflaͤche unterhoͤhlt zeigen, und daß Stroͤme ihren Urſprung aus den Gletſchern, wo ſie aus Eisgewoͤlben hervor - ſtroͤmen, haben. Die Erde naͤmlich hat in der Gegend, wo ſie noch mit Gletſcher-Eis bedeckt iſt, eine groͤßere Waͤrme als die Nulltemperatur, und obgleich ſie in der Oberflaͤche ſelbſt durch das aufliegende Eis unaufhoͤrlich abgekuͤhlt wird, und ihre Waͤrme durch das Aufthauen des Eiſes verliert, ſo bringt doch die ſtetige, wenn gleich langſame, Zuleitung der Waͤrme aus dem Innern der Erde unaufhoͤrlich neue Waͤrme an die Oberflaͤche, wodurch das Aufthauen des Eiſes unterhalten wird. So hoͤhlt ſich alſo der untere Theil des Eiſes aus, und wenn nun im Sommer die un - tern Raͤnder der Gletſcher wegthauen, ſo ruͤcken die hoͤher liegenden Eismaſſen herab und draͤngen ſich oft mit ſolcher Gewalt vor - waͤrts, daß ſie bebautes Land und ſelbſt Waͤlder vor ſich fortſchie - ben, wobei oft weite Strecken des bebauten Landes uͤberdeckt und veruͤſtet werden. Dieſes Vorruͤcken der Gletſcher iſt in kalten Sommern und nach ſchneereichen Wintern oft ſo bedeutend, daß ſie Flaͤchen von 1000 Fuß breit in wenigen Jahren neu bedecken, wogegen ſie in warmen Sommern ſich etwas wieder zuruͤckziehen; doch ſcheint die allgemeine Erfahrung auf ein Wachſen im Ganzen in unſerm Jahrhundert hinzudeuten. Jenes allgemeine Vorruͤcken aber, welches oft nur darin beſteht, daß die hoͤhern Maſſen den Platz der abgethauten einnehmen, findet in jedem Jahre ſtatt. Es iſt mit dem Entſtehen der tief hinabgehenden Spalten verbunden, die durch das Abtrennen der niedrigern Maſſen, welche dem Thale96 zu vorruͤcken, von den noch ruhend bleibenden, entſtehen. Dieſe Spalten erſtrecken ſich oft, vielleicht gewoͤhnlich, bis an die untern Hoͤhlungen, in welchen das aufgethaute Waſſer am Boden fort - fließt, und es ſind einzelne Faͤlle vorgekommen, wo Menſchen, die in den Spalten hinabgeſtuͤrzt waren, und gluͤcklich genug den Bo - den unverletzt erreichten, in dieſen Eisgewoͤlben, die dem Waſſer den Ausfluß geſtatten, ſich wieder hervorarbeiteten. Dieſe Spalten ruͤcken ſelbſt mit hinab dem Thale zu, indem jede oben ſich abloͤſende Maſſe herabſinkt, wenn das Abthauen ihr unten die Stuͤtze raubt; und ſo geſchieht es, daß Koͤrper, die vor mehreren Jahren in eine ſolche Spalte hinabgefallen ſind, ohne den Boden zu erreichen, end - lich an der Seite des Gletſchers auf der Oberflaͤche ſichtbar werden. Fig. 20. ſtellt dies dar. Denn wenn hier, nachdem bei B das Eis abgethaut iſt, die nachruͤckende Maſſe A den Raum einnimmt, den fruͤher die Maſſe B einnahm, ſo iſt ein bei a in der dort angezeig - ten Spalte hinabgefallener Koͤrper jetzt in b auf der freien Ober - flaͤche. Von den Gletſchern an der Kuͤſte der Davisſtraße ſcheinen die großen Eismaſſen in das Meer herabzugleiten, die als Eisberge in jenen Gegenden ſo haͤufig ſind, und zuweilen Erde und Steine mit ſich fortfuͤhren.
Auch die Lawinen gehoͤren zu den großen Natur-Erſcheinun - gen, die von der Entſtehung des Schnees abhaͤngen. Sie entſtehen theils im Winter, wenn friſch gefallener, lockerer Schnee irgendwo ſeine Stuͤtzpuncte verliert und nun uͤber einer ſtark geneigten Ebne herabgleitet oder gar uͤber Abhaͤnge herabſtuͤrzt, theils im Fruͤhling, wenn die dicht gelagerten Schneemaſſen durch Aufthauen an den Stellen, wo ſie eine Stuͤtze fanden, zum Stuͤrzen kommen. Die erſtern ſtuͤrzen mit mehr Schnelligkeit in das Thal hinab, und da durch die entſtandene Erſchuͤtterung gewoͤhnlich eine große Maſſe Schnee in Bewegung koͤmmt, da dieſe in ihrem ſchnellen Sturze die Luft heftig zuſammendruͤckt und Baͤume und Haͤuſer im Sturme mit ſich fortreißt, ſo werden dieſe Winterlawinen fuͤr gefaͤhrlicher gehalten, als die beim Fruͤhlingsthauwetter gewoͤhnlich langſamer herabkommenden, aber wo ſie hinfallen auch mit ihrer dichten Maſſe alles begrabenden Fruͤhlingslawinen*)Gilb. Ann. LXIV. 184. 209. .
Aus den Erſcheinungen der latent werdenden Waͤrme beim Aufthauen laſſen ſich die hohen Kaͤltegrade erklaͤren, die man durch Miſchungen von Salzen und Schnee oder von Salzen und Saͤuren hervorbringt. Indem naͤmlich dieſe Koͤrper in den fluͤſſigen Zuſtand uͤbergehen, reißen ſie die Waͤrme mit großer Gewalt an ſich, und kuͤhlen die benachbarten Koͤrper ſtark ab. Schon gewoͤhnliches Salz mit Schnee gemiſcht bringt eine viel groͤßere Kaͤlte hervor als bloß ſchmelzender Schnee, noch wirkſamer aber iſt eine Miſchung von ſalzſaurem Kalk (fixem Salmiak) mit Schnee. Wenn der ſalzſaure Kalk cryſtalliſirt und dann zerſtoßen iſt, ſo muß man ungefaͤhr dop - pelt ſo viel von demſelben als vom Schnee nehmen und dieſe Koͤr - per ſchichtenweiſe miſchen; dann entſteht eine bis auf 40 Reaum. Grade gehende Kaͤlte, in welcher das Queckſilber gefriert. Man thut wohl, den Verſuch nur in einer Umgebung, wo es wenigſtens 6 bis 8 Gr. R. kalt iſt, anzuſtellen, und ſich eines weiteren Gefaͤßes mit Schnee und Salz gefuͤllt zu bedienen, um ſchon eine Kaͤlte von 18 bis 20° zu bewirken; ſetzt man dann in dieſes das kleinere Ge - faͤß, worin der Schnee mit ſalzſaurem Kalk gemiſcht werden ſoll, und hat von dieſem nicht zu wenig vorraͤthig, ſo wird man das Queckſilber gewiß zum Gefrieren bringen. Ein nicht zu geringer Vorrath iſt erforderlich, um die entſtandene Kaͤlte, die wegen der aͤußern, gewoͤhnlich um 20 bis 30 Gr. hoͤhern, Temperatur bald geringer zu werden geneigt iſt, lange genug zu unterhalten.
Schnee mit Kochſalz bringt mit etwas Salpeterſaͤure gemiſcht eine bedeutende Kaͤlte hervor, ſelbſt wenn die aͤußere Luft ziemlich hoch uͤber den Gefrierpunct erwaͤrmt iſt; aber mit einer Miſchung von gleichviel Schnee und Salpeterſaͤure bei + 14° Waͤrme eine Kaͤlte von — 35° hervorzubringen, (wie man es wohl erreicht hat,) iſt nur bei Anwendung ſehr bedeutender Quantitaͤten und durch Umgebung des Hauptgefaͤßes mit einer ſehr erkaͤltenden Miſchung moͤglich.
In den Polargegenden gefriert das Queckſilber ſehr oft durch die dort ſtatt findende Kaͤlte der freien Luft, und da es ſich dann unregelmaͤßig und ſehr ſtark zuſammen zieht, ſo hat man ehemals geglaubt, daß die Kaͤlte dort einem viel hoͤhern ThermometergradeIII. G98entſpreche, als es wirklich der Fall iſt. Man muß ſich in dieſen Faͤllen des Weingeiſtthermometers bedienen, um den wahren Waͤrme - grad anzugeben, weil der Weingeiſt ſelbſt da noch fluͤſſig bleibt, wo das Queckſilber lange gefroren iſt. Dieſes gefriert bei 39° Centeſ. (31° R.), vom reinen Alkohol dagegen nimmt man an, daß er erſt bei - 79° Centeſ. gefriert, und dieſe von Hutton allein gemachte Beobachtung iſt noch nicht recht ſicher.
Die Schmelzpuncte der Koͤrper ſind alſo in ſo hohem Grade verſchieden, daß (wenn wir auch nur vom Queckſilber anfangen wollen,) das Queckſilber ſchon bei - 39° Cent. ſchmilzt, das Waſſer bei 0°, Wachs bei 61°, Schwefel bei 109°, Zinn bei 227°, Blei bei 321°, Silber ungefaͤhr bei 1220°, Guß-Eiſen ungefaͤhr bei 1900°*)Daniell giebt nach ſeinem Pyrometer fuͤr das Schmelzen des Kupfers 1132 bis 1163° Centeſ. fuͤr Silber 1061 bis 1077, fuͤr Eiſen 1587 Gr. an.. Die ſogenannte Roſeſche Metallmiſchung von 1 Th. Zinn, 2 Th. Blei, 3 Th. Wismuth, oder beſſer 118 Zinn, 207 Blei, 284 Wismuth bedarf nicht ganz der Kochhitze des Waſſers, um zu ſchmelzen. — Gleichwohl ſind dieſe Erſcheinungen des Schmelzens von der einen, und des Erhaͤrtens oder Gefrierens von der andern Seite offenbar fuͤr alle dieſe Koͤrper gleichartige, auch mit gleichen Umſtaͤnden begleitete, Erſcheinungen.
Die Ueberzeugung, daß weder die Gefrierkaͤlte des Queckſilbers, noch irgend ein von uns kuͤnſtlich zu bewirkender Kaͤltegrad der - jenige iſt, wo man von wirklichem Mangel aller Waͤrme reden duͤrfte, hat zu der Frage Veranlaſſung gegeben, wie tief denn das Thermometer bei dem gaͤnzlichen Mangel aller Waͤrme ſinken wuͤrde. Die Frage iſt offenbar nicht zu beantworten, indeß giebt folgende Betrachtung doch einen Begriff von der Art, wie man ſie zu beantworten geſucht hat.
Wenn man eine Waͤrmequantitaͤt, die das Waſſer um 9 Grad erwaͤrmt, anwendet, um ſehr kaltes Eis zu erwaͤrmen, ſo ſteigt, bei gleichem Gewichte des Waſſers und Eiſes die Temperatur des Eiſes um 10 Grad. Die Capacitaͤt des Waſſers iſt alſo um ein99 Neuntel groͤßer als die des Eiſes, das heißt, dem Waſſer muß $$\frac{10}{9}$$ des Waͤrmeſtoffes, deſſen das Eis bedarf, zugefuͤhrt werden, wenn es um 1 Gr. erwaͤrmt werden ſoll; und wenn wir dies ſo auslegen, daß auch im Waſſer bei gleicher Temperatur $$\frac{10}{9}$$ ſo viel Waͤrme - ſtoff, als im Eiſe vorhanden iſt, ſo muß die 75 Graden Centeſ. entſprechende latente Waͤrme des Waſſers ein Neuntel der bei 0 Gr. im Eiſe enthaltenen Waͤrmequantitaͤt betragen. Hiernach waͤre - 675° Centeſ. das abſolute Null der Waͤrme, naͤmlich Eis, das 675° Waͤrme uͤber dem abſoluten Null enthaͤlt, bekoͤmmt noch ein Neuntel = 75° hinzu, um Waſſer zu geben.
Dieſer Schluß iſt in ſehr vieler Hinſicht unſicher, da wir uͤber die bei veraͤnderter Temperatur vielleicht ſehr veraͤnderte Waͤrme - capacitaͤt des Eiſes gar nichts wiſſen, ja nicht einmal uͤber jene Waͤrmequantitaͤten eine recht klare Anſicht beſitzen. Es iſt auch wohl gewiß, daß wir aus den latenten Waͤrmen andrer Koͤrper, und ihren ſpecifiſchen Waͤrmen vor und nach dem Erhaͤrten, ganz andre Zahlen erhalten wuͤrden. Ebenſo unſicher ſcheint mir die Behaup - tung, daß der abſolute Nullpunkt bei - 213° R. oder 266° Cent. liegen muͤſſe, weil die Luft ſich von 1 bis $$\frac{214}{213}$$ ausdehnt, wenn die Waͤrme um 1° R. zunimmt, oder von 1 bis $$\frac{267}{266}$$ , wenn die Waͤrme um 1° Cent. zunimmt. Allerdings findet dieſe Ausdehnung bei den mittleren Temperaturen gleichmaͤßig ſtatt; aber bei ſehr tiefen Temperaturen kann ja vielleicht der luftfoͤrmige Zuſtand aufhoͤren, und dann hoͤrt gewiß auch die Guͤltigkeit jenes Schluſſes, daß die Zunahme des Volumens der Zunahme der Waͤrme proportional ſei, auf.
Doch ich unterhalte Sie zu lange mit einer Frage, die fuͤr jetzt wenigſtens ſich noch ganz außer dem Gebiete unſerer Forſchun - gen befindet.
Schon neulich habe ich, h. H., eine zweite Erſcheinung, bei welcher Waͤrme latent wird, erwaͤhnt, die Bildung der Daͤmpfe. Daß bei ihrer Erzeugung ein Waͤrme-Aufwand ſtatt findet, ohne eine Erhoͤhung der Temperatur hervorzubringen, iſt ſchon daraus klar, daß kochendes Waſſer durch verſtaͤrktes Feuer zwar zu hefti - gerem Aufwallen, zu ſchnellerem Verdampfen, aber nicht zu einer groͤßeren Waͤrme gebracht wird; die zuſtroͤmende Waͤrme wird alſo latent, ſie vereiniget ſich mit dem Waſſer, um ein neues, elaſtiſches Fluidum, den Dampf, hervorzubringen.
Da wir jedes der Luft ausgeſetzte Waſſer ſich allmaͤhlich ver - mindern ſehen, da auch die Daͤmpfe des kochenden Waſſers ſich in der Luft verlieren, ſo war es ein ſehr natuͤrlich ſcheinender Gedanke, der Luft eine aufloͤſende Kraft beizulegen, vermoͤge welcher ſie das Waſſer in ſich aufnaͤhme, und dieſer Gedanke hat eine lange Zeit bei den Phyſikern Beifall gefunden. Aber ſeine Unrichtigkeit erhellt ſchon aus der einfachen Erfahrung, daß die gewoͤhnliche Verdunſtung in niedrigen Temperaturen nicht allein ebenſo gut, ſondern ſogar weit ſchneller im luftleeren Raume ſtatt findet, alſo da ſtatt findet, wo jenes angebliche Aufloͤſungsmittel gaͤnzlich fehlt. Dagegen bewaͤhrt ſich die Regel als eine ohne Ausnahme geltende, daß die Verdampfung, ſie geſchehe langſam in niedrigen Temperaturen oder heftig beim Kochen, ſie finde im luftvollen oder im luftleeren Raume ſtatt, immer mit Waͤrme-Aufwand verbunden iſt. Der benetzte Finger, den wir der Luft darbieten, lehrt uns durch die in ihm erzeugte Empfindung von Kaͤlte, daß das verdunſtende Waſſer dem Koͤrper, an welchem es ſich befindet, Waͤrme entreißt, und die Erfahrung des Landmannes, daß bei ſchwachem Winde die Richtung des Win - des ſich darin kenntlich macht, daß die dem Winde ausgeſetzte Seite des naſſen Fingers mehr erkaltet, giebt einen Beweis fuͤr den ver - mehrten Waͤrme-Aufwand an der Seite, wo der Wind die Aus -101 duͤnſtung beſchleuniget. Doch die Beweiſe fuͤr die bei der Verdam - pfung latent werdende Waͤrme bieten ſich uns in der Folge noch auffallender dar.
Die Daͤmpfe ſind ein elaſtiſches, in vieler Hinſicht der Luft aͤhnliches Fluidum. Um ſich von der Elaſticitaͤt der Daͤmpfe zu uͤberzeugen, iſt vielleicht kein Verſuch beſſer geeignet, als der fol - gende, wo ſich die Daͤmpfe in gewoͤhnlicher Luftwaͤrme entwickeln und ſogleich eine bedeutende Queckſilberſaͤule tragen. Man bedient ſich zweier verbundener Glasroͤhren TT, FA (Fig. 21.), deren eine TT oben ganz offen bleibt, die andere FA mit einem Hahne Y oben geſchloſſen werden kann. Fuͤllt man nun, indem man den oberen Anſatz ganz abſchraubt, beide Roͤhren bis an Hh mit Queck - ſilber, ſo ſteht dieſes gewiß in beiden Roͤhren gleich hoch, weil der freie Luftdruck auf beide Oberflaͤchen ſtatt findet, und eben das dauert fort, wenn man das obere Stuͤck mit dem ſchließenden Hahne wieder aufſchraubt. Dieſer Hahn Y, der gar keine Bohrung hat, dient bei jeder Stellung, um das kleine oberhalb Y befindliche Ge - faͤß von der Roͤhre FA abzuſperren; aber ſeine Faſſung hat ſowohl nach oben als gegen A zu eine Oeffnung, und in der, uͤbrigens genau cylindriſchen, Oberflaͤche des Hahnes ſelbſt befindet ſich eine genau unter die Oeffnung t des oberhalb Y befindlichen Gefaͤßes V paſ - ſende Vertiefung, damit, wenn das Gefaͤß mit einer Fluͤſſigkeit, z. B. Aether, gefuͤllt iſt, und dieſe Vertiefung ſich an der Oeffnung t befindet, auch ſie einen Tropfen eben jener Fluͤſſigkeit aufnehme. Wird nun der Hahn in ſeiner genau ſchließenden Faſſung gedreht, ſo daß der in der Hoͤhlung aufgefaßte kleine Tropfen auf die untere Seite des Hahnes, alſo vor die nach der Roͤhre AF gehende Oeff - nung koͤmmt, ſo verdampft er und dieſe Daͤmpfe fuͤllen die Roͤhre AF; ſogleich aber ſteigt auch das Queckſilber in der andern Roͤhre, waͤhrend es in AF herabgedruͤckt wird, und man ſieht deutlich, daß die Elaſticitaͤt der Daͤmpfe ſtark genug iſt, um ſelbſt bei maͤßiger Temperatur eine erhebliche Queckſilberſaͤule zu tragen. Man be - dient ſich hiezu gern des Schwefel-Aethers, weil er, ſchnell ver - dampfend, die Wirkung ſogleich hervorbringt, und weil die Elaſti - citaͤt ſeiner Daͤmpfe groͤßer iſt, als die des Waſſers.
102In dieſem Experimente iſt der Erfolg zu ſehr zuſammen - geſetzt, um es zu Abmeſſung der Kraft der Daͤmpfe anzuwenden, indem der Raum, welchen Luft und Daͤmpfe zuſammen einnehmen, ſich beim Zutritte der Daͤmpfe vergroͤßert, indem es unbeſtimmt iſt, ob man ſo viele Daͤmpfe, als der Raum aufnehmen koͤnnte, hervor - gebracht hat, u. ſ. w. Um alſo das Maaß der Elaſticitaͤt der Daͤmpfe zu beſtimmen, iſt eine andre Anordnung nothwendig, deren Beſchreibung ich noch einige Ueberlegungen vorausſchicken muß. Zuerſt die, daß man Daͤmpfe, welche den moͤglichſt groͤßeſten Grad von Dichtigkeit beſitzen, von denjenigen unterſcheiden muß, die noch mehr von der tropfbaren Fluͤſſigkeit in ſich aufnehmen koͤn - nen. Wenn wir uns fuͤr jetzt auf bloße Waſſerdaͤmpfe beſchraͤnken, ſo haͤtte in den vorigen Verſuchen ein Tropfen Waſſer in die Roͤhre AF gebracht werden muͤſſen, und es iſt offenbar, daß ein ſehr klei - ner Tropfen in einem ziemlich großen Raume vielleicht nicht hin - reicht, um dieſen letztern mit Dampf zu fuͤllen, daß alſo bei dem Verdampfen mehrerer Tropfen der Dampf eine groͤßere Dichtigkeit erlangen wird; die groͤßeſte Dichtigkeit, die der Waſſerdampf bei beſtimmter Temperatur erreichen kann, findet da mit Sicherheit ſtatt, wo noch Waſſer unverdampft uͤbrig bleibt, und dieſes iſt daher eine Bedingung, die bei den Unterſuchungen uͤber die Daͤmpfe von groͤßeſter Dichtigkeit, (und dieſe ſind die wichtigſten,) ſtatt finden muß. Eine andre Bemerkung betrifft ein Mittel, einen eingeſchloſſenen Raum luftleer zu machen durch Hervorbringung von Daͤmpfen. Da die Elaſticitaͤt der eingeſchloſſenen Luft ſich vermehrt, wenn Daͤmpfe ſich mit ihr vermiſchen, ſo wird ein Theil jener Luft, wenn man ihr eine Ausfluß-Oeffnung frei macht, aus - ſtroͤmen; laͤßt man bei bedeutender Waͤrme, am liebſten durch Kochen des Waſſers, ſich in jenem Raume immer neue Daͤmpfe entwickeln, ſo fließen zwar auch Daͤmpfe, aber immerfort auch Luft, durch die Oeffnung aus, und der umſchloſſene, nur durch eine kleine Oeffnung mit der aͤußern Luft in Verbindung ſtehende, Raum wird bei lange dauernder Dampf-Erzeugung immer mehr luftleer. Wenn man nun, waͤhrend die Dampf-Erzeugung noch in dem Maaße fortdauert, daß ſie den Zutritt der Luft hindert, die Oeffnung luftdicht ſchließt, dann aber die Daͤmpfe abkuͤhlen laͤßt, ſo gehen bei der Abkuͤhlung die Daͤmpfe wieder in den tropfbaren Zu -103 ſtand uͤber, und der nun ganz eingeſchloſſene Raum enthaͤlt keine Luft mehr, ſondern nur noch Daͤmpfe von einer geringen, der erniedrigten Temperatur angemeſſenen Elaſticitaͤt.
Nach dieſen Bemerkungen wird die Art, wie man den Ver - ſuch uͤber die Elaſticitaͤt der Daͤmpfe in nicht zu hohen Tempera - turen anſtellt, leicht verſtaͤndlich ſein. Man nimmt ein Barometer AB (Fig. 22. ), welches mit gut ausgekochtem Queckſilber bis an A gefuͤllt, und uͤber A luftleer iſt, deſſen niedrigere Queckſilberflaͤche ſich aber in dem weitern Gefaͤße BC befindet. Ueber dieſe Queck - ſilberflaͤche BC bringt man etwas Waſſer und laͤßt dieſes eine Weile kochen, damit durch die entſtehenden Daͤmpfe alle Luft aus dem Gefaͤße BC ausgetrieben werde, dann ſchließt man, nachdem vor - her das Thermometer E in dem dampfvollen Raume angebracht iſt, die Oeffnung D luftdicht, und laͤßt nun die Daͤmpfe erkalten. So lange die Daͤmpfe des Waſſers die Kochhitze hatten, bei welcher ſie naͤmlich eine ebenſo große Elaſticitaͤt als die umgebende Luft beſitzen, erhielt ſich das Queckſilber in der Barometerroͤhre bis an A, ſo wie vor dem Experimente; aber wenn die Daͤmpfe ſich ab - kuͤhlen, ſo ſinkt allmaͤhlig das Queckſilber bei A, und wenn die Daͤmpfe bis zur Gefrierkaͤlte abgekuͤhlt ſind, ſo ſind beinahe beide Queckſilber-Oberflaͤchen gleich hoch, und wir ſehen daraus, daß der Raum BCD ebenſo gut als der Raum in der andern Roͤhre luft - leer geworden iſt, und der erſtere nur noch mit Daͤmpfen von geringer Elaſticitaͤt angefuͤllt iſt. So oft man nun die Daͤmpfe und das noch uͤbrige Waſſer in dem Gefaͤße BD erwaͤrmt, ſo ſteigt das Queckſilber in der Roͤhre A; es erreicht bei gleichen Waͤrme - graden immer gleiche Hoͤhen, und wenn man es bis zu dem Grade erwaͤrmt, bei welchem es kochte, als die Oeffnung D luftdicht ge - ſchloſſen wurde, ſo ſteht das Queckſilber ſo hoch, als es, dem dama - ligen Barometerſtande gemaͤß, zu jener Zeit ſtand. Dieſes Appa - rates bediente ſich G. G. Schmidt, um die Elaſticitaͤt der Daͤmpfe bei verſchiedenen Waͤrmegraden zu beobachten; Daltons Ver - ſuche ſind etwas anders angeſtellt worden. Dieſer brachte in eine gerade Barometerroͤhre, die mit ausgekochtem Queckſilber gefuͤllt war, etwas Waſſer, und indem er ſie dann auf die bekannte Weiſe mit dem offenen Ende in ein Gefaͤß mit Queckſilber tauchte und das Waſſer zum Hinaufſteigen auf die Oberflaͤche des Queckſilbers104 brachte, erhielt er ein gewoͤhnliches Barometer, in deſſen luftleerem Raume ſich Waſſer befand, und Daͤmpfe entwickelten. Die Baro - meterroͤhre wurde nun durch den Boden eines Gefaͤßes geſteckt und darin verkittet; das Gefaͤß wurde mit Waſſer (oder fuͤr Verſuche, die uͤber die Kochhitze des Waſſers hinaus gehen ſollten, mit Oel) gefuͤllt, und durch die Erhitzung deſſelben auch das Waſſer in der Barometerroͤhre zu ſchwaͤcherer oder ſtaͤrkerer Verdampfung gebracht. So wie nun bei erhoͤheter Waͤrme die Elaſticitaͤt der Daͤmpfe zu - nahm, ſo fiel das Queckſilber im Barometer, und der Unterſchied zwiſchen der Queckſilberhoͤhe im gewoͤhnlichen Barometer und in dieſem Barometer gab die elaſtiſche Kraft der Daͤmpfe bei jeder Waͤrme an. Wenn in dieſem Barometer die Queckſilberſaͤule ſo weit herabgedruͤckt war, daß beide Oberflaͤchen gleich hoch ſtanden, ſo hatten die Daͤmpfe diejenige Waͤrme, wobei auch im Freien das Waſſer kochte, und es zeigt ſich alſo deutlich, daß die Kochhitze in einem nicht geſchloſſenen Gefaͤße diejenige iſt, bei welcher die Daͤm - pfe eine ebenſo große Spannkraft beſitzen, als die atmoſphaͤriſche Luft.
Nun erſt uͤberſehen wir alſo recht genau die Erſcheinungen des Kochens, und dieſe verdienen daher hier noch einmal im Zu - ſammenhange dargeſtellt zu werden. Wenn wir Waſſer unter dem gewoͤhnlichen Drucke der Luft erhitzen, ſo ſehen wir zuerſt die dem Waſſer beigemiſchte Luft entweichen, dann folgt ein eigener Ton, als Vorbote des Kochens, endlich erfolgt das fortdauernde Aufwal - len, wobei vom Boden des Gefaͤßes Dampfblaſen aufſteigen. Die Verdampfung naͤmlich findet bei einer maͤßigen Waͤrme nur an der Oberflaͤche ſtatt, und obgleich ſie dort bei erhoͤheter Temperatur immer lebhafter fortgeht, ſo kommen doch, ſo lange die Kochhitze noch nicht erreicht iſt, immer noch nicht aus dem Innern der Waſ - ſermaſſe Daͤmpfe hervor. Wenn der Boden des Gefaͤßes die Koch - hitze erreicht hat, das Waſſer aber noch nicht in gleichem Maaße durchwaͤrmt iſt, ſo fangen Daͤmpfe an, ſich am Boden des Gefaͤßes zu bilden, und als elaſtiſches Fluidum in Form kleiner Blaſen auf - zuſteigen; aber dieſe kleinen Dampfblaſen treten ſogleich in etwas kaͤlteres Waſſer, wo ſie wieder zu Waſſer werden, und indem neue105 Blaſen ſich unaufhoͤrlich wieder erzeugen und wieder zerfallen, ſo bringt dieſe in jeder Secunde oftmals wiederholte Erneuerung glei - cher kleiner Bewegungen den Ton hervor, den man wohl das Sin - gen des Waſſers vor dem Kochen nennt. Steigt dann die Waͤrme noch etwas hoͤher, wird das Waſſer in allen ſeinen Theilen bis zur Kochwaͤrme erhitzt, ſo ſteigen die Dampfblaſen bis an die Oberflaͤche herauf, und das Waſſer erreicht nun, bei offenem Kochen, keine hoͤhere Temperatur. Die ſo am Boden des Gefaͤßes erzeugten Daͤmpfe haben diejenige Elaſticitaͤt, welche noͤthig iſt, um den Druck der Atmoſphaͤre und den Druck der uͤber ihnen ſtehenden Waſſer - ſaͤule zu uͤberwinden, oder, da der letztere ziemlich unbedeutend zu ſein pflegt, den Druck, deſſen Maaß die Barometerhoͤhe angiebt.
Wenn man ſich auf hohen Bergen befindet, ſo tritt, wie Sie ſich erinnern, das Kochen ſchon bei einem niedrigern Waͤrmegrade ein, und ſelbſt bei einem erheblichen Fallen des Barometers in un - ſern Gegenden erreicht das kochende Waſſer einen geringern Grad von Waͤrme, weil die nicht ſo warmen Daͤmpfe ſchon den nur 26 Zoll betragenden Luftdruck durch ihre Elaſticitaͤt uͤberwinden, wozu ſie nicht im Stande waͤren, wenn das Barometer auf 28 Zoll ſtaͤnde. Hieraus entſteht in hoch liegenden Gegenden eine Unbe - quemlichkeit, wenn man ſich offener Gefaͤße zum Kochen bedient, indem der Erfolg des Kochens, ſofern wir uns dieſes Mittels bedie - nen, um unſre Speiſen zu bereiten, bei dieſer geringern Waͤrme nicht vollkommen genug hervorgeht. In ſo hochliegenden Gegen - den, wo die Kochwaͤrme bei freier Oberflaͤche nicht hinreichen wuͤrde, um Speiſen weich zu kochen, muß man ſich daher der ganz geſchloſ - ſenen Gefaͤße bedienen. Die Rumfordſchen Toͤpfe ſind ſo einge - richtet, daß man ihren Deckel unter einen, ſie oben einfaſſenden, Rand ſchiebt, ſo daß der von innen kommende Druck des Dampfes den Deckel nicht heben kann. In dem nun ganz geſchloſſenen Raume entwickeln ſich die Daͤmpfe, aber da ſie ſich nicht ganz frei entwickeln koͤnnen, ſo erhitzt das Waſſer ſich mehr, weil die zuneh - mende Elaſticitaͤt der ſchon entwickelten Daͤmpfe die Entſtehung neuer Daͤmpfe erſchwert, und ſo kann man in dieſen Gefaͤßen in hoͤheren und in niedrigeren Gegenden gleich gut eine ſehr hohe Tem - peratur des in Kochen geſetzten Waſſers hervorbringen. Dieſe ganz geſchloſſenen Toͤpfe muͤſſen mit einem Sicherheitsventile verſehen106 ſein, das heißt, mit einer Oeffnung, die von außen geſchloſſen iſt, deren Deckel aber ſich hebt und einige Daͤmpfe hervorgehen laͤßt, wenn der Druck von innen ſehr bedeutend wird. Dieſes iſt noth - wendig, weil die Daͤmpfe bei zu großer Erhitzung und dadurch ſteigender Elaſticitaͤt den Topf zerſprengen wuͤrden, wenn ihnen nicht bei einem beſtimmten, noch nicht allzu hohen, Grade von Elaſticitaͤt das Ventil einen Ausgang geſtattete.
Und ſo wie hier im ganz verſchloſſenen Raume, bei einem durch die ſchon entſtandenen Daͤmpfe vermehrten Drucke, das Ko - chen ſelbſt bei verſtaͤrkter Hitze noch nicht eintritt, ſo findet es um - gekehrt bei niedrigern Graden der Waͤrme ſtatt, wenn das Waſſer ſich in verduͤnnter Luft befindet. In dem faſt luftleeren Raume unter der Luftpumpe ocht das Waſſer bei 23° R. (29° Cent.), wenn die verduͤnnte Luft noch einen Zoll Queckſilber in der Barometer - probe zu tragen vermag; es kocht bei 14½° R. (18° C.), wenn das Barometer ½ Zoll hoch ſteht, bei 7° R., wenn es ¼ Zoll hoch ſteht. Die Blaſen, die man dann bei fortgeſetztem Auspum - pen der Luft im Waſſer aufſteigen ſieht, ſind Dampfblaſen, die unerſchoͤpflich, immer neu hervorgehen. Eben dies Erſcheinen von Dampfblaſen ſieht man im Waſſerhammer (Fig. 23.), wenn man das Gefaͤß A mit der Hand erwaͤrmt. Da hier die Luft ganz ent - fernt und dann das Gefaͤß geſchloſſen worden iſt, ſo leidet die Ober - flaͤche des Waſſers nur einen ſehr geringen Druck, und wenn man die in dem Gefaͤße und der Roͤhre enthaltene Fluͤſſigkeit ſo ver - theilt, daß die Roͤhre BC bis D, das Gefaͤß bis E gefuͤllt iſt, ſo vermehrt man durch die Waͤrme der Hand die Entſtehung der Daͤmpfe leicht ſo ſehr, daß ſie durch die enge Roͤhre bei B dringen und durch die Fluͤſſigkeit BD aufſteigen. Dieſe Dampfblaſen kann man, da die obere Fluͤſſigkeit BD nicht durch die Hand erwaͤrmt wird, leicht in ſolchem Maaße hervorgehen laſſen, daß ſie zwar bei B eintreten, aber die Oberflaͤche D nicht erreichen, ſondern in dem kalten Theile der Fluͤſſigkeit ihre Elaſticitaͤt wieder verlieren, und hierin liegt der beſte Beweis, daß man keine Luft aus dem Raume uͤber E, (der uͤbrigens auch wirklich luftleer iſt,) hinuͤbertreibt, ſon - dern bloß Daͤmpfe. Wenn bei dem Verſchwinden der Dampfblaſe das Waſſer zuruͤckfaͤllt, ſo giebt dies einen lebhaften Laut, ſo wie denn uͤberhaupt das gegen das Ende der Roͤhre anſchlagende Waſſer107 hier, weil keine Luft Widerſtand leiſtet, mit einem ziemlich lauten Schalle anſchlaͤgt, woher auch der Name Waſſerhammer entſtanden iſt.
Einige Fluͤſſigkeiten kochen ei niedrigern Temperaturen als das Waſſer; reiner Alkohol ſchon bei 79° Cent. (63½° R.), Schwefel-Aether bei 38° bis 40° Cent. (30½ bis 32° R.); andre bei hoͤheren Temperaturen. Aber bei welcher Waͤrme ſie auch im Freien zum Kochen gelangen, allemal haben bei ihrer Kochwaͤrme die aus ihnen aufſteigenden Daͤmpfe die gleiche Elaſtici - taͤt, ſie uͤben naͤmlich den Druck aus, welchen die Barometerhoͤhe in dem Augenblicke anzeigt.
Die Anwendung der Daͤmpfe zur Bewegung von Maſchinen hat Veranlaſſung gegeben, die Elaſticitaͤt der Daͤmpfe auch bei ſtarker Erwaͤrmung zu beſtimmen, und wir beſitzen zahlreiche Ver - ſuche uͤber dieſen Gegenſtand, der gleichwohl noch immer nicht erſchoͤpft iſt. Unter den verſchiedenen Mitteln, die man, um die alsdann ſehr ſtark wachſende Elaſticitaͤt der Daͤmpfe zu meſſen, angewandt hat, ſcheint mir die von Arzberger angewandte Ein - richtung vorzuͤglich eine Erwaͤhnung zu verdienen, weil ſie den von den Daͤmpfen ausgeuͤbten Druck ſo unmittelbar angiebt. In eine Metallroͤhre, ſtark genug, um ſelbſt durch heftige Preſſung von innen nicht zerſprengt zu werden, ABC (Fig. 24.) iſt bei A das Thermometer angebracht, an deſſen aus der Roͤhre hervorragendem obern Theile die Temperaturen abgeleſen werden. Die Oeffnung C iſt durch ein genau paſſendes Kugelventil geſchloſſen, welches durch Gewichte E, an dem um D beweglichen Hebel-Arme DF angehaͤngt, mit bekannter Gewalt zugedruͤckt wird. Die Roͤhre wird durch eine Druckpumpe vermittelſt der Roͤhre bei H gefuͤllt, und unterdeß die Luft bei G ſowohl als bei C ausgelaſſen. Iſt die Roͤhre gefuͤllt, das Waſſer durch Auskochen von Luft befreit, und dann durch Haͤhne bei G und bei B voͤllig eingeſchloſſen, ſo erhitzt man die Roͤhre ABC und belaſtet nun die Schale E mit Gewich - ten; offenbar braucht man nur Achtung zu geben, wie hoch das Thermometer im Innern in dem Augenblicke ſteht, da der Dampf,108 den Druck des Gewichtes uͤberwindend, das Ventil bei C hebt, aus der bekannten Groͤße des Ventils ergiebt ſich der Druck der Daͤmpfe auf einen Quadratzoll und dann leicht auch die Hoͤhe der Queck - ſilberſaͤule, die dieſer Druck zu erhalten im Stande waͤre.
Noch vollkommener ſind indeß die von Arago und Du - long angeſtellten Verſuche, weil dieſe faſt unmittelbar die Queck - ſilberhoͤhen beobachteten, die der Elaſticitaͤt des Dampfes bei be - ſtimmter Waͤrme entſprechen. Sie bedienten ſich einer Roͤhre, worin die comprimirte Luft dem Dampfe das Gleichgewicht hielt, und da mit eben demſelben Apparate die mit beſtimmten Queck - ſilberſaͤulen zuſammen gehoͤrende Dichtigkeit der Luft beobachtet war, ſo konnte man die Verſuche ſo anſehen, als ob ſie eine unmittelbare Vergleichung der Queckſilberſaͤulen mit den Preſſungen der Daͤmpfe enthielten. Der Apparat war zwar ſeiner Groͤße wegen ſchwierig zuſammengeſetzt, aber die ganze Anordnung iſt gleichwohl ſehr ein - fach. Es ſtand naͤmlich (Fig. 25.) an der einen Seite eines mit Queckſilber gefuͤllten Gefaͤßes A die mit Luft gefuͤllte geſchloſſene Roͤhre B, einer oben offenen gegen 70 Fuß hohen Roͤhre C gegen - uͤber, die ſich nach und nach mit Queckſilber fuͤllte, und die Zuſam - menſetzung dieſer Roͤhre forderte ſehr ſchwierige Vorſichten. In - dem man nun auf die Oeffnung D mit Huͤlfe einer Waſſerpreſſe einen ſehr heftigen Druck auf die Oberflaͤche des Queckſilbers an - brachte, ſtieg von den in A enthaltenen hundert Pfund Queckſilber immer ſo viel in die Roͤhre C hinauf, als das Gleichgewicht gegen jenen heftigen Druck forderte, und zugleich wurde die bei B ein - geſchloſſene Luft in einen engern Raum gedraͤngt und dabei auch die Roͤhre B zum Theil mit Queckſilber gefuͤllt. Die Beobachtung zeigte, welchem Drucke der Queckſilberſaͤule C die verſchiedenen Ver - dichtungen der Luft in B entſprachen, und nachdem man ſo ſich uͤber - zeugt hatte, daß ſelbſt bis zu einem Drucke von 27 Atmoſphaͤren (63 pariſ. Fuß Queckſilber) die Luft in B ſich dem Mariottiſchen Geſetze gemaͤß verdichtete, konnte man die Roͤhre C ganz weglaſſen, und ſtatt der Waſſerpreſſe bei D brachte man nun eine Waſſerroͤhre DE an, die, bis an E mit Waſſer gefuͤllt, bei F auf den Dampf - keſſel befeſtigt, nun diente, den vollen Druck der Daͤmpfe auf die Oberflaͤche des Queckſilbers in A zu beobachten. Die Verſuche wur - den bis zu einem Drucke der Daͤmpfe, welcher 24 Atmoſphaͤren109 betrug, fortgeſetzt, und nach dem dadurch als ziemlich ſicher angege - benen Geſetze noch weiter gerechnet. Das einzige, was bei dieſen, ſonſt ſehr vollkommenen Verſuchen nicht ganz ſicher ſein koͤnnte, iſt die Beobachtung der Thermometer, die in Flintenlaͤufen, mit Queck - ſilber umgeben, in den Dampfraum eingetaucht waren, und deren Roͤhren und Scalen ſich außerhalb befanden; indeß iſt auch in Hinſicht auf dieſe Beſtimmung der Waͤrme, worauf hier alles an - koͤmmt, ſo vorſichtig als moͤglich verfahren, wenn auch nicht alle Zweifel uͤber die Genauigkeit der Waͤrme-Angaben ganz gehoben ſind. Aus dieſen letztern Verſuchen haben ſich die Maaße der Elaſticitaͤt der ſehr erhitzten Daͤmpfe etwas groͤßer als aus Arz - bergers Verſuchen ergeben*)Gehlers phyſ. Woͤrterbuch II. 351. Poggend. Ann. XVIII. 473., ſo daß die Pariſer Verſuche bei 224 Gr. Centeſ. ſchon einen Druck von 24 Atmoſphaͤren angeben, ſtatt daß Muncke's, nach Arzbergers Verſuchen gefuͤhrte Rechnung, nur 21 Atmoſphaͤren giebt, und die Pariſer Verſuche fuͤr 40 Atmoſph. Druck nur 252½ Gr. Cent. fordern, ſtatt 263 Gr. nach Arzberger, endlich fuͤr 50 Atm. Druck 266 Gr. Cent. dieſe 280° Cent.
Da es der Muͤhe werth iſt, den Druck, welchen die Waſſer - daͤmpfe bei niedrigen und hohen Temperaturen ausuͤben, zu kennen, ſo theile ich noch folgende Ueberſicht der Ergebniſſe der bisherigen Verſuche mit. Selbſt bei der Nulltemperatur iſt die Elaſticitaͤt der Daͤmpfe nicht ganz verſchwindend, jedoch iſt der ausgeuͤbte Druck da nur einer Queckſilberſaͤule von 1½ Linien oder 0,13 Zoll gleich, bei 25 Gr. Cent. (20° R.) 0,85 Zoll, bei 50° C. (40° R.) 3,37 Zoll, bei 75° C. (60° R.) 10,75 Zoll, bei 100° C. (80° R.) 28 Zoll; bei 125° C. (100°R. ) ungefaͤhr 2¼ Atmoſph. oder 63 Zoll, bei 150° C. (120° R.) reichl. 4½ Atmoſph., bei 175° C. (140° R.) ungefaͤhr 8½ Atmoſphaͤren, bei 200° Cent. (160° R.) 15 Atmo - ſphaͤren, bei 224 Gr. Cent. (179⅓° R.) 24 Atmoſphaͤren, nach Angabe der Verſuche von Arago und Dulong.
Der Alcoholdampf hat bei gleicher Waͤrme groͤßere Elaſticitaͤt, welches ſchon daraus, daß der Alcohol bei 79° C. (62 bis 63° R.) kocht und ſein Dampf alſo dann 28 Zoll Queckſilber traͤgt, erhellt;110 bei 50° Cent. iſt ſeine Elaſticitaͤt = 7 Zoll, bei 100° Cent. = 64 Zoll, bei 125° C. = 5 Atmoſphaͤren. Noch groͤßer iſt die Ela - ſticitaͤt der Daͤmpfe des ſchon bei 38° kochenden Schwefel-Aethers; ſie betraͤgt bei 38° Cent. 28 Zoll, bei 80° Cent. 4½ Atmoſphaͤ - ren. Dagegen erreicht der Queckſilberdampf erſt bei der ſehr großen Hitze von 356° Cent. (285° R.), wo das Queckſilber kocht, eine elaſtiſche Kraft, die dem Drucke der Atmoſphaͤre gleich iſt, und bei niedrigen Temperaturen iſt daher die Elaſticitaͤt des Queckſilber - dampfes ſehr unbedeutend.
Wenn in einem luftleeren Raume ſich nur wenig Waſſer befindet, ſo geht dieſes bei erhoͤheter Waͤrme gaͤnzlich in Dampf uͤber, und dieſer Dampf hat, ſo lange noch etwas von tropfbarem Waſſer uͤbrig war, die groͤßeſte Dichtigkeit, welche er bei der eben ſtatt findenden Temperatur, vorausgeſetzt, daß dieſe dauernd genug iſt, erreichen konnte. Aber wenn nun gar kein Waſſer mehr uͤbrig iſt, und die Waͤrme noch immer hoͤher ſteigt, ſo wuͤrde der Dampf mehr Waſſer aufnehmen koͤnnen, und ſeine Dichtigkeit iſt alſo nun nicht ſo groß, als ſie der Waͤrme gemaͤß ſein koͤnnte. Es laͤßt ſich aus den angeſtellten Verſuchen ſchließen, daß die Elaſticitaͤt ſich dann zu der bei der groͤßeſten Dichtigkeit eintretenden verhaͤlt, wie dieſe Dichtigkeiten ſelbſt. Haͤtte man alſo beobachtet, daß bei 50° Cent. der letzte Tropfen Waſſer verſchwand, und ließe nun die Erhitzung bis 100° Cent. ſteigen, ſo wuͤrde man, wenn der Raum, welchen der Dampf einnimmt, noch immer gleich waͤre, ſagen: Der Dampf von 100° ſollte 7⅕ mal ſo dicht ſein, als Dampf von 50°, und dann wuͤrde ſeine Spannkraft 28 Zoll betragen; da er aber nur ſo dicht iſt, als der Dampf von 50° es ſchon war, ſo betraͤgt ſeine Elaſticitaͤt nur kaum 4 Zoll (eigentlich 28 divid. mit 7⅕ alſo 3,89 Zoll), ſo daß ſie bei der Erhitzung nur um ½ Zoll Queck - ſilberhoͤhe zugenommen hat, ſtatt daß ſie bei ſo viel hoͤherem Waͤrme - grade um 24⅔ Zoll zugenommen haͤtte, wenn Waſſer genug vor - raͤthig geweſen waͤre, um dem Dampfe die dieſer hoͤhern Tempera - tur entſprechende Dichtigkeit zu geben.
111Dieſe Betrachtungen bezogen ſich auf Daͤmpfe, die ungemiſcht mit Luft einen Raum, als eigenthuͤmliche elaſtiſche Fluͤſſigkeit, ganz allein ausfuͤllten; aber da die in der atmoſphaͤriſchen Luft befind - lichen Daͤmpfe zu wichtigen meteorologiſchen Betrachtungen Anlaß geben, ſo verdient auch die Frage, wie ſich die mit Luft gemiſchten Daͤmpfe verhalten, eine naͤhere Unterſuchung. Und hier iſt es nun hoͤchſt merkwuͤrdig, daß die Menge der Daͤmpfe gleich groß bei gleicher Temperatur iſt, es mag in dem Raume, der ſie aufnimmt, atmoſphaͤriſche Luft enthalten ſein, oder nicht. Man ſollte aller - dings glauben, erſtlich daß ein ſchon mit Luft gefuͤllter Raum nicht im Stande ſei, nun auch noch ebenſo viele Daͤmpfe, als die Tem - peratur es im leeren Raume geſtatten wuͤrde, aufzunehmen, und zweitens daß ein in der Luft enthaltener Dampf doch den Druck der umgebenden Luft auszuhalten habe und dieſem mit der gerin - geren, ihm bei niedriger Temperatur eigenen, Elaſticitaͤt nicht wi - derſtehen koͤnne; — beide Vermuthungen ſind irrig. Wir ſind daher genoͤthiget anzunehmen, daß die Daͤmpfe ſich ſo mit der Luft vereinigen, daß ſie, gleichſam zwiſchen den Lufttheilchen ihren Platz einnehmend, dem Drucke der Luft nicht ſo ausgeſetzt ſind, wie es bei dem gegenſeitigen Drucke groͤßerer Maſſen der Fall waͤre. In - dem ſo die Luft und der Dampf, ſo als ob ſie ganz unabhaͤngig von einander waͤren, den Raum erfuͤllen und ihren Druck ausuͤben, erleidet eine dem gemeinſchaftlichen Drucke beider ausgeſetzte Flaͤche eine Preſſung, die der Summe derjenigen Preſſungen gleich iſt, die von der Luft allein und vom Dampfe allein wuͤrden ausgeuͤbt wer - den. Gay-Luſſac hat, um dies genau zu zeigen, ein Inſtru - ment angewandt, das ich ſchon vorhin zu einem oberflaͤchlichen Verſuche angewandt habe, und das ich nun vollſtaͤndiger erklaͤren muß (Fig. 21.). Die weitere Roͤhre AF iſt genau getheilt, da - mit man den Raum, welchen die Luft vor der Miſchung mit Dampf und nachher einnimmt, genau vergleichen koͤnne. Sie ſteht in freier Verbindung mit der engen Roͤhre TT′, kann von oben, in - dem man die oberhalb A liegenden Stuͤcke abſchraubt, mit Queck - ſilber gefuͤllt werden, und hat unten einen Hahn W, um Queck - ſilber ausfließen zu laſſen. — Die der Beruͤhrung mit Queckſilber ausgeſetzten Theile, die nicht von Glas ſein koͤnnen, muͤſſen von polirtem Eiſen ſein, um nicht vom Queckſilber angegriffen zu wer -112 den. Der bei A aufzuſchraubende Theil beſteht aus einem groͤßern Recipienten, der mit vollkommen trockener Luft (atmoſphaͤriſcher oder einer kuͤnſtlichen Luft-Art,) gefuͤllt wird, aus einem Hahne Y, der den Zutritt der Luft bei einer Stellung geſtattet, bei der andern Stellung hindert, und aus einem zweiten Hahne R, der eben dieſe Beſtimmung hat. Man trocknet nun alle Theile des Inſtruments vollkommen, fuͤllt die Roͤhre FA und alſo zugleich auch TT′ mit ganz trockenem und keine Luft enthaltendem Queckſilber, und ſchraubt den obern Theil, in deſſen Ballon ſich voͤllig trockene Luft befindet, auf. Nun werden die Haͤhne Y, R, geoͤffnet, und zu - gleich dem Queckſilber bei W ein Ausfluß geſtattet, damit die weite Roͤhre ſich nach und nach mit trockener Luft fuͤlle. Da man das Ausfließen des Queckſilbers unterbrechen kann, wenn man will, ſo nimmt man den Augenblick wahr, da ein angemeſſener Theil AH mit Luft gefuͤllt iſt; dann ſperrt man den Hahn W und hierauf auch den Hahn R. Da die Luft aus dem Ballon austretend ſich ausdehnte, ſo iſt in AH verduͤnnte Luft, und die Oberflaͤche H iſt daher hoͤher als h; man bringt aber die Luft AH zu eben dem Grade von Elaſticitaͤt, wie die aͤußere Luft, indem man bei h Queck - ſilber zugießt, und damit inne haͤlt, wenn die hiedurch in einen engern Raum gebrachte Luft das Queckſilber in H genau ſo hoch als in h haͤlt. Jetzt iſt alſo AH mit ganz trockener Luft gefuͤllt, deren Elaſticitaͤt durch die gerade ſtatt findende Barometerhoͤhe beſtimmt wird, indem bei horizontaler Oberflaͤche Hh, der Druck der innern Luft genau dem Drucke der aͤußeren das Gleichgewicht haͤlt. Um nun Daͤmpfe in den Raum AH zu bringen, ſchraubt man den Ballon oberhalb R ab und ſchraubt dagegen einen andern Hahn an der Stelle von Y an. Dieſer Hahn Y iſt nicht durch - bohrt, ſondern hat, wie ſchon fruͤher erwaͤhnt iſt, eine kleine Ver - tiefung, die ſich, wenn man das kleine Gefaͤß oberhalb mit Waſſer fuͤllt und dieſe Vertiefung auf die obere Seite des Hahnes bringt, auch mit Waſſer fuͤllt, und, bei einer halben Umdrehung des Hah - nes in ſeiner genau ſchließenden Faſſung, dieſen Tropfen nach un - ten hin fuͤhrt, wo er, wenn der Hahn R geoͤffnet iſt, verdampft und den Raum AH mit Daͤmpfen fuͤllt. Man wiederholt das Aufneh - men eines Tropfens und das Hinabfuͤhren zum Verdampfen ſo lange bis keine neue Dampf-Erzeugung, die ſich durch ein Hinab -113 draͤngen der Queckſilberflaͤche H kenntlich macht, mehr eintritt; alsdann iſt man ſicher, daß die Saͤttigung eingetreten iſt, das heißt, daß ein Dampf von der groͤßeſten Dichtigkeit, die bei dieſer Temperatur erreicht werden kann, in AH vorhanden iſt. Aber da durch den hinzu gekommenen Dampf die Luft das Queckſilber bei H herab, bei h hinauf gedraͤngt hat, ſo uͤben die vermiſchten elaſti - ſchen Fluͤſſigkeiten einen etwas groͤßern Druck als den der Atmo - ſphaͤre aus; es iſt daher vortheilhaft, mit großer Vorſicht ein wenig Queckſilber bei W ausfließen zu laſſen, damit die ſich ausdehnenden elaſtiſchen Fluͤſſigkeiten AH zu dem genauen Drucke der Atmoſphaͤre zuruͤckgefuͤhrt werden; man muß wohl Achtung geben, den Hahn W in dem Augenblicke zu ſchließen, wo beide Oberflaͤchen H, h, genau gleich hoch ſtehen; dann uͤbt wieder die feuchte Luft eben den Druck aus, den vorhin die trockene ausuͤbte, der naͤmlich dem Ba - rometerſtande entſpricht.
Um ein der Natur gemaͤßes Zahlenbeiſpiel anzunehmen, will ich vorausſetzen, man ſtelle den Verſuch in einem bis auf 23° R. (28¾° Cent.) erwaͤrmten Zimmer an, und die trockene Luft habe gerade 27 Theile eingenommen, als ihr Druck dem Drucke der aͤußern Luft gleich war, dieſer Druck aber entſpreche genau der Barometerhoͤhe von 28 Zoll; dann wird man nach Vollendung des Verſuches die feuchte Luft 28 Theile einnehmen ſehen. Es iſt naͤmlich die Elaſticitaͤt eines Waſſerdampfs von groͤßter Dichtigkeit bei 23° R. gerade 1 Zoll, die Elaſticitaͤt einer von 27 Theilen auf 28 Theile ausgedehnten Luft aber = 27 Zoll, wenn ſie bei ihrer erſten Dichtigkeit = 28 Zoll war; die Elaſticitaͤt der Daͤmpfe erſetzt alſo genau den Druck, der wegen der Ausdehnung der Luft um 1 Zoll geringer haͤtte ausfallen ſollen.
Nach dieſer vielleicht etwas zu ſtrengen Darſtellung des Be - weiſes, daß die Elaſticitaͤt des Dampfes ſich ganz genau als die Elaſticitaͤt der Luft verſtaͤrkend zeigt, daß die Daͤmpfe ihre Wirkung in der Luft genau ſo wie im luftleeren Raume ausuͤben, wenn ſie gleich in der Luft ſich etwas langſam, im leeren Raume ſehr ſchnell entwickeln, will ich nun auch nur noch eine einzige Bemerkung uͤber die Elaſticitaͤt der Daͤmpfe beifuͤgen. Ich muß Sie, um dieſe einzuleiten, an die fruͤher bewieſene Behauptung erinnern, daß die Daͤmpfe einer nicht ſo leicht kochenden Fluͤſſigkeit bei gleicher WaͤrmeIII. H114weniger Elaſticitaͤt beſitzen, als die Daͤmpfe einer bei geringerer Waͤrme kochenden Fluͤſſigkeit; da nun Salzwaſſer erſt bei etwas hoͤherer Temperatur zum Kochen koͤmmt als reines Waſſer, ſo muͤſſen die Daͤmpfe des ſalzigen Waſſers etwas weniger Elaſticitaͤt beſitzen, als die des ſuͤßen Waſſers. Der Schluß iſt keinem Zweifel unterworfen; aber bekanntlich ſteigt in den Daͤmpfen des ſalzigen Waſſers kein Salz mit auf, ſondern die Daͤmpfe geben ſuͤßes Waſſer; — warum ſind denn alſo dieſe Daͤmpfe gleichwohl an Elaſticitaͤt von denen verſchieden, die ohne Zuſatz von Salz zum Waſſer entſtanden ſind? Der Grund muß wohl der ſein, daß das im Waſſer enthaltene Salz gleichſam mit dem Waͤrmeſtoffe um den Beſitz des Waſſers ſtreitet; der Waͤrmeſtoff kann ſich nicht mit der ganzen Quantitaͤt Waſſer verbinden, die ihm bei reinem Waſſer zukaͤme, ſondern das Salz fordert einen Theil hievon, und daher iſt der Salzwaſſerdampf, bei gleicher Temperatur und ſo lange er ſich uͤber dem noch uͤbrigen ſalzigen Waſſer befindet, ein wenig duͤnner, obgleich der Dampf kein merkbares Theilchen Salz mit fortfuͤhrt.
Daß auch die Beſtimmung, wie viel Waſſer denn in Daͤmpfen von beſtimmter Elaſticitaͤt enthalten iſt, von Wichtigkeit ſei, brauche ich kaum zu bemerken, und ſpaͤtere Betrachtungen werden es noch mehr zeigen. Das einfachſte Mittel, um zuerſt die Dichtigkeit der Daͤmpfe des kochenden Waſſers zu finden, iſt das von G. G. Schmidt angewandte, daß man in einem Glasgefaͤße, welches nur eine kleine Oeffnung hat, und dieſe roͤhrenfoͤrmig ausgezogen, um ſie ſchnell an der Lampe zuſchmelzen zu koͤnnen, Waſſer zum Kochen bringt, und in dem Augenblicke, wo der letzte Tropfen ver - kocht, die Oeffnung zuſchmelzt. Wenn man dann das Gefaͤß abwaͤgt, und dieſes Gewicht mit dem vergleicht, welches bei vollkommener Anfuͤllung mit Waſſer von gegebener Temperatur ſtatt findet, ſo kennt man, weil man ja auch das Gewicht des leeren Gefaͤßes beſtimmen kann, das Verhaͤltniß des Gewichtes der Daͤmpfe zu dem Gewichte des Waſſers und folglich auch zu dem Gewichte trockener Luft. Die Dichtigkeit der Waſſerdaͤmpfe bei niedrigern Temperaturen hat man durch ein anderes Verfahren beſtimmt. Der ungeloͤſchte Kalk hat die Eigenſchaft aus feuchter Luft alle115 Daͤmpfe an ſich zu ziehen; wenn man alſo ein Gefaͤß ſo mit einem Raume, worin Waſſer bei beſtimmter Temperatur verdampft, in Verbindung ſetzt, daß jenes ſich mit Daͤmpfen fuͤllt, dann aber den Zutritt neuer Daͤmpfe hemmt und eine abgewogene Quantitaͤt ungeloͤſchten Kalk hineinbringt, ſo zeigt die Gewichtszunahme des Kalks, nachdem er die Feuchtigkeit aufgenommen hat, wie viel Waſſer als Dampf in jenem Raume enthalten war.
Genauer als dieſe Verſuche ſind indeß die von Gay-Luſ - ſac ſowohl als von Muncke angeſtellten. In einem mit voͤllig ausgetrockneter Luft gefuͤllten Glasgefaͤße waren kleine hohle Glas - kugeln, die mit einer abgewogenen Menge Waſſer gefuͤllt und dann zugeſchmolzen worden, ſo gelegt, daß man ſie in dem geſchloſſenen Raume zerſchlagen konnte. Indem man nun Achtung gab, bei welchem Waͤrmegrade dieſes, nun mit der trockenen Luft in Be - ruͤhrung gekommene, Waſſer gerade eben in Dampf verwandelt war, kannte man die Dichtigkeit des dieſer Temperatur entſprechen - den Dampfes, naͤmlich des Dampfes, welcher die groͤßeſte Dichtig - keit hat, die bei dieſer Waͤrme ſtatt finden kann. War zum Bei - ſpiel das Gefaͤß ſo groß, daß es 11760 Gran Waſſer (von 4° Temperatur, wo das Waſſer die groͤßte Dichtigkeit hat,) faßte, und fand man, daß 1 Gran Waſſer genau bei 50° Cent. verdampft war, ſo ſah man, daß Dampf von der groͤßten Dichtigkeit bei 50° Cent. = $$\frac{1}{11760}$$ = 0,000085 der Dichtigkeit jenes Waſſers hat. Ein Dampf von dieſer Waͤrme beſitzt eine Elaſticitaͤt, die 3,37 Zoll Queckſilber das Gleichgewicht haͤlt; und Luft von dieſer Waͤrme hat die Dichtigkeit = $$\frac{1}{917}$$ bei einer Elaſticitaͤt = 28 Zoll Queckſilber, alſo eine Dichtigkeit = $$\frac{1}{7620}$$ = 0,000131 bei einer Elaſticitaͤt = 3,37 Zoll Queckſilber; die Dichtigkeit = 0,000085 jenes Dampfes iſt alſo beinahe $$\frac{10}{16}$$ der Dichtigkeit einer ebenſo war - men und ebenſo viel Druck ausuͤbenden Luft*)Wenn (nach der Angabe I. Th. S. 260.) Luft von 0° Waͤrme und 28 Zoll Elaſticitaͤt $$\frac{1}{772}$$ der Dichtigkeit des Waſſers beſitzt, ſo hat Luft von 40° R. (50° Cent.) nur $$\frac{213}{253}$$ dieſer Dichtigkeit (vergl. I. Th. S. 216. 217. III. Th. S. 16.) alſo = $$\frac{1}{917}$$ bei 28 Zoll Druck; aber nur eine Dichtigkeit = $$\frac{1}{917}$$ ⋅ $$\frac{3,37}{28}$$ = $$\frac{1}{7620}$$ bei 3,37 Zoll Druck, und $$\frac{1}{11760}$$ iſt = $$\frac{1}{1,54}$$ ⋅ $$\frac{1}{7620}$$ ; alſo die Luft 1,54 mal ſo dicht als der ebenſo warme und ebenſo elaſtiſche Dampf, wofuͤr oben 1,6 geſetzt iſt.
H 2116Alle dieſe Verſuche ſtimmen, wenn man auf kleine, hier wohl unvermeidliche, Unterſchiede nicht ſieht, dahin uͤberein, daß, wenn man die Rechnung fuͤr jede Temperatur ebenſo fuͤhrt, immer die Verhaͤltnißzahl ⅝ oder 1 zu 1,6 fuͤr die Dichtigkeit des Waſſer - dampfes gegen ebenſo warme und eine gleiche Elaſticitaͤt beſitzende Luft hervorgeht.
Einen Zweifel, der in Beziehung auf die Dichtigkeit der Daͤm - pfe Ihnen aufſtoßen koͤnnte, muß ich noch bemerken. Es koͤnnte ſcheinen, als ob bei einer Compreſſion des Waſſerdampfes durch einen Kolben ſeine Dichtigkeit ebenſo wie die Dichtigkeit der zuſam - mengepreßten Luft zunehmen muͤßte; aber das iſt nicht der Fall, ſondern wenn ein Cylinder, in welchem ſich noch Waſſer befindet, mit Dampf von der groͤßeſten Dichtigkeit gefuͤllt iſt, und nun ein Kolben den Dampf auf einen engern Raum beſchraͤnkt, ſo ſchlaͤgt ſich, bei gleich bleibender Waͤrme, tropfbares Waſſer nieder, und der uͤbrige Raum bleibt nur noch mit Dampf von der vorigen Dichtigkeit gefuͤllt. Wenn der Dampf ſich auf dieſe Weiſe nieder - ſchlaͤgt, ſo fuͤllt ſich der ganze Raum mit ſichtbarem Dunſte, wel - cher an den Waͤnden des Gefaͤßes, indem die in ihm latent gewe - ſene Waͤrme entweicht, ſich in feinen Waſſertroͤpfchen niederſchlaͤgt. Bei der Compreſſion eines Dampfes, der wegen Mangel an Waſſer nicht ſeine groͤßte, der ſtatt findenden Waͤrme entſprechende, Dich - tigkeit hat erreichen koͤnnen, verhaͤlt es ſich anders; da naͤmlich tritt der Dunſt - und Waſſerniederſchlag erſt dann ein, wenn bei der Compreſſion jener Punct der groͤßeſten Dichtigkeit uͤberſchritten iſt; ehe dieſer erreicht iſt, behaͤlt der, in Vergleichung gegen ſeinen fruͤhern Zuſtand, etwas verdichtete Dampf noch immer ſeine Durch - ſichtigkeit und erlangt nach dem Maaße der Verdichtung eine groͤßere Elaſticitaͤt.
So wie in dem eben erwaͤhnten Falle der Dampf von groͤße - ſter Dichtigkeit bei der Compreſſion ſogleich in Dunſt und Waſſer verwandelt wird, ſo geſchieht es auch bei der geringſten Abkuͤhlung. Wir ſehen dies bei dem frei hervorgehenden Dampfe an der Ober - flaͤche heißen Waſſers, wo unmittelbar auf der Oberflaͤche der ſehr heiße Dampf vollkommen durchſichtig iſt, in geringer Entfernung aber, wo die Dichtigkeit des Dampfes noch wenig veraͤndert iſt, ein Dunſt ſichtbar wird, weil bei der eintretenden Abkuͤhlung ein117 Dampf von dieſer Dichtigkeit nicht mehr als durchſichtiger Dampf beſtehen kann; in weiterer Entfernung wird dieſer Dunſt wieder unſichtbar, indem der in einen groͤßern Raum ausgebreitete Dampf denjenigen Grad von Verduͤnnung erreicht, der einem bei der Waͤrme der Atmoſphaͤre gebildeten Dampfe entſpricht. — Das niederge - ſchlagene Waſſer in den Dunſttheilchen geht durch neue Verdam - pfung in den elaſtiſchen Dampfzuſtand uͤber.
Daß man durch aͤhnliche Verſuche die Dichtigkeit des Alcohol - dampfes, des Dampfes von Schwefel-Aether u. ſ. w. gefunden hat, erwaͤhne ich nur kurz, und fuͤge nur noch eine Bemerkung uͤber die Daͤmpfe des Queckſilbers hinzu. Da ohne Zweifel in dem leeren Raume des Barometers, (im Torricelliſchen Vacuum) ſich Queckſilberdaͤmpfe entwickeln, die ſich zuweilen ſogar dadurch kennt - lich machen, daß feine Queckſilbertroͤpfchen ſich oben an der Roͤhre anlegen, ſo ſcheint die Beſorgniß zu entſtehen, daß dieſe durch ihre Elaſticitaͤt den Stand des Barometers erniedrigen moͤchten. Dieſe Beſorgniß iſt ungegruͤndet; denn da man findet, daß Alcoholdampf bei einer Waͤrme von 40 Graden unter dem Kochpuncte des Al - cohol, und Aetherdampf bei einer Waͤrme von 40 Gr. unter dem Kochpuncte des Aethers, ziemlich eben die Elaſticitaͤt haben, wie Waſſerdampf bei einer Waͤrme von 40 Gr. unter dem Kochpuncte des Waſſers, ſo ſchließt man, wenn gleich dieſe Regel nur obenhin richtig iſt, daß Queckſilber von 56° Cent. nur Daͤmpfe von eben der Elaſticitaͤt wie Waſſer von - 200° Cent. hervorbringen muß, oder daß bei 300° Cent. unter dem Kochpuncte beider Fluͤſſigkeiten die Elaſticitaͤten gleich ſind. Aber die Elaſticitaͤt eines ſo unge - mein kalten Waſſerdampfes wuͤrde kein Zehntauſendtel Linie Queck - ſilber mehr tragen, alſo wird auch jener Queckſilberdampf unſere Beobachtungen nie unrichtig machen.
Daß der Dampf durch Waͤrme-Aufwand entſteht, habe ich ſchon zu Anfang bemerkt, und es iſt nicht ſchwer dieſen Waͤrme - Aufwand genauer zu beſtimmen. Die uͤber dem kochenden Waſſer ſich erhebenden Daͤmpfe zeigen ſich, wenn man ein Thermometer in ihnen aufſtellt, ebenſo warm als das kochende Waſſer ſelbſt; aber ihre Hervorbringung fordert eine große Menge Waͤrme, und118 eben dieſe Waͤrme findet man auch wieder, wenn man Daͤmpfe zur Erwaͤrmung kalter Koͤrper anwendet. Miſcht man 1 Pfund Waſſer von 100° Cent. mit 1 Pfunde Waſſer von 10° Cent., ſo iſt die Temperatur der Miſchung 55°; aber wenn man Waſſer - daͤmpfe von 100° in Waſſer von 10° uͤbergehen laͤßt, ſo bedarf es lange keines Pfundes Dampf, um die Miſchung zu 55° Waͤrme zu bringen. Sie uͤberſehen leicht, daß ein Verſuch, ſo angeſtellt, daß man die kochend heißen Daͤmpfe in kaltes Waſſer hinein leitet, und dann die aufgewandte Dampfmenge durch Abwaͤgen vor und nach dem Verſuche, und zugleich die Erwaͤrmung beſtimmt, die latente Waͤrme der Daͤmpfe geben muß. Haͤtte man z. B. gefun - den, daß 61 Gewichttheile Waſſer von 20° C. ein Zuſtroͤmen von einem Gewichttheile Waſſerdampf von 100° C. forderten, um jenes Waſſer auf 50° C. zu bringen; ſo wuͤrde man ſchließen, da 61 Theile um 10 Grade erhitzt ſind, ſo wuͤrde 1 Theil um 610 Grade erhitzt ſein; der eine Gewichttheil Dampf gab alſo 610 Grade Waͤrme her, und da er dabei nur um 70 Gr., naͤmlich von 100 bis 30, abgekuͤhlt wurde, ſo mußten die uͤbrigen 540° Cent. (432° R.) dadurch hervorgehen, daß der Dampf in Waſſer ver - wandelt wurde, oder aus der latenten Waͤrme des Dampfes hervor - gehen. So wie alſo 1 Pfund Eis zum Schmelzen ebenſo viel Waͤrme verbraucht, als 1 Pfund Waſſer, um 75° Cent. erhitzt zu werden, ebenſo fordert 1 Pfund Waſſer, um in Dampf verwan - delt zu werden, ebenſo viel Waͤrme, als noͤthig iſt, um 10 Pfund Waſſer um 54° C. oder um 1 Pf. Waſſer um 540 Gr. Cent. (432° R.) zu erhitzen. Die Anwendung des Eis-Apparats giebt eben dieſes Reſultat.
Ob dieſe latente Waͤrme der Daͤmpfe immer gleich bleibe, auch bei hoͤhern Temperaturen; ob die Wirkung der ſtark erhitzten und daher ſehr elaſtiſchen Daͤmpfe mehr betrage als dem einfachen Verhaͤltniſſe des aufgewendeten Feuermaterials angemeſſen iſt? — dieſe und noch mehrere aͤhnliche Fragen darf ich hier wohl uͤber - gehen, doch bemerke ich, daß die bisherigen Verſuche fuͤr eine genau dem Aufwande an Feuermaterial angemeſſene Wirkung ſprechen.
So ſehr auch die Lehre von der Waͤrme uͤberhaupt mit den Beduͤrfniſſen und Geſchaͤften des buͤrgerlichen Lebens in Verbin - dung ſteht, ſo iſt doch wohl kein Theil derſelben, der zahlreichere und auffallendere Anwendungen darboͤte, als die Lehre von den Daͤmpfen. Ich will mit den minder großen Anwendungen anfan - gen und dann zu den Dampfmaſchinen, als der erfolgreichſten Anwendung, uͤbergehen.
Daß man die Daͤmpfe zum Erwaͤrmen, zum Trocknen, zum Heitzen von Zimmern, anwenden kann, iſt offenbar, und dieſe An - wendung wird vorzuͤglich da vortheilhaft, wo irgend eine Art von Fabrication das Hervorgehen von Daͤmpfen bewirkt, und wo man daher keinen eignen Aufwand von Brennmaterial zur Erwaͤrmung noͤthig hat. Man leitet zu dieſem Zwecke die Daͤmpfe in Roͤhren, deren Oberflaͤche nicht polirt iſt, fort, weil die ſtrahlende Waͤrme dann beſſer in die zu heitzenden Raͤume ausſtroͤmt; man kann bei dieſer Einrichtung die Roͤhren am Fußboden der Zimmer und durch die ganze Laͤnge der Zimmer fortleiten, wodurch der Vortheil einer, beſonders im unteren Theile der Luft ſtatt findenden, und einer gleichfoͤrmigen Erwaͤrmung, erreicht wird. Da der Dampf, indem er ſich in den Roͤhren abkuͤhlt, in Waſſer verwandelt wird, ſo muͤſſen die Roͤhren etwas geneigt liegen, um dem Waſſer einen Zuruͤckfluß in den Keſſel zu geſtatten. Dieſe Heitzung gewaͤhrt ſofern eine Sicherung gegen Feuersgefahr, als man bei einer durch viele Theile eines großen Gebaͤudes gehenden Heitzung nicht mehr als ein Feuer, das man in einem ſehr wohl verwahrten Raume anbringen kann, noͤthig hat, ſtatt daß ſonſt alle einzelnen Feuer gleiche Aufmerkſamkeit fordern. In manchen Faͤllen iſt auch das eine Annehmlichkeit, daß die Roͤhren nie ſo brennend heiß werden, als bei unmittelbarer Heitzung durch Feuer. Dieſe Annehmlichkeit iſt beſonders da von Wichtigkeit, wo man in Fabriken Gegenſtaͤnde120 irgend einer Art durch das Anhaͤufen um dieſe Roͤhren oder durch das Aufhaͤngen an denſelben trocknen will, indem da ein ſtaͤrkerer Waͤrmegrad leicht Beſchaͤdigung hervorbringt.
Durch die Zuleitung der Daͤmpfe in Gefaͤße, die nicht ſelbſt auf dem Feuer ſtehen, kann man die in denſelben enthaltenen Ge - genſtaͤnde erwaͤrmen, und hat dabei den Vortheil, nicht bloß ſich eines hoͤlzernen Gefaͤßes, das man nicht dem Feuer unmittelbar ausſetzen duͤrfte, bedienen zu koͤnnen, ſondern auch leichter denjeni - gen maͤßigen Grad von Waͤrme zu erhalten, der zu irgend einem Zwecke erforderlich iſt. Wenn die Daͤmpfe in großer Menge zu - ſtroͤmen, ſo kann man mit Waſſerdaͤmpfen Waſſer zum Kochen bringen.
Man hat die Vortheile des im Dampfe Kochens oft geruͤhmt. Dieſes im Dampfe Kochen beſteht darin, daß in dem Topfe ſich, etwa in der halben Hoͤhe, ein durchloͤcherter Boden befindet, auf welchen man die zu kochenden Speiſen legt, waͤhrend Waſſer oder auch Fleiſch im Waſſer ſich im unteren Theile des Topfes befindet. So werden jene Speiſen nur von dem Dampfe durchdrungen, was in manchen Faͤllen vortheilhafter ſein ſoll. Ein ſolcher Topf muß ziemlich dicht verſchloſſen ſein, damit nicht durch das Entweichen zu vielen Dampfes ein oͤfteres Nachfuͤllen neuen Waſſers noͤthig werde. Der Zweck der voͤllig geſchloſſenen Kochgefaͤße, der Rum - fordſchen Toͤpfe, iſt ein anderer, naͤmlich der, bei gehinderter Ver - dampfung die Waͤrme zu verſtaͤrken, und dieſe Einrichtung der Kochgefaͤße iſt daher Holz erſparend, weil bei dem Kochen in offenen Gefaͤßen eine große Menge Hitze zum Entſtehen des verloren gehen - den Dampfes verwandt wird, hier hingegen dieſe Waͤrme zugleich dazu wirkt, groͤßere Hitze hervorzubringen und dadurch die gewoͤhn - lichen Erfolge des Kochens ſchneller, zugleich aber noch groͤßere Wir - kungen, ein Zerkochen von Knochen u. ſ. w., hervorzubringen. Auch fuͤr das gewoͤhnliche Kochen knuͤpft ſich eine Regel an die Bemer - kung, daß eine ſtarke Dampf-Erzeugung unnuͤtzen Waͤrme-Auf - wand fordert, naͤmlich die, daß man ein zwar ununterbrochenes, aber nie ſehr heftiges Kochen anwenden muß, indem bei dem letz - tern der Waͤrmegrad nicht merklich erhoͤhet wird, waͤhrend die vielen verloren gehenden Daͤmpfe Waͤrme unnuͤtz fortfuͤhren. Geſalzenes Waſſer nimmt beim Kochen etwas mehr Waͤrme an, eine Schichte121 von Fett auf der Oberflaͤche hindert das Kochen noch etwas laͤnger, oder bewirkt, daß eine groͤßere Waͤrme eintritt, ehe das geſalzene und mit Fett bedeckte Waſſer zum Kochen koͤmmt; — ſchon durch dieſe Wirkung tragen jene beiden Umſtaͤnde bei, ein beſſeres Weich - werden der Speiſen zu bewirken.
Die Chemiker bedienen ſich des Erhitzens im Marienbade, da - mit der zu erhitzende Koͤrper gewiß nicht einer groͤßern Hitze, als der Kochwaͤrme des Waſſers ausgeſetzt werde; — dieſes Marienbad iſt naͤmlich ein Gefaͤß mit kochendem Waſſer, in welchem dasjenige Gefaͤß aufgeſtellt iſt, worin ſich der zu erhitzende Koͤrper befindet.
Die Deſtillation gruͤndet ſich auf die Eigenſchaft der Fluͤſſig - keiten, ſich bei beſtimmten Waͤrmegraden in Dampf zu verwan - deln, und bei geringerer Waͤrme ſich wieder als tropfbare Fluͤſſigkeit niederzuſchlagen. Man bringt daher unter dem Gefaͤße, wo die der Deſtillation zu unterwerfende Fluͤſſigkeit ſich befindet, Feuer an, und leitet dann die Daͤmpfe in das mit kaltem Waſſer oder allen - falls mit Eis umgebene Kuͤhlgefaͤß, wo die uͤbergegangenen Daͤmpfe ſich als tropfbare Fluͤſſigkeit darſtellen. Der Zweck des Deſtillirens iſt gewoͤhnlich, eine leichter verdampfende Subſtanz von der ſchwerer verdampfenden zu trennen. Man deſtillirt daher den Wein, um aus ihm Weingeiſt zu gewinnen; denn da der Dampf des Wein - geiſtes in der Kuͤhlroͤhre noch als Dampf fortgeht, wenn das mit aufgeſtiegene Waſſer ſich ſchon niederſchlaͤgt, ſo erhaͤlt man den Weingeiſt deſto gereinigter, deſto ſtaͤrker und von deſto geringerm ſpecifiſchen Gewichte, je mehr man die Einrichtung ſo macht, daß die weniger elaſtiſchen Waſſerdaͤmpfe ſich, fruͤher niedergeſchlagen, abſondern. Will man eine ſolche Deſtillation bei geringerer Waͤrme bewirken, ſo muß man ſie in luftleeren Gefaͤßen vollbringen. Man macht dann die Einrichtung ſo, daß aus dem Raume uͤber der zu deſtillirenden Fluͤſſigkeit durch Waſſerdaͤmpfe, die man durch eine Seitenroͤhre einlaͤßt, die Luft ausgetrieben wird, indem man der Luft und den ſiedend heißen Daͤmpfen durch eine andre Roͤhre einen Ausgang geſtattet; hat man die Luft ausgetrieben, ſo ſchließt man jene beiden Roͤhren, und da alsdann, bei geringerer Waͤrme, we - gen des mangelnden Luftdruckes, die Ausduͤnſtung lebhaft fortgeht, ſo hat man nur noͤthig, die Kuͤhlroͤhre oder das Gefaͤß, worin das Deſtillat ſich ſammeln ſoll, mit Eis zu umgeben, damit dort der in122 dem andern Gefaͤße entſtandene Dampf ſich niederſchlage und im - mer neuer Verdampfung in jenem Gefaͤße Raum gebe. Auf dieſe Weiſe kann man ſelbſt bei ſehr niedrigen Temperaturen deſtilliren, was den Vortheil hat, theils ſogar ohne allen kuͤnſtlichen Waͤrme - Aufwand den Zweck zu erreichen, theils da, wo große Hitze nach - theilige Veraͤnderungen hervorbringen koͤnnte, dieſe zu vermeiden.
In ſchwaͤcherm Maaße findet ſelbſt im luftvollen Raume eine Deſtillation auch bei geringer Waͤrme ſtatt. Stellt man naͤmlich die Kuͤhlroͤhre A und das zum Aufnehmen des Deſtillats beſtimmte Gefaͤß B (Fig. 26.) in eine ſehr ſtark abkuͤhlende Eismiſchung, ſo ſchlagen ſich die bei gewoͤhnlicher Waͤrme in C erzeugten Daͤmpfe in B und A nieder, und waͤhrend ſich in C immer neue Daͤmpfe bilden, ſammelt ſich die uͤbergegangene Fluͤſſigkeit in dem Gefaͤße B.
Wenn man Waſſer in einem metallenen Gefaͤße, das oben nur eine enge Roͤhre zum Auslaſſen des Dampfes hat, erhitzt; ſo dringt der Dampf aus der Roͤhre mit bedeutender Gewalt, als heißer Wind, hervor, und man hat alſo eine Windkugel oder Aeolipile. Noch heftiger iſt dieſes Hervorbringen, wenn man ein ſehr ſtarkes ganz geſchloſſenes, aber mit einem Hahne verſehe - nes, Gefaͤß, den Papinianiſchen Topf, ſo erhitzt, daß die Daͤmpfe eine viel groͤßere Hitze und Elaſticitaͤt erlangen, als beim freien Kochen; oͤffnet man naͤmlich da den an dem obern Theile des Ge - faͤßes angebrachten Hahn, ſo dringen die Daͤmpfe mit der groͤßeſten Gewalt, ſo daß ſie einen hoch hinaufgehenden Dampfſtrahl bilden, hervor. Damit man zugleich einen belehrenden Verſuch mit dem Papinianiſchen Topfe anſtellen koͤnne, iſt es gut, ein in den Dampf - raum reichendes Thermometer A und ein durch Compreſſion der Luft den Druck abmeſſendes Barometer B anzubringen (Fig. 27.). Um aber vor dem Zerſprengen des Topfes ſicher zu ſein, muß man auch ein Sicherheitsventil C anbringen, das ſich bei zu ſtarkem Drucke von ſelbſt oͤffnet. Jene Dampfkugel laͤßt ſich mit Wein - geiſt gefuͤllt zum Geblaͤſe, wenn dieſes eine Flamme anfachen ſoll, brauchen, wenn man den Weingeiſtdampf auf die Flamme zu ſtroͤ - men laͤßt, wo dann der Weingeiſtdampf ſelbſt mit verbrennt. Mit Weingeiſt giebt die Dampfkugel noch zu einem angenehmen Expe -123 rimente anderer Art Gelegenheit. Man ſchraubt naͤmlich, nach - dem die Dampfkugel groͤßten Theils mit Weingeiſt gefuͤllt iſt, eine bis beinahe auf den Boden des Gefaͤßes reichende und oben als enge Sprungroͤhre hervorgehende Roͤhre AB (Fig. 28.) an, ſetzt dann die Kugel auf eine hinreichend erhitzende Flamme, und bewirkt nun, indem der Raum CD ſich mit elaſtiſchem Dampfe fuͤllt, ein Her - vorſpringen des erhitzten Weingeiſtes bei B. Zuͤndet man den hervorſpritzenden Weingeiſt an, ſo bildet er eine Feuer-Fontaine.
Aber vielſeitiger und eben dadurch wichtiger als alle bisher angefuͤhrten Anwendungen des Waſſerdampfes iſt die Anwendung ſeiner Elaſticitaͤt zum Bewegen der Maſchinen. Die Dampfma - ſchinen haben durch die große Gewalt, mit welcher ſie wirken, durch ihre Unabhaͤngigkeit von oͤrtlichen Umſtaͤnden, durch den kleinen Raum, den ſie, ſelbſt bei großer Wirkſamkeit, nur fordern, und durch ihre Faͤhigkeit, ſich ſelbſt fortzubewegen, alle andern Maſchi - nen in Schatten geſtellt. Das Princip ihrer Wirkſamkeit iſt ein ſehr einfaches. In einem Cylinder, der ſich von dem Dampfkeſſel aus mit Dampf anfuͤllt, befindet ſich ein beweglicher Kolben, den die Elaſticitaͤt des Dampfes fortſchiebt; hat er den Punct erreicht, bis zu welchem er vorruͤcken ſoll, ſo verſchließt man den Zutritt des Dampfes und kuͤhlt dieſen ab, damit der Druck der Atmoſphaͤre den Kolben zuruͤckdraͤnge, oder leitet den Dampf nach der andern Seite des Kolbens, damit der Dampf ſelbſt das Zuruͤckdraͤngen bewirke; — ſo hat man die ganze Haupt-Anordnung der Dampf - maſchine.
Schon am Ende des vorletzten Jahrhunderts machten Pa - pin und Savery die Bemerkung, daß die große Gewalt der Daͤmpfe dieſe zur Betreibung von Maſchinen anwendbar mache, und unvollkommene Dampfmaſchinen wurden bald nachher verfer - tigt. Die Bemerkung, daß der abgekuͤhlte Dampf ſeine Elaſticitaͤt faſt voͤllig verliere, leitete auf den Gedanken, nur das Fortſchieben des Kolbens nach der einen Richtung durch die Kraft der Daͤmpfe zu bewirken, und nach der Zerſtoͤrung des Dampfes durch Abkuͤh - lung, dem Luftdrucke die Zuruͤckfuͤhrung des Kolbens zu ſeiner erſten Stellung zu uͤberlaſſen. Man brachte daher zwei Haͤhne124 an, die beide zu dem Raume fuͤhrten, welcher zwiſchen dem Dampf - keſſel und dem Kolben liegt, und deren einer den heißen Dampf, der andre kaltes Waſſer einließ; dieſe wurden abwechſelnd geoͤffnet und geſchloſſen, ſo daß der Dampfhahn offen blieb ſo lange der Kolben ſich von dem Dampfkeſſel entfernte, aber ſich ſchloß, wenn der Kol - ben die Grenze ſeines Vorruͤckens erreicht hatte, dagegen der Hahn, welcher kaltes Waſſer einſpruͤtzen ließ, nun geoͤffnet wurde, und geſchloſſen blieb ſo lange neuer Dampf einſtroͤmte. Man kam bald auf Einrichtungen, wodurch die Steuerung dieſer Haͤhne, ihre rich - tige Oeffnung und Schließung, durch die Maſchine ſelbſt hervor - gebracht ward; aber ein großer Nachtheil war unvermeidlich mit dieſer Einrichtung verbunden, naͤmlich die ſtets erneuerte Kaͤlte des Cylinders, welcher durch den wieder eintretenden Dampf erſt wieder erwaͤrmt werden mußte, dadurch aber mehr Aufwand an Feuer forderte. Ein Mittel, dieſer ſteten Zerſtoͤrung des Dampfes aus - zuweichen, mußte daher als eine große Verbeſſerung der Dampf - maſchine angeſehen werden, und dieſes erfand Watt, indem er dem Dampfe eine doppelte Leitung gab, um aus dem Dampfkeſſel ſowohl auf die eine als auf die andre Seite des Kolbens zu gelan - gen, und indem er, waͤhrend der Dampf auf die eine Seite wirken ſollte, dem bis dahin an der andern Seite eingeſchloſſenen Dampfe einen freien Uebergang in die Luft oder in einen abgeſondert liegen - den kalten Condenſator geſtattete. Da der Zweck der Dampfma - ſchine fordert, nicht allein daß eine Bewegung anderer Maſchinen, die Hebung und Senkung von Pumpenkolben, die Drehung von Muͤhlen, Raͤdern u. ſ. w. bewirkt werde, ſondern auch daß die Steuerung der den Zutritt des Dampfes regulirenden Haͤhne, daß die Zufuͤhrung neuen Waſſers in den Dampfkeſſel und alles, was die Maſchine ſelbſt bedarf, durch jenen vermittelſt des Dampfes in Bewegung geſetzten Kolben hervorgebracht werde; ſo iſt die ganze Maſchine faſt nothwendig ſehr zuſammengeſetzt. Ich begnuͤge mich daher, Sie nur auf die Haupttheile aufmerkſam zu machen. Die Dampfroͤhre (Fig. 29.), die von dem Keſſel N ausgeht, leitet den Dampf zu der Roͤhre DE, welche bei D eine Oeffnung zum obern Theile, bei E zu dem untern Theile des Cylinders V, in welchem der Kolben W auf und nieder geht, hat. Eine zweite, neben jener liegende Roͤhre FB fuͤhrt von eben jenen Oeffnungen des Cylin -125 ders zu dem Condenſator A. Bei E und D ſind Haͤhne, welche die Leitung des Dampfes in den Cylinder abwechſelnd oͤffnen, und ſchließen, und ebenſo ſind bei F und B zwei Haͤhne fuͤr die Leitung zu dem Condenſator. Iſt nun, wie es die Figur darſtellt, der Kol - ben oben, ſo druͤckt bei a ein Vorſprung an der Stange C auf den die Haͤhne D und B regierenden Winkelhebel und beide Haͤhne e oͤffnen ſich; ein zweiter Vorſprung druͤckt auf den Anſatz b der Haͤhne E, F, die ſich dadurch beide ſchließen; ſo iſt alſo der Zufluß D des Dampfes in den Raum oberhalb des Kolbens und zugleich die Roͤhre B geoͤffnet, welche den unterhalb befindlichen Dampf in den mit kaltem Waſſer immer kalt erhaltenen Raum A leitet, und der Kolben wird herabgedruͤckt, weil der unten geſammelte Dampf, ohne erheblichen Widerſtand zu leiſten, aus dem untern Raume abfließt. Wenn der Kolben unten anlangt, ſo bringen die an der Stange C in richtiger Entfernung angebrachten Vorſpruͤnge die ent - gegengeſetzte Drehung der Haͤhne hervor, und nun iſt alſo F geoͤff - net und D geſchloſſen, das heißt, es gelangt in den obern Raum kein neuer Dampf mehr, ſondern der dort vorhandene findet freien Ausweg in den Condenſator, we l zugleich F geoͤffnet iſt, dagegen iſt dem Dampfe der Zugang nach dem untern Theile geſtattet, die Verbindung mit dem Condenſator aber bei B geſchloſſen. Die uͤbrigen Theile der Maſchine will ich nur kurz angeben. Daß bei S an dem andern Arme des Waagebalkens QT ſich die in Bewe - gung zu ſetzenden Theile der Maſchine befinden, laͤßt ſich leicht uͤber - ſehen; Q iſt eine Verbindung, welche die Kolbenſtange hindert eine ſchiefe Richtung bei dem Hin - und Hergehen des Waagebalkens QT anzunehmen; bei G wird das ſich im Condenſator ſammelnde Waſſer nach K, L gepumpt und durch die Roͤhre LM zum Erſatze des verdampften Waſſers dem Keſſel N zugefuͤhrt*)Da Fig. 29. die Theile der Maſchine noch vollſtaͤndiger zeigt, ſo wird es wohl manchen Leſern angenehm ſein, den Zweck der einzelnen Stuͤcke noch naͤher kennen zu lernen, die bei Watts Maſchinen vor - kommen, und die, wenn ſie auch bei den mannigfaltig abgeaͤnderten Dampfmaſchinen nicht ganz ſo vorkommen, doch einen Begriff von den vielen Zwecken, denen die Maſchine Genuͤge leiſtet, geben. Daß der Keſſel N in X und bis an xx mit Waſſer gefuͤllt iſt, und in ZZZ.
126Dieſe Maſchinen koͤnnen einen mehr oder mindern Druck aus - uͤben, indeß betrug bei den fruͤhern Einrichtungen die Elaſticitaͤt der Daͤmpfe nicht erheblich mehr als der Druck der Atmoſphaͤre. Dampfmaſchinen von ſo geringem Drucke ſind wenigern Gefahren ausgeſetzt, aber wenn ſie bedeutende Wirkung leiſten ſollen, ſo muß der Kolben ſehr groß ſein, indem zum Beiſpiel, wenn der Dampf gerade den Druck von 15 Pfund auf den Quadratzoll, einen Druck ungefaͤhr dem der Atmoſphaͤre gleich, ausuͤbt, der Kolben 1000 Quadratzoll Flaͤche, beinahe 3 Fuß Durchmeſſer, haben muß, um*)vom Feuer umgeben iſt, erhellt leicht. Aus dem Keſſel gehen zwei Roͤhren d, e, herauf, die gewoͤhnlich verſchloſſen ſind; da die eine etwas tiefer als die dem Waſſer beſtimmte Grenze reicht, die andre nicht ganz ſo tief, ſo giebt beim Oeffnen die eine Waſſer, die andre Dampf, wenn das Waſſer ſeine richtige Hoͤhe hat; geben beide Waſſer, ſo iſt der Keſſel zu ſehr gefuͤllt, geben beide Dampf, ſo iſt zu wenig Waſſer da. Der Zu - fluß des Waſſers durch die Roͤhre LM wird vermittelſt des Schwimmers f regulirt; wenn ſich dieſer hebt, alſo das Waſſer zu hoch ſteht, ſo ſchließt der an dem kleinen Hebel gh angebrachte Schieber k den Zufluß, wel - cher ſich dagegen oͤffnet, wenn der Schwimmer zu ſehr ſinkt, in welchem Falle durch M Waſſer zufließt. Wie die Dampfroͤhre Y D den heißen Dampf in die Roͤhre DE und durch die Oeffnungen D und E in den obern und untern Theil des Cylinders V fuͤhrt, iſt oben beſchrieben; die Haͤhne D und E oͤffnen und ſchließen ſich abwechſelnd, und die mit dem Kolben herauf - und herabgehende Stange C dreht durch die Verbin - dungsſtangen aD, bE dieſe Haͤhne. Neben DE geht die Roͤhre FB in den mit kaltem Waſſer umgebenen Condenſator A herab, ihre Haͤhne F und B, durch die Stangen Fb, aB, regiert, geſtatten dem Dampfe den Abfluß, wenn er nicht mehr wirken ſoll. Die Stange C, die dieſe vier Haͤhne bewegt, dient zugleich, das etwas erwaͤrmte Waſſer aus dem Condenſator weg nach K zu bringen, damit der in der Roͤhre LL ſich bewegende Pumpenkolben dieſes Waſſer in den Keſſel zuruͤck - fuͤhre; auch dieſe Pumpe wird, weil ihre Kolbenſtange an dem Waage - balken QT haͤngt, mit in Bewegung geſetzt. Endlich zieht auch noch die Kolbenſtange R den Kolben der Pumpe P herauf, um kaltes Waſſer nach t t zu Abkuͤhlung des Condenſators zu bringen. So bringt die Maſchine ſelbſt alle die Theile in Bewegung, die zu Unterhaltung der Bewegung dienen; bei TS aber iſt die Stange, welche das Hauptrad der in Bewegung zu ſetzenden Maſchine treibt; die in einander greifen - den Raͤder bei r ſind beſtimmt, dieſe Bewegung gleichfoͤrmiger zu machen.127 15000 Pfund Kraft zu beſitzen. Es iſt daher in vieler Hinſicht vortheilhafter, Dampfmaſchinen von hohem Drucke anzuwen - den, das heißt, den Daͤmpfen eine Hitze, welche die Kochwaͤrme des Waſſers ſehr uͤbertrifft, zu geben, indem es nur dadurch moͤglich iſt, die Abmeſſungen der Maſchine, bei gleicher Wirkſamkeit, bedeu - tend zu vermindern. Dieſes hat ſelbſt in Ruͤckſicht auf den Auf - wand an Feuerungsmaterial Vortheile; denn wenn gleich die her - vorgebrachte Elaſticitaͤt des Dampfes an ſich ſelbſt nicht in ſtaͤrkerem Maaße, als der Waͤrme-Aufwand, waͤchſt, ſo laͤßt ſich doch leicht uͤberſehen, daß man bei kleinen Abmeſſungen der Maſchine den unnuͤtzen Verluſt von Waͤrme viel leichter hindern kann, als bei großen Maſchinen.
Unter dieſen Maſchinen von hohem Drucke haben ſich kuͤrzlich die von Perkins einen vorzuͤglichen Ruhm erworben, und da es hier nicht meine Abſiche ſein kann, Sie mit vielerlei Abaͤnderun - gen der Dampfmaſchine bekannt zu machen, ſo will ich nur von dieſer Perkinsſchen Maſchine noch etwas ſagen. Da hier mit einem Drucke von 35 Atmoſphaͤren, wie Perkins angiebt, gearbeitet wird, ſo muͤſſen alle Theile der Maſchine, zu welchen der Dampf waͤhrend ſeiner vollen Elaſticitaͤt Zutritt hat, ſehr ſtark gearbeitet ſein, und ſind dies in dem Grade, daß ſie einen Druck von 4000 Pfund auf den Quadratzoll, alſo von 250 Atmoſphaͤren auszuhal - ten vermoͤgen. Der Dampfkeſſel, oder wie er von Perkins genannt wird, der Generator des Dampfes AB, (Fig. 30.) ſteht mitten in dem durch ſtarkes Anblaſen kraͤftig angefachten Feuer CDE, das bei F ſeinen fernern Zug hat. Aus dem Dampf-Er - zeuger AB geht eine nach dem Cylinder fuͤhrende Roͤhre aaa, deren Ventil b ſo belaſtet iſt, daß es ſich erſt oͤffnet, wenn der Dampf 35 mal ſo ſtark als die Atmoſphaͤre druͤckt; — mit dieſer Kraft alſo wird der Kolben der Maſchine fortgetrieben. Eine zweite vom Generator ausgehende Roͤhre ccc traͤgt ein Sicherheitsventil, naͤmlich ein Ventil, das ſich oͤffnet, wenn die Daͤmpfe jenen erfor - derlichen Grad von Elaſticitaͤt bedeutend uͤberſteigen, und welches dann die zu heftig erzeugten Daͤmpfe in die freie Luft ableitet; eine dritte Roͤhre dddd, durch ein mit 37 Atmoſphaͤren belaſtetes Ventil e geſchloſſen, fuͤhrt uͤberfluͤſſigen Dampf oder uͤberfluͤſſiges Waſſer in das zu Abkuͤhlung der Daͤmpfe beſtimmte Gefaͤß GH. Eine128 vierte Roͤhre ffff ſteht mit einer ſtarken Druckpumpe I in Ver - bindung, die immerfort durch zugepumptes, ſchon warmes, Waſſer den Abgang im Dampfgenerator erſetzt; ſie muß eine Kraft von reichlich 35 Atmoſphaͤren ausuͤben, damit das zuſtroͤmende Waſſer nicht durch den ſo ſehr elaſtiſchen Dampf zuruͤckgedraͤngt werde; indeß, da ſie nur einen geringen Durchmeſſer zu haben braucht, ſo betraͤgt dieſe Kraft von 35 Atmoſphaͤren doch nicht ſo ſehr viele Pfunde, ſondern bei ¼ Zoll Durchmeſſer wuͤrden 110 Pfund Druck auf den Kolben dieſer Waſſerpumpe I zureichen. Die Zufuͤhrung der Daͤmpfe zu dem Cylinder, worin der Kolben ſich bewegt, koͤnnen Sie ſich von a aus ungefaͤhr wie bei andern Dampfmaſchi - nen vorſtellen, nur daß die Ableitung der Daͤmpfe, nach vollendeter Wirkung, durch die Roͤhre gggg nicht nach einem kalten Conden - ſator hin ſtatt findet, ſondern die in dieſem Falle ſo ſehr elaſtiſchen Daͤmpfe ſich mit hinreichender Schnelligkeit in einen bedeutend erwaͤrmten Raum GH ergießen, aus welchem dann das aus ihnen entſtandene, immer noch ſehr heiße Waſſer durch die Roͤhre hhhh jener Druckpumpe I zugefuͤhrt und ſo in den Dampfgenerator zu - ruͤckgebracht wird. K, K ſind zwei Gewichte, die vermittelſt der Hebel LK, LK bei d und b mit gehoͤriger Gewalt zudruͤcken.
Bei einer ſolchen Perkinsſchen Maſchine betrug der Durch - meſſer des die ganze Maſchine treibenden Kolbens nur 2 Zoll, aber dennoch mußte die Wirkung, welche ſie ausuͤbte, 1600 Pfund betragen. Eine ſo kleine und folglich, wenn gleich alle Theile ſehr ſtark ſein muͤſſen, dennoch nur leichte Maſchine iſt offenbar ganz geeignet, in dem engen Raume eines Dampfwagens bequem ge - braucht zu werden.
Wie man den Druck berechnet, welchen Daͤmpfe von beſtimm - ter Elaſticitaͤt auf einen Kolben von gegebener Groͤße ausuͤben, brauche ich wohl kaum zu erwaͤhnen. Sie erinnern ſich, daß die Atmoſphaͤre auf jeden Quadratzoll (pariſ. Maaß) ungefaͤhr 15 Pf. Druck ausuͤbt, alſo ein Dampf von der Elaſticitaͤt, die wir 10 Atmoſphaͤren nennen, 150 Pfund auf den Quadratzoll, 15000 Pfund auf 100 Quadratzoll u. ſ. w. Man pflegt die Kraft der129 Dampfmaſchinen nach Pferdekraͤften zu vergleichen, und obgleich man obenhin leicht verſteht, was damit gemeint iſt, ſo iſt es doch nothwendig in wiſſenſchaftlicher Beziehung dieſen, offenbar etwas ſchwankenden, Begriff naͤher zu beſtimmen. Die Angaben hieruͤber ſind bedeutend ungleich. Nach Edwards kann ein Pferd, Stun - den lang gleichmaͤßig fortarbeitend, ein Gewicht von 150 Pfund in einer Minute 220 Fuß hoch heben, und dieſes kann man ſo anſe - hen, als ob 150 ⋅ 220 = 33000 Pfund in einer Minute 1 Fuß gehoben wuͤrden; damit ſtimmt Watt und auch Girard uͤber - ein. Andre Schriftſteller dagegen, namentlich Smeaton, ſetzen die Kraft eines Pferdes nur ſo groß, daß dadurch 23000 Pfund in 1 Min. 1 Fuß gehoben werden koͤnnten. Prony nimmt ſie noch geringer an. Hiernach muͤßte man den Effect auf folgende Weiſe berechnen. Eine Maſchine in den Gruben von Cornwallis, nach Watts Anordnung erbaut, hatte einen Kolben von 63 Zoll Durchmeſſer oder 3116 Quadratzoll; haͤtte ſie nun mit einer Kraft von 2 Atmoſphaͤren gearbeitet, ſo haͤtte der Druck auf den Kolben 93500 Pfund betragen. Dieſe Maſchine hob in jeden 10 Secun - den 82000 Pfund (ungefaͤhr 1170 Cubicfuß) Waſſer in einem Hube 16 Fuß hoch, alſo 6 ⋅ 82000 = 492000 Pfund in 1 Minute 16 Fuß hoch, wofuͤr wir 7872000 Pfund in 1 Min. 1 Fuß hoch ſetzen; dieſer Effect betrug alſo 239 Pferdekraͤfte (zu 33000 Pfund) nach Watts Angabe, oder 340 Pferdekraͤfte (zu 23000 Pfund) nach Smeatons Angabe, und erſetzte, da die Maſchine Tag und Nacht arbeitete, ein Pferd aber nur 8 Stunden fortarbeiten kann, wenigſtens 720 Pferde. Wenn man bei Perkins Maſchine annimmt, daß ſie wirklich mit 35 Atmoſphaͤren Druck arbeitet, welches auf einen Kolben von 2 Zoll Durchmeſſer 1650 Pfund Druck betraͤgt, und wenn man die Angabe hinzufuͤgt, daß der Kol - ben in jeder Minute 100 Kolbenzuͤge von 1 Fuß vollendete, ſo haͤtte man 1650 ⋅ 100 = 165000 Pfund 1 Fuß hoch in jeder Min. gehoben, welches ſelbſt nach Watt 5 Pferdekraͤfte, nach Smea - ton 7 Pferdekraͤfte, betruͤge.
Es ſcheint mir hier zu einer allzu weitlaͤuftigen Betrachtung zu fuͤhren; wenn ich Sie mit dem Feuerungs-Aufwande, den die Maſchinen fordern, unterhalten wollte. Die Maſchinen von hohem Druck gewaͤhren dabei wohl mehr als einen Vortheil, indem derIII. I130Waͤrmeverluſt wohl nicht in dem Grade zunimmt, wie die mit maͤßigen Temperatur-Aenderungen ſo bedeutend ſteigende Elaſtici - taͤt der Daͤmpfe, indem die Reibung des Kolbens doch immer nur dieſelbe bleibt, waͤhrend die Kraft ſo vielfach geſteigert, und alſo mit einem, nach Verhaͤltniß der ganzen Kraft, geringern Verluſte, nuͤtzlich angewendet wird. Aber beſonders in Hinſicht auf Be - nutzung der Feuerung ſind hier die mannigfaltigſten Verbeſſerungen angebracht worden. Die Aufſtellung des Dampfgenerators mitten in dem Feuer ſelbſt, ſo wie Perkins ſie angiebt, die Umgebung des Feuers mit Waͤnden, die den Waͤrmeverluſt hindern, die vor - theilhafteſte Anordnung der Luftzuͤge, um das Feuer anzublaſen, die Zuſammenſetzung der in dem Keſſel ſelbſt herumgefuͤhrten Feuer - zuͤge u. ſ. w. ſind Umſtaͤnde, die offenbar hier von großer Bedeu - tung ſind. Nach engliſchen Berichten hob man mit 1 Bufhel Steinkohlen als Feuerung aufgewandt, bei der im Jahre 1811 noch viel geringern Vollkommenheit der Maſchinen nur 15 Millionen Pfund Waſſer 1 Fuß hoch, aber ſchon Woolfs Verbeſſerungen brachten dieſe Quantitaͤt auf 50 Millionen Pfund, und jetzt ſollen einige Maſchinen bis gegen 80 Millionen Pfund heben. Da 1 Bufhel nur wenig uͤber 1 Cubicfuß betraͤgt, alſo an Gewicht 120 Pfund betragen mag, ſo gaͤbe das ſchon bei Woolfs Verbeſſerun - gen das 400000fache Gewicht*)Dieſe nach Tilloch Magazine XLVI. 116. und Taylors philos. Magaz. new Series X. 97. mitgetheilten Angaben ſtimmen auch mit dem uͤberein, was im Bullet. de la Soc. philomath. 1822. 36 vor - koͤmmt, wo fuͤr Woolfs Maſchine angegeben wird, 1 Kilogramm Brennmaterial hebe 139700 Kilogramm 1 Meter hoch, da naͤmlich 1 Meter = 3,08 Fuß, ſo hat man 430300 Kilogramm 1 Fuß hoch..
Daß dieſe große Gewalt, welche man durch die Daͤmpfe her - vorbringt, nun zu Betreibung aller Arten von Maſchinen ange - wandt werden kann, iſt offenbar, und es giebt kaum noch eine Art von Maſchinen, die man nicht durch ſie ſchon in Bewegung geſetzt haͤtte. Faſt am allermeiſten haben die Dampfboͤte und die Dampf - wagen die Aufmerkſamkeit aller Menſchen auf ſich gezogen; die erſteren wegen der Schnelligkeit und Sicherheit, mit welcher ſie die Reiſenden befoͤrdern, die letzten durch die ungeheuern Laſten, die131 ſie, mit einer bis dahin unerreichbaren Geſchwindigkeit, von einem Orte zum andern bringen.
Die Einrichtung der Dampfſchiffe iſt ſehr leicht zu uͤberſehen. Die Dampfmaſchine, die ſich im Innern des Schiffes befindet, treibt ein in der Mitte des Schiffes angebrachtes oder zwei an bei - den Seiten befindliche Schaufelraͤder, deren breite Flaͤchen, ſo wie die Ruderflaͤchen, ſich gegen das Waſſer draͤngen und daher das Schiff fortſchieben. Man hat dieſe Schiffe jetzt bis zu 200 Fuß Laͤnge und 80 Fuß Breite, die mit einer Gewalt, 200 Pferdekraͤf - ten gleich, fortgehen. Sie durchlaufen zwar gewoͤhnlich nur 1 bis 1½ Meile in der Stunde, aber es giebt Dampfboͤte, die 16 engl, alſo uͤber 3 deutſche Meilen, in der Stunde zuruͤcklegen, und es wuͤrde nicht ſo ſchwer ſein, ihnen ſelbſt eine groͤßere Geſchwindigkeit, des dann freilich ſtark wachſenden Widerſtandes ungeachtet, zu geben, wenn nicht theils der dadurch in ſtarkem Maaße vermehrte Koſten-Aufwand, theils doch auch die bei vermehrter Geſchwindig - keit aus jedem Unfalle entſtehenden Gefahren, hiebei eine gewiſſe Grenze ſetzten. Die bis dahin als ganz unmoͤglich angeſehene Si - cherheit, eine Zeit zu beſtimmen, wo der Reiſende bei einer weiten Reiſe zu Waſſer an einem gewiſſen Orte ankommen ſoll, die Er - ſparung an Zeit bei Seereiſen, und noch gewiſſer bei Flußreiſen, die ſonſt ſo leicht durch Zufaͤlle verzoͤgert werden konnten, ſind un - gemein große Vortheile, die durch die Dampfſchifffahrt hervorgegan - gen ſind. Denn obgleich heftige Stuͤrme wohl fuͤr immer unuͤber - windliche Hinderniſſe bei allen Verbindungen zur See in den Weg ſtellen werden, ſo ſind doch dieſe verhaͤltnißmaͤßig ſo ſelten, daß man es nur als eine einzelne Ausnahme anſehen kann, wenn durch ſie die ſichere und ſchnelle Verbindung ſehr entfernter Oerter gehindert wird. Ueberdies iſt auch die Gefahr, von Stuͤrmen uͤberfallen zu werden, wegen der kurzen Zeit, die der Reiſende auf dem Waſſer zubringt, ſehr vermindert.
Und ebenſo wie bei den Reiſen zu Waſſer eine Erſparung an Zeit bewirkt worden iſt, und dadurch auch die Reiſen uͤberhaupt erleichtert ſind, ebenſo iſt es auch mit den Dampfwagen der Fall; indeß hat die Anwendung der Dampfwagen ganz eigenthuͤmliche Schwierigkeiten. Der Gedanke ſcheint ſehr nahe zu liegen, daß man eine auf vier Raͤdern ruhende Dampfmaſchine bauen koͤnne, daß anI2132der gemeinſchaftlichen Axe zweier dieſer Raͤder ein gezahntes Rad an - gebracht, und dieſes durch die Dampfmaſchine in Bewegung geſetzt werden muͤſſe; — es iſt ganz offenbar, daß dann dieſe beiden Raͤder in Umdrehung geſetzt werden und durch ihr Fortwaͤlzen uͤber dem Bo - den den ganzen Apparat fortbewegen. Aber dieſer einfache Gedanke iſt nicht ſo leicht ausgefuͤhrt. Wenn man eine Dampfmaſchine in einer Fabrik und ſelbſt, wenn gleich da ſchon bei beſchraͤnkterem Raume, in einem Dampfſchiffe einrichtet, ſo kann man ſich hin - reichenden Platz, um die Maſchine gehoͤrig groß anzulegen, nehmen; es koͤmmt auch auf ein groͤßeres Gewicht aller Theile der Dampf - maſchine nicht ſo ſehr an, und man kann alle Mittel zu Verſtaͤr - kung des Feuers durch große Blaſebaͤlge und durch hohe Schorn - ſteinroͤhren ohne Schwierigkeit anbringen; bei einem Dampfwagen hingegen iſt der Raum im hoͤchſten Grade beſchraͤnkt, die Anbrin - gung hoher Schornſteine unbequem und faſt unmoͤglich, und ſo findet der Erbauer der Maſchine ſich mannigfaltig von allen Seiten eingeengt. Die Maſchinen von hohem Drucke, die in kleinen Ab - meſſungen ausgefuͤhrt doch große Wirkung geben, bieten hier aller - dings ein wichtiges Huͤlfsmittel dar; aber je ſtaͤrkere Elaſticitaͤt der Daͤmpfe ſie fordern, deſto heftiger muß auch die Hitze ſein, deſto mehr Mittel, um das Feuer kraͤftig anzublaſen, muß man beſitzen, und dieſes in ſo kleinem Raume auszufuͤhren, iſt daher eine Haupt - Aufgabe, mit deren immer vollſtaͤndigerer Aufloͤſung ſich die Ver - fertiger von Dampfwagen beſchaͤftigen. Auf unſern gewoͤhnlichen Wegen ſind, ſelbſt wenn ſie horizontal fortgehen, noch mehr aber wenn ſie aufwaͤrts gehen, die Hinderniſſe ſo groß, daß man ſogar in England es noch nicht zweckmaͤßig gefunden hat, auf Chauſſeen Dampfwagen anzuwenden, ſondern dieſe nur auf den Eiſenbahnen gebraucht. Die engliſchen Eiſenbahnen gewaͤhren naͤmlich eine ſo große Erleichterung bei der Fortſchaffung von Laſten, daß man dort viel eher eine Dampffahrt zu Stande bringen kann. Nach eng - liſchen Berichten*)Quaterly Review XLII. 343. rechnet man auf vollkommen guten Chauſſeen doch nur 1500 Pfund fuͤr ein Pferd, wenn es die Laſt mit ziem - licher Geſchwindigkeit fortbringen ſoll; auf den Eiſenbahnen aber bringt ein Pferd 20000 Pfund fort. Bei der Befoͤrderung von133 Perſonen beſtimmt man die gezogene Laſt nicht ganz ſo groß, indeß bringt auch da ein einziges Pferd 25 Perſonen mit ihrem Gepaͤcke fort, und dieſes ſo ſchnell, daß 2 deutſche Meilen in 1 Stunde zuruͤckgelegt werden. Bei dieſer großen Erleichterung, welche die Eiſenbahnen gewaͤhren, iſt es alſo nicht zu verwundern, daß ein Dampfwagen, deſſen Maſchine auf 17 Pferdekraͤfte angegeben wurde, gegen 100000 Pfund, ſtuͤndlich 1 deutſche Meile weit, fort - bringt, daß ein anderer mit 13 Pferdekraͤften 26000 Pfund ſtuͤnd - lich 2¼ deutſche Meile fortbringt, und wenn er bloß 45 Reiſende faͤhrt, uͤber 4 deutſche Meilen in 1 Stunde zuruͤcklegt. Einer der Dampfwagen auf dem Eiſenwege zwiſchen Stockton und Dar - lington ſetzte 24 Kohlenwagen, zuſammen mit 127000 Pfund beladen, in Bewegung, und da jeder Wagen ſelbſt 2400 Pfund wog, ſo war die ganze in Bewegung geſetzte Laſt 185000 Pfund.
Welche große Vortheile aus dieſer ſchnellen und leichten Ver - bindung in England hervorgegangen ſind, laͤßt ſich leicht erachten, und es laſſen ſich auffallende Beiſpiele von dem dadurch erhoͤheten Betrieb und Handelsverkehr anfuͤhren. Aber die uͤbertriebene Schnelligkeit der Bewegung fuͤhrt auch große Gefahren mit ſich, indem ein bei maͤßiger Schnelligkeit wenig erheblicher Unfall auf die gefaͤhrlichſte Weiſe geſteigert wird, wenn ein Fortſchleudern von 30 Fuß Schnelligkeit in einer Secunde damit verbunden iſt.
Es iſt nicht zu verwundern, daß man die große Elaſticitaͤt des Dampfes auch zum Forttreiben von Kugeln anzuwenden ver - ſucht hat. Bleibt gleich die Elaſticitaͤt des Dampfes gar ſehr hinter derjenigen zuruͤck, welche das explodirende Schießpulver ausuͤbt, ſo hat man doch bei den Daͤmpfen den Vortheil, daß man die Kugel mit immer gleicher Gewalt, ſo lange ſie im Laufe der Canone bleibt, alſo mit ſtaͤrkerer Beſchleunigung, fort - treiben kann, als dies bei dem Schießpulver der Fall iſt. Per - kins hat wirkliche Verſuche mit Dampfgewehren angeſtellt, in - deß iſt es bis jetzt, wie es ſcheint, bei einer geringen Anzahl von Verſuchen geblieben, uͤber deren Erfolg man folgendes geleſen hat. Es wurde Dampf von 65 Atmoſphaͤren Druck angewandt, (wobei indeß die Mittel, ſich von der Abmeſſung dieſer Kraft zu134 verſichern, nicht angegeben ſind,) und dieſe Kraft konnte ſo unaus - geſetzt wirken, daß 250 Kugeln, von der Seite her immer neu in den Lauf gebracht, nach einander in 1 Minute fortgeſchleudert werden konnten. Die Gewalt, mit welcher dieſe Kugeln in 105 Fuß Entfernung wirkten, war ſo groß, daß ſie durch 12 hinter einander ſtehende, 1 Zoll dicke Bretter ſchlugen. Hoffentlich ſtehen dieſer Anwendung der Daͤmpfe zu einem ſo zerſtoͤrenden Zwecke manche Hinderniſſe im Wege; denn wir duͤrfen wohl nicht wuͤn - ſchen, daß ein ſo verheerendes Zerſtoͤrungsmittel je den menſch - lichen Haͤnden, die ſo leicht zum Mißbrauch ihrer Kraft verleitet werden, zu Gebote ſtehen moͤge.
Abgeſehen von der eben erwaͤhnten Beſorgniß, daß das groͤßeſte Befoͤrderungsmittel der Induſtrie zur verheerenden Gewalt ange - wandt werden koͤnne, gewaͤhrten alle bisherigen Betrachtungen nur einen erfreulichen Eindruck. Durch eine ſo einfache Kraft, die ſich uns im verdampfenden Waſſer darbietet, hat der Scharfſinn der Menſchen Wirkungen zu erlangen gewußt, die alles das weit uͤbertreffen, was die kuͤhnſten Erwartungen unſrer Vorfahren zu hoffen wagten, ja die uns ſelbſt, ſo ſehr wir auch ſchon gewoͤhnt ſind, große Wirkungen zu erwarten, noch immer neue Gelegenheit zur Verwunderung geben. Und wenn man auch die, in einzelnen Faͤllen nicht ganz ungegruͤndete, Beſorgniß hervorgehoben hat, daß man die Menſchen unbeſchaͤftigt der Duͤrftigkeit hingebe, waͤhrend Maſchinen alle Arbeiten verrichten; ſo hat ſich doch im Allgemeinen die Wahrheit beſtaͤtigt, daß die Maſchinen, indem ſie ſelbſt wieder zahlreiche Menſchen in Thaͤtigkeit ſetzen, und indem ſie die Beduͤrf - niſſe und Annehmlichkeiten des Lebens zu geringeren Preiſen liefern, zur Verbreitung eines groͤßern Wohlſeins der Geſellſchaft beitragen. Aber auch dieſe maͤchtig wirkende Kraft fuͤhrt, wie alle ſo maͤchtige Kraͤfte, große Gefahren bei ihrem Gebrauche mit ſich, und dieſe naͤher kennen zu lernen, iſt nicht allein fuͤr die Anwendung, ſon - dern auch in wiſſenſchaftlicher Hinſicht, wichtig.
Daß man, um den Gefahren zu entgehen, mit welchen die zerſprengende Kraft der Daͤmpfe die Dampfkeſſel bedroht, ein Si -135 cherheitsventil anbringt, habe ich ſchon fruͤher erwaͤhnt. Dieſes hat den Zweck, theils wenn die Entwickelung der Daͤmpfe in zu großer Menge ſtatt findet, theils wenn ein Hinderniß in dem Gange der Maſchine den Verbrauch der Daͤmpfe ſtoͤrte, den Daͤm - pfen einen freien Ausgang zu geſtatten, ſobald ihr Druck eine ge - wiſſe Grenze uͤberſteigt. Dieſes Ventil wird daher mit einem ſo großen Gewichte belaſtet, daß es bei dem ruhigen Gange der Ma - ſchine ungeoͤffnet bleibt, aber aufgeſtoßen wird, wenn die Daͤmpfe um mehrere Grade ſtaͤrker erhitzt werden und dadurch eine zu große Elaſticitaͤt erhalten. Daß dieſer Vorſicht ungeachtet Ungluͤcks - faͤlle vorkamen, glaubte man anfangs leicht daraus erklaͤren zu koͤnnen, daß entweder der Dampfkeſſel durch den Gebrauch gelitten habe, und nicht mehr im Stande geweſen ſei, den ihm zugemu - theten Druck zu ertragen, oder daß unvorſichtige oder unvernuͤnf - tige Belaſtung des Ventiles dieſes gehindert habe ſeinen Zweck zu erreichen, und wirklich ließ ſich in mehreren Faͤllen, wenn gleich meiſtens die Maſchinenwaͤrter bei dem Zerſprengen getoͤdtet wurden, nachweiſen, daß dieſe ſelbſt Schuld an dem Ungluͤcke waren. Aber keinesweges konnte man alle Ungluͤcksfaͤlle, deren ſich ſchon viele ereignet haben, dieſen Umſtaͤnden beimeſſen, indem auch da, wo die große Staͤrke der zerſprungenen Keſſel den guten Zuſtand der - ſelben zeigte, und wo ein fuͤr die Arbeiter unzugaͤngliches Ventil durch keinen Zufall uͤberlaſtet ſein konnte, der Keſſel oft mit der unerhoͤrteſten Gewalt zerſprengt ward. Um von dieſer Gewalt einen Begriff zu geben, fuͤhrt Arago an, daß ein Keſſel von 4 Zoll dickem geſchmiedeten Eiſen in zwei Stuͤcke getrennt ward, deren eines 140 Centner ſchwer (der Keſſel war 37 Fuß lang, 4 Fuß breit und 4 Fuß hoch,) durch das Gewoͤlbe der Werkſtatt und durch das Dach hinaufgetrieben und 150 Fuß weit fortgeſchleudert wurde, und daß von einem Dampfbote durch das Zerſpringen des Keſſels das ganze Verdeck des Schiffes fortgeſchleudert, der 20 Centner ſchwere obere Theil des Keſſels auf 700 Fuß weit geworfen, und andre Stuͤcke hoch in die Luft hinaufgetrieben wurden.
Unter den Ungluͤcksfaͤllen, die man nicht einer zu großen Be - laſtung des Ventiles zuſchreiben konnte, zeichnen ſich beſonders die als merkwuͤrdig aus, die bei einem vorher traͤger gewordenen Gange der Maſchine, oder auch nachdem der Keſſel gluͤhend geworden war,136 eingetreten ſind, und bei einigen derſelben fand ſich noch die Merk - wuͤrdigkeit, daß der Keſſel nicht in einer zufaͤllig gekruͤmmten Linie, wo vielleicht zufaͤllig der ſchwaͤchere Zuſammenhang es veranlaßte, geborſten war, ſondern an der Waſſerflaͤche, beinahe wie gerade abge - ſchnitten, ſich aus einander getrennt hatte. Dieſe Umſtaͤnde haben zuerſt Perkins auf eine Erklaͤrung dieſer Ungluͤcksfaͤlle gebracht, die ſehr viel Wahrſcheinlichkeit hat. In den Faͤllen, wo man kurz vor dem Zerſpringen den Keſſel gluͤhend ſah, und wo das Zerſpringen ſo unmittelbar auf dieſe Erſcheinung folgte, daß man ihr nicht zu - vorkommen konnte, mußte ganz gewiß das Waſſer im Dampfkeſſel zu ſehr verkocht, und kein neues zugetreten ſein, indem die Dampf - Erzeugung, wenn ſie auch bei ſehr hohen Waͤrmegraden ſtatt findet, doch immer noch keine Gluͤhehitze zulaͤßt, ſondern einen ſo unge - heuern Waͤrme-Aufwand fordert, daß die Erhitzung des Keſſels unge - mein weit unter der Gluͤhehitze bleibt. Der Keſſel war alſo entweder ganz oder wenigſtens an vielen von der Flamme umſpielten Stellen trocken geworden, und eben dadurch mußte, was man oft vor dem Zerſpringen bemerkt hat, die Maſchine einen matten Gang anneh - men, weil die durch dieſe große Hitze ſehr ausgedehnten Daͤmpfe doch nicht die Dichtigkeit hatten, die ſie fruͤher bei niedrigerer Tem - peratur beſaßen, und deshalb auch, der Erhitzung ungeachtet, mit geringerer Elaſticitaͤt wirkten. Dieſes Trockenwerden des Keſſels konnte nur daher entſtehen, daß die dem Keſſel das Waſſer zufuͤh - rende Pumpe ihre Dienſte nicht regelmaͤßig leiſtete, und es waͤre wohl kein Ungluͤck erfolgt, wenn ſie ganz und gar aufgehoͤrt haͤtte, Waſſer zuzufuͤhren. Aber wenn ſie nun, nachdem der Keſſel eine viel zu große Hitze angenommen hatte, einen Strom Waſſer her - einſendete, ſo wurde dieſes in einem Augenblicke in Dampf ver - wandelt, und zwar in Dampf von einer viel groͤßern Hitze, alſo auch, da es ihm nun nicht mehr an Dichtigkeit fehlte, von einer viel groͤßern Elaſticitaͤt, als man je dem Keſſel zuzumuthen beab - ſichtigte. So konnte alſo in demſelben Augenblicke, wo die Ma - ſchine langſam fortging, eine Dampf-Erzeugung ploͤtzlich eintreten, welcher das Oeffnen des Ventils einen viel zu unvollkommenen Ausfluß geſtattete, und die mit einer explodirenden Gewalt alles zerſprengte; und dieſes iſt um ſo eher glaublich, da die Elaſticitaͤt des Dampfes bei hoͤheren Temperaturen ſo maͤchtig waͤchſt, und137 eine Elaſticitaͤt von 100 Atmoſphaͤren noch bei weitem nicht die Gluͤhehitze fordert. Perkins und Arago haben noch eine Bemerkung hinzugefuͤgt. Selbſt wenn der Keſſel nicht leer iſt, aber die Flammen den Keſſel auch da, wo kein Waſſer darin iſt, umſpielen, kann der Keſſel oben gluͤhend werden, waͤhrend das Waſſer eine viel geringere Hitze erhaͤlt. Die Dampf-Entwickelung wird dann ſchwaͤcher fortgehen, weil das Waſſer nur ungefaͤhr ſeine gewoͤhnliche Hitze hat, aber der auf die Oberflaͤche preſſende Druck groͤßer iſt; aber wenn nun Waſſer mit der gluͤhenden Oberflaͤche in Beruͤhrung koͤmmt, ſo tritt eine in hohem Grade vermehrte Entwickelung von Dampf ein, und folglich die vorhin erwaͤhnte Wirkung. Dabei iſt aber der Keſſel nun auch durch die ploͤtzlich veraͤnderte Temperatur dem Zerſpringen mehr ausgeſetzt, und vor - zuͤglich wird dies an der Oberflaͤche des im Keſſel enthaltenen Waſ - ſers der Fall ſein. Es mag naͤmlich der ausgeleerte Keſſel ploͤtzlich bis zu einer gewiſſen Hoͤhe gefuͤllt werden, oder es mag die nur am obern Theile gluͤhende Flaͤche ploͤtzlich benetzt werden, ſo hat die veraͤnderte Ausdehnung des Metalles in der Waſſerflaͤche eine beinahe ſtrenge abgeſchnittene Grenze. Im erſten Falle iſt es gerade der bis an die Waſſerflaͤche reichende untere Theil des Keſſels, der ploͤtzlich ſeiner Gluͤhehitze beraubt wird und ſeine Waͤrme zu ploͤtzlich entwickelten Daͤmpfen verwendet, und es iſt bekannt, daß ein Gefaͤß, bei ſo ploͤtzlicher Aenderung der Waͤrme ſeines einen Theiles, beinahe nothwendig zerſpringt; im andern Falle, wenn, wie Perkins und Arago annehmen, durch ein gewaltſames Hervordringen der Daͤmpfe aus dem noch uͤbrigen Waſſervorrathe und ein Herauſſpruͤtzen an die Decke des Keſſels dieſe obere Haͤlfte des Deckels ſich ploͤtzlich abkuͤhlt, ſo kann ein Sprung an der Grenze des Waſſers ebenſo gut hervorgehen*)Arago erwaͤhnt noch einen Umſtand, der das Zerreißen ge - rade an der Waſſer-Oberflaͤche bewirke, daß naͤmlich die Aenderung der Elaſticitaͤt des Dampfes, als nur auf den Theil der Waͤnde ober - halb des Waſſers wirkend, ein Heraus - und Hereinbeugen der Wand hervorbringe, deſſen Grenze die Niveaulinie des Waſſers iſt. Hiegegen ſcheint mir die Erinnerung ſtatt zu finden, daß der unter dem Waſſer liegende Theil der Wand, wegen des durch das Waſſer nach allen Sei - ten fortgepflanzten Druckes, genau eben den Druck leidet, wie der obere.
138Um dieſen großen Ungluͤcksfaͤllen, die ſchon zahlreichen Men - ſchen das Leben gekoſtet haben, vorzubeugen, hat man mehrere Vorſchlaͤge gethan. Gegen eine nicht allzu ploͤtzlich eintretende Ver - mehrung der Kraft des Dampfes thut gewoͤhnlich das Sicherheits - ventil vollkommen genuͤgende Dienſte, jedoch hat man noͤthig gefun - den, das Ventil nicht ſo, daß es einen breiten Rand rund um die Oeffnung herum bedeckt, anzubringen, weil das Hervordringen des Dampfes zwiſchen dieſen Raͤndern ebenſo wie das Hervordringen verdichteter Luft gehindert wird*)Vergl. I. Th. S. 269., und ſo das Entweichen des Dampfes nicht in hinreichendem Maaße ſtatt findet. Aber da ſo ſehr oft das Zerſpringen des Keſſels durch eine ploͤtzlich vermehrte Dampf-Entwickelung bewirkt zu werden ſcheint, da das Zerſprin - gen zuweilen eingetreten iſt, gleich nachdem das Sicherheitsventil ſich wirklich geoͤffnet hatte; ſo ſieht man, daß dieſes fuͤr ſolche Faͤlle nicht ausreicht. Man hat daher, und dieſes hat namentlich Per - kins bei ſeinen Maſchinen angebracht, einen Theil der Roͤhren (Fig. 30. bei M.) viel ſchwaͤcher, als alle uͤbrige dem Drucke des Dampfes ausgeſetzten Waͤnde gemacht, und dieſem ſchwachen Theile eine ſolche Stellung gegeben, daß die Roͤhre hier, indem ſie zer - ſprengt wird, keine Nachtheile hervorbringen kann. Je groͤßer der ſo dem Dampfe geoͤffnete Ausgang iſt, deſto mehr Sicherheit gewaͤhren gewiß dieſe Sicherungsroͤhren. Indeß bleibt doch, wie mir ſcheint, auch hier noch die Bedenklichkeit uͤbrig, ob fuͤr eine ploͤtzliche, beinahe vollkommen explodirende, Entwickelung von Dampf dieſes Mittel ausreiche, und ob nicht der durch den Wechſel der Temperatur zum Zerſpringen vorbereitete Keſſel, ſeiner groͤßern Staͤrke ungeachtet, ſchon in eben dem Augenblicke platzen kann, wo jene Roͤhre zerſtoͤrt wird.
Das wirkſamſte Mittel gegen das Zerſpringen des Keſſels ſcheint daher ein ſolches zu ſein, was die zu große Erhitzung des Keſſels unmoͤglich macht. Waſſerdaͤmpfe koͤnnen, das duͤrfen wir doch wohl mit aller Sicherheit behaupten, niemals eine Elaſticitaͤt*)Theil, weshalb denn dieſes Herausbeugen und Hereinbeugen, wobei die von der Waſſerflaͤche bezeichnete Linie ruhend bleibe, mir nicht ſtatt zu finden ſcheint.139 von 40 Atmoſphaͤren erreichen, wenn ſie nicht bis uͤber 250° C. erhitzt ſind, und ein Druck von 60 Atmoſphaͤren kann erſt bei 280° C. eintreten; dieſe Hitze muß alſo kein Theil der Oberflaͤche des Keſſels erreichen, dann iſt man ſicher, auch keine Daͤmpfe von ſo großer Elaſticitaͤt zu haben. Und hiezu hat von Reichen - bach ein Mittel, das ſpaͤter auch Arago empfolen hat, vorge - ſchlagen und angewandt, naͤmlich die Anbringung leicht ſchmelzbarer Metalle. Wenn man in dem Deckel des Keſſels ſich eine nicht zu kleine Oeffnung mit einem Metalle, das bei 250° Cent. ſchmilzt, geſchloſſen denkt, ſo kann niemals der Dampf eine Elaſticitaͤt von 40 Atmoſphaͤren erreichen, weil ein ſolcher Dampf doch nur da entſtehen kann, wo er jene Waͤrme findet. Dieſe leicht ſchmelzbaren Stellen muͤſſen da liegen, wo eine unmaͤßige Erhitzung am eheſten zu vermuthen iſt, und da die Erhitzung gewiß immer in allmaͤhlig ſteigenden Graden zunimmt, ſo iſt wohl nicht zu fuͤrchten, daß dieſe Schmelzung zu viel Zeit fordern koͤnnte. Daß man die auf dieſe Weiſe abſichtlich geſchwaͤchten Stellen ſo anlegen muͤſſe, daß ihr Aufbrechen keinen Nachtheil bringe, verſteht ſich von ſelbſt. Die Sicherung ſcheint durch dieſe Anwendung leicht ſchmelzbarer Metallmiſchungen vollkommen erreicht zu werden; aber ſie haben zu dem Einwurfe Anlaß gegeben, daß ſie ſchon bei geringerer Waͤrme etwas erweicht werden, und daher fruͤher nachgeben, als es der Zweck der Maſchine fordert. Nach Arago's Bemerkung ver - meidet man dieſen Nachtheil, wenn man ſie mit einem engmaſchi - gen Gewebe von unſchmelzbarem Metalle bedeckt; dieſes geſtattet dem noch ungeſchmolzenen Metalle kein Nachgeben gegen den Druck des Dampfes, hindert aber das Hervordringen der Daͤmpfe nicht, ſobald das Metall ſchmilzt; und ſo laͤßt ſich hoffen, daß durch dieſes allemal zeitig genug eintretende Oeffnen eines Ventiles, ehe noch der Druck ſo unmaͤßig wird, und lange ehe die Gluͤhehitze ein - tritt, alle Gefahren ſo ſicher, als es bei menſchlichen Werken uͤber - haupt moͤglich iſt, abgewendet werden koͤnnen.
Noch eine ſehr reichhaltige Anwendung der Lehre von den Daͤmpfen bietet uns, m. h. H., die Meteorologie dar. So wie uͤberhaupt die Waͤrme die wichtigſte Urſache der Aenderungen iſt, die wir im Luftkreiſe wahrnehmen, ſo ſind es insbeſondre die ent - ſtehenden und ſich verdichtenden, und im entgegengeſetzten Falle die verminderten oder durchſichtig gewordenen Daͤmpfe, von welchen Nebel, Wolken, Thau und Regen und von welchen heitere Luft und Trockenheit abhaͤngen.
Daß die Ausduͤnſtung des, einen großen Theil der Erde be - deckenden, Waſſers unaufhoͤrlich die Luft mit Feuchtigkeit erfuͤllt, daß durch eben dieſe Ausduͤnſtung der groͤßere Theil des im Regen herabfallenden Waſſers ſehr bald wieder in die Luft zuruͤckkehrt, waͤhrend nur ein kleinerer Theil durch die Fluͤſſe dem Meere zu - ſtroͤmt, daß ſo ein unaufhoͤrlicher Kreislauf der ſich in Daͤmpfen erhebenden und in Regen oder Thau wieder herabfallenden Waſſer - theile ſtatt findet, iſt bekannt genug. Da ſo unermeßliche Waſſer - mengen durch die Stroͤme in das Meer gefuͤhrt werden und den - noch das Meer nicht hoͤher ſteigt, da dieſer ganze Proceß der Ent - ſtehung von Regen und der Herſtellung des heitern Wetters ſeit Jahrtauſenden gleichmaͤßig fortdauert; ſo folgt von ſelbſt, daß das Meer nicht ſo viel an Regen empfangen muß, als es ausduͤnſtet, und daß das feſte Land im Ganzen mehr Regen als Ausduͤnſtung haben muß. Beobachtungen uͤber dieſes Verhaͤltniß anzuſtellen, iſt kaum moͤglich, weil die Ausduͤnſtung, die wir in Gefaͤßen mit Waſſer beobachten, keine genaue Vorſtellung von derjenigen Aus - duͤnſtung giebt, die uͤber Wieſen und Waͤldern, uͤber trockenen Haiden und Suͤmpfen, uͤber Bergen und Thaͤlern ſtatt findet; in - deß iſt doch dieſe Beobachtung, um wieviel die Oberflaͤche eines der Luft ausgeſetzten Waſſergefaͤßes ſich taͤglich ſenkt, die einzige, welche141 wir bequem anzuſtellen vermoͤgen, und ich theile Ihnen daher einige Beſtimmungen daruͤber mit. Nach Starke's Beobachtungen in Augsburg geht die Verdunſtung an einem Tage bei großer Hitze bis auf 6 Linien und im ganzen Jahre auf mehr als 60 Zoll; offenbar aber iſt da die Ausduͤnſtung viel ſtaͤrker als auf der ganzen Oberflaͤche des Bodens. Dalton giebt in Mancheſter die Ausduͤnſtung des waͤrmſten Monates hoͤchſtens zu 7⅔ Zoll, des ganzen Jahres zu 44 Zoll an, bemerkt aber, daß man die Aus - duͤnſtung eines mit Gras bewachſenen Bodens nur zu 23 Zoll jaͤhrlich rechnen koͤnne, wogegen in Mancheſter jaͤhrlich 34 bis 35 Zoll Regen fallen.
Je mehr man zu den Gebirgen hinauf geht, deſto mehr nimmt das Uebergewicht des Regens zu, wie es auch der Fall ſein muß, da taͤglich ſo erhebliche Waſſermengen in den Baͤchen herabſtroͤmen. Dieſer Unterſchied mag ſehr ungleich ſein, aber Thomſon bemerkt, daß in Glasgow die jaͤhrliche Regenmenge 23 Zoll, an einem nur 466 Fuß hoͤher im Gebirge liegenden Orte Corbeth dage - gen 42 Zoll betraͤgt, und Schuͤbler hat in Tuͤbingen 26 Zoll, in Goͤbingen auf der Alp, nur 1¾ Meilen von Tuͤbin - gen aber 1400 Fuß hoͤher, beinahe 38 Zoll Regen im Jahre gefunden. Jede Gegend hat hierin ihr Eigenthuͤmliches, z. B. die ſuͤdliche Kuͤſte von England, den Regen bringenden Winden aus - geſetzt, hat mehr Regen als die oͤſtlicheren Theile der Inſel, Ply - mouth 42 Zoll, waͤhrend um London nur 20 bis 25 Zoll fallen. Dieſe Zahlen beziehen ſich auf die mittlere Regenmenge in einer laͤngern Reihe von Jahren; in einzelnen Jahren iſt die Re - genmenge ziemlich ungleich, ſo daß z. B. Flaugergues aus funfzigjaͤhrigen Beobachtungen in Viviers 20½ Zoll als die kleinſte, 48 Zoll als die groͤßte Regenmenge angiebt. Die heftig - ſten Regen, die wir zu ſehen gewohnt ſind, betragen in ebenen Gegenden in unſerm Clima ſelten einen Zoll, indeß kommen als Ausnahme doch auch bedeutend groͤßere Regenmengen vor; ſo fuͤhrt z. B. Flaugergues einen Tag an, wo in 18 Stunden ſo viel Regen fiel, daß das Waſſer 13 Zoll hoch fuͤr jeden Punct der Oberflaͤche betrug, in Genua hat es einmal 30 Zoll in einem Tage geregnet, und die Gebirgsgegenden, vorzuͤglich in Ungarn, werden oͤfter von ſolchen Wolkenbruͤchen, die dann zerſtoͤrenden142 Sturz der Bergwaſſer zur Folge haben, heimgeſucht. In den tropiſchen Gegenden ſind Regen, die 8 oder 9 Zoll in einem Tage betragen, gar nicht ſelten, und in Cayenne hat es einmal in 24 Tagen 151 Zoll geregnet.
Die Ausduͤnſtung dauert, wenn die Luft nicht ſehr feucht iſt, ſelbſt bei großer Kaͤlte fort und ſelbſt das Eis nimmt durch Ausduͤnſtung ab, ſo wie wir denn ja auch alle wiſſen, daß gefrorne Waͤſche trocken wird, ohne vorher aufzuthauen. Schuͤbler hat ſich von der Ausduͤnſtung des Eiſes durch viele Verſuche uͤberzeugt, und gefunden, daß ſelbſt bei - 9 Gr. Temperatur beinahe ¼ Lin. von dem in einem Cylinder gefrornen Waſſer unter guͤnſtigen Um - ſtaͤnden, das heißt bei trockner Luft und ſtarkem Winde, in einem Tage verloren gehen kann. Indeß hat man die Frage aufgeworfen, ob ſelbſt die niedrigſte Temperatur immer noch faͤhig bleibe, die Verdampfung zu unterhalten. Wollaſtons Bemerkung, daß in den hoͤchſten Gegenden der Atmoſphaͤre die Elaſticitaͤt der Luft ſo ſchwach werden muͤſſe, daß ſie die, der Schwere wegen herabſtre - benden, Lufttheilchen nicht mehr hinaufzudraͤngen vermoͤge, veran - laßte Faraday zu der richtigen Bemerkung, daß aus aͤhnlichen Gruͤnden es auch eine Grenze der Verdampfung geben muͤſſe. Se - hen wir naͤmlich die Verdampfung als dadurch hervorgebracht an, daß die Waͤrme, vermoͤge der durch ſie ertheilten elaſtiſchen Kraft, ein Waſſertheilchen nach dem andern losreißt, ſo muß bei ſehr gerin - ger Waͤrme dieſe elaſtiſche Kraft endlich ſo klein werden, daß ſie das Losreißen nicht mehr bewirken kann, und dann hoͤrt alle Ver - dampfung auf. Faraday glaubt bei dem Queckſilber eine ſolche Grenze gefunden zu haben, indem Queckſilber in einem verſchloſſe - nen Gefaͤße auf ein etwas entfernt von ſeiner Oberflaͤche ange - brachtes Goldblaͤttchen bei ſehr kalter Luft gar keine Einwirkung zeigt, obgleich bei 10 bis 20° Waͤrme dieſe Einwirkung unver - kennbar iſt.
Doch ich darf Sie nicht zu lange mit dieſer allgemeinen Be - trachtung unterhalten, und gehe daher zu der Frage uͤber, welche Mittel wir beſitzen, den Grad der Feuchtigkeit der Luft und die Menge der Waſſerdaͤmpfe in der Luft zu beſtimmen. Um dieſe143 Mittel richtig zu beurtheilen, muß ich Sie zuerſt auf den Satz aufmerkſam machen, daß die Luft nicht immer dann am feuchteſten ſcheint, wenn ſie viele Daͤmpfe enthaͤlt, ſondern dann, wenn ſie nicht faͤhig iſt, noch Daͤmpfe aufzunehmen. Dieſer Satz kann Ihnen wohl nicht paradox ſcheinen, da Sie wiſſen, wie ſehr die Menge Waſſers, die in Daͤmpfen in einem gewiſſen Raume ent - halten ſein kann, von der Waͤrme abhaͤngt, und wie deshalb eine ſehr erwaͤrmte Luft, obgleich ſie ſchon viel Waſſer in Dampfform enthaͤlt, dennoch faͤhig ſein kann, das tropfbare Waſſer noch zum Verdunſten zu bringen, waͤhrend kaͤltere Luft, wenn ſie auch nicht ſo viel Dampf enthielte, kein Waſſer mehr aufnehmen wuͤrde. Wenn man ziemlich trockene Luft an einem ſehr erwaͤrmten Orte in ein Gefaͤß einſchließt, ſo wird ſie trocken erſcheinen, ſo lange ſie warm bleibt, bringt man ſie aber in einen kalten Raum, ſo belegen ſich die innern Waͤnde des Gefaͤßes mit einem Thau, weil die durch die Waͤnde entweichende Waͤrme das Waſſer, mit welchem ſie ſich zu durchſichtigem, elaſtiſchem Waſſerdampfe verbunden hatte, an den Waͤnden zuruͤcklaͤßt. Aus eben dem Grunde beſchlagen unſere kal - ten Fenſterſcheiben im Winter mit Thau, obgleich die Luft in der Mitte des Zimmers eher zu trocken iſt, und im Sommer, ſelbſt wenn die Luft ſich gar nicht als feucht zeigt, ſehen wir an einem Glaſe mit Eis das aus den Daͤmpfen in der Luft niedergeſchla - gene Waſſer herunterfließen. Alle dieſe Erſcheinungen zeigen uns, daß Feuchtigkeit in der Luft vorhanden iſt, ſelbſt dann, wenn die fuͤhlbare Feuchtigkeit der Waͤrme wegen unbedeutend ſcheint.
Um indeß zuerſt nur Inſtrumente zu haben, welche uns die fuͤhlbare Feuchtigkeit kenntlich machen, ohne ihr Maaß zu beſtim - men, iſt man ſeit langer Zeit auf die Koͤrper aufmerkſam geweſen, welche eine Veraͤnderung durch feuchte Luft leiden, und hat geſucht, dieſe als Hygrometer, als Anzeiger der Feuchtigkeit, zu gebrauchen. Ich will unter dieſen die unvollkommenſten zuerſt nennen. Einige Salze zerfließen in einer etwas feuchten Luft, andre nehmen wenig - ſtens etwas Waſſer auf und dadurch vergroͤßert ſich ihr Gewicht; und eine eben ſolche Zunahme des Gewichtes bei feuchter Luft be - merkt man an einigen Thon-Arten. Man hat daher ſolche Koͤrper, namentlich auch Kochſalz, als Hygrometer empfohlen, indem Koch - ſalz bis zum Zerfallen ausgetrocknet, in die Schale einer feinen144 Waage gelegt und der freien Luft ausgeſetzt, allmaͤhlig ſchwerer wird; die Gewichtszunahme iſt bei feuchtem Wetter am ſchnellſten und groͤßten. Sie uͤberſehen leicht, daß dieſe Beſtimmung der Feuchtigkeit an ſich keine große Genauigkeit geſtattet, und daß we - gen der laͤngeren Zeit, die allemal vergehen muß, ehe das Salz die angemeſſene Menge von Waſſer aufnimmt, ſchnelle Aenderungen der Feuchtigkeit in der Luft gar nicht beobachtet werden koͤnnen. Indeß koͤnnen dieſe Mittel dienen, um z. B. zu pruͤfen, in welchem Grade feucht ein dumpfes Zimmer oder ein Keller iſt, und es iſt bekannt, daß es oft genug vorkoͤmmt, daß ein mit ſalzigem Waſſer durchzogenes Holz an einem feuchten Orte nie trocknet.
Einen bedeutenden Vorzug vor dieſen Hygrometern haben diejenigen, die von der Aenderung der Geſtalt der Koͤrper abhaͤngen. Es iſt bekannt, daß gedrehte Seile ſich durch Feuchtigkeit verkuͤrzen, daß dadurch eine aufwickelnde Drehung entſteht, und hierauf allein hat man ſchon Anordnungen von ſehr unvollkommenen Hygrome - tern gegruͤndet. Eben darauf gegruͤndet, aber auch ziemlich ebenſo unvollkommen ſind die Hygrometer, die aus einer unten mit einer thieriſchen Haut geſchloſſenen und mit Queckſilber gefuͤllten Glas - roͤhre beſtehen; zieht ſich bei veraͤnderter Trockenheit der Luft dieſe Haut zuſammen, verkleinert ſich alſo der von derſelben gebildete, das Queckſilber faſſende Sack, ſo ſteigt das Queckſilber in der Roͤhre. Dieſe Hygrometer werden mit der Zeit unempfindlicher, und es iſt auch kaum moͤglich, ſie ſo uͤbereinſtimmend zu machen, daß die Grade zweier Hygrometer als gleichen Feuchtigkeiten entſprechend koͤnnen angeſehen werden.
Etwas tauglicher ſind die Federkielhygrometer und die Elfen - beinhygrometer. Aus der Beſchreibung der letztern, die Leslie da anzuwenden empfielt, wo andre Hygrometer ſich nicht gut anwenden laſſen, z. B. um die Feuchtigkeit im Innern eines Korn - haufens zu unterſuchen, wird ſich auch die Einrichtung der erſtern, bei welchen ein dazu beſonders praͤparirter Federkiel gebraucht wird, uͤberſehen laſſen. Man drechſelt (Fig. 31.) aus recht fein geader - tem Elfenbein einen eifoͤrmigen Koͤrper A etwa $$\frac{5}{4}$$ Zoll lang, aber von ſo duͤnnen Waͤnden, daß er nur 8 bis 10 Gran wiegt, und doch 300 Gran Queckſilber faßt; an dem obern Ende wird mit einer feinen Schraube ein etwas dickeres Stuͤck B eingeſetzt,145 in welchem eine Glasroͤhre BC befeſtigt iſt; dieſes ganze Inſtru - ment, (das dann ungefaͤhr einem Thermometer mit einer Elfen - beinkugel aͤhnlich ſieht,) ſetzt man eine Zeit lang in reines Waſſer, damit das Elfenbein die Ausdehnung, welche der groͤßten Feuchtig - keit entſpricht, annehme, und fuͤllt dann das Gefaͤß und die Roͤhre bis zu einem niedrigen Puncte der Roͤhre mit Queckſilber. Wird nun die Roͤhre in Theile getheilt, deren jeder einem Tauſendtel des ganzen Queckſilbervolumens entſpricht, ſo dient die Hoͤhe des Queck - ſilbers als Angabe der Feuchtigkeit, indem die trockener werdende Elfenbeinmaſſe ſich zuſammenzieht, und das Queckſilber zum Stei - gen bringt. Iſt die Roͤhre oben gegen das Eindringen von Staub und fremden Koͤrpern, jedoch nicht luftdicht, geſchloſſen, ſo kann man dies Hygrometer ſelbſt mitten in einen Kornhaufen, zwiſchen Papierballen u. ſ. w. bringen, und nach Verlauf einer oder mehrerer Stunden zeigt das Hygrometer den Grad der Feuchtigkeit an. Leslie bemerkt, daß die großen Aenderungen, die man an dieſen Hygrometern von Elfenbein und noch mehr am Buchsbaumholze bei ſtarker Feuchtigkeit bemerkt, den Grund deutlich machen, warum ausgelegte Holz-Arbeit bei dem Wechſel zwiſchen großer Feuchtig - keit und maͤßiger Trockenheit ſo ſehr leidet.
Die Unvollkommenheit dieſer Hygrometer beſteht vorzuͤglich in der Langſamkeit, mit welcher ſie den der Feuchtigkeit der Luft an - gemeſſenen Zuſtand annehmen, und in der Ungleichartigkeit der ange - wandten Materien ſelbſt; aber die Eigenſchaft der feſten Koͤrper, ſich durch Feuchtigkeit und Trockenheit zu vergroͤßern oder zu verkleinern hat auch zu den vollkommnern Hygrometern von Sauſſure und Deluc gefuͤhrt. Die Fibern der thieriſchen Koͤrper und der Pflan - zen dehnen ſich da, wo ſie durch ein feines Gewebe verbunden ſind, vorzuͤglich der Breite nach aus, wenn ſie feucht werden, wie man dies an breiten Holzſtuͤcken vorzuͤglich da ſieht, wo ſie an ein Holz, deſſen Faſern ſenkrecht auf die Faſern jener ſind, ſo befeſtigt ſind, daß die Ausdehnung nicht gehindert wird. Aus dieſem Grunde ver - kuͤrzen ſich gedrehte Seile, weil die Ausdehnung nach der Breite hier die bedeutendſte iſt. Papier dehnt ſich, ſeines gleichmaͤßigen Gewebes wegen, nach allen Seiten aus. Auf dieſe ſtarke Ausdeh - nung nach der Breite gruͤndet ſich Deluc's Fiſchbeinhygrometer, das aus einem ſchmalen Fiſchbeinſtreifen beſteht, der aus einemIII. K146durch Runddrechſeln erhaltenen, breiten und ſehr duͤnnen Fiſchbein quer uͤber die Faſern geſchnitten wird. Wenn dieſe Fiſchbeinſtreifen ſehr duͤnne und ſchmal bei bedeutender Laͤnge ſind, ſo dehnen ſie ſich bei zunehmender Feuchtigkeit hinreichend aus, und verkuͤrzen ſich, wenn die Luft trockener wird, und dieſes in ſehr kurzer Zeit. Ebenſo verhaͤlt es ſich mit dem von Sauſſure angegebenen Haar - hygrometer, welches aus einem, durch Auslaugen dazu beſonders bereiteten Menſchenhaare beſteht, deſſen Verlaͤngerung ein Zuneh - men der Feuchtigkeit anzeigt. Der Streit zwiſchen Sauſſure und Deluc uͤber die Vorzuͤge des einen oder des andern Hygro - meters iſt beinahe vergeſſen, und ungeachtet der Vorwuͤrfe, die Deluc dem Haarhygrometer machte, hat dennoch das Haarhygro - meter ſich mehr im Gebrauche erhalten, als das Fiſchbeinhygrome - ter, weil die quer uͤber die Faſern geſchnittenen Fiſchbeinſtreifen ſo ungemein fein ſein muͤſſen*Deluc ſagt, er habe Fiſchbeinſtreifen von 1 Fuß lang, nur ¼ Gran ſchwer gehabt, die ein Gewicht von ⅓ Unze trugen, und ſich von der groͤßten Trockenheit bis zur groͤßten Feuchtigkeit um mehr als 1 Zoll ausdehnten. und ſtaͤrkere Streifen viel zu unem - pfindlich fuͤr kleine Aenderungen der Feuchtigkeit der Luft ſind. Die Einrichtung beider Hygrometer iſt faſt dieſelbe. Das Haar wird (Fig. 32.) oben bei L mit ſeinem einen Ende in einer feinen Zwinge befeſtigt, das andre Ende iſt an dem aͤußern Umfange einer runden Axe d ſo befeſtigt, daß noch ein Theil des Haares um die Axe gewickelt iſt. Verkuͤrzt ſich nun das Haar durch Trockenheit, ſo dreht ſich die Axe d und der mit ihr feſt verbundene Zeiger df, der auf dem Gradbogen die Aenderungen der Laͤnge ſtark vergroͤßert angiebt; und damit bei der Verlaͤngerung des Haares dL durch vermehrte Feuchtigkeit nicht das Haar ſchlaff bleibe, dient der Zeiger dI ſelbſt zu einem, das Haar immer ſpannenden, obgleich gerin - gen, doch hiezu hinreichenden, Gegengewichte. Statt alſo daß die groͤßere Trockenheit durch Verkuͤrzung des Haares, bei gleicher Ela - ſticitaͤt desſelben, den Zeiger zu den niedrigern Feuchtigkeitsgraden von 80 auf 70 u. ſ. w. fortfuͤhrt, noͤthiget das Gewicht des Zeigers das laͤnger gewordene Haar ſich mehr aufzuwickeln und immer ge - ſpannt zu bleiben.
147Damit aber dieſe Inſtrumente den Namen Hygrometer, als wirklich die Feuchtigkeit abmeſſend, verdienen, war es vor allem noͤthig, ſo wie beim Thermometer, zwei feſte Puncte zu beſtimmen, und hier kann man der Forderung, die Puncte der groͤßten Feuch - tigkeit und der groͤßten Trockenheit als Endpuncte der Scale anzu - geben, beinahe ſtrenge Genuͤge leiſten. Der ungeloͤſchte Kalk und der ſalzſaure Kalk haben ein ſo großes Beſtreben die Daͤmpfe aus der Luft an ſich zu ziehen, daß ſie, erhitzt in ein geſchloſſenes Gefaͤß gebracht, die Luft vollkommen austrocknen, wenigſtens in dem Grade vollkommen, daß ſelbſt bei ſtarker Abkuͤhlung, wo ſonſt doch die noch uͤbrige Feuchtigkeit am meiſten auf die hygrometriſchen Koͤrper wirkt, das Haar des in dieſem Raume mit eingeſchloſſenen Hygrometers keine Aenderung mehr zeigt. Den Punct, den als - dann der Zeiger angiebt, bezeichnet man mit Null. Um dagegen die groͤßte Feuchtigkeit zu beſtimmen, brachte Sauſſure feuchte Gegenſtaͤnde unter die Glocke, wo ſich das Hygrometer befand, ſo daß die Luft ſich ganz mit Feuchtigkeit beladen konnte, und ſetzte an den alsdann angezeigten Punct des Hygrometers 100 Gr. Den zwiſchen dieſen beiden Puncten enthaltenen Bogen theilt man in 100 Grade, und hat ſo ein nach beſtimmten Geſetzen verfertigtes, alſo mit andern ebenſo verfertigten Inſtrumenten gut vergleichbares, Hy - grometer. Aber dieſes Hygrometer giebt nicht Grade der Feuchtigkeit in dem Sinne an, daß man die Menge des in der Luft enthaltenen Waſſers ſogleich aus der Anzahl der Grade kennen lernte, ſondern die jedem Grade entſprechende wahre Feuchtigkeit muß durch eine Reihe Verſuche erſt beſtimmt werden.
Die Forderung, die Menge Waſſer in der Luft bei jedem Hygrometergrade zu kennen, laͤßt ſich offenbar nicht anders als mit beſtaͤndiger Ruͤckſicht auf die Waͤrme erfuͤllen. Wenn in einem feſt verſchloſſenen Gefaͤße, worin ſich kein befeuchteter Koͤrper befin - det, worin alſo kein neuer Dampf zu dem ſchon vorhandenen hin - zukoͤmmt, ein Hygrometer und ein Thermometer aufgeſtellt ſind, ſo geht das Hygrometer auf Feuchtigkeit zu, wenn das Thermo - meter ſinkt, und man kann alſo fuͤr die hier ſtatt findende Waſſer - menge ein Taͤfelchen der jedem Waͤrmegrade entſprechenden Angaben der Feuchtigkeit verfertigen. Stellt man dieſen Verſuch ſo an, daß man in ein Gefaͤß von beſtimmter Groͤße zuerſt voͤllig ausgetrock -K 2148nete Luft und dann eine beſtimmte Menge Waſſer, die ganz ſich in Dampf verwandelt, gebracht hat, ſo erhaͤlt man genauen Auf - ſchluß uͤber die Sprache des Hygrometers. Nach Sauſſure's auf dieſe Weiſe angeſtellten Verſuchen duͤrfte man ungefaͤhr anneh - men, daß bei dem hoͤchſten Grade des Hygrometers im Cubicfuß Luft 17 Gran Waſſer ſind, wenn das Thermometer auf 25° R. ſteht und nur 6 Gran, wenn das Thermometer 0° zeigt, daß dagegen mit 80 Graden des Hygrometers 12¼ Gran bei jener, 4¼ Gran bei dieſer Waͤrme zuſammen gehoͤren; aber dieſe Beſtim - mungen Sauſſure's ſind nicht voͤllig genau, weil ſeine Meſ - ſung des in der Luft verdunſteten Waſſers unvollkommen war.
Gay-Luſſac hat die Vergleichungen ſo angeſtellt, daß er das Hygrometer in einem eingeſchloſſenen Raume beobachtete, wo die Elaſticitaͤt des Dampfes durch andre Mittel bekannt war. Be - findet ſich naͤmlich bei beſtimmter Waͤrme in einem eingeſchloſſenen Raume Waſſer, ſo erlangt der Dampf die dieſer Waͤrme angemeſ - ſene Elaſticitaͤt und Dichtigkeit; bringt man Waſſer mit Schwefel - ſaͤure gemiſcht in denſelben Raum, ſo erlangen die Daͤmpfe eine geringere Elaſticitaͤt, und wenn man dieſe Elaſticitaͤt kennt und dabei den Stand des Hygrometers beobachtet, ſo ergiebt ſich eine Tafel zur Beſtimmung der jedem Grade zugehoͤrenden Elaſticitaͤt und Dichtigkeit der Daͤmpfe. Nach dieſen Beſtimmungen enthaͤlt die Luft bei 88° des Haarhygrometers drei Viertel der Daͤmpfe, die ſie bei 100° enthaͤlt, bei 80° ungefaͤhr drei Fuͤnftel, bei 73° die Haͤlfte, bei 64° nur zwei Fuͤnftel der mit 100° zuſammen - gehoͤrenden Dampfmenge. Wenn alſo bei einer Waͤrme von 18° Centeſ. ungefaͤhr 7 Gran Waſſer in der Luft ſind bei dem groͤßten Feuchtigkeitszuſtande, oder bei 100 Hygrometergraden, ſo wuͤrden bei eben der Waͤrme und einem Hygrometerſtande von 73° nur 3½ Gran Dampf in der Luft ſein.
Ein ganz andres Verfahren, um die Feuchtigkeit der Luft zu beſtimmen, hat Leslie angegeben, indem er das Differenzther - mometer anwendet, und ſo die Verdunſtungskaͤlte beſtimmt. Be -149 deckt man eine der beiden Kugeln des Differenzthermometers (Fig. 3.) mit duͤnnem Mouſelin und befeuchtet dieſen, ſo wird der ſo bedeckten Kugel durch die Verdampfung Waͤrme entzogen, und die in der Roͤhre enthaltene Fluͤſſigkeit zeigt dieſen Waͤrme-Unter - ſchied an. Je trockener die Luft iſt, deſto ſchneller geht die Ver - dampfung fort, und die entſtandene Kaͤlte iſt deſto groͤßer. Es kann vielleicht ſcheinen, als ob wegen des ſtets neuen Aufwandes von Waͤrme das Differenzthermometer immer mehr und mehr Kaͤlte anzeigen ſollte; aber dies findet darum nicht ſtatt, weil die umgebende Luft der abgekuͤhlten Kugel Waͤrme zufuͤhrt, und dies immer mehr, je groͤßer der Unterſchied der Waͤrme geworden iſt, endlich alſo ſo viel, daß dadurch der Verluſt an Waͤrme erſetzt und ein weiteres Sinken der Temperatur gehindert wird. Je ſchneller das Verdampfen erfolgt, das heißt, je trockener die umgebende Luft iſt, deſto groͤßer iſt die Temperatur-Differenz, weil die bei ſchneller Verdampfung ſo ſchnell eintretende und ſchnell erneuerte Kaͤlte nicht ſo bald durch die Waͤrme der umgebenden Luft erſetzt wird. Au - guſts Pſychrometer beruht auf eben dieſer Waͤrmedifferenz.
Andre Erfolge dieſer Verdunſtungskaͤlte will ich nachher an - geben, und jetzt ſogleich zu dem vollkommenſten Hygrometer uͤber - gehen, das auf der Beſtimmung des Condenſationspunctes der Daͤmpfe beruht. Schon vor laͤngerer Zeit machte Dalton dar - auf aufmerkſam, daß man, bei gleich warmer, aber ungleich feuchter Luft, das Bethauen eines kalten Gefaͤßes bei ungleicher Kaͤlte des Gefaͤßes wahrnehme; er ſchlug daher vor, durch allmaͤhlige Ab - kuͤhlung des in einem Glaſe enthaltenen Waſſers allenfalls durch beigemiſchtes Eis, die Temperatur zu beſtimmen, wo der erſte leichte Thau ſich aus der Luft an das Glas anlegt, und ſo den Bethauungspunct, den Condenſationspunct der Daͤmpfe, das iſt, den Waͤrmegrad, welchem dieſer entſpricht, zu beſtimmen. Dieſes Verfahren iſt etwas ſchwierig, aber der Gedanke iſt nicht allein richtig, ſondern enthaͤlt auch das wahre Princip der Hygrometrie.
Sie wiſſen, daß ein im leeren Raume enthaltener Dampf, wenn Waſſer genug vorhanden iſt, bei beſtimmter Waͤrme z. B. 10° Cent. eine gewiſſe Dichtigkeit und Elaſticitaͤt annimmt, die wir als die zu dieſer Waͤrme gehoͤrige groͤßeſte bezeichnet haben. 150Laſſen Sie dieſen Dampf ein Glasgefaͤß fuͤllen, worin kein tropf - bares Waſſer mehr iſt; ſo wird, ſo lange der Dampf mehr erwaͤrmt iſt, ſeine Durchſichtigkeit ungetruͤbt und das Gefaͤß unbethauet bleiben; aber wenn der Dampf unter jene urſpruͤngliche Waͤrme von 10° abgekuͤhlt wird, ſo belegt ſich das Gefaͤß mit einem feinen Thau, der bei ſtaͤrkerer Abkuͤhlung bedeutender wird, weil in dem Dampfe mehr Waſſer enthalten iſt, als bei einer Waͤrme von 9° oder einer noch geringeren ſich in Dampfgeſtalt erhalten kann. Und eben dies gilt auch von Daͤmpfen, die mit Luft gemiſcht ſind, dieſe moͤgen nun in einem Gefaͤße enthalten oder frei in der Atmoſphaͤre vorhanden ſein; kennen wir den Waͤrmegrad, bei welchem ſie ſich in ſehr geringem Grade niederzuſchlagen anfangen, ſo kennen wir ihre Dichtigkeit, weil ſie diejenige iſt, die wir als die groͤßeſte eben der Waͤrme entſprechende aus Verſuchen kennen. Es wird am beſten ſein, dies durch ein wirkliches Beiſpiel zu erlaͤutern. Am 6. Sept. 1819, als die Waͤrme der Luft 18, °9 Cent. war, beob - achtete Daniell den Bethauungspunct bei 7, °8 Centeſ., das iſt, bis zu dieſer Temperatur abgekuͤhlt zeigte eine glatte Oberflaͤche den erſten feinen Niederſchlag. Da nun nach Muncke's Tafel*)Gehlers Woͤrterbuch II. 385. die groͤßte Dichtigkeit des Dampfes bei 7, °8 Cent. (= 6, °2 R.) nur 7 Milliontel der Dichtigkeit des Waſſers betraͤgt, und 1 Cu - bicfuß Rheinl. Waſſer 498000 Gran wiegt, ſo wog ein Cubicfuß jenes Dampfes 3½ Gran, — in einem Cubicfuß Luft waren 3½ Gran Waſſer. Die Luft war alſo ſchon recht trocken, weil der Condenſationspunct 11 Grad unter der Temperatur der Luft lag, und Luft von 18, °9 Waͤrme noch beinahe 4 Gran Waſſer in jedem Cubicfuß aufnehmen konnte, ehe ſie den hoͤchſten Grad der Feuchtig - keit erreicht haͤtte. Dagegen war bei einer andern Beobachtung die Luft ebenſo warm, der Bethauungspunct aber fand ſich bei 17°,8 Cent. = 14, °2 R., welcher Waͤrme ein Dampf = 14 Milliontel der Dichtigkeit des Waſſers entſpricht, ſo daß 7 Gran Waſſer in 1 Cubicfuß Luft enthalten waren, und die Luft kaum noch ½ Gran aufzunehmen faͤhig, alſo beinahe auf dem hoͤchſten Puncte der Feuchtheit war.
151So alſo lernen wir genau die Menge Waſſers in der Luft kennen. Wenn bei großer Hitze von 28° R. oder 35° Cent. die Luft vollkommen feucht iſt, ſo daß das Bethauen bei der geringſten Abkuͤhlung ſtatt findet, ſo enthaͤlt ein Cubicfuß Luft 19½ Gran Waſſer; waͤre dagegen bei ſolcher Waͤrme die Luft ſo trocken, daß 7° 5 Cent. = 6° R. dem Bethauungspuncte entſpraͤche, ſo ent - hielte ein Cubicfuß nur 3½ Gran und waͤre alſo faͤhig 16 Gran Waſſer aufzunehmen, ſo daß das ſchnelle Ausduͤnſten des Waſſers zu ſolcher Zeit ſich ſehr wohl erklaͤrt. Am ſchnellſten findet es ſtatt, wenn ein lebhafter Wind den entſtandenen Dampf, der das Ent - ſtehen neuen Dampfes hindern wuͤrde, fortfuͤhrt.
Die Schwierigkeit, den Condenſationspunct der Daͤmpfe zu jeder Zeit zu beſtimmen, hat Daniell durch ſein Hygrometer ſehr bedeutend vermindert. Es beſteht (Fig. 33.) aus einer gekruͤmm - ten Glasroͤhre, an welcher ſich an beiden Enden angeblaſene Glas - kugeln b, a von $$\frac{5}{4}$$ Zoll Durchmeſſer befinden. In der einen b iſt innerhalb der Kugel und Roͤhre ein Thermometer angebracht, dann iſt in dieſe Kugel Aether gethan und zum Kochen gebracht, um die Luft aus beiden Kugeln und der Roͤhre durch die Oeffnung f auszutreiben; wenn die Aetherdaͤmpfe aus der bis dahin noch offen gelaſſenen Muͤndung f ſtark ausſtroͤmen, wird dieſe Oeffnung an der Lampe zugeſchmolzen. Indem nun ſo der Raum in beiden Kugeln luftleer iſt, wird er offenbar immer mit einem, der jedes - maligen Temperatur angemeſſenen, Aetherdampfe von dem in der Kugel noch in hinreichender Menge uͤbrigen Aether gefuͤllt ſein, und ſo lange beide Kugeln gleich auf dieſen Dampf einwirken, ſteht das innere Thermometer ſo hoch als das am Fuße des Inſtruments in freier Luft angebrachte Thermometer D. Sobald man aber die Kugel af, die zu dieſem Zwecke mit Mouſelin uͤberzogen iſt, mit Aether betroͤpfelt, reißt der an der Oberflaͤche verdampfende Aether Waͤrme an ſich, bringt daher den innern Aetherdampf zum Nieder - ſchlagen, und bewirkt ſo ein lebhafteres Verdampfen des Aethers in der Kugel b, und dabei kuͤhlt ſich dieſe Kugel ſehr erheblich ab. Ihre Abkuͤhlung erreicht, bei der Gewalt, mit welcher der auf af verdampfende Aether die Waͤrme an ſich reißt, bald den Grad, wo - bei die Condenſation der Daͤmpfe in der freien Luft auf der Ober - flaͤche der Kugel b ſtatt findet, und der Beobachter muß, ſobald er152 den leiſeſten Hauch von Niederſchlag auf der Kugel bemerkt, den Grad des im Innern enthaltenen Thermometers ableſen, indem dieſes dann die Waͤrme des Bethauungspunctes angiebt. Damit der leichteſte Niederſchlag deutlicher ſichtbar ſei, iſt die Kugel b ver - goldet, und man ſieht den Niederſchlag da am erſten, wo ſich die Oberflaͤche des Aethers im Innern der Kugel befindet. Die Beob - achtung dieſes Hygrometers iſt etwas ſchwierig, weil man den erſten Augenblick des leiſeſten Bethauens wahrnehmen und da den Stand des innen angebrachten Thermometers beobachten muß; dieſer erſte feine Niederſchlag iſt aber keinesweges ſo leicht wahrzunehmen, und man muß, da das Thermometer immer tiefer faͤllt, ſehr achtſam ſein, ihn richtig zu beobachten. Wenn die Befeuchtung mit Aether nur unvollkommen iſt, ſo ſinkt das Thermometer langſam, und man hat dann etwas mehr Zeit, um ſich von dem nach und nach merklicher werdenden Bethauen zu uͤberzeugen, doch muß man bei wirklichem Gebrauche dieſes Hygrometers ſich gewoͤhnen, den erſten Anfang des Bethauens wahrzunehmen, und der vergoldeten Kugel eine ſolche Stellung gegen das Licht geben, daß die kleinſte Veraͤn - derung des Glanzes bemerkbar ſei. Wegen dieſer Schwierigkeit, den wahren Temperaturgrad, der mit dem erſten Anfange des Be - thauens zuſammen gehoͤrt, richtig zu beobachten, hat man mit Recht Auguſts Pſychrometer eine groͤßere Aufmerkſamkeit geſchenkt. Es beſteht aus zwei gleichen Thermometern, deren eines eine Be - deckung hat, die man waͤhrend der Beobachtung mit reinem Waſſer feucht erhaͤlt. Dieſes befeuchtete Thermometer zeigt die Verdun - ſtungskaͤlte, und nach Auguſts Erfahrungen und Schluͤſſen liegt dieſe Verdunſtungskaͤlte faſt genau in der Mitte zwiſchen der Waͤrme der freien Luft und dem Bethauungspuncte, ſo daß man den letzten aus der leichten Beobachtung jener beiden Thermometer findet. Auguſt giebt hiezu noch genauere Regeln, die ſich auf eine ſtrengere Vergleichung der durch die Daͤmpfe der Thermometer - kugel entriſſene und der ihr aus der Luft zugefuͤhrten Waͤrme gruͤnden.
Ein Verſuch, auf welchen Daniells Hygrometer faſt unmittelbar fuͤhrt, iſt derjenige, den Wollaſton angegeben und153 an ſeinem Chryophorus (Kaͤltetraͤger) dargeſtellt hat. Zwei Kugeln, ebenſo wie bei jenem Hygrometer durch eine Glasroͤhre, die man hier etwas laͤnger nimmt, um das Experiment auffallen - der zu machen, verbunden, ſind luftleer und zum Theil mit Aether gefuͤllt. Man legt die eine in eine Miſchung aus Salz und Schnee, und ſieht nun die andre, der hoͤhern Waͤrme der umgebenden Luft ungeachtet, ſich mit Reif, mit Duͤnſten, die ſich aus der Luft zu Eis niederſchlagen, uͤberziehen. In der ſehr abgekuͤhlten Kugel naͤmlich verliert der Aetherdampf ſeine Dampfform und in der andern er - neuert ſich die Dampfbildung um ſo lebhafter, je mehr in der erſten der Dampf vernichtet wird; je kaͤlter alſo jene Kugel iſt, deſto groͤßer iſt in der andern der Waͤrme-Aufwand zu neuer Dampfbildung, und ſo entſteht an der der waͤrmern Luft ausgeſetzten Kugel, durch Uebertragung der Kaͤlte, Reif. Es findet dabei im Innern der Kugeln eine deſto ſchnellere Deſtillation nach der mit einer Eismi - ſchung umgegebnen Seite hinuͤber ſtatt, je kaͤlter es dort iſt.
Auf dieſer Verdunſtungskaͤlte beruhen mehrere Mittel, ehr bedeutende Kaͤltegrade hervorzubringen. Wenn man eine Thermo - meterkugel mit Baumwolle bedeckt und dieſe mit Aether betroͤpfelt, ſo kann man, vorzuͤglich wenn man durch einen auf die Kugel gerichteten Blaſebalg einen ſtarken Luftzug hervorbringt, das Ther - mometer bis tief unter den Gefrierpunct fallen machen. Eben darauf beruht das Gefrieren des Waſſers im luftleeren Raume, ſelbſt bei 20 Grad Waͤrme. Ich habe ſchon oft erwaͤhnt, daß im luftleeren Raume die Ausduͤnſtung weit ſchneller ſtatt findet, eben darum aber iſt auch die Verdunſtungskaͤlte groͤßer. Aber dieſe wuͤrde nur ſo lange zunehmen, als der luftleere Recipient noch nicht mit Dampf gefuͤllt iſt, und man muß daher, damit ſie beſtaͤndig zunehme, den entſtandenen Dampf fortſchaffen; dies geſchieht, wenn man waſſerfreie Schwefelſaͤure in dem Recipienten aufſtellt, weil dieſe die Eigenſchaft hat, den entſtandenen Dampf ſehr begierig aufzunehmen und daher die Fuͤllung des Recipienten mit Dampf zu hindern. Indem ſo der luftleere Raum, theils durch ununter - brochenes Fortpumpen, theils durch die Huͤlfe der Schwefelſaͤure, faͤhig bleibt, immer neuen Dampf aufzunehmen, gefriert das unter der Glocke der Luftpumpe der Verdunſtung ausgeſetzte Waſſer. Dieſer Verſuch iſt um ſo auffallender, da er, wenn die Luftpumpe154 ein bis auf 1 Linie gehendes Sinken der Barometerprobe geſtattet, ſelbſt bei 20 bis 22° Cent. Waͤrme der Luft gelingt, und da das Waſſer ſeine Daͤmpfe in voͤlligem Aufkochen hergiebt, dann aber zu Eis wird. Man darf bei dieſem Verſuche nur ein Uhrglas voll Waſſer nehmen, weil groͤßere Quantitaͤten den Verſuch allzu ſehr erſchweren wuͤrden, man muß dieſes Waſſer in einiger Entfernung oberhalb eines breiten Gefaͤßes mit Schwefelſaͤure aufſtellen, und das Auspumpen raſch fortſetzen, damit nicht zu viel Waͤrme durch die Glaswaͤnde des Recipienten zuſtroͤme. Die Schwefelſaͤure wird bei dieſem Verſuche, wegen des ſich mit ihr durch die aufge - nommenen Daͤmpfe miſchenden Waſſers, warm; aber obgleich dies ein hindernder Umſtand iſt, ſo gelingt dennoch der Verſuch faſt un - fehlbar, wenn nur die Luftpumpe gut iſt. Configliacchi und ſpaͤter Dove haben dieſen Verſuch, den man den Leslie ſchen Verſuch genannt hat, ſo abgeaͤndert, daß eine mit Queckſilber ge - fuͤllte Kugel mit Flachs umwickelt und dieſes mit Schwefel-Aether befeuchtet in den Recipienten gebracht wird; die unten hin geſtellte Schwefelſaͤure nimmt auch die Aether-Daͤmpfe auf, und befoͤrdert die Verdunſtung des ohnehin ſchnell verdampfenden Aethers ſo, daß das Queckſilber in jener Kugel gefriert.
Die außerordentlich ſchnelle Verdampfung des Schwefelkoh - lenſtoffs macht dieſen Koͤrper geſchickt, noch groͤßere Kaͤltegrade hervorzubringen. Unter der Luftpumpe bringt er leicht das Queck - ſilber zum Gefrieren, und Marcet hat das Weingeiſtthermo - meter bis auf - 56° ja bis auf - 62° Cent. (45° bis 50° R.) fallen ſehen, ſelbſt wenn die Luft nur bis auf 1½ Lin. der Baro - meterprobe ausgepumpt war*)Gilb. Ann. XLIII. 170. XLIII. 364. .
Die neulich angeſtellten Betrachtungen betrafen die in ela - ſtiſcher Form, als durchſichtige Daͤmpfe, in der Luft enthaltenen Waſſertheilchen; aber auch von ihrem Uebergange in den Zuſtand ſichtbarer Duͤnſte und tropfbaren Waſſers, von der Entſtehung der Nebel, der Wolken, des Regens und des Thaues muß ich noch etwas ſagen, da ein großer Theil der meteoriſchen Erſcheinun - gen hier ihre Erklaͤrung findet.
Wenn die Daͤmpfe warmen Waſſers in der kalten Luft auf - ſteigen, ſo zeigt ſich ein neblicher Dunſt, beſtehend aus ſehr kleinen Theilen niedergeſchlagenen Waſſers, weil der ſo dichte Dampf bei geringerer Waͤrme nicht mehr als elaſtiſcher Dampf beſtehen kann; in etwas groͤßerer Entfernung von der Dampfquelle wird er wieder unſichtbar, weil er, in groͤßeren Raum ausgebreitet, aufs neue ſich in einen der niedrigen Temperatur angemeſſenen, weniger dich - ten, elaſtiſchen Dampf verwandelt. Ebenſo zeigt ſich uns der aus - gehauchte Athem in kalter Luft. Und ganz dieſelben Gruͤnde brin - gen in einer Menge von Faͤllen ausgedehnte Nebel in der Atmo - ſphaͤre hervor. Dieſe muͤſſen naͤmlich in zwei Faͤllen nothwendig entſtehen, ſowohl wenn aus einer Dampfquelle Daͤmpfe in eine kaͤltere Luft uͤbergehen, als auch wenn eine mit Daͤmpfen erfuͤllte Luft an der Oberflaͤche eines kaͤlteren Koͤrpers abgekuͤhlt wird. Das erſtere findet bei den Nebeln ſtatt, die wir oberhalb des Waſſers ſich Abends nach Sonnen-Untergang, oft auch die ganze Nacht durch, und im Winter bei ploͤtzlich ſtarker Kaͤlte, bilden ſehen. Die Er - fahrung zeigt, daß nach heißen Sommertagen die Oberflaͤche des feſten Landes ſchneller erkaltet, als die Gewaͤſſer, und dieſes iſt auch ſo fern leicht zu erklaͤren, als im Waſſer die an der Oberflaͤche erkalteten Theilchen in die Tiefe hinabſinken, dagegen aber erwaͤrmte Theilchen den Platz an der Oberflaͤche einnehmen. Indem nun die uͤber dem feſten Boden abgekuͤhlte Luft uͤber die Oberflaͤche des156 Waſſers gefuͤhrt wird, trifft ſie an dieſer einen geſaͤttigten Dampf an, von der Dichtigkeit naͤmlich, welche als die groͤßeſte Dichtigkeit der Waͤrme der Waſſer-Oberflaͤche entſpricht; dieſen kuͤhlt ſie ab, und bringt einen Nebel, niedergeſchlagene Waſſertheilchen, hervor. Dieſe Nebel uͤber den Gewaͤſſern dauern ſo lange, als die Luft nahe uͤber der Oberflaͤche des Waſſers merklich kaͤlter als das Waſſer ſelbſt iſt. Daß an heitern Sommertagen Abends der ganze Lauf von Graͤben und ſchmalen Fluͤſſen ſo durch aufſteigende Nebel bezeichnet wird, iſt bekannt; und ebenſo rauchen die Gewaͤſſer bei ploͤtzlich eintretender ſehr heftiger Kaͤlte im Winter, weil das, in Vergleichung gegen die ſehr kalte Luft, nicht ſo kalte Waſſer Daͤmpfe entwickelt, die einer nicht ſo niedrigen Temperatur entſprechen.
Auf aͤhnliche Weiſe entſtehen in Waͤldern und vorzuͤglich auf Bergen, wo die kaͤltere Luft freieren Zutritt hat, die einzelnen Nebelwolken, die man, dem Rauche aͤhnlich, nach einem Regen, wenn die Luft noch feucht iſt, ſich erheben ſieht. Sie entſtehen oft ganz deutlich da, wo ein von Baͤumen freier Platz durch die Son - nenſtrahlen erwaͤrmt wird, wo alſo aus dem naſſen und erwaͤrmten Graſe Daͤmpfe aufſteigen, die, ſobald ſie ſich in die kaͤltere Luft erheben, als Dunſt ſichtbar werden. Auch die auf dem Meere beobachteten Nebel haben zum Theil dieſen Urſprung. Die von den Reiſenden oft erwaͤhnten Nebel in der Gegend von Neufund - land, wo der Golfſtrom waͤrmeres Waſſer als die Luft hinfuͤhrt, haben ihren Grund gewiß in der Abkuͤhlung, welche der waͤrmere Dampf in der Luft leidet. Dagegen ſcheinen die in allen Polar - gegenden ſo ſehr haͤufigen dichten Nebel umgekehrt in der bis zur Eiskaͤlte abgekuͤhlten Oberflaͤche des Meeres ihren Grund zu haben, die, wenn ein aus waͤrmeren Gegenden und mit waͤrmeren Daͤm - pfen beladener Wind dorthin gelangt, eine Abkuͤhlung der untern Luftſchichten und dadurch ein Entſtehen dicken Nebels bewirkt. Dieſe Nebel ruhen oft in einer kaum 100 Fuß hohen Schichte auf dem Meere, erhalten aber von der beſtaͤndig neu zuſtroͤmenden, mit Dampf erfuͤllten, Luft immer neue Nahrung. Die aus dieſen Nebeln ſich niederſchlagenden Waſſertheilchen bedecken die Eisberge im Meere mit Schichten von einem aus bloßem atmoſphaͤriſchen Waſſer entſtandenen Eiſe, welches daher gar kein Salz enthaͤlt.
157In dieſer unter unſern Augen vorgehenden Nebelbildung zeigt ſich uns auch, wo nicht der einzige doch ein Hauptgrund der Wol - kenbildung. So oft eine Miſchung zweier Luftmaſſen, die nur nicht allzu weit von dem Puncte groͤßter Feuchtigkeit entfernt, aber an Waͤrme erheblich verſchieden ſind, ſtatt findet, ſchlaͤgt ſich Dunſt nieder, und ſo oft Luftmaſſen, die ziemlich mit Feuchtigkeit beladen ſind, an einem kaͤlteren Koͤrper vorbei gehen, entſtehen Wolken. Das Letztere ſcheint der Grund zu ſein, warum Abends die Berg - ſpitzen ſich mit Wolken bedecken, die ſich allmaͤhlig tiefer herabſen - ken. Die Oberflaͤche des Berges naͤmlich kuͤhlt ſich mehr ab als die in gleicher Hoͤhe liegende Luftſchichte, und indem nun die ziem - lich feuchten Luftſchichten durch die Oberflaͤche des Berges abgekuͤhlt werden, bedeckt ſich der Berg mit einer Wolke. Eben das kann auch am Tage ſtatt finden, und da dann durch die Wolkenbedeckung dem Berge die Erwaͤrmung der Sonne entzogen wird, ſo muß aus vermehrtem Waͤrme-Unterſchiede die Wolkenbildung zunehmen. Bei dieſer Wolkenbildung iſt oft die in gleicher Hoͤhe liegende Luft - ſchichte warm genug, um die Daͤmpfe wieder in elaſtiſcher Geſtalt aufzunehmen, und man ſieht dann an der dem Winde ausgeſetzten Seite des Berges immer neue Woͤlkchen ſich an die große Wolke anlegen, dieſe vereinigen ſich an der Spitze des Berges mit der großen Wolke, und an der andern Seite trennen ſich abgeriſſene Wolkenflocken, die in der Luft zergehen; ſo erneuert ſich die Wolke unaufhoͤrlich, waͤhrend ſie, ihrer Groͤße nach unveraͤndert, auf dem Berge zu ruhen ſcheint. Da dieſe Bedeckung der Berge mit Wol - ken nur ſtatt findet, wenn viele Feuchtigkeit in der Luft iſt und viele Feuchtigkeit in der Luft gewoͤhnlich Regen ankuͤndigt, ſo iſt der Grund, warum jene Wolken auf Bergen Regen bedeuten, leicht einzuſehen. Berge, die mit Schnee und Eis bedeckt ſind, muͤſſen vorzuͤglich leicht ſich ſo mit Wolken bedecken*)Das Tafeltuch auf dem Tafelberge am Vorgeb. d. g. Hoffn. Barrows Reiſen im ſuͤdl. Africa. I. 51. Die Bedeckung des Ararat mit Wolken, von Freygangs Reiſe nach d. Caucaſus. S. 232. S. meine Beitr. z. Meteorol. S. 342..
Ganz aus denſelben Gruͤnden erklaͤrt ſich die oft ſo ſchnell eintretende und ſchnell wieder verſchwindende Bedeckung des Him -158 mels mit einer duͤnnen Decke weißer Wolken. Bei veraͤnderlichem Wetter bemerken wir oft, daß der Himmel vor wenigen Minuten noch blau war, und nun auf einmal ganz mit dieſen leichten Wol - ken bedeckt iſt; oft nimmt die Verdichtung dieſer Wolken ſchnell zu und geht bis zum Hervorbringen des Regens; oft aber ſind auch die Wolken ebenſo geſchwind wieder verſchwunden als ſie ent - ſtanden ſind. Dieſer ſchnelle Wechſel erklaͤrt ſich am beſten aus einem in der hoͤheren Luft ſtatt findenden kalten Luftſtrome, der in den oberen Luftſchichten nicht Waſſertheilchen genug findet, um Wolken zu bilden, aber wenn er ſich tiefer in die zu ſolcher Zeit gewoͤhnlich warmen und ſehr feuchten Luftſchichten herabſenkt, an der Grenze dieſer warmen Schichte Wolken niederſchlaͤgt. Es laͤßt ſich leicht uͤberſehen, daß dieſe Wolkenſchichte wieder verſchwinden wird, wenn jener kalte Luftſtrom in der niedrigen Gegend nicht dauernd genug iſt; aber ſo oft er wieder eintritt, wird ſich die Er - ſcheinung erneuern. In dieſem Falle iſt die Wolkenbildung ſehr veraͤnderlich, wenn dieſe Luftſtroͤmungen es ſind, und ſehr zum Re - gen hinneigend, weil die Wolkendecke das Sonnenlicht ſchwaͤcht und daher ſelbſt ein Grund der Abkuͤhlung und verſtaͤrkter Niederſchlaͤge wird. Auf den Wechſel dieſer Wolken koͤnnen gewiß ſehr kleine oͤrtliche Umſtaͤnde bedeutend einwirken; ein von einer trockenen Gegend aufwaͤrts gehender warmer Luftſtrom kann die Wolken zertheilen, ein von einem feuchten Orte hinaufwaͤrts gehender war - mer Luftſtrom kann ſie mit neuen Waſſertheilen beladen. Dagegen wenn ſich die, oft viele Stunden unveraͤndert bleibenden, Schaͤfchen - wolken bilden, die nur eine ganz duͤnne Schichte weißer, gewoͤhnlich ſehr hoch ſtehender Wolken darſtellen, dann iſt es wahrſcheinlich ein waͤrmerer Luftſtrom, der ſich uͤber der kaͤlteren Luft hin ergießt. Aus jenem waͤrmeren Luftſtrome ſchlagen ſich an der Grenze der kalten Luft die kleinen Wolken nieder, und da die waͤrmere Luft oberhalb dieſer Wolken immer noch den Sonnenſtrahlen ausgeſetzt bleibt, da die waͤrmeren Lufttheilchen auch kein Beſtreben haben, ſich herabzuſenken, ſo iſt es im engern Sinne nur allein die Tren - nungsſchichte beider Luftmaſſen, die ſich truͤbt, und in welcher nur ſo viel neue Nebelduͤnſte wieder hervorgehen, als durch Verdampfen an der Oberflaͤche in den durchſichtigen Zuſtand zuruͤckkehren. Dar - um bedeuten dieſe Schaͤfchen im Fruͤhling warmes Wetter, weil159 ſie einen bis in die Wolkenregion herabgehenden warmen Wind verrathen. Warum dieſe Wolken die ſo beſtimmten kugeligen For - men annehmen, warum zu andern Zeiten ſich die Wolken in ſo lange, oft ſeltſam gewundene Faͤden ausdehnen, und dieſe Form ſo lange unveraͤndert beibehalten, daruͤber ſind wir noch gar nicht recht belehrt. Die Vermuthung, daß dieſe glaͤnzend weißen Wol - ken aus Schneenadeln, ſo klein, daß ſie wie Sonnenſtaͤubchen in der Luft ſchweben, beſtehen moͤgen, iſt ſehr wahrſcheinlich, und wird beſonders durch die oft in dieſen glaͤnzenden Woͤlkchen erſcheinenden Nebenſonnen beſtaͤtigt. Dagegen ſcheinen zu andrer Zeit die feinen Woͤlkchen mehr zu Hervorbringung der kleinen Hoͤfe um Sonne und Mond geeignet.
Auch die Erſcheinung der Wolken uͤber Inſeln, ſo daß man ſchon aus der Ferne die Lage der Inſeln aus der Lage der Wolken ſchließen kann, gehoͤrt hieher. Da naͤmlich am Tage der Boden der Inſeln, am meiſten in heißen Gegenden, mehr als das Meer erhitzt wird, ſo bildet ſich hier ein warmer, offenbar aber auch mit Daͤmpfen beladener Luftſtrom, der oben, wo er ſich abkuͤhlt, dieſe als Wolken niederſchlaͤgt; uͤber die Grenzen der Inſel hinaus wird dieſer Niederſchlag ſich nicht erſtrecken, indem dahin nicht die ſo ſehr erwaͤrmte, mit Daͤmpfen beladene Luft gelangt. Und umgekehrt kann auch dieſer heiße Luftſtrom eine voͤllige Wolkenloſigkeit hervor - bringen, wenn er von trockenen Gegenden aufſteigt. Die africa - niſchen Sandwuͤſten ſind bekanntlich ſo heiß und ſo duͤrr zugleich, daß fuͤr ſie aus Gruͤnden, die fruͤher angefuͤhrt ſind, ein beſtaͤndiges Herzuſtroͤmen der kalten Luft aus den benachbarten Gegenden in den untern Luftſchichten, dagegen ein beſtaͤndiges Abwaͤrtsſtroͤmen nach den kalten Gegenden zu in den hoͤhern Luftſchichten ſtatt finden muß. Die aus den kuͤhlern und feuchten Gegenden uͤber die heiße Wuͤſte gefuͤhrte Luft enthaͤlt nicht Daͤmpfe genug, um in ſo großer Waͤrme den Daͤmpfen ihre groͤßte Dichtigkeit zu geben, ſondern jene Waſſertheilchen, wenn ſie auch als Nebel und Wolken heran gezogen waͤren, gehen als durchſichtige Daͤmpfe aufwaͤrts und wer - den in hohen Regionen wieder zu den Umgebungen, woher ſie kamen, zuruͤckgefuͤhrt, ſo daß uͤber der Wuͤſte, eben weil ſie trocken und heiß iſt, ſich nicht einmal Wolken bilden koͤnnen, viel weniger Regen. In einigem Grade aͤhnlich geſchieht es bei uns in den mit160 kaltem Nordoſtwinde begleiteten heitern Fruͤhlingstagen. Wenn dieſer kalte Wind in unſern Gegenden eine feuchte Luft findet, ſo wird er eine Urſache des Regen - oder Schneeniederſchlages; aber wenn er lange genug kalte Luft zugefuͤhrt hat, ſo daß wir nur die aus den noͤrdlichen Gegenden kommende Luft allein zu beruͤckſichti - gen haben, ſo muß dieſe uns als trocken und austrocknend erſchei - nen. Dieſe Luft koͤmmt aus ſehr kalten Gegenden und erwaͤrmt ſich daher bei ihrem Fortgange nach Suͤden; waͤre ſie dort - 3° geweſen, hier + 12° Cent. geworden, ſo wuͤrde ſie in jedem Cu - bicfuß 3 Gran Waſſer aufzunehmen faͤhig, ſelbſt wenn ſie dort voll - kommen feucht war; ſie erſcheint uns daher als ſehr austrocknend, und darauf beruht dieſe Wirkung des Fruͤhlings-Oſtwindes, der nicht allein keine Wolken hervorgehen laͤßt, ſondern auch die Erde ſchnell abtrocknet und uns durch dieſe austrocknende Eigenſchaft das Gefuͤhl groͤßerer Kaͤlte bringt, als der Stand des Thermometers zu rechtfertigen ſcheint.
Ich kehre zu der Wolkenbildung zuruͤck, und fuͤge an das Vorige zunaͤchſt die Betrachtung, daß wo die Nebelbildung raſch fortſchreitet, ein Entſtehen von Tropfen und Regen die natuͤrliche Folge iſt. Dieſe Tropfenbildung ſcheint ſchon da einzutreten, wo der Fortgang der Wolkenmaſſen ein Hinderniß findet; daher reg - net es bei Winden, die vom Meere herkommen oder uͤberhaupt mit Daͤmpfen erfuͤllt ſind, am meiſten an den Bergen, gegen welche zu die Wolken getrieben werden. Dieſes iſt der Grund man - cher periodiſcher Regen, die zum Beiſpiel auf der Halb-Inſel dies - ſeits des Ganges bei dem beſtaͤndigen Suͤdweſtwinde auf der einen Seite, bei dem beſtaͤndigen Nordoſtwinde auf der andern Seite der Gebirge ſtatt finden. Indem ſo die Wolken ſich diesſeits der Gebirge ihres Waſſers entladen, bringen ſie an die andre Seite keinen Regen; und aus denſelben Gruͤnden iſt es klar, warum die ſuͤdweſtliche Kuͤſte Englands ſo viel mehr Regen als das mittlere Land und die Oſtkuͤſte hat, warum der heiße und feuchte Italieni - ſche Sirocco anhaltende Regen bis nach dem ſuͤdlichen Deutſchland bringt, waͤhrend das noͤrdliche Deutſchland zu ſolchen Zeiten eines heitern Himmels genießen kann.
So ſehr viele Erſcheinungen des Regens erklaͤren ſich voll - kommen leicht, und Huttons Theorie des Regens, daß zwei161 ungleich warme Luftmaſſen, ſelbſt wenn ſie dem Saͤttigungszu - ſtande nicht ganz nahe ſind, bei der Miſchung allemal einen Nie - derſchlag geben, enthaͤlt allerdings eine fuͤr die meiſten Faͤlle ſehr genuͤgende Auskunft. Sie wiſſen aus dem Vorigen, daß Luft von 8° Cent. 3½ Gran, Luft von 18° Cent. 7 Gran Waſſer im Cu - bicfuß im Maximum enthaͤlt, aber wenn dieſe Luft bei der Miſchung 13° warm wird, ſo kann ſie nur 5 Gran enthalten und jede 2 Cubicfuß geben ½ Gran Waſſer; bei groͤßern Waͤrme-Unterſchie - den wird dies noch viel erheblicher*)Sehr viele einzelne Phaͤnomene, die ſich hieraus erklaͤren, erwaͤhnt Kaͤmtz in ſeiner Meteorologie. I. Th. 4. Abſchn.. Aber ſo ſehr dies geeignet iſt, die maͤßigen Regen zu erklaͤren, ſo kann ich doch einen Zweifel, ob eben dieſe Erklaͤrung fuͤr die Gewitterregen, fuͤr die Platzregen, fuͤr die Wolkenbruͤche, ausreicht, nicht ganz als widerlegt anſehen. Wenn man die Nachrichten von dem zerſtoͤrenden Regenguſſe am 3. u. 4. Aug. 1829 in der Gegend des Dee in Schottland, oder von dem auf 8000 Quadratklafter beſchraͤnkten und kurze Zeit dauernden Regenguſſe, der am 26. Jul. 1809 eine Gegend der Zipſer Alpen in Ungarn traf, lieſt**)New philos. Journal by Jameson Jul. 1830. p. 280. und Baumgartners Zeitſchr. V. 72., ſo kann man ſich nicht wohl dabei beru - higen, eine allmaͤhlig eintretende Miſchung warmer und kalter Luft als die Urſache dieſer, ſo uͤberraſchenden, mit furchtbarer Schnellig - keit herabſtuͤrzenden Waſſerſtroͤme anzuſehen. Iſt gleich die***)Meteorologie. I. 420. von Kaͤmtz angefuͤhrte Betrachtung, daß die ganze uͤber uns ſtehende Luftſaͤule bei großer Hitze 11 Zoll Waſſer herzugeben im Stande ſei, ganz richtig; ſo bleibt es doch ſehr dunkel, warum ſo auf einmal dieſe Luftſaͤule beinahe ihren ganzen Waſſervorrath her - gebe, und warum ſogar mit ſo großer Schnelligkeit Waſſer aus den benachbarten Gegenden herbeigefuͤhrt werde. Man hat ſonſt der Electricitaͤt allein das Geſchaͤft, dieſe heftigen Regen hervor - zubringen, uͤbertragen, hat den electriſchen Funken, den Blitz, aus einer Miſchung von Waſſerſtoffgas und Sauerſtoffgas Waſſer erzeu - gen laſſen, obgleich niemand das Waſſerſtoffgas in der Atmoſphaͤre nachzuweiſen wußte; — unſtreitig hat man darin zu viel gethan,III. L162aber ſollte man nicht auch auf der andern Seite zu viel thun, wenn man einzig an Miſchung warmer und kalter Luftmaſſen denkt, und Blitz und Donner als Erſcheinungen betrachtet, die nur im Gefolge jener Ereigniſſe, ohne allen weitern Einfluß, eintreten? Gewiß wird die Luft bei den ploͤtzlichen Ausbruͤchen eines Gewitterregens nicht ſo ihres Waſſervorraths beraubt, wie es der Fall ſein muͤßte, wenn die uͤber uns ſtehende Luftſaͤule allein ihre Daͤmpfe hergaͤbe, wir ſind daher genoͤthigt, einen ſehr ſchnellen Zutritt der benachbar - ten Daͤmpfe zuzugeſtehen, obgleich ſich dieſes Herandringen gar nicht gerade durch eine ſtuͤrmiſche Bewegung der Luft gegen die Gewittergegend zu aͤußert, und ich glaube daher, daß wir genoͤthi - get ſind, unſre Unwiſſenheit uͤber die Umſtaͤnde, wodurch dieſe Platzregen entſtehen, zu bekennen. Einige hieher gehoͤrige Be - trachtungen werde ich noch bei Gelegenheit der Gewitter-Electricitaͤt erwaͤhnen.
Ebenſo dunkel iſt der Urſprung des Hagels. Wir wiſſen nicht, woher die ſo ſehr große Kaͤlte in der Luft entſteht, die nicht allein Schneeflocken hervorbringt, ſondern ſo bedeutend iſt, daß ganze Eismaſſen ſich an dieſe anlegen. Der Hagel ſcheint erſt in den niedrigern Gegenden der Atmoſphaͤre ſeine volle Groͤße dadurch zu erlangen, daß ſich aus der warmen, mit Daͤmpfen erfuͤllten Luft Waſſer an ihm (wie an dem mit Eis gefuͤllten Glaſe im Sommer,) niederſchlaͤgt; aber welche große Kaͤlte muß die kleine Eismaſſe beſitzen, um durch dieſen Zutritt warmer Daͤmpfe nicht geſchmolzen zu werden, ſondern dieſe Daͤmpfe zum Gefrieren zu bringen? — Wuͤßten wir dieſe große Kaͤlte erſt zu erklaͤren, ſo iſt allerdings dieſe Vergroͤßerung der Hagelkoͤrner, und ebenſo der Regentropfen kalter Gewitterregen, im Herabfallen, ſehr gut durch jene Betrachtung erklaͤrt.
Ich habe die Erſcheinungen des Thaues bis zuletzt aufgeſpart, weil die Mannigfaltigkeit, die ſich bei dem Bethauen der Koͤrper zeigt, von einem Umſtande abhaͤngt, an den die Phaͤnomene der Wolken und des Regens uns nicht ſo ſehr erinnern, naͤmlich von dem Ausſtrahlen der Waͤrme von der Oberflaͤche der Koͤrper.
163Die Erſcheinungen des Thaues beſtehen darin, daß nach war - men, heitern Sommertagen, bei ſtiller Luft, ſchon vor Sonnen - Untergang im Schatten, nach Sonnen-Untergang an allen hin - reichend freien Orten, die meiſten Gegenſtaͤnde feucht werden, und ſich endlich mit Waſſertropfen bedecken, daß dieſes bei bedeckter Luft und in eingeſchloſſenen Raͤumen, wo hohe Gebaͤude den Himmel verdecken, wenig oder gar nicht ſtatt findet, und daß ungleichartige Koͤrper ſehr ungleich vom Thau befeuchtet werden. Dieſe Ungleich - heiten haben in fruͤherer Zeit zu unrichtigen Anſichten Anlaß gege - ben, und das Verdienſt, welches Wells ſich um die Lehre vom Thau erworben hat, beſteht vorzuͤglich darin, daß er den richtigen Gedanken, der Thau koͤnne ſich nur auf Koͤrpern, die kaͤlter als die Luft ſind, anlegen, durch Beobachtungen bewaͤhrte, und daß er die Umſtaͤnde, durch welche das Erkalten der Gegenſtaͤnde eintritt, ſorgfaͤltig erforſchte.
Das bethauende Gras iſt zuweilen um 4 bis 5 Gr. Cent. kaͤlter als die Luft, Wollfloͤckchen und Schwanenfedern zuweilen 8 bis 9 Gr. kaͤlter als die Luft, und wenn der Himmel ſich bewoͤlkt, wobei der Unterſchied zwiſchen der Waͤrme der Luft und des Graſes abnimmt, ſo wird auch die Vermehrung des Bethauens gerin - ger, und hoͤrt auf, wenn jener Unterſchied verſchwindet. Wenn man waͤhrend des Thauens ein Thermometer in das Gras und eines in unbewachſene Erde ſetzt, ſo ſteht jenes niedriger, und das Gras bethauet mehr als die freie Erde. Metallplatten bethauen, wenn ſie polirt ſind, gewoͤhnlich nicht, ſind aber dann auch nicht kaͤlter als die Luft; bethauen ſie, ſo ſind ſie gewiß auch kaͤlter als die Luft. Wenn man ein Uhrglas ſo auf polirtes Metall legt, daß es in der Mitte das Metall beruͤhrt, ſo bleibt es in der Mitte unbe - thauet, waͤhrend es am Rande ſich mit Thau belegt; — dort naͤmlich erhaͤlt es die Waͤrme des Metalles, das ſich in dieſem Falle nicht ſo ſehr als die Luft abkuͤhlt, waͤhrend das Glas fuͤr ſich allein kaͤlter als die Luft wird. Der Thau befolgt alſo darin ganz die Regel aller Dampfniederſchlaͤge, daß er an kaͤltern Koͤrpern ſich anlegt. Aber warum werden denn einige Koͤrper mehr als andre abgekuͤhlt? — Die mehr erkaltenden ſind die, von denen wir auch ſonſt ſchon wiſſen, daß ſie mehr Waͤrme durch Ausſtrahlung ver - lieren. Polirte Metalle erkalten ſehr langſam und bleiben daherL 2164bei der Kuͤhle des Abends waͤrmer als die Luft, oder nur im ſelten - ſten Falle haben ſie eine niedrigere Temperatur als die Luft; bringt man ſie mit leicht erkaltenden, die Waͤrme gut ausſtrahlenden Koͤrpern ſo in Verbindung, daß ſie durch Leitung zugleich mit ab - kuͤhlen, ſo bethauen ſelbſt die Metalle. Erde giebt mehr ſtrahlende Waͤrme her, Gras iſt noch beſſer dazu geeignet, Floͤckchen Seide oder Baumwolle oder die feinen Schwanenfedern verlieren am meiſten Waͤrme, und ſo kann man genau die Reihenfolge der Koͤr - per nachweiſen, die mehr oder minder leicht ſtrahlende Waͤrme von ſich geben, und es findet ſich, daß eben dieſe Reihenfolge das leichte Erkalten bei der Abendkuͤhle und das leichte Bethauen beſtimmt.
Dieſe Ungleichheit des Bethauens findet bei unaͤhnlichen Ge - genſtaͤnden ſtatt, die der Luft auf ganz gleiche Weiſe ausgeſetzt ſind; aber aͤhnliche Gegenſtaͤnde bethauen zu eben der Zeit ungleich, wenn ſie ſich in verſchiedenen Lagen befinden. Wenn ein Platz eng ein - geſchloſſen, mit hohen Waͤnden umgeben iſt, ſo laͤßt ſich leicht ein - ſehen, daß die hier aufgeſtellten, nicht erheblich von der Erde ent - fernten Gegenſtaͤnde nur wenig Waͤrme, als durch Strahlung aus - geſandt, verlieren koͤnnen; denn Waͤnde und Boden und alle Ge - genſtaͤnde ſenden ſich gegenſeitig ſtrahlende Waͤrme zu, und erſetzen zum Theil ihren Verluſt, ſo daß nur die wenigen, nach dem freien Himmel geſandten Waͤrmeſtrahlen ohne Erſatz bleiben. Dieſe geringe Abkuͤhlung iſt der Grund, warum das Bethauen an ſolchen Stellen, die, wie Wells es ausdruͤckt, den freien Anblick des Himmels nicht genießen, ſo geringe iſt, weil naͤmlich die Abkuͤhlung dort geringe iſt. Wells hat Wollfloͤckchen oberhalb eines Brettes und nahe unterhalb eines Brettes aufgehaͤngt, jene nahmen drei bis viermal ſo viel Thau auf als dieſe, ſo daß 10 Gran Wolle oberhalb in einer Nacht 14 Gran, unterhalb nur 4 Gran, in einer andern Nacht die obere Wolle 20 Gran, die untere nur 4 Gran aufge - nommen hatte. Auch wenn die Wollfloͤckchen auf dem Graſe lagen, aber das eine von einem Cylinder von Thon, einen Fuß im Durch - meſſer und 2½ Fuß hoch, umgeben, das andre frei; ſo erhielt das freie Floͤckchen viel mehr Thau; bei einem Verſuche mit 10 Gran Wolle, das freie Floͤckchen 16 Gran, das beſchattete nur 2 Gran. Wells hat mehrere ſolche Verſuche angeſtellt, die alle den Satz beweiſen, daß der Thau da weniger faͤllt, wo durch eine gehinderte165 freie Ausſicht auf den Himmel die Ausſtrahlung vermindert wird und daher auch die Abkuͤhlung nicht ſo erheblich iſt. Die Wolken zeigen eben dieſe Wirkung eines die ausſtrahlende Waͤrme erſetzen - den Daches. Sind die Wolken niedrig genug, ſo befinden ſie ſich in Luft, die faſt ebenſo warm als die untere Luft ſein kann, weil die Abnahme der Waͤrme in der Hoͤhe dann nicht groß iſt, und in dieſem Falle geben die Wolken ebenſoviel Waͤrme her, als die Koͤr - per auf der Erde ausſtrahlen, ſo daß dieſe voͤlligen Erſatz erhalten. Befinden ſich aber die Wolken auch in kaͤlterer Luft oder ſind ſie ſelbſt kaͤlter als die untere Luft, ſo geben ſie doch immer einigen Erſatz fuͤr die ausſtrahlende Waͤrme, ſtatt daß der heitre Himmel der durch Strahlung hinaufwaͤrts gehenden Waͤrme gar kein Hin - derniß und gar nichts, wovon Erſatz herkommen koͤnnte, darbietet.
Wells hat noch mehr einzelne Umſtaͤnde erklaͤrt, zum Bei - ſpiel die Sicherung der Pflanzen gegen das Erfrieren in kalten Fruͤhlingsnaͤchten. Dieſe kann oft durch die leichteſte Bedeckung, wenn ſie auch nur in der Ferne aufgeſtellt den freien Anblick des heitern Himmels hindert, ſtatt finden, indem Gras beinahe ganz unabgekuͤhlt die Waͤrme der Luft behielt, wenn ein duͤnnes Tuch in 6 Zoll Entfernung ein Dach daruͤber bildete, waͤhrend das un - bedeckte Gras 3 Grad kaͤlter als die Luft ward. Dieſe Sicherung reicht aber freilich dann nicht mehr aus, wenn die Luft ſelbſt bis zu groͤßern Entfernungen von der Erde die Froſtkaͤlte annimmt. Auch die Erfahrung, daß die Fruͤhlings-Nachtfroͤſte auf Huͤgeln weniger nachtheilig als in der Ebne zu wirken pflegen, laͤßt ſich vollkommen erklaͤren, wenn man die ganz unbezweifelte Erfahrung, daß nur die nahe an der Erd-Oberflaͤche liegenden Lufttheilchen in der Nacht bedeutend abgekuͤhlt werden, waͤhrend die obern ſich viel waͤrmer erhalten, beachtet. Allerdings naͤmlich verlieren auch die an Huͤgeln ſtehenden Pflanzen durch Ausſtrahlung ihre Waͤrme und nehmen daher dem benachbarten Lufttheilchen ſeine Waͤrme, aber dieſes Lufttheilchen wird dann ſogleich ſchwerer als das ihm benachbarte und ſinkt hinabwaͤrts, ſo daß eben der Punct der feſten Oberflaͤche nach und nach einer Menge von herabſinkenden Theil - chen die Waͤrme entzieht, alſo nicht ſo kalt wird, als ein in der Ebne liegender Punct, der nur einmal durch die ſich auf ihm nie - derlegenden Lufttheilchen Zufluß neuer Waͤrme erhaͤlt.
166Auch die kuͤnſtliche Eisbildung in Oſt-Indien, die in vollkom - men heitern Naͤchten, wo die Luft nicht die Froſtkaͤlte erreicht, ſtatt findet, gehoͤrt hieher. Die Methode dieſer Eisbildung beſteht der Hauptſache nach in folgendem. Auf einer Ebne macht man Ver - tiefungen von ½ Fuß tief und 5 Fuß breit, dieſe werden mit Zucker - rohr oder Stroh belegt und darauf flache Gefaͤße von unglaſirtem Toͤpfergute mit Waſſer gefuͤllt waͤhrend der Nacht ausgeſtellt; dieſe Gefaͤße, obgleich ſie das Waſſer nicht durchfließen laſſen, geſtatten doch ein ſolches Durchſchwitzen, daß ſich die Außenſeite des Gefaͤßes immer feucht erhaͤlt, und in dieſen Gefaͤßen gefriert das Waſſer waͤhrend die Luft 5° Cent. und ſelbſt noch mehr Waͤrme hat. Die Uebereinſtimmung dieſer Eisbildung mit der Entſtehung des Thaues iſt nicht zu verkennen, weil auch bei jener ein ganz heiterer Him - mel und vollkommene Windſtille ein nothwendiges Erforderniß iſt. Wells hat in England in heitern Naͤchten, wo die Luft im Fruͤhling oder Herbſt nicht die Froſtkaͤlte erreichte, dieſe Eisbildung mit Erfolg nachgeahmt, und die Urſachen derſelben auf folgende Weiſe erklaͤrt. Man ſtellt das Waſſer in flachen Vertiefungen auf, weil die kaͤltere Luft, als ſchwerer, ſich nach dieſen Vertiefun - gen ſenkt. Man legt Stroh oder Zuckerrohr unter, weil dies die Waͤrme der Erde, die etwas unter der Oberflaͤche immer groͤßer bleibt, ſchlecht zuleitet, und ſelbſt ſehr leicht die Waͤrme entlaͤßt, wenn dem Ausſtrahlen der Waͤrme kein Erſatz von anders woher im Wege ſteht. Die durchnaͤßten Thongefaͤße ſcheinen die Waͤrme durch Ausſtrahlung leicht zu verlieren, und ſo iſt alles hier vereinigt, um eine niedrige Temperatur hervorzubringen, die ſich, bei der nur geringen Hoͤhe des Waſſers in den Gefaͤßen, der ganzen Waſſer - maſſe mittheilt. Die an der ganzen Oberflaͤche der Gefaͤße unter - haltene Feuchtigkeit kann vielleicht darum als noͤthig angeſehen wer - den, weil die feuchte Außenflaͤche der Gefaͤße nicht geſtattet, daß ein Zutritt der Waͤrme von unten her hindernd einwirke, wenn auch, wie Williams es beobachtet hat, die Stroh-Unterlage nicht ganz die Eiskaͤlte erreichte; — die von unten das Gefaͤß treffende Waͤrme kann naͤmlich, zur Dampfbildung verwandt, nicht die Abkuͤhlung des Waſſers aufhalten. Dieſe Ueberlegungen ſchei - nen mir die Schwierigkeiten bei der Erklaͤrung dieſer Erſcheinung groͤßtentheils zu entfernen, indem die Erſcheinung nur ſo fern uͤber -167 raſchend bleibt, als nicht bloß Gefrierkaͤlte, ſondern wirkliches Ge - frieren, eintritt, welches, wie Sie wiſſen, einen ſehr großen und dauernden Verluſt von Waͤrme vorausſetzt*)Die von Muncke gegen dieſe ganze Anſicht gemachten Ein - wuͤrfe (Handb. d. Naturlehre II. 451 und I. 704.) muß ich der naͤhe - ren Pruͤfung der Leſer uͤberlaſſen; hier wuͤrde es zu viel Raum fordern, wenn ich die Gruͤnde darlegen wollte, die mich, ſo wenig ich das Ge - wicht dieſer Einwuͤrfe geringſchaͤtzend beurtheile, veranlaßt haben, der bisherigen Anſicht von Ausſtrahlung der Waͤrme treu zu bleiben..
Die bisher vorgetragenen Lehren von der Entſtehung und Wirkung der Daͤmpfe ſtanden alle in ſo ſchoͤnem Zuſammenhange, daß Sie, m. h. H., die Beantwortung einer Frage, die ich Ihnen ſogleich vorlegen will, vermuthlich ohne Bedenken glauben aus - ſprechen zu koͤnnen, und doch einen Irrthum ausſprechen werden, wenn Sie den bisherigen Lehrſaͤtzen gemaͤß Ihre Antwort einrichten. Die Frage iſt: Wenn man ein metallenes Gefaͤß bis zur vollen Gluͤhehitze bringt, und nun einen Waſſertropfen auf dieſe gluͤhende Oberflaͤche fallen laͤßt, wird dieſer ſchnell verdampfen? — Niemand wird Bedenken tragen, zu antworten, daß, da ſchon eine maͤßig erhitzte Ofenplatte Waͤrme genug beſitzt, um Waſſertropfen ſogleich unter ziſchendem Geraͤuſche zum ſchnellen Verkochen und zum Ver - dampfen zu bringen, die Gluͤhehitze dies noch weit ſchneller bewir - ken muͤſſe; — und doch iſt dies gar nicht der Fall. Der Ver - ſuch, der dies beweiſet, iſt, wenn man keine ſehr große Waſſer - kugel verlangt, gar nicht ſchwer anzuſtellen, ja es bedarf dazu nicht einmal der Gluͤhehitze. Zuerſt bemerkt iſt dieſe Erſcheinung von Leidenfroſt in der Mitte des vorigen Jahrhunderts und nach - her iſt ſie in Beziehung auf gluͤhende Metalle oͤfter wiederholt dar - geſtellt worden; ſpaͤter aber hat man bei polirten Metallen ſchon in viel geringerer Hitze eben das gefunden. Nimmt man naͤmlich ein ſilbernes Gefaͤß mit polirter Oberflaͤche und erhitzt dieſes bedeutend uͤber die Kochhitze, ſo wird ein hineinfallender einzelner Waſſertro - pfen nicht ziſchend verkochen, ſondern in Kugelform auf dem Bo -168 den herumlaufen, und, wenn dieſer Boden gegen die Mitte ver - tieft iſt, in der Mitte als Kugel liegen bleiben; laͤßt man langſam einen zweiten, dritten Tropfen zufließen, ſo vereinigen ſich dieſe mit dem erſten, und der groͤßer werdende Tropfen, den man leicht bis auf ½ Zoll Durchmeſſer und daruͤber bringt, nimmt nun die abgeplattete Geſtalt des Queckſilbertropfens an, der auf einer Flaͤche ruht, zu welcher das Queckſilber keine Adhaͤſion hat. Der Wein - geiſt laͤßt ſich ebenſo anwenden, und da er bei noch geringerer Hitze kocht, ſo gelingt der Verſuch noch eher. Dieſer Tropfen, der ge - woͤhnlich in eine ſchnelle rotirende Bewegung geraͤth, verkleinert ſich allmaͤhlig, aber ſehr langſam, und daß er Daͤmpfe entwickelt, ſieht man daraus, daß die Flamme zuweilen, wenn es ein Wein - geiſttropfen iſt, dieſe Daͤmpfe ergreift und der Tropfen mitten in der Flamme liegt; aber auch dann verdampft er nicht merklich ſchneller, ſondern man kann die Flamme eine Weile dauern laſſen, und findet den Tropfen faſt ungeaͤndert, wenn man ſie ausblaͤſt. So gelingt der Verſuch, einen Weingeiſttropfen, ohne daß er kocht, lange auf der heißen Oberflaͤche des Metalles liegen zu haben, ſehr leicht; aber wenn man zu viel Weingeiſt auf einmal zuſchuͤttet und dadurch die Oberflaͤche zu ſehr abkuͤhlt, ſo geraͤth der Tropfen ins Kochen und verkocht ziſchend in wenig Augenblicken. Ebenſo verhaͤlt es ſich, wenn man Waſſer in ein gluͤhendes eiſernes Gefaͤß troͤpfelt, auch wenn hier die Oberflaͤche rauh iſt; der Tropfen nimmt die Kugelform an und verkleinert ſich hier zwar merklicher, indeß doch langſam genug; aber er verkocht im Augenblick, wenn man ſo viel Waſſer zugießt, daß die Hitze zu ſehr vermindert wird.
An dieſe Erſcheinung des Nichtkochens ſchließt ſich eine zweite. Wenn das Silbergefaͤß uͤber der Flamme erhitzt, einen großen Waſſertropfen oder Spiritustropfen in Kugelform enthaͤlt, ſo ent - ferne man es vom Feuer und laſſe es abkuͤhlen, ziemlich lange bleibt der Tropfen ungeaͤndert, nur daß er in immer ſchnellere rotirende Bewegung geraͤth; aber ploͤtzlich, ſo wie wenn ein Gefaͤß zerſpringt, zerreißt die Kugelform, der Tropfen kocht ziſchend auf, und verkocht entweder ganz, wenn er nicht groß iſt, oder kocht ſo lange bis er dem beruͤhrenden Metalle zu viele Waͤrme geraubt hat, wo er dann in ganz gewoͤhnlicher Weiſe, das Gefaͤß genau beruͤh -169 rend, mit horizontaler Oberflaͤche, einem ziemlich ſchnellen Ver - dampfen ausgeſetzt, bald aufgezehrt wird.
Dieſe Erſcheinungen ſind ohne Zweifel uͤberraſchend. Man ſieht deutlich, daß die zu große Hitze des Metalles hier das gewoͤhn - liche Verdampfen hindert, und daß dies bei einem geringern Waͤrme - grade wieder eintritt; aber aus welchen Gruͤnden? Daß die Be - dingung des Nichtkochens die Kugelform des Tropfens iſt, das ſcheint aus allen Umſtaͤnden hervorzugehen, und dieſe Kugelform tritt, wie Sie wiſſen, wegen gaͤnzlich aufgehobener Adhaͤſion des Fluͤſſigen gegen die feſte Oberflaͤche ein. Die Waͤrme, von der wir auch aus andern Erſcheinungen wiſſen, daß ſie ſich als abſtoßend zeigt, ſcheint hier, vermoͤge dieſes Abſtoßens, die ſonſt ſtatt findende Adhaͤſion aufzuheben; bei polirter Oberflaͤche reicht ſchon ein maͤßi - ger Grad von Hitze, (bei mehreren Metallen wenigſtens) hin, um die Adhaͤſion zu uͤberwinden, bei unpolirter Oberflaͤche des Metalles iſt die Gluͤhehitze noͤthig, und bei erdigen Koͤrpern ſcheint keine Hitze zuzureichen, um die Erſcheinung hervorzubringen. Daß dieſer Mangel an Adhaͤſion die Hauptbedingung des Nichtkochens iſt, ſcheint ein von Rumford angegebener Verſuch zu zeigen, wo ſchon dem kalten Waſſer die Adhaͤſion zu der Flaͤche, worauf es ruht, benommen iſt. Laͤßt man den polirten Boden eines ſilbernen Gefaͤßes uͤber einer Lichtflamme ſich mit Ruß bedecken, ſo hat dieſe Flaͤche eine ſo geringe Adhaͤſionskraft gegen das Waſſer, daß der Waſſertropfen wie eine Perle darauf liegt; und auch dieſen Waſſer - tropfen bringt man nicht zum Kochen, aber ſobald man ihn einen nicht mit Ruß bedeckten Theil der Oberflaͤche beruͤhren laͤßt, ſo verkocht er ziſchend, (vorausgeſetzt, daß die Hitze nicht den Grad erreicht, wobei auch das Silber ſelbſt keine Adhaͤſion mehr zeigt). Auf dieſer Adhaͤſion beruht gewiß auch die auf polirtem Metalle faſt immer eintretende ſchnelle Bewegung des Tropfens. Die Ober - flaͤche iſt naͤmlich nicht leicht ſo gleich, vielleicht auch nicht ſo voll - kommen gleichmaͤßig erwaͤrmt, daß die Adhaͤſion uͤberall gleich gut aufgehoben waͤre; jede Ungleichheit der von rechts und links anzie - henden oder abſtoßenden Kraͤfte bringt aber eine Bewegung hervor, die ſehr leicht dauernd werden kann, wie der Verſuch mit dem Uhr - glaſe auf dem geneigten Spiegel zeigt*)II. Theil. S. 22.. Wenn der Zeitpunkt170 des Zerplatzens herannaht, ſo wird die Bewegung ſchneller, weil dann die Ungleichheiten der Adhaͤſion merklichern Einfluß haben. Indeß koͤnnen dieſe Bewegungen auch von der an der Oberflaͤche des Metalls doch immer in ſchwachem Grade ſtatt findenden Dampf - Entwickelung herruͤhren, und da dieſe ſtaͤrker wird bei abneh - mender Hitze des Metalles, ſo nehmen auch die Bewegungen zu; das Zerplatzen der Kugel ſcheint dadurch einzutreten, daß in dem Momente, wo der untere Theil der Kugel ſich eng an die Ober - flaͤche anſchließt, wo die Adhaͤſion das Uebergewicht uͤber die Ab - ſtoßung bekoͤmmt, ſich im Beruͤhrungspuncte Daͤmpfe von großer Elaſticitaͤt, der Hitze des Metalles entſprechend, entwickeln, die den ganzen Tropfen aus einander treiben. Daß aber auch vorher ſchon Daͤmpfe, obgleich nicht mit der Gewalt des Kochens, entſte - hen, erhellt theils aus der allmaͤhligen, wenn gleich langſamen Verminderung des Tropfens, theils aus der ſchon erwaͤhnten Ent - zuͤndung dieſer Daͤmpfe, die eine große Flamme bilden, wenn es Weingeiſt oder Aether iſt.
Warum nun aber der der Adhaͤſion beraubte Tropfen nicht kocht, daruͤber hat man mehrere Meinungen aufgeſtellt. Daß er nicht die Kochwaͤrme erlangt, ſcheint gewiß; aber der Grund dieſer geringen Erwaͤrmung erhellt nicht ganz. Doͤbereiner glaubte, der Tropfen beruͤhre die Oberflaͤche gar nicht; aber theils hat Muncke ſich uͤberzeugt, daß kein ſichtbarer Zwiſchenraum vorhan - den iſt, theils iſt auch bei einem Tropfen, der einen großen Durch - meſſer erlangt, es ganz gewiß, daß er ſo nahe, wie zwei glatte Koͤrper ſich beruͤhren koͤnnen, in Beruͤhrung kommen muß; indeß iſt es auch wahr, daß das Tanzen ſehr kleiner Tropfen eine merk - liche Abſtoßung verraͤth. Aber wenn auch keine merkliche Entfer - nung ſtatt findet, ſo iſt doch ganz gewiß die Beruͤhrung auch nur ſo unvollkommen, wie bei zwei harten polirten Koͤrpern, und ſofern die Mittheilung der Waͤrme ſehr ſchwach. Nimmt man dazu, daß von dieſer wenigen mitgetheilten Waͤrme doch auch noch ein Theil durch die langſame Verdampfung verloren geht, ſo moͤchte die hinuͤber geleitete Waͤrme wohl allerdings geringe ſein. Aber der Tropfen empfaͤngt doch auch ſtrahlende Waͤrme, und dieſe kann beſonders da, wo der Tropfen faſt von allen Seiten mit gluͤhendem Eiſen umgeben iſt, nicht unbedeutend einwirken. Man hat geſagt,171 der ganz durchſichtige Waſſertropfen laſſe die Waͤrmeſtrahlen durch ohne erhitzt zu werden; aber auch ein auf gluͤhendem Eiſen durch Aſche oder andre Koͤrper verunreinigter Tropfen zeigt eben jene Er - ſcheinungen, und wenn man in das polirte Silbergefaͤß ein wenig geſchabte Kreide bringt, ſo wird der Tropfen milchig, ohne darum ſeine Eigenſchaften zu verlieren. Man ſieht daher nicht ganz ein, warum der von ſo heißen Koͤrpern rings umgebene Koͤrper nicht heiß wird. Eine Hypotheſe, daß die Waͤrme verwandt werde, um das Waſſer zu zerſetzen, hatte einiges Gewicht, ſo lange man die Erſcheinung nur uͤber gluͤhenden Oberflaͤchen, namentlich auf gluͤ - hendem Eiſen, kannte, und wenn wirklich ſich das Waſſer in die zwei bekannten Luft-Arten verwandelte, ſo wuͤrde dazu wohl aller - dings ein großer Waͤrme-Aufwand noͤthig ſein; aber auf einer Silberflaͤche, vollends auf einer lange nicht bis zum Gluͤhen erhitz - ten Silberflaͤche, iſt an Waſſerzerſetzung gar nicht zu denken; und obgleich Fiſcher beim Weingeiſte aus dem Geruche nach Lampen - ſaͤure auf Zerſetzung ſchließt, ſo darf man doch ſchwerlich beim Waſſer eine Zerſetzung annehmen. Der Grund der geringen Waͤrme ſcheint alſo noch nicht recht erklaͤrt zu ſein. Das Unerklaͤrliche, das der Verſuch darbietet, ſteigt deſto mehr, je groͤßer der Tropfen wird, und da man ihm nicht bloß einen Zoll Durchmeſſer geben, ſondern auch nach Lechevalliers Angabe einen gluͤhenden Pla - tintiegel nach und nach faſt ganz fuͤllen kann, wo die Zahl der in naher Beruͤhrung ſtehenden Puncte immer groͤßer wird, ſo uͤberſieht man nicht, wie da immer noch die Erwaͤrmung ſo geringe bleibt. Noch weniger erhellt dies bei folgendem von Lechevallier erzaͤhlten Verſuche. Dieſer nahm einen hinreichend ſtarken, 6 Zoll langen und 1 Zoll weiten Metallcylinder, und fuͤllte ihn mit Waſ - ſer; nachdem die Oeffnung feſt verſpundet war, wurde der Cylin - der gluͤhend gemacht, ſodann die Verſpundung weggenommen, und dennoch drangen, der Gluͤhehitze ungeachtet, keine Daͤmpfe hervor, ſondern dieſe entwickelten ſich erſt mit Heftigkeit, wenn die Hitze bis unter die Hitze des Rothgluͤhens herabgeſunken war. Hier ſcheint es doch unmoͤglich, daß das Waſſer nicht ſollte einen hohen Hitzegrad angenommen haben, und es ſcheint hier alſo ganz an einem Erklaͤrungsgrunde zu fehlen. Lechevallier behauptet uͤbri - gens, daß Waſſer in einen weißgluͤhenden Cylinder getroͤpfelt, nur172 95° Cent. Waͤrme hat, und daß kochendes Waſſer hineingetroͤpfelt ſich abgekuͤhlt, das iſt, nicht mehr die Kochhitze erreichend, gefunden habe*)Frorieps Notizen. XXVIII. Nro. 16. .
Perkins fuͤhrt zu Unterſtuͤtzung der Behauptung, daß die erhitzten Koͤrper ſtark abſtoßend auf Fluͤſſigkeiten wirken, noch fol - gende Erfahrung an. Der in hohem Hitzegrade erhaltene Dampf drang durch eine Roͤhre von ⅛ Zoll Durchmeſſer nicht hervor, und ein Riß im Dampfkeſſel, der den wenig erhitzten Dampf ſtark durchließ, hielt bei ſtarker Erhitzung den Dampf zuruͤck. Nach Perkins Anſicht war es die vom Metalle ab treibende Kraft der Hitze, die hier das Hervordringen des Dampfes hinderte. Muncke's Verſuche machen es indeß zweifelhaft, ob ſo große Oeffnungen ſelbſt im Gluͤhen kein Waſſer durchlaſſen; aber ſie beſtaͤtigen, daß kleine Oeffnungen allerdings dem Waſſer keinen Ausfluß geſtatten, wenn das Gefaͤß gluͤht.
Ich knuͤpfe hieran noch einige andre noch nicht erklaͤrte Er - ſcheinungen, die eine unter gewiſſen Umſtaͤnden ſehr verſchiedene Waͤrmeleitung zu verrathen ſcheinen. Wenn man einen am Stiele mit der Hand gehaltenen ſilbernen Loͤffel uͤber einer Lichtflamme erhitzt, bis die Hand den Stiel maͤßig warm fuͤhlt, dann aber den Loͤffel von der Flamme entfernt, ſo ſteigt die Hitze des Stiels ſchnel - ler, als wenn man fortwaͤhrend die Flamme haͤtte einwirken laſſen. Man ſollte eher das Gegentheil erwarten, da die abkuͤhlende Luft einen Aufwand an Waͤrme zu fordern ſcheint. Fiſcher, der auf dieſe Sonderbarkeit aufmerkſam macht, theilt noch andre Verſuche mit, die ebenfalls auffallend ſind. Wenn man gleiche Stuͤckchen von Silber und Platin durch eine maͤßige Waͤrme, zum Beiſpiel des kochenden Waſſers, erhitzt, ſo ſcheinen ſie die Waͤrme ziemlich gleich gut zu leiten, ein Wachs-Ueberzug wird am einen nicht viel weiter als am andern weggeſchmolzen; bringt man aber die Enden in eine Flamme, ſo leitet Silber die Waͤrme viel weiter als Platin, ob - gleich das letztere gluͤhend wird; und erſt, wenn man das gluͤ -173 hende Platin aus der Flamme herausnimmt, theilt ſich die Waͤrme dem andern Ende ſchneller mit, als waͤhrend das Gluͤhen in der Flamme unterhalten ward*)Poggend. Ann. XIX. 507. .
Es ließen ſich wohl noch mehr Erſcheinungen ſammeln, die eine von den gewoͤhnlichen Geſetzen abweichende Bewegung des Waͤrmeſtoffs in den Koͤrpern andeuten**)Es gehoͤrt dahin die als ganz ſicher angegebene Erfahrung, daß ein im metallenen Keſſel zum recht ſtarken Kochen gebrachtes Waſſer im Augenblicke des Abhebens vom Feuer den Boden des Keſſels ſo abkuͤhle, daß man ihn mit der Hand beruͤhren koͤnne, gleich nachher aber dem Boden wieder die volle Hitze ertheile.; aber da ſie noch allzu vereinzelt daſtehen, und keine genaue Erklaͤrung geſtatten, ſo ſcheint es mir nicht angemeſſen, laͤnger dabei zu verweilen.
Unter den Erſcheinungen, welche die Hervorbringung der Waͤrme betreffen, bieten die Erſcheinungen des Verbrennens ſo viel Merkwuͤrdiges und auch ſo viel fuͤr die Anwendung Wichtiges dar, daß auch dieſer Gegenſtand hier noch umſtaͤndlicher abgehan - delt zu werden verdient.
Das Verbrennen findet dadurch ſtatt, daß die durch irgend ein Mittel einmal hervorgebrachte Hitze die den Koͤrper umgebende Sauerſtoffluft zerſetzt, und wir finden uns bewogen, anzunehmen, daß das Sauerſtoffgas bei dieſer Zerſetzung den Waͤrmeſtoff frei laͤßt, welcher jenem ſeine elaſtiſche Luftform verlieh, daß der Sauer - ſtoff ſelbſt aber, die waͤgbare Baſis der Sauerſtoffluft, unterdeß andere Verbindungen eingeht. Da dieſe Verbindungen verſchieden ſind, je nachdem der ſich zerſetzende, brennende Koͤrper ein andrer iſt, ſo will ich ſogleich ein einzelnes Beiſpiel naͤher betrachten.
174Wenn man die fetten Koͤrper, welche wir zu Hervorbringung von Flammen anwenden, der Deſtillation in geſchloſſenen Gefaͤßen unterwirft, ſo geben ſie Waſſerſtoffgas und Kohlenſtoffgas mit nur wenig Sauerſtoffgas; ſie beduͤrfen einer bedeutenden Hitze, um in dieſe Beſtandtheile zerſetzt zu werden, und eben dieſe Hitze reicht, wenn ſie unter freiem Zutritt des Sauerſtoffgas ſtatt findet, auch zu, um die Verbrennung des Waſſerſtoffgas, das heißt, die Ver - bindung ſeines Waſſerſtoffs mit dem Sauerſtoff, wobei dann Waſſerdampf hervorgeht, zu bewirken. Indem ſo das Sauerſtoff - gas ſeinen ſchweren Beſtandtheil, den Sauerſtoff, zu Bildung eines neuen Koͤrpers, des Waſſers, hergiebt, wird eine große Menge Waͤrme frei, und daher hat man, mit gutem Grunde, die Mei - nung gefaßt, daß der elaſtiſche Zuſtand des Sauerſtoffgas, das Be - ſtehen desſelben im luftfoͤrmigen Zuſtande, darauf beruhe, daß der Waͤrmeſtoff in ſehr großer Menge als Beſtandtheil im Sauerſtoff - gas enthalten ſei. Sein Freiwerden iſt es alſo, worin wir die Entſtehung der Waͤrme begruͤndet finden.
Iſt der Zutritt des Sauerſtoffs ungehindert, ſo unterhaͤlt ſich nun das Brennen fortwaͤhrend ſelbſt, da die zuerſt durch eine fremde Urſache herbeigefuͤhrte Erhitzung fortbeſteht, weil die Zer - ſetzung der Luft ſie immer erneuert. Eben dieſe Zerſetzung findet auch in andern Faͤllen ſtatt, wo kein Waſſerſtoff entwickelt wird. Die ſchon ihrer fluͤchtigen Beſtandtheile beraubte Kohle hat bei der Gluͤhehitze eine ſo große Verwandtſchaft zum Sauerſtoff, daß auch ſie das Sauerſtoffgas zerſetzt, der Kohlenſtoff bildet mit dem Sauer - ſtoff die kohlenſaure Luft, aber, obgleich hier eine neue Luft-Art entſteht, ſo wird doch auch hier, wie die Erfahrung zeigt, Waͤrme frei, und das Verbrennen wird unterhalten, ſo lange die gewoͤhn - liche atmoſphaͤriſche Luft oder noch lieber das reine Sauerſtoffgas freien Zutritt hat. In andern Faͤllen ſcheint zwar eine Verſchie - denheit einzutreten, die aber doch nur in der gradweiſen Ungleich - heit der Erſcheinungen beſteht. Das gluͤhende Eiſen zerſetzt eben - falls das in der Atmoſphaͤre enthaltene Sauerſtoffgas, und man koͤnnte daher glauben, waͤhrend das gluͤhende Eiſen ſich oxydirt und dabei Waͤrme frei wird, muͤſſe das Gluͤhen des Eiſens ebenſo gut als das Gluͤhen der Kohle unterhalten werden, was doch nicht der Fall iſt. Aber offenbar iſt hier die frei werdende Waͤrme zwar175 vorhanden, jedoch nicht in ſo hinreichendem Maaße, daß ſie den Proceß des Oxydirens fortwaͤhrend erneuern koͤnnte; und daß dies ſo iſt, erhellt, wenn wir ein Stuͤck gluͤhenden Stahl in reines Sauerſtoffgas bringen, wo ein Stuͤckchen angebrannter Zunder an eine Stahlfeder befeſtigt, zureicht, um den gluͤhend werdenden Stahl in ein vollkommenes, ſehr glaͤnzendes Verbrennen zu ver - ſetzen. Hier naͤmlich, wo der Sauerſtoff ſo reichlich zuſtroͤmt, iſt die Zerſetzung des Sauerſtoffgas und die Verbindung des Sauer - ſtoffs mit dem Eiſen ſo lebhaft fortgehend, daß Waͤrme genug frei wird, um auch die naͤchſten Theile der duͤnnen Stahlmaſſe gluͤhend und zur Oxydirung faͤhig zu machen. Dieſes Experiment iſt, ſo wie das Verbrennen des Phosphors in reinem Sauerſtoffgas eines der glaͤnzendſten, indem, wie in ſo vielen Faͤllen, die durch ſchnelle Zerſetzung des Sauerſtoffgas hervorgebrachte Hitze, auch hier mit der lebhafteſten Licht-Erſcheinung verbunden iſt.
Dieſe Erſcheinung des im reinen Sauerſtoffgas im eigent - lichen Sinne verbrennenden Stahls leitet uns nun auch zu der richtigen Beurtheilung der Erſcheinungen, die wir an der Kohle und an andern brennenden Koͤrpern in verduͤnnter Luft oder in einer nur wenig Sauerſtoffgas enthaltenden Luft wahrnehmen. Die Lichtflamme erliſcht, die Kohle hoͤrt auf zu gluͤhen, wenn wir die Luft ſtark verduͤnnen, und eben das geſchieht, wenn in einge - ſchloſſener Luft der Sauerſtoff nach und nach verzehrt wird. Wir ſind geneigt anzunehmen, der gaͤnzliche Mangel an Sauerſtoff bringe dieſen Erfolg hervor; aber es iſt gewiß, daß das Ausloͤſchen der Flamme ſchon eintritt, wenn auch noch ziemlich viel Sauerſtoff uͤbrig iſt. Offenbar iſt es hier, wie bei dem gluͤhenden Eiſen; die Zerſetzung naͤmlich dauert zwar zuerſt fort, aber es entbindet ſich nicht Waͤrme genug, um den Proceß lebhaft zu unterhalten, das in dem umgebenden Raume nur ſparſam vorhandene Sauerſtoffgas muß gleichſam muͤhſam zuſammengeſucht werden, und bringt daher nicht mehr den vollen Hitzegrad hervor; und indem dieſer ſinkt, vermindert ſich die Staͤrke der Anziehung fuͤr den Sauerſtoff, und ſehr bald tritt, da beide Umſtaͤnde dazu mitwirken, das gaͤnzliche Erloͤſchen ein, weit eher als aller Sauerſtoff verzehrt iſt.
Davy hat uͤber dieſen Gegenſtand genauere Verſuche ange - ſtellt, und gefunden, daß die Koͤrper, welche zum Entzuͤnden einer176 geringern Hitze beduͤrfen, in einem Raume, der wenig Sauerſtoff - gas enthaͤlt, noch fortbrennen, waͤhrend andre ſchon erloͤſchen. Phosphor, der ſich ſchon bei ſehr niedriger Temperatur entzuͤndet, brennt in verduͤnnter atmoſphaͤriſcher Luft fort, wenn dieſe auch bis auf $$\frac{1}{60}$$ der natuͤrlichen Dichtigkeit verduͤnnt iſt; fuͤr Schwefel hingegen wird eine Dichtigkeit, die mehr als $$\frac{1}{20}$$ iſt, erfordert, und eine Alcoholflamme erliſcht ſchon, wenn die Dichtigkeit der Luft ungefaͤhr ⅙ iſt. Ebenſo verhaͤlt es ſich mit den Luft-Arten, daß naͤmlich die bei geringerer Hitze entzuͤndbaren auch in verduͤnnterer Luft noch fortbrennen. Waſſerſtoffgas, das man, indem es ſich entwickelt, aus einer Roͤhre hervorſtroͤmen und dort verbrennen laͤßt, giebt, wenn man die die Flamme umgebende Luft verduͤnnt, zuerſt eine groͤßere Flamme, die aber, wenn die Dichtigkeit $$\frac{1}{10}$$ der natuͤr - lichen Dichtigkeit iſt, erliſcht. Dieſes Erloͤſchen tritt bei einer groͤßern Flamme ſpaͤter ein, weil die Hitze hier etwas beſſer unter - halten wird, ſelbſt wenn der Verbrennungsproceß langſamer fort - geht. Ebenſo kann man die Flamme laͤnger erhalten, kann ſie zu einer vollſtaͤndigern Zerſtoͤrung des Sauerſtoffgas anwenden, wenn man auf andre Weiſe die Abnahme der Hitze hindert. Befindet ſich in der Flamme ein Metalldrath, ſo bringt die Flamme dieſen zum Gluͤhen, und nun iſt ſie faͤhig, noch aus dem mehr verduͤnn - ten Sauerſtoffgas ſich die noͤthige Nahrung zu ſuchen, weil der Metalldrath die einmal erlangte Hitze laͤnger behaͤlt, und dadurch die zu Zerſetzung des Sauerſtoffgas noͤthige Hitze auch dann noch unterhaͤlt, wenn der Verbrennungsproceß ſelbſt dieſe Hitze nicht mehr zu unterhalten vermag. Davy's Verſuche zeigten, daß die Alcoholflamme bei einer Verduͤnnung der Luft bis auf ⅙ ſchon erloſch, wenn ſie allein brannte, aber erſt bei einer Verduͤnnung bis auf ⅛ der natuͤrlichen Dichtigkeit, wenn ein gluͤhender Platindrath die Hitze unterhielt.
Jene Regel, daß ſich die Entzuͤndbarkeit eines Koͤrpers durch den Grad der Verduͤnnung der atmoſphaͤriſchen Luft, wobei er noch fortbrennt, beſtimmen laſſe, findet auch Anwendung auf Mi - ſchungen von Gas-Arten, die gemiſcht entzuͤndbar ſind. Waſſer - ſtoffgas und Sauerſtoffgas in dem Verhaͤltniſſe gemiſcht, wie es zur Waſſerbildung noͤthig iſt, laſſen ſich durch den electriſchen Fun - ken nicht mehr entzuͤnden, wenn ihre Dichtigkeit weniger als $$\frac{1}{15}$$ 177derjenigen iſt, die dem Drucke der Atmoſphaͤre entſpricht; gleiche Theile Chlorine und Waſſerſtoffgas dagegen, die ſich bei niedrigerer Temperatur entzuͤnden, geſtatten auch eine Verduͤnnung bis auf $$\frac{1}{24}$$ . Sind ſolche Gasgemiſche mit andern, brennbaren oder nicht brennbaren Luft-Arten verbunden, ſo wird ihre Brennbarkeit in ungleichem Maaße geſchwaͤcht nach Verſchiedenheit der beigemiſchten Luft-Arten, indem zum Beiſpiel 1 Maaß Sauerſtoffgas mit 2 Maaß Waſſerſtoffgas gemiſcht nicht mehr zum Entzuͤnden ver - mittelſt eines ſtarken electriſchen Funkens zu bringen iſt, wenn es auch nur ½ Maaß Oel bildendes Gas beigemiſcht enthaͤlt, ſtatt daß eine Beimiſchung von 8 Maaß Waſſerſtoffgas noͤthig iſt, um das Explodiren zu hindern. Ebenſo bedarf man weniger kohlenſaures Gas, um die Exploſion zu hindern, als Stickgas. Eine aͤhnliche Verſchiedenheit findet bei brennbaren feſten Koͤrpern ſtatt, die man in ein mit kohlenſaurem Gas oder mit Stickſtoffgas vermiſchtes Sauerſtoffgas bringt.
An die Erfahrung, daß ein fremder erhitzter Koͤrper das Ver - brennen noch unterhaͤlt, wenn auch die Umſtaͤnde ſonſt minder guͤn - ſtig fuͤr die Zerſetzung ſind, ſchließt ſich Davy's Gluͤhlaͤmp - chen an. Bringt man naͤmlich einen ſehr feinen Platindrath, der ſpiralfoͤrmig gewunden iſt, nachdem man ihn gluͤhend gemacht hat, in ein Glas, worin ſich unten Aether befindet, ſo daß der Drath ſich bloß in den Aetherdaͤmpfen befindet, ſo dauert das Gluͤ - hen des Drathes ohne Aufhoͤren fort. Der Aetherdampf naͤmlich findet hier Hitze genug, um zu verbrennen, und dieſe Zerſetzung liefert wieder Hitze genug, um das Gluͤhen eines ſo duͤnnen Dra - thes zu erhalten. Mit erwaͤrmten Alcohol gelingt der Verſuch auch. Aber da die Maſſe des ſehr duͤnnen Platindraths ſo ſehr geringe iſt, ſo reicht ein geringer Luftzug zu, um ihn abzukuͤhlen, und dann hoͤrt leicht die ganze Erſcheinung auf; man muß ihn daher gegen Abkuͤhlung von außen ſichern. Auf aͤhnliche Weiſe erhaͤlt eine mit ſehr duͤnnem Platin uͤberzogene Glaskugel, wenn man ſie zuerſt in einer Alcoholflamme hat gluͤhend werden laſſen, ſich fortwaͤhrend gluͤhend, wenn ſie uͤber dem ſich immer mit neuem Alcohol fuͤllenden Dochte in den Daͤmpfen desſelben ſteht, und gegen Abkuͤhlung geſichert iſt. Auch andre Metalldraͤthe geben aͤhnliche Erſcheinungen, ſind aber bei der leichten Schmelzbarkeit nicht ſoIII. M178bequem zu benutzen. Auch verkohlte Koͤrper erhalten ſich im Ae - therdampfe laͤnger gluͤhend.
So bekannt alles das iſt, was unſre gewoͤhnlichen Oefen und die Mittel zur Erwaͤrmung betrifft, ſo laſſen ſich doch auch dabei eine Menge von Betrachtungen anſtellen. — Daß wir den Schwefel anwenden, um aus dem kleinſten Zunderfunken Feuer anzumachen, beruht darauf, daß der Schwefel ſchon bei ſo niedriger Temperatur, — wenige Grade uͤber der Hitze des kochenden Waſſers — ſich entzuͤndet. Aber ſchon beim Anzuͤnden des Feuers in unſern Oefen finden wir allerlei Schwierigkeiten. Der brennende Holzſpan erliſcht, wenn er den kalten Boden des Ofens beruͤhrt, ja wir duͤr - fen ihn nicht einmal mit einem groͤßern Holzſtuͤcke beruͤhren, ohne in Gefahr zu ſein, daß wir ihn dadurch der Waͤrme berauben, deren er um fort zu brennen bedarf, und nur Koͤrper, die bei ſehr geringer Hitze ſich entzuͤnden, geſtatten einige unvorſichtige Abkuͤhlung ohne zu erloͤſchen. Es iſt daher eine Regel, den neu zu entzuͤndenden zweiten Holzſpan, vorzuͤglich wenn er nicht ſehr duͤnne oder wenn er von einem ſchwerer entzuͤndbaren Holze iſt, ohne Beruͤhrung des brennenden Spanes uͤber der Flamme zu halten, damit er erhitzt werde, ohne jenen abzukuͤhlen. Es iſt eine Regel, das kleine bren - nende Holzſtuͤckchen lieber auf Kohlen, als auf Holz oder gar auf den eiſernen Boden des Ofens zu legen, weil die Kohle ein ſchlech - ter Waͤrmeleiter iſt, und ſich leicht ſelbſt bis zum Brennen erhitzt. Ein zu ſcharfer, kalter Luftzug toͤdtet die ſchwach glimmende Flamme, weil er zu ſehr abkuͤhlt; ein maͤßiger Luftzug belebt ſie, weil er die Zerſetzung durch immer neu zugefuͤhrten Sauerſtoff befoͤrdert.
Iſt das Feuer einmal ſo weit im Brennen, daß dieſes Aus - loͤſchen durch Luftzug nicht mehr zu fuͤrchten iſt, ſo thut die Ver - ſtaͤrkung des Luftzugs die beſten Dienſte, um das Feuer zu beleben, und um aus dem Feuermateriale die groͤßte Menge von Hitze zu gewinnen. Das Holz naͤmlich giebt bei maͤßiger Hitze mehrere Stoffe her, die unverbrannt fortgefuͤhrt werden, die dagegen voͤllig verbrannt werden, wenn man ſie ſtaͤrkerer Hitze ausſetzt. Wir ſehen dieſes an dem dicken Rauche, den ſelbſt trocknes Holz giebt,179 wenn es langſam und unvollkommen verbrennt; dieſer Rauch enthaͤlt noch vielen brennbaren Stoff, der zur Erhitzung oder zum Leuchten beitragen kann. Er enthaͤlt naͤmlich harzige Stoffe, Holz - Eſſig, Ruß, und alle dieſe Koͤrper kann man auch, wenn man Holz in verſchloſſenem Raume ſtark erhitzt und dadurch verkohlt, als Ergebniß dieſer Deſtillation auffangen; und da dieſe Stoffe bei hinreichender Hitze ſelbſt faͤhig ſind, zerſetzt zu werden und das Sauer - ſtoffgas zu zerſetzen, ſo verlieren wir ſehr, wenn wir ſie unbenutzt entweichen laſſen. Auf dem vollkommenen Verbrennen dieſer Stoffe beruht zum Theil der Vortheil der geſchloſſenen Feuerherde, wo das auf dem Roſte A brennende Holz durch den ſtarken Zug in der hoch hinaufgehenden Roͤhre B veranlaßt wird (Fig. 34.), ſeine Flamme durch den horizontalen Theil C des Herdes fortzufuͤhren. Iſt hier durch gluͤhende Kohlen, die ſich in D befinden, hinreichende Hitze, um die bei A entweichenden Rauchtheile zu verbrennen, ſo kann man es erlangen, daß hier alles, was verbrennlich iſt, der voͤlligen Zerſetzung unterworfen wird. Die Vortheile, welche dieſer ſtarke Zug, den eine hohe Roͤhre B hervorbringt, gewaͤhrt, iſt in jeder Hinſicht bedeutend. Statt daß ein bei A frei brennendes, auf einem gewoͤhnlichen Roſte liegendes, Holz nur durch einen lang - ſamen Zufluß von Luft angefacht wird, fuͤhrt hier dagegen der durch die Erhitzung in der Roͤhre B hervorgebrachte Strom heißer Luft einen Ueberfluß von Sauerſtoffgas herbei, welches, durch das brennende Holz durch ſtroͤmend, und allen erhitzten brennbaren Theilen ſich darbietend, die Verbrennung vollkommen macht. Noch beſſer wird dieſe vollkommene Verbrennung bewirkt, wenn man in den ſehr erhitzten Rauch einen Strom von Luft, die noch gar nichts von ihrem Sauerſtoff verloren hat, hereindringen laͤßt, damit es gewiß nicht an dieſem zum Verbrennen ſo wichtigen Koͤrper fehle*)Gilb. Ann. XXXII. 306. .
So erhaͤlt man durch dieſe und aͤhnliche Vorrichtungen Rauch verzehrende Oefen, und unſre gewoͤhnlichen Oefen ſind es deſto mehr, je lebhafter der Zug iſt, den ſie bewirken, und je mehr dafuͤr geſorgt iſt, daß der Rauch lange heiß erhalten werde, fortwaͤhrend der Hitze gluͤhender Kohlen ausgeſetzt, nicht durch zu fruͤhes Abkuͤh - len eine Art, hier ganz unnuͤtzer, Deſtillation erleide. Eine ein -M 2180fache Anordnung ſolcher Rauch verzehrender Oefen verdient hier noch erwaͤhnt zu werden. Wenn (Fig. 35.) auf dem Roſte A das zum Brennen beſtimmte Holz liegt und man gluͤhende Kohlen auf dasſelbe legt, ſo iſt der gewoͤhnliche Erfolg, daß das Holz ſeinen Rauch nach B aufwaͤrts ſendet; iſt aber die Roͤhre C bedeutend hoch und hat man ſie vorher ſo erhitzt, daß ein ſtarker Luftſtrom in ihr hinauf, alſo bei B eindringend von B nach D hinabwaͤrts, geht; ſo zieht dieſer Luftſtrom die Flamme nach innen und die immer mehr und mehr erhitzte Roͤhre C erfuͤllt den Zweck, den Rauch vollſtaͤndig zu verbrennen, immer beſſer, je ſtaͤrker das in A angemachte und in die Roͤhre hinein gehende Feuer iſt.
Ein ebenfalls wichtiger Umſtand beim Anordnen des Feuers iſt, daß man die noch unentflammten Holzſtuͤcke auf die paſſendſte Weiſe zu Verſtaͤrkung des Feuers anbringe. Die Holzſtuͤcke muͤſſen nicht zu groß ſein, damit ſie viel gluͤhende Oberflaͤche darbieten, um ſo das Sauerſtoffgas vollſtaͤndiger zu zerſetzen. Sie muͤſſen nicht ſo auf die Kohlen gelegt werden, daß ſie durch ihre Kaͤlte die Kohlen toͤdten, ihnen zu viel Waͤrme entziehen, und ſie dadurch zur Zerſetzung der Luft untauglich machen; ſie muͤſſen dagegen dem Zutritte der Flamme vollkommen ausgeſetzt ſein, ohne die Kohlen in zu vielen Puncten zu beruͤhren; ſie muͤſſen einander ſo nahe ſein, daß das Entflammen des einen Stuͤckes das andre erreiche, dabei aber muß der Luftzug ungehemmt jedem derſelben Sauerſtoffgas zufuͤhren koͤnnen. Iſt der Roſt, auf dem allemal das Feuer am beſten brennt, in der Mitte etwas geſenkt, ſo hat das den Vortheil, daß auch die allmaͤhlig abnehmende Menge des Feuermaterials ſich gegen die Mitte ſammelt, und dem Zuge auf die vortheilhafteſte Weiſe ausgeſetzt bleibt.
Damit kein unnuͤtzer Luftzug neben dem Feuer vorbei gehe, iſt es vortheilhaft, den Roſt ſo anzulegen, daß alle ſeine Oeffnun - gen gegen den Mittelpunkt des Feuers gehen, indem alsdann auch die von der Seite eindringende Luft auf das Feuer zu geleitet wird. Ebenſo iſt es da, wo ein ſtarker Blaſebalg das Feuer anblaͤſt, vor - theilhaft, dieſen in einen das Feuer umgebenden hohlen Cylinder - raum blaſen zu laſſen, damit durch die durchloͤcherte innere Wand dieſes Cylinderringes die von allen Seiten auf den Feuerraum181 eindringende Luft ein Anblaſen von allen Seiten gegen die Mitte des Feuers hervorbringe.
Ebenſo wichtig als dieſe Ruͤckſichten auf die kraͤftige Unterhal - tung des Feuers, ſind auch die auf die beſte Benutzung desſelben. In Beziehung darauf verdient es vorzuͤglich beachtet zu werden, daß das Feuer nur die Koͤrper gut erwaͤrmt, die es mit ſeiner Flamme beruͤhrt. Allerdings traͤgt auch die ſtrahlende Waͤrme des brennenden Feuers bei, die entfernten Waͤnde unſerer Oefen zu erhitzen, aber, wenn bloß in der Mitte eines großen Ofens ein Feuer brennt, ſo wird der Ofen bei weitem nicht ſo gut erwaͤrmt, als wenn wir die Flamme zwingen, ſich an den Waͤnden hin zu ziehen. Daher iſt es vortheilhaft, dem Theile des Ofens, worin das Feuer brennt, eine ſchmale und niedrige Form zu geben, damit bei hinreichendem Zuge die Flamme alle Seitenflaͤchen beruͤhre; dann aber muß auch die erhitzte und aller verbrennlichen Stoffe beraubte Luft lange genug in den Zuͤgen des Ofens fortgeleitet werden, damit ſie alle ihre Waͤrme abſetze. Ebenſo muß man beim Kochen ſorgen, daß die Flamme den Boden der Gefaͤße treffe, und an ihnen hin ſpielend ſo viel Waͤrme als moͤglich an ſie mit - theile. Solcher Regeln laſſen ſich noch manche geben, und Rum - ford hat zu manchen einzelnen practiſchen Anwendungen Anlei - tung gegeben*)Gilb. Ann. III. 309. IV. 85. 222. 330. .
Zu der Beſtimmung, wie viel Waͤrme man beim Verbrennen irgend eines Feuerungsmittels erhalte, ſcheint Montgolfiers Calorimeter ſehr angemeſſen zu ſein**)Gilb. Ann. XXXV. 484. , da Rumfords Calori - meter doch nur um die Hitze einer kleinen Flamme zu beſtimmen, dienen kann. Dieſes Inſtrument beſteht aus einem mit Waſſer gefuͤllten Kaſten (Fig. 36. ) ABCD, in deſſen Mitte ſich ein mit vollkommen waſſerdichten Waͤnden verſehener Ofen EFGH be - findet. Dieſer Ofen hat ſeinen Roſt bei FG und bei H iſt der Luftzug; durch die Oeffnung bei A werden die zum Brennen beſtimmten Koͤrper hereingelegt und entzuͤndet, dann aber wird dieſe Oeffnung durch einen dichten Deckel geſchloſſen, ſo daß der182 Luftzug den Rauch durch die ſehr lange Roͤhre ikl fortfuͤhren muß. Es verſteht ſich von ſelbſt, daß man den Zug ſo muß zu verſtaͤrken ſuchen, daß das Brennmaterial ſo wenig als moͤglich unverbrannten Rauch durch die Oeffnung 1 entweichen laſſe, und daß auch alle Waͤrme dem Rauche und der bei 1 hervorgehenden Luft faſt ganz entzogen ſei. Damit auch die bis in die Roͤhre ikl hinuͤber gefuͤhrte Waͤrme zur Erhitzung des Waſſers beitrage, iſt die Zugroͤhre rund um mit einer Waſſerroͤhre umgeben, deren Durchſchnitt die Figur in mno, pqr, zeigt. Das Waſſer wird aus dem etwas hoͤher ſtehenden Gefaͤße UV durch die Roͤhre ts zugefuͤhrt, und die Roͤhre px leitet es bis auf den Boden des Hauptgefaͤßes ABCD herab. Um die Luft auszulaſſen, iſt oben bei Y eine Roͤhre mit einem Hahne, und um das Waſſer abzu - laſſen, unten eine Roͤhre bei Z. Der mit dieſem Inſtrumente anzuſtellende Verſuch beſteht darin, daß man eine abgewogene Quantitaͤt des Brennmaterials in den Ofen legt, dieſes ſchnell zum vollen Brennen bringt, dann die Zeit beobachtet, die erforderlich iſt, bis das Waſſer einen beſtimmten Hitzegrad erreicht, und ſobald dieſer erreicht iſt, das Feuer durch Verſchließen aller Oeffnungen toͤdtet. Die Menge des verbrannten Brennmaterials giebt dann an, theils in welchem Grade das eine oder andre Material mehr Hitze giebt, theils wie ein verſchieden unterſtuͤtztes, ſchnelles oder langſames, Brennen ungleich wirkt, u. ſ. w. Es iſt wohl einzu - ſehen, daß auch bei ſorgfaͤltiger Ausfuͤhrung des Verſuches hier noch viele Schwierigkeiten ſich einer genauen Beſtimmung ent - gegenſtellen, doch ſcheint dieſe Anordnung immer noch am beſten zu vergleichenden Verſuchen dienen zu koͤnnen.
Die von Bull angeſtellten Verſuche ſind auf eine noch ſchwierigere Weiſe zu Stande gebracht, indem er ein kleines Zim - mer von 8 Fuß Laͤnge, Breite und Hoͤhe mitten in einem groͤßern Zimmer bauen ließ, und durch einen in dem kleinern Zimmer an - gebrachten Ofen den Grad der Waͤrme, den abgewogne Brenn - materialien hervorbrachten, beſtimmte. Dieſe Verſuche zeigen allerdings gerade die Wirkung am meiſten unmittelbar, die gewoͤhn - lich am wichtigſten fuͤr uns iſt; aber es ſcheint doch auch da ſchwie - rig, eine vollkommene Vergleichbarkeit der Verſuche zu bewirken. Peclet theilt die von Bull, Rumford und andern bekannt183 gemachten Folgerungen mit, von denen ich hier nur ſehr wenig anfuͤhren kann*)Ueber die Waͤrme und deren Anwendung in Kuͤnſten und Ge - werben, von Peclet; uͤberſ. v. Hartmann. Erſter Th. Braun - ſchw. Bieweg. 1830. Sehr ſtark ausgetrocknetes Holz bringt, wenn man gleiche Gewichte an Holz anwendet, nicht ſehr verſchiedene Waͤrmemengen hervor; aber die vollkommene Austrocknung iſt ſo vortheilhaft, daß ein nur gewoͤhnlich trockenes Fichtenholz nicht voͤllig ⅚ der Waͤrme giebt, die man von ebenſo viel wiegendem, im Ofen vollkommen ausgetrocknetem Fichtenholze erhaͤlt, — der Aufwand an Holz iſt im letzten Falle zwar um ſo viel als das Gewicht der feuchten Theile betrug, groͤßer genommen, aber dies iſt doch lange nicht der ganzen Quantitaͤt des unvollkommen trocke - nen Holzes gleich, wenn das Letztere gleich viele Waͤrme geben ſoll. Man kann rechnen, daß 1 Pfund ganz trocknes Holz ſo viel Waͤrme giebt, als noͤthig iſt, um 40 Pfund Eis zu ſchmelzen. Ein gleiches Gewicht der beſten Holzkohlen giebt faſt doppelt ſo viel Waͤrme als Holz, aber die Kohlen ſind bei weitem nicht von gleicher Guͤte. Ein beſtimmtes Gewicht Steinkohlen giebt weniger Waͤrme als dem Gewichte nach ebenſo viel Holzkohle. Baum-Oel, dem Gewichte nach gerechnet, giebt $$\frac{5}{4}$$ bis $$\frac{3}{2}$$ mal ſo viel Waͤrme als Holzkohle, und Waſſerſtoffgas giebt bei gleichem Gewichte dreimal ſo viel Waͤrme als Holzkohle. Fuͤr die Holz-Arten, die wir nach Klaftern und nicht nach Gewicht zu berechnen pflegen, ſind folgende Vergleichungen angegeben; Nußbaumholz giebt doppelt ſo viel Waͤrme als Birkenholz, Rothbuchen - und Weißbuchenholz $$\frac{4}{3}$$ mal ſo viel als Birke, Fichtenholz $$\frac{9}{8}$$ mal ſo viel als Birkenholz, die Italieniſche Pappel dagegen nur ⅚ deſſen was Birkenholz giebt, naͤmlich Klafter gegen Klafter gerechnet. Indeß, ſo ſchaͤtzenswerth dieſe Angaben ſind, ſo kommen doch, theils durch die Verſchiedenheit des Holzes, theils durch die Verſchiedenheit der Anwendung, in den Beſtimmungen des Werthes, den wir den Brennmaterialien beilegen muͤſſen, große Ungleichheiten vor. Oft iſt uns ein ſchnell brennendes Feuer angenehmer, wenn es auch im ganzen Verlaufe des Verbrennens nicht ſo viel Hitze giebt, oft verlangen wir ein lange dauerndes maͤßig waͤrmendes Feuer, u. ſ. w.
Aber auch das Feuerloͤſchen haͤngt von eben den Grundregeln ab, wie das Verſtaͤrken des Feuers. Das Feuer erliſcht, wenn es keinen Zufluß von Sauerſtoffgas hat, und ein genaues Schließen aller Zuͤge erſtickt daher das Feuer. Es erliſcht, wenn man die brennende Flaͤche ſchnell abkuͤhlt, und dies geſchieht am wirkſamſten durch fluͤſſige Koͤrper, die eine ſehr große Waͤrme zum Verdampfen fordern. Indem naͤmlich die brennende Oberflaͤche mit einer duͤn - nen Waſſerſchichte uͤberzogen wird, und dieſe beim Verdampfen einen ſehr großen Waͤrme-Aufwand fordert, wird die brennende Flaͤche bis unter den Waͤrmegrad, wobei ſie ſich entzuͤnden kann, abgekuͤhlt. Es bedarf dazu nur einer maͤßigen Quantitaͤt Waſſers, und der Strahl der Feuerſpritze wird vortheilhafter angewandt, wenn er eine ausgedehnte Flaͤche, an ihr hinſtreichend, maͤßig befeuchtet, als wenn er ſich mit großer Gewalt auf wenige Puncte ergießt. Wie wirkſam dieſe Abkuͤhlung iſt, zeigt der Verſuch, wo man Waſſer in einem Papiere uͤber der Lichtflamme erhitzt. Hier entzuͤndet ſich das Papier nicht, weil das die andre Seite des Pa - piers beruͤhrende Waſſer doch hoͤchſtens bis zur Kochhitze erwaͤrmt wird, und dieſe Kochhitze iſt bei weitem geringer als diejenige, deren das Papier zum Entzuͤnden bedarf. Daß die Loͤſchung zuerſt auf die unterſten Puncte gerichtet werden muß, iſt offenbar, da dieſe die hoͤhern mehr erhitzen, als es umgekehrt der Fall iſt. Koͤrper, die leicht entzuͤndbar ſind, geſtatten eben darum kein leichtes Aus - loͤſchen, weil hier eine viel tiefere Abkuͤhlung noͤthig iſt, als bei ſchwer entzuͤndlichen Koͤrpern. Indeß kann man ſelbſt mit brenn - baren Koͤrpern einen brennenden Koͤrper loͤſchen, wenn man nur ſchnell eine ſo große Quantitaͤt hinzubringt, daß die Abkuͤhlung ſtark genug iſt, wobei dann uͤberdies auch dem Feuer der Zutritt der Lebensluft geraubt wird.
Noch merkwuͤrdigere Betrachtungen als die Erwaͤrmung durch das Feuer bietet die Flamme uns dar. Die meiſten verbrennlichen Koͤrper, welche mit Flamme brennen, geben bei der zerſtoͤrenden Deſtillation Luft-Arten, welche Waſſerſtoff und Kohlenſtoff ent - halten, und die Entzuͤndung dieſer Luft-Arten bringt die Flamme hervor*)Von allen Flammen gilt dies nicht. Schwefel z. B. bringt im Brennen Schwefelſaͤure, durch die Verbindung des Schwefels mit dem Sauerſtoffe, hervor.. Nachdem naͤmlich bei unſern gewoͤhnlichen Lichtern durch eine fremde Erhitzung das Wachs oder der Talg im Dochte zum Brennen gebracht iſt, reicht dieſe Hitze hin, um die benachbar - ten Theile zu ſchmelzen; ſie ziehen ſich nun in dem Dochte herauf, kommen hier in die voͤllige Gluth der Flamme, wodurch ſie zerſetzt und ſelbſt in Brand geſetzt werden, und damit iſt die Dauer des Prozeſſes geſichert. Nur wenn durch ſtarke Abkuͤhlung, am ge - woͤhnlichſten durch einen ſtarken Luftzug, die Erhitzung unterbro - chen wird, erliſcht das Licht, und hier findet man wieder, daß eine Wachslichtflamme leichter als eine ebenſo große und ganz gleiche Talglichtflamme und viel leichter als eine Schwefelflamme auszu - blaſen iſt, weil die letztere bei ſehr geringer Waͤrme fortbrennt. Die noch matt brennende Flamme eines eben angezuͤndeten Lichtes kann ſogar durch bloße Annaͤherung eines ſehr kalten Koͤrpers getoͤdtet werden, weil ſie ſo wenig Waͤrme entwickelt, daß der ganze Verbrennungsproceß durch die mindeſte Entziehung von Waͤrme aufgehoben werden kann.
Die Flamme brennt nur da, wo ſie mit der atmoſphaͤriſchen Luft in Beruͤhrung iſt, ſo daß ſie nur einen duͤnnen leuchtenden Mantel um den innern, zwar ſehr erhitzten, aber doch kein Ver - brennen darbietenden, Raum bildet. Man ſieht dies, wenn man186 einen ſehr brennbaren Koͤrper in die Mitte der Flamme bringt, wo er wohl ſchmilzt, aber nicht brennt; ſelbſt Phosphor in der Mitte einer großen Weingeiſtflamme brennt nicht, ſondern bleibt geſchmolzen und unentzuͤndet, bis bei Verminderung des Weingeiſtes die kleiner werdende Flamme den Zutritt der Luft zu ihm geſtattet, wo er ſich dann entzuͤndet. Dieſe hohle Kegelform der Flamme wird am beſten ſichtbar, wenn man ein aus ſehr duͤn - nem Drath mit ſehr engen Maſchen verfertigtes Drathgewebe von oben herab in die Flamme bringt; dann iſt nur der kreisfoͤrmige Umfang dieſer Durchſchnittsflaͤche leuchtend, der mittlere Raum dagegen enthaͤlt unverbrannte Beſtandtheile, die ſich beim Brennen fetter Koͤrper als Ruß anlegen. Die Flamme nimmt eine ſpitzige Form an. Der hinaufſteigende Strom erwaͤrmter Luft, welcher unten an den Seiten des mit brennbaren Luft-Arten erfuͤllten Raumes in der Breite, welche die entwickelten brennbaren Luft - Arten einnehmen, zuruͤckgehalten wird, draͤngt ſich oberwaͤrts, wo dieſe Raum finden, ſich hoͤher hinauf auszudehnen und wo ſie zum Theil ſchon verzehrt ſind, von allen Seiten nach der Mitte, und hier wird der hinaufgehende Strom dieſer Luft-Arten verengert und endlich ſchmal genug und hinreichend mit atmoſphaͤriſcher Luft gemiſcht, um durch und durch brennend den Kegel zu ſchließen. Im untern Theile der Flamme, wo die zerſtoͤrende Deſtillation des fetten Koͤrpers in unſern Lichtern und Lampen erſt ſtatt findet, iſt ſehr wenig Zerſetzung der erzeugten Luft-Arten, eine Menge von Kohlenſtoff legt ſich hier, wenn man die Flamme unterbricht, als Ruß an. Hoͤher hinauf, wo die Verbrennung am lebhafteſten fortgeht, wo der blaue Theil der Lampenflamme aufhoͤrt, iſt die Hitze der Flamme am groͤßeſten und der unverbrannt ſich anlegen - den Theile ſind wenigere, obgleich bei der gewoͤhnlichen Lichtflamme und Lampenflamme noch erhebliche Mengen unverbrannter Stoffe oberhalb der Flamme als Rauch verloren gehen. Naͤhert man zwei Flammen einander, ſo brennen ſie hoͤher auf, und geben ein ſtaͤrkeres Licht, offenbar weil die ſich gegenſeitig unterſtuͤtzende Hitze noch Theile verbrennt, die an der Oberflaͤche der einzelnen Flamme, unvollkommen verbrannt, verloren gingen.
Da die Mitte der Flamme aus Mangel an Oxygen nicht leuchtet, ſo begreift man leicht, wie viel gewonnen wird, wenn man187 einen Luftſtrom in der Mitte der Flamme hinaufgehen laͤßt, oder wenn man einen cylindriſchen Docht anwendet, wie dies in den Argandſchen Lampen der Fall iſt. Dieſe große Verbeſſerung der Lampen, die Argand 1783 bekannt machte, hat nicht bloß vor den gewoͤhnlichen, ſondern ſelbſt vor den bloß bandfoͤrmig nach einer Richtung ausgedehnten Dochten den Vorzug. Der Luftzug wird naͤmlich in dem ſo ſtark erhitzten innern Raume der Flamme mehr befoͤrdert, und dieſe Erhitzung befoͤrdert auch ſchon an ſich das vollſtaͤndige Verbrennen der aus dem Oele entwickelten Luft - Arten. Der Vortheil, den jener innere Luftzug gewaͤhrt, wird noch vermehrt, wenn man eine glaͤſerne, unten und oben offene Roͤhre die Flamme umgeben laͤßt. Dieſe, indem ſie ſelbſt erhitzt wird, befoͤrdert den raſchen Zutritt des Sauerſtoffgas, und noͤthiget den hinaufgehenden Luftſtrom, ſich nahe an der Flamme hin zu draͤngen, und ſie ſo moͤglichſt vollkommen mit Sauerſtoff zu naͤhren. Und ſo iſt es denn wohl einzuſehen, warum dieſe Argandſchen Lampen alles Brennbare ganz verzehren, ſo daß gar kein Rauch ſich oberhalb der Flamme findet, ſondern Waſſerdampf (aus der Vereinigung der Hydrogen mit dem Oxygen,) und kohlenſaures Gas (aus der Vereinigung des Oxygen mit dem Kohlenſtoffe), die einzigen Producte des Verbrennens ſind.
Rumford hat dieſe Anordnung noch dadurch vollkommener gemacht, daß er die Lampen vielflammig machte. Dochte naͤmlich, die neben einander in angemeſſenen Entfernungen ſtehen, und die Rumford als platte Dochte anbringt, verſtaͤrken, indem ſie zu - gleich brennen, den Luftzug ſo ſehr, und die entſtandene Hitze beſchleunigt die Zerſetzung aller brennbaren Beſtandtheile ſo ſehr, daß das Licht noch viel ſtaͤrker iſt, als bei dem einfachen cylindri - ſchen Dochte. Rumford giebt von ſeiner Lampe, mit vier platten, 1⅗ engl. Zoll breiten Dochten, an, daß ſie mehr Licht als ſechs ſehr ſchoͤn brennende Argandſche Lampen gab, und bei ihrem vollkommenſten Glanze die Stelle von 40, gleichſam in einen Punct vereinigten, Wachslichtern vertrat. Dabei iſt dann freilich auch der Aufwand an Oel groͤßer, aber wenigſtens lange nicht ſo groß, als es das Verhaͤltniß des Lichtes zu fordern ſcheint. Rum - ford hat mehrere Verſuche mit dem Photometer angeſtellt, um die Zunahme des Oelverbrauchs bei vermehrter Helligkeit zu finden. 188Wenn er eine Argandſche Lampe durch Herunterziehen des Dochtes ſo lichtſchwach machte, daß ſie nur einem Wachslichte gleich leuchtete, ſo brauchte ſie an Gewicht 2¼ mal ſo viel Oel als das Wachslicht an Wachs verbrannte; gab man ihr durch Vergroͤße - rung des Dochtes die Helligkeit von 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 Wachslichtern, ſo ſtieg der Oelverbrauch nur auf 2¾, 3 $$\frac{1}{20}$$ , 3⅗, 4 $$\frac{1}{20}$$ , 4⅖, 4 $$\frac{7}{10}$$ , 5 $$\frac{1}{7}$$ , 5⅗, ſo daß ſie alſo bei einer Licht - ſtaͤrke, gleich 9 Wachslichtern, nur 5⅗ mal ſo viel Oel als ein Wachslicht an Wachs verbrannte, oder bei dem 6 fachen Glanze erſt doppelt ſo viel Oel als bei dem einfachen Glanze, bei dem 9 fachen Glanze nur 2½ mal ſo viel als bei dem einfachen Glanze verzehrte. Da Rumford verſichert, daß bei allen dieſen Ver - ſuchen eine vollſtaͤndige Verbrennung ſtatt fand, ſo iſt es allerdings auffallend, daß die Lichtmenge in ſo viel groͤßerem Verhaͤltniß als das Brennmaterial waͤchſt. Offenbar iſt das Licht da ſtaͤrker, wo die Waͤrme in einem kleinen Raume recht bedeutend iſt, aber warum dieſes Concentriren der Waͤrme Licht frei macht, iſt uns noch ganz unbekannt.
Etwas Aehnliches findet bei Talg - und Wachslichtern ſtatt; ſie verbrauchen zwar am wenigſten von dem fetten Koͤrper, wenn die Flamme klein iſt, aber geben dann auch ſo wenig Licht, daß z. B. Rumford nur $$\frac{1}{16}$$ des Lichtes bei ¼ des Wachsverbrauchs erhielt, wenn er ein ſehr duͤnnes Wachslicht in Vergleichung gegen das vorhin zum Maaße gebrauchte anwandte. Die Waͤrme, die Rumford mit ſeinem Calorimeter beſtimmte, indem er die Licht - flamme unter die Zugroͤhre ſetzte, war der Menge des verbrannten Wachſes ſehr nahe entſprechend.
Bei andern Vervollkommnungen der Lampen, daß man ihr Licht durch zuruͤckwerfende Spiegel verſtaͤrkt, daß man es durch einen matt geſchliffenen Glasſchirm gleichmaͤßiger vertheilt, wobei in der ganzen Erleuchtung wenig verloren geht, indem dieſe, von allen Puncten des Schirms ausgehend, beinahe ſo viel betraͤgt, als bei der freien Flamme, deren großer Glanz auf einen kleinen Raum beſchraͤnkt iſt; — will ich hier nicht verweilen.
Die Bemerkung, daß es die aus dem brennbaren Koͤrper entweichenden brennbaren Luft-Arten ſind, welche die Flamme hervorbringen, leitete ſchon vor laͤngerer Zeit darauf hin, einzu - ſehen, daß beim Verkohlen des Holzes im Freien eine Menge brauchbarer Stoffe verloren gehe, und daß es daher vortheilhaft ſei, das Holz in geſchloſſenen Raͤumen der Hitze und ſo der Verkohlung auszuſetzen, damit theils die im Rauche fortgefuͤhrten bei dieſer Hitze noch nicht brennbaren Koͤrper (die Holzſaͤure zum Beiſpiel) aufgefangen, theils die brennbaren Luft-Arten benutzt werden koͤnnten. Auf dieſer Betrachtung beruhten die Thermolampen, die Lebon ſchon 1799 ſo anwandte, daß die entweichenden Gas - Arten zur Erleuchtung gebraucht wurden; Murdoch hatte aͤhn - liche Verſuche ſchon 1792 angeſtellt, ohne ſie damals weiter zu verfolgen. Dieſe Erfindung, die auch in Deutſchland nachgeahmt wurde, und deren Nutzen, theils um durch die brennbaren Luft - Arten zu erleuchten, theils um das Feuer zu verſtaͤrken, in welches man ſie nach der Entwickelung aus den in geſchloſſenen Raͤumen verkohlten Holzſtuͤcken leitete, man ſehr wohl anerkannte, ward indeß nur wenig benutzt, bis Winſor durch eine Reihe von Verſuchen ſich in Stand geſetzt fand, die Sache mehr ins Große zu treiben, und ſich 1804 ein Patent auf eine Gas-Erleuchtung durch das in den Steinkohlen enthaltene Gas geben ließ. Seit dem hat dieſe Gas-Erleuchtung großes Aufſehen gemacht, und man hat ſowohl das aus Steinkohlen, als das aus Oelen und Thran entwickelte Gas dazu angewandt, indem man von den Ge - faͤßen, die das Gas enthalten, Roͤhren zu den Puncten hin, wo man eine Flamme fordert, leitet, hier das Gas aus einer Oeff - nung hervordringen laͤßt, und die Luft entzuͤndet, die dann, nach Verſchiedenheit der Oeffnungen, groͤßere oder kleinere Flammen giebt.
Die brennbaren Koͤrper enthalten alle Kohlenſtoff, Waſſerſtoff und meiſtens nur eine geringe Menge Sauerſtoff, welche Stoffe bei der Zerſtoͤrung des Koͤrpers durch die Hitze ſich in andern Verhaͤlt - niſſen wieder verbinden. Aus den bei einer noch nicht bis zum Brennen gehenden Hitze erzeugten Stoffen gehen bei groͤßerer Hitze jene Beſtandtheile hervor, die ſich theils zu kohlenſaurer Luft190 (Kohlenſtoff und Sauerſtoff) theils zu brennbaren Luft-Arten (Kohlenſtoff und Waſſerſtoff) verbinden. Kohlen-Waſſerſtoff - Gas und Oel bildendes Gas gehen, nach Verſchiedenheit des Miſchungsverhaͤltniſſes, aus den letztern beiden hervor, und beide Luft-Arten ſind zum Erleuchten ſehr wohl geeignet. Die durch Zerſetzung der Steinkohlen hervorgebrachten Luft-Arten geben ein ſchoͤneres Licht als die Steinkohlen ſelbſt, weil ſie von den uͤbrigen Stoffen, die beim Verbrennen der Steinkohlen mit entbunden werden, ſchon gereinigt ſind. Die ſchoͤnen Flammenſtroͤme, die wir aus den brennenden Steinkohlen zuweilen hervorbrechen ſehen, ſind, nach Accums Bemerkung, dieſen Gas-Arten zuzuſchrei - ben; aber zwiſchen ihnen brechen der unvollſtaͤndig zerſetzte Rauch, der eine theerige Subſtanz giebt, Waſſerdampf und unverbrennliche Luft-Arten hervor, und dieſe verfinſtern den Glanz jener Flammen.
Auf aͤhnliche Weiſe verhaͤlt es ſich mit dem Oele, ſo daß auch das aus Oel hervorgehende, aus Kohlenſtoff und Waſſerſtoff zu - ſammengeſetzte Gas ein ſchoͤneres, uͤberdies auch gleichfoͤrmigeres Licht giebt, als das Oel ſelbſt. Nach den genauen Vergleichungen von Preuß*)Gilb. Ann. LXXVI. 113. Herapath hat bedeutend verſchie - dene Angaben, die man eben dort S. 164 findet. iſt die Beleuchtung mit dem aus Oel entwickelten Gas wohlfeiler und ſchoͤner, als die mit dem Gas aus Steinkohlen, und die Wohlfeilheit wird noch dadurch befoͤrdert, daß man ſchlech - tes Oel, ſelbſt Thran, anwenden kann, da die uͤbeln Geruͤche ohnehin durch Reinigen der Gas-Arten muͤſſen weggeſchafft wer - den. Nach den Angaben von Preuß geben 15 Pfund Oel ungefaͤhr 200 Cubicfuß Gas, (und dieſe ſollen ungefaͤhr ſo viel Licht geben als 700 Cubicfuß Steinkohlengas); eine derjenigen Brenn-Oeffnungen, die ein Licht einer kleinern Argandſchen Lampe gleich, oder 10 Talglichtern zu ⅙ Pfund gleich, geben, braucht ſtuͤndlich $$\frac{5}{4}$$ Cubicfuß jenes Oelgas, und es laͤßt ſich alſo uͤberſehen, mit wie maͤßigem Aufwande die Erleuchtung erhalten wird. Das Oel wird hier mit mehr Vortheil als in der Argandſchen Lampe verwandt, und man kann annehmen, daß die hervorgebrachte Erleuchtung durch die letztere nur ¾ von derjenigen iſt, die das191 Gas, bei gleichem Aufwande von Oel, bewirkt. — Ein Pfund gute Wachslichter giebt nur ungefaͤhr halb ſo viel, ein Pfund gute Talglichter nur ungefaͤhr ⅖ ſo viel Erleuchtung, wenn man Zeit und Helligkeit des Brennens gehoͤrig vergleicht, als ein Pfund zu Gas-Erleuchtung verwendetes Oel.
Der Vorzug des aus Oel hervorgebrachten Gas liegt vor - zuͤglich darin, daß die Menge der beiden Gas-Arten, die zum Leuchten am wichtigſten ſind, des Oel erzeugenden Gas und des Kohlen-Waſſerſtoffgas hier groͤßer, die Menge des dunkel bren - nenden Waſſerſtoffgas und der ebenfalls unvortheilhaften Luft - Arten, naͤmlich des gasfoͤrmigen Kohlenſtoff-Oxyds und des Stick - gas, viel geringer iſt. Nach Henry's Verſuchen enthaͤlt das Oelgas, oder das aus der Zerſetzung des Oeles gewonnene Gas, in 100 Theilen 38 Theile Oel erzeugendes Gas, 46 Theile Kohlen - waſſerſtoffgas, ſtatt daß im Steinkohlengas nur 7 Theile jener, 56 Theile dieſer Luft-Art vorkommen; die minder oder gar nicht zum Leuchten beitragenden Luft-Arten betragen alſo dort nur 16, hier 37 Theile. Die große Menge des Oel erzeugenden Gas, welches unter allen brennbaren Luft-Arten am meiſten Licht giebt und zugleich am ſchwerſten iſt, begruͤndet hier den großen Vorzug des aus Oel gewonnenen Gas.
Im Allgemeinen verdanken, nach Davy's Bemerkung, die Flammen ihren Glanz nicht dem Waſſerſtoff, ſondern den darin enthaltenen dichteren Beſtandtheilen, wozu auch der Kohlenſtoff mit gehoͤrt. In unſern gewoͤhnlichen Lichtflammen iſt da der Glanz am ſtaͤrkſten, wo der im untern Theile noch zum Abſetzen als Ruß vorhandene Kohlenſtoff zum vollen Gluͤhen und Verbren - nen koͤmmt; die Gasflammen beſitzen nur dann einen ſtarken Glanz, wenn ſie aus ſchweren brennbaren Luft-Arten beſtehen, in denen ſich viel Kohlenſtoff befindet; Zink-Oxyd in eine Flamme von Schwefel oder Waſſerſtoffgas gebracht, giebt dieſer ein unge - mein ſtarkes Licht. Die Hitze der Flamme ſteht mit dieſem Glanze in keinem Verhaͤltniſſe, da die unſcheinbare Flamme des aus Waſſerſtoff und Sauerſtoff gemiſchten Gas eine ausgezeichnet ſtarke Hitze hervorbringt.
Die Anordnung der zur Gas-Erleuchtung noͤthigen Apparate will ich nur kurz beſchreiben. Sie beſtehen aus drei Theilen, naͤm -192 lich aus dem Gefaͤße, worin durch ſtarke Hitze das Gas entwickelt wird, aus einem zweiten Gefaͤße, worin es gereinigt wird, und aus dem dritten, worin es geſammelt und den Brenn-Oeffnungen zugeleitet wird. Fuͤr den erſten Zweck bedient man ſich bei dem Steinkohlengaſe einer eiſernen Retorte, worin die Steinkohlen durch ein unter der Retorte angebrachtes Feuer erhitzt werden, da - mit alle fluͤchtigen Beſtandtheile durch die zum zweiten Gefaͤße fuͤhrende Roͤhre ausgetrieben werden. Bei der Bereitung des Oelgas bedarf man einer kleinern Retorte, die auf 600 Grad der Centeſimalſcale erhitzt wird, und in der ſich das in einem langſamen Strome zufließende Oel ſogleich zerſetzt. Das zweite Gefaͤß iſt bei dem Steinkohlengas beſtimmt, das Theer und die uͤbrigen fluͤſ - ſigen Subſtanzen aufzunehmen, und das Gas, welches hier durch Waſſer mit Kalk gemiſcht geht, von der nicht mit brennbarer Luft verbundenen Kohlenſaͤure und andern Stoffen zu reinigen. Fuͤr das Oelgas hat man ebenfalls am beſten gefunden, die Daͤmpfe und Luft ziemlich weit durch Waſſer fort zu leiten, damit das Gas von den Daͤmpfen befreit als reines Gas uͤbergehe. Das dritte Gefaͤß iſt (Fig. 37. ) das unten offene Gaſometer AB, das mit ſeiner Oeffnung AB in das Waſſer im Gefaͤße M, M, getaucht iſt, und durch die Gewichte C, D, beinahe im Gleich - gewichte gehalten wird; die vom zweiten Gefaͤße herkommende Roͤhre XXX fuͤllt das Gaſometer und iſt oben mit der mit Waſſer gefuͤllten Haube Y bedeckt, damit das in dem Raume EF geſammelte Gas nicht zuruͤck in dieſe Roͤhre, ſondern in die offene Roͤhre GHIK dringe; oͤffnet man dann den Hahn K, ſo ſtroͤmt das Gas zu den Oeffnungen L, L, L, hin, wo es entzuͤndet wird, und mit ſchoͤner weißer Flamme brennt*)Verſchiedene Anordnungen zur Gas-Erleuchtung ſind beſchrie - ben in: Accums pract. Abh. uͤber das Gaslicht, uͤberf. v. Lampa - dius. Berlin. 1819..
Daß dieſe Gas-Erleuchtung ſchon in vielen Staͤdten ange - wandt wird, und, wenn nicht die erſte Auslage ſo groß waͤre, noch oͤfter angewandt werden wuͤrde, iſt Ihnen bekannt. — Aber ſo nuͤtzlich dieſe, die Flamme betreffende, Erfindung iſt, ſo bietet ſich uns doch eine noch ungleich wichtigere dar.
Davy's auch in wiſſenſchaftlicher Beziehung ſehr ſchaͤtzens - werthen und gehaltreichen Unterſuchungen uͤber die Flamme, die ich ſchon mehrmals angefuͤhrt habe, gewinnen noch ein viel anzie - henderes Anſehen durch die Veranlaſſung, die ihn zu denſelben fuͤhrte und durch die nuͤtzliche Erfindung, zu welcher ſie ihn leite - ten. Die Veranlaſſung gaben die mit jedem Jahre zahlreicher werdenden Ungluͤcksfaͤlle, die ſich durch Entzuͤndung brennbarer Luft-Arten, ſchlagender Wetter, wie die Bergleute es nennen, in den engliſchen Kohlenbergwerken ereigneten. Je tiefer dieſe Kohlen - ſchachte hinabgefuͤhrt werden, deſto oͤfter muß es ſich ereignen, daß die aus dem Geſteine ſo oft hervordringenden unathembaren Luft - Arten, wegen des ſo ſehr erſchwerten Zutrittes der Luft von oben, wegen der immer groͤßern Schwierigkeit eines die Luft erneuernden Luftzuges, ſich anſammeln und gefaͤhrliche Erfolge hervorbringen. Unter dieſen Luft-Arten, die ſich vorzuͤglich aus alten verlaſſenen Gruben, aber auch ſonſt aus den Spalten der Stein - und Stein - kohlenſchichten entwickeln, und die zuweilen in ungewoͤhnlich reich - lichem Maaße hervordringen, ſind die brennbaren die haͤufigſten und die gefaͤhrlichſten, weil ſie, mit atmoſphaͤriſcher Luft gemiſcht, eine Exploſion veranlaſſen, ſobald das Grubenlicht des Bergman - nes ſie erreicht. Durch dieſe Exploſion werden oft ganze Strecken der Bergwerke verſchuͤttet, die in der Tiefe arbeitenden Bergleute werden entweder durch die Exploſion ſelbſt verſtuͤmmelt oder getoͤd - tet, oder durch das Einſtuͤrzen der Zugaͤnge aller Huͤlfe beraubt. Dieſe immer haͤufiger werdenden Ungluͤcksfaͤlle veranlaßten den dringenden Wunſch, daß man dem Bergmanne, der eben ſo wenig die Lampe entbehren kann, als er Mittel beſitzt, den Ort, wo ſich ſchlagende Wetter geſammelt haben, voraus zu erkennen, eine mit der aͤußern Luft nicht in unmittelbarer Verbindung ſtehende Lampe zu verſchaffen im Stande ſei. Dieſe Abſperrung der brennenden Lampe von der aͤußern Luft ſchien große Schwierigkeit zu haben, da man die Lampe doch mit atmoſphaͤriſcher Luft unterhalten mußte, um ſie brennend zu erhalten, und jede Anordnung, die dieſe nur aus geſchloſſenen Gefaͤßen zufuͤhrte, mit zu großen Unbequemlich - keiten verbunden war. Die Wichtigkeit der Entdeckung einesIII. N194Sicherungsmittels gegen jene großen Gefahren bewog Davy, die Umſtaͤnde, unter denen die explodirenden Gas-Arten zur Ex - ploſion kommen, genau zu erforſchen, und er fand da, daß dieſe Exploſion nur erfolge, wenn ein hoher Grad von Erhitzung ſtatt findet. Vorzuͤglich erregte die Erfahrung, daß die Flamme unſerer Lampen durch ein Gewebe aus ſehr duͤnnen Metalldraͤthen nicht hindurch dringe, wenn die Oeffnungen klein ſind, ſeine Aufmerkſam - keit, und er bemerkte, daß bei ſehr feindraͤthigen und eng geweb - ten Drathnetzen dieſes Zuruͤckhalten der Flamme ſo vollkommen ſtatt fand, daß es ſelbſt durch das Gluͤhendwerden des Drathnetzes nicht aufgehoben ward. Da die brennbaren Daͤmpfe, der Rauch und die Miſchung brennbarer Luft-Arten, aus deren Entzuͤndung die Flamme entſteht, durch das Gewebe durchdringen und ſich ver - mittelſt einer hinzugebrachten Flamme entzuͤnden laſſen, obgleich ſie ſich durch die an der andern Seite des Gewebes brennende Flamme nicht entzuͤnden, ſo ſchloß Davy, daß die Hitze des duͤn - nen Drathes, ſelbſt im Gluͤhen, nicht ſo groß ſei, daß das Ent - zuͤnden der Luftmiſchung dadurch bewirkt werden koͤnne, daß die Abkuͤhlung es ſei, wodurch das Drathgewebe die Flamme zuruͤck - haͤlt. Auf dieſe Verſuche und auf die daraus hergeleitete Anſicht geſtuͤtzt, ließ er einen die Lampe ganz umſchließenden Cylinder von Drathgewebe verfertigen, ſo daß die aͤußere Luft durch die engen Oeffnungen des Gewebes zutreten, aber auf keinem andern Wege zur Flamme gelangen konnte; dieſe Lampe brachte er geradezu in eine Knallluft, und hatte das Vergnuͤgen zu ſehen, daß die Ex - ploſion ſich nicht bis auf die Luft außerhalb des Drathcylinders verbreitete. Bringt man naͤmlich dieſe Lampe zuerſt in eine nur mit wenigen brennbaren Luft-Arten gemiſchte Atmoſphaͤre, ſo vergroͤßert ſich bloß die Flamme; ſteigt die Menge der brennbaren Luft auf ein Zwoͤlftel des Raumes der Luft, ſo erfuͤllt ſich der ganze Drathcylinder mit einer blauen Flamme, worin die Lampenflamme mit hellerem Lichte fortbrennt; betraͤgt die brennbare Luft ein Fuͤnftel des Ganzen, ſo erfuͤllt ſich der ganze innere Raum des Drathcylinders mit ſtarkem Lichte; aber auf den umgebenden Raum dehnt ſich dieſe Entzuͤndung nicht aus. So war alſo die Entdeckung einer Sicherheitslampe fuͤr den Bergmann gemacht, indem auch er mitten in den ſchlagenden Wettern nur die Ent -195 zuͤndung derſelben im Innern ſeiner Lampe wahrnimmt, und ſelbſt wenn die Menge der brennbaren Luft noch mehr zunimmt, nur das als ſchlimmſten Fall zu fuͤrchten hat, daß die Luftmiſchung nicht mehr genug Sauerſtoff, um fortzubrennen, enthaͤlt, wo dann ſeine Lampe erliſcht.
Damit das Drathnetz den Zweck, die Flamme zuruͤckzuhalten, erfuͤlle, muß es mit vollkommener Sorgfalt gemacht und unter - halten ſein, damit nirgends eine groͤßere Oeffnung ſich finde; der Drath muß ſo fein ſein, daß er nur ungefaͤhr $$\frac{1}{40}$$ Zoll ſtark iſt; denn obgleich, wie Davy ſagt, auch ſtaͤrkerer Drath im Gluͤhen noch nicht die explodirenden Wetter zuͤndet, ſo iſt es doch ſicherer, einen duͤnnen Drath, der weniger Hitze abgeben kann, zu waͤhlen; vor allem aber muͤſſen die Maſchen ſo eng ſein, daß ſie nur $$\frac{1}{20}$$ Zoll Zwiſchenraum laſſen, damit nicht die in die Oeffnungen ein - dringende Flamme, in der Mitte zu wenig abgekuͤhlt, durch das Gewebe hindurch dringen kann. Dieſe Lampe hat unten ihr Oel - gefaͤß, das abgeſchraubt und mit Oel gefuͤllt werden kann; dann zuͤndet man die Lampe an und verſchließt durch das Aufſchrauben des Drathcylinders jeden andern Zutritt der aͤußern Luft. Fig. 38 ſtellt dieſe Lampe dar.
Die Erfahrung hat an zahlreichen Beiſpielen gezeigt, daß die Sicherung durch dieſe Davyſche Sicherheitslampe als vollkommen angeſehen werden kann, und ſie iſt daher auch außer England in Bergwerken, die durch ſchlagende Wetter Gefahren darbieten, ein - gefuͤhrt. Sie hat in Kohlenbergwerken, wo man Gegenden kannte, die nie ohne Gefahr beſucht werden konnten, wo der Bergmann kein andres Licht als die einzelnen Funken eines Feuer ſchlagenden Stahles hin bringen durfte, den entſchiedenſten Nutzen gewaͤhrt und iſt als eine der ſegenvollſten Erfindungen anerkannt worden. Nach Bleſſons Erfahrungen ſchuͤtzt ſie auch gegen die Entzuͤn - dungen des Schießpulverſtaubes, der in Pulvermuͤhlen die Luft erfuͤllt, und iſt daher da, wo man ſolche Raͤume im Dunkeln beſu - chen muß, anwendbar. Ebenſo kann ſie die ſo oft vorgekommenen Entzuͤndungen großer Maſſen ſpirituoͤſer Fluͤſſigkeiten, deren Daͤm - pfe ſo leicht die Entzuͤndung veranlaſſen, verhuͤten, wenn man ſich ſtatt der gewoͤhnlichen Lichter auch dort der Sicherheitslampe bedient.
N 2196Gegen Davy's Theorie, daß die Abkuͤhlung hier das Brennen hindere, hat man mancherlei Einwendungen gemacht, die mir aber doch nicht erheblich genug ſcheinen, um Davy's An - ſicht zu verlaſſen. Folgende zwei Einwendungen ſcheinen mir die bedeutendſten. Erſtlich, man koͤnne die Faͤlle, wo Lichter nach Davy's Meinung durch Abkuͤhlung erloͤſchen, nicht alle ſo erklaͤ - ren, weil ja oft ein ausgeblaſenes Licht ſich ſogleich von ſelbſt oder durch Anblaſen wieder entzuͤnde. Bekanntlich tritt das aber nur ein, wenn ein ziemlich großer gluͤhender Docht da iſt, welcher — ſo ſcheint es mir, — Hitze genug giebt, um die Sauerſtoffluft in dem Maaße zu zerſetzen, daß das neue Entflammen durch die erzeugte Hitze ſtatt finden kann; wird dieſes durch Anblaſen befoͤr - dert, ſo muß, glaube ich, dieſes Anblaſen milder als dasjenige ſein, wodurch man das Licht zum Erloͤſchen brachte. Zweitens, obgleich im gewoͤhnlichen Falle die Flamme nicht durch das Drath - netz dringe, ſo koͤnne dies doch geſchehen, wenn die brennenden Gas-Arten mit bedeutender Gewalt durch dieſe Oeffnungen her - vordringen. Dies beruht aber wohl darauf; daß beim Gluͤhen des Drathes, welches jenem Hindurchdringen der Flamme vorausgeht, die Abkuͤhlung der Luft-Arten bis unter die Entzuͤndungshitze einige Zeit fordert; dringt nun das brennende Gas mit keiner erheblichen Kraft hervor, (gewoͤhnlich dringt wohl eher das aͤußere hinein,) ſo vergeht Zeit genug, um die geringe, noͤthige Abkuͤhlung noch eintreten zu laſſen; wird es aber mit Gewalt durchgedraͤngt, ſo findet dieſe Abkuͤhlung nicht vollkommen ſtatt. Da dieſe Er - klaͤrungen mir ausreichend ſcheinen, und der Fall des mit Gewalt Hervordraͤngens aus dem Innern der Lampe nie ſtatt findet, alſo die practiſche Anwendbarkeit nicht von dieſem Einwurfe abhaͤngt; ſo will ich Sie hiermit und mit andern Meinungen uͤber die Ur - ſache dieſes Zuruͤckhaltens der Flamme, (die Draͤthe uͤbten eine abſtoßende Kraft auf die Flamme aus, die zum Beſtehen der Flamme noͤthigen Luftſtroͤmungen wuͤrden unterbrochen, u. ſ. w.) nicht unterhalten.
Die Flamme bietet uns durch ihre Faͤhigkeit, Waͤrme zu erre - gen, noch eine neue Reihe von Erſcheinungen dar. Bekanntlich197 wird die Lampenflamme angewandt, um kleine Koͤrper zu ſchmelzen, Glas in andre Formen zu bringen, indem man bei den Glasblaͤſer - Arbeiten durch Schmelzen und Blaſen bald an die Roͤhre eine Kugel anblaͤſt, bald Aenderungen der Form bewirkt u. ſ. w. Um dieſe Anwendungen der Flamme zu machen, bedient man ſich der Geblaͤſe, deren Zweck ein doppelter iſt, erſtlich die Hitze der Flamme auf einen Punct zu vereinigen, zweitens dieſe Hitze auch wirklich zu verſtaͤrken. Daß ſchon das erſtere beitrage, die Wirkung der Flamme zu verſtaͤrken, hat Rumford dadurch gezeigt, daß er eine Flamme vermittelſt eines Stromes kohlenſaurer Luft anblies, und auch da das Gluͤhen und Schmelzen des Glaſes bewirkte; indeß hat er gewiß Unrecht, wenn er bloß in dieſer Gewalt des Antreffens der Flamme und in dieſer Richtung auf einen beſtimm - ten Punct, und gar nicht in einer Vermehrung der Waͤrme - Entwickelung ſelbſt, den Grund der vor dem Loͤthrohre oder vor dem Geblaͤſe verſtaͤrkten Wirkung der Flamme ſucht. Daß viel - mehr die Wirkung der Flamme durch die Zufuͤhrung von Sauer - ſtoffgas noch mehr verſtaͤrkt wird, zeigt die Anwendung der Sauer - ſtoffgeblaͤſe, aus denen naͤmlich Sauerſtoff gegen die Weingeiſt - flamme getrieben wird, welche dann eine ſehr viel groͤßere Wirkung leiſtet.
Um dieſen Geblaͤſen eine, laͤngere Zeit dauernde, gleiche Staͤrke zu geben, gerieth Newmann auf den Gedanken, eine compri - mirte Luft anzuwenden und dieſe in einem ſehr duͤnnen Strahle auf die Weingeiſtflamme zu richten, welche dadurch gleichmaͤßiger als bei andern Geblaͤſen ihre Dienſte leiſtete. Aber dieſes Com - preſſionsgeblaͤſe fuͤhrte Newmann noch zu einer zweiten, wich - tigern Verbeſſerung, indem er Waſſerſtoffgas und Sauerſtoffgas, in dem Verhaͤltniß gemiſcht, welches zur Bildung des Waſſers noͤthig iſt, anwandte. Fruͤher ſchon hatte Hare eine große Ver - ſtaͤrkung der Hitze der Weingeiſtflamme dadurch erhalten, daß er aus zwei getrennten Gefaͤßen, durch zwei Roͤhren zugleich, die ſich in einem Muͤndungsſtuͤcke vereinigten, beide Gas-Arten zuſtroͤ - men ließ; er hatte mit dieſer Vorrichtung ſchwer ſchmelzbare Koͤr - per geſchmolzen und andre große Wirkungen hervorgebracht. Daß eine in dem zur Waſſerbildung angemeſſenen, genau richtigen Ver - haͤltniſſe gemiſchte Verbindung beider Luft-Arten dieſen Zweck198 noch vollſtaͤndiger erfuͤllen muͤſſe, ließ ſich erwarten; aber die An - wendung eines ſolchen Geblaͤſes ſchien auch großen Schwierigkeiten unterworfen zu ſein. Es iſt naͤmlich bekannt, daß zwar eine reine brennbare Luft, es ſei Waſſerſtoffgas oder Kohlen-Waſſerſtoffgas, wenn ſie aus einer Oeffnung hervordringt, ohne Gefahr angezuͤn - det werden kann, daß aber eine Miſchung dieſer Luft-Arten mit Sauerſtoffgas ſogleich eine gefaͤhrliche Exploſion hervorbringen wuͤrde, wenn man dieſe ebenſo behandeln wollte. Bei jenen Luft - Arten naͤmlich kann nur das in die atmoſphaͤriſche Luft hervorſtroͤ - mende Gas ſich entzuͤnden und eine Flamme bilden, ein Hinein - dringen der Flamme in den großen Gasbehaͤlter iſt unmoͤglich, weil ſie des Sauerſtoffs, der dort nicht vorhanden iſt, zum Fortbrennen bedarf; hier hingegen bietet jedes Theilchen im Innern des Gas - behaͤlters beide zum Verbrennen noͤthigen Stoffe dar; die an der Muͤndung angezuͤndete Flamme ergreift daher die ganze Miſchung, und das mit einer ſtarken Exploſion erfolgende Verbrennen des ganzen Luftvorrathes iſt ſchnell, ja augenblicklich, vollendet. Dieſe Miſchung heißt daher Knallgas und jenes Newmannſche Ge - blaͤſe ein Knallgasgeblaͤſe. Dieſe Gefahr zu entfernen, fand Newmann in Davy's Entdeckung, daß die Flamme nicht durch enge Oeffnungen dringe, ein, wenigſtens in den meiſten Faͤllen, ausreichendes Mittel. Er ließ naͤmlich aus einem langen Haarroͤhrchen die gemiſchte Luft hervordringen, und fand, daß dieſe dann, am ſicherſten wenn der Luftſtrom recht lebhaft ausfloß, nicht in den Gasbehaͤlter zuruͤckbrannte; und dieſes lebhafte Her - vordringen fand hier allemal ſtatt, da das Knallgas vermittelſt der Luftpumpe comprimirt wurde.
Die durch dieſen entzuͤndeten Luftſtrom bewirkte Hitze uͤber - trifft alles, was andre Geblaͤſe geleiſtet hatten, bei weitem, und zwar vorzuͤglich dann, wenn die Miſchung aus 2 Raumtheilen Waſſerſtoffgas und 1 Raumtheile Sauerſtoffgas beſtand, indem dann keine Luft-Art im Uebermaaß vorhanden iſt, und beide im Verbrennen voͤllig zu Waſſer vereinigt werden. In dieſer Hitze ſchmilzt Platin ſogleich, die fuͤr unſchmelzbar gehaltenen Erden ſchmelzen u. ſ. w. Clarke, der der erſte war, welcher Verſuche mit dieſem Geblaͤſe anſtellte, ſah den Strontian mit ſchoͤner Ame -199 thyſtfarbener Flamme verbrennen, Bergcryſtall, Feuerſtein, Ser - pentin wurden geſchmolzen, Gold verfluͤchtigt, u. ſ. w.
Clarke glaubte anfangs, die enge Roͤhre ſichere voͤllig gegen alle Gefahr; aber bald uͤberzeugten ihn die einige Mal eingetrete - nen Exploſionen vom Gegentheil, und er fand daher noͤthig, die Einrichtung etwas vorſichtiger zu machen. Dieſes geſchah theils dadurch, daß eine ſtarke Bretterwand den Experimentator von dem Gasgefaͤße trennte und nur die Muͤndung der Roͤhre diesſeits der Wand lag, theils dadurch, daß das comprimirte Gas nicht unmit - telbar zu der Muͤndungsroͤhre, wo ſie verbrannte, gelangte, ſon - dern vorher durch ein Gefaͤß mit Oel gehen mußte, in welchem es in getrennten Blaſen aufſtieg, die alſo die Entzuͤndung nicht bis zu dem Gasgefaͤße fortpflanzen koͤnnen. Fig. 39 ſtellt dieſe Ein - richtung vor. A iſt die Blaſe mit der Gasmiſchung, die durch die Roͤhre B dieſe zu der Verdichtungspumpe C fuͤhrt; von der Ver - dichtungspumpe, die am Ende D durch ein Ventil geſchloſſen iſt, geht die Roͤhre E bis auf den Boden des mit Oel gefuͤllten Kaſtens F, durch den es aufſteigt, und dann aus der Roͤhre G hervor - ſtroͤmt. Die Wand H, durch welche der Griff I des Pumpen - kolbens und die Roͤhrenmuͤndung G durchgeht, ſichert den Beob - achter gegen alle Unfaͤlle. Man hat eine viel einfachere Einrich - tung angegeben, wo die Blaſe A mit Gasmiſchung durch Gewichte B comprimirt wird, wie Fig. 40 zeigt, und dann aus der Roͤhre C dringt; aber um hier einen ſtaͤrkern Luftſtrom benutzen zu koͤn - nen, ſollte die Roͤhre C lang ſein und doch das mit Oel gefuͤllte Ge - faͤß nicht weggelaſſen werden. Die groͤßere Staͤrke des brennenden Luftſtromes iſt aber hier, ebenſo wie die richtigen Miſchungsver - haͤltniſſe, von großer Wichtigkeit.
Mit Huͤlfe dieſer Sicherung konnte Clarke es wagen, einen Luftſtrom von ½ Linie dick hervordringen zu laſſen, wodurch die Erfolge noch auffallender wurden. Dieſer ſtarke entzuͤndete Luft - ſtrom brachte Platin ſo zum Schmelzen, daß man eine halbe Unze fließend erhielt; Eiſen verbrannte unter einem hoͤchſt glaͤnzenden Funkenſpruͤhen, die am ſchwerſten zu reducirenden Metalle wurden in dieſer Hitze metalliſch dargeſtellt u. ſ. w.*)Gilb. Ann. LV. I. 40. LXII. 339. .
200Obgleich man aber ſich von einem ſolchen Geblaͤſe eine bedeu - tende Hitze verſprochen hatte, ſo hat man doch, als die Hitze ſo uͤber Erwartung groß wurde, gefragt, worin der Grund dieſer uͤberaus großen Wirkung liege. Gilbert ſucht ihn darin, daß das Waſſer - ſtoffgas ſelbſt, als ein in hohem Grade elaſtiſcher Koͤrper, ebenſo gut und noch mehr Waͤrme als das Sauerſtoffgas, bei der Zer - ſetzung giebt, und daß das comprimirte Gas mit ſo großer Ge - ſchwindigkeit hervordringt, alſo die Menge des zerſetzten Gaſes groß iſt, der geringen Dicke des Luftſtromes ungeachtet. Gewiß tragen beide Umſtaͤnde zur Verſtaͤrkung der Hitze bei, aber eine Haupturſache der Waͤrme iſt gewiß die, daß die beiden gemiſchten Luft-Arten einen in allen Theilen brennenden Feuerſtrom geben, der nicht bloß an der Oberflaͤche einen Feuermantel hat, wie die gewoͤhnlichen Flammen, und daß daher auch die Zerſetzung ſchneller und gewaltſamer fortgeht, als in irgend einem andern Falle.
Brewſter hat noch auf eine andre Erregungsweiſe ſehr großer Hitze aufmerkſam gemacht. Er befeſtigte uͤber der Flamme der bei der Gas-Erleuchtung angewandten Luft ein feines Drath - netz und ließ die Flamme unterhalb fortbrennen, entzuͤndete aber auch die durch das Drathnetz gedrungenen Lufttheile. Hier erhielt er nun eine ſehr ſchwach leuchtende, aber ſehr große Hitze gebende Flamme. Auch dieſe Flamme hat, wie Brewſter bemerkt, ihre Hitze daher, daß die Luft bei dem Durchgange durch das Drathnetz ſich mit atmoſphaͤriſcher Luft gemiſcht hat, und ſo ein Knallgas bildet, das nicht als duͤnner Lichtmantel einer Flamme, ſondern als vollkommener Feuerſtrom brennt. Um bequemer von der Ent - zuͤndung einer ſolchen Knallgasmiſchung Vortheil zu ziehen, ſchlaͤgt Brewſter folgende Einrichtung vor, die ſich ſogleich mit einem kleinen Gas-Erleuchtungs-Apparate verbinden laͤßt. Das zur Gas-Erleuchtung beſtimmte Gas ſteigt nicht allein (Fig. 41.) durch die Oeffnung M hervor, wo man es gewoͤhnlich ſogleich an - zuͤndet, ſondern es dringt zugleich, zugeleitet durch die Roͤhre abc df, aus vier Oeffnungen des hohlen Ringes f hervor. Die aus dieſen vier Oeffnungen dringende Luft wird angezuͤndet, und da die Flammen nun von dem aus M hervordringenden, aber ſchon mit atmoſphaͤriſcher Luft gemiſchten Gas angeblaſen werden, und dieſes exploſive Gas ſelbſt ſich entzuͤndet, ſo erhaͤlt man eine große201 Hitze. Die Haͤhne A, b, muͤſſen ſo regulirt werden, daß weder der Luftſtrom bei M durch zu heftigen Andrang die Flaͤmmchen ausblaͤſt, noch auch zu ſchwach fuͤr die Erlangung des Zweckes ſei. Auf den Ring g werden die zu erhitzenden Gegenſtaͤnde gelegt.
Bei andern Feuer-Erſcheinungen umſtaͤndlich zu verweilen, halte ich hier fuͤr weniger angemeſſen, da die meiſten zu viele Er - laͤuterungen aus der Chemie fordern wuͤrden. Im Allgemeinen iſt die Entzuͤndung der Erfolg einer ſtarken Verwandtſchaft zweier Koͤrper, bei deren Verbindung Waͤrme und Licht frei wird. Die Electricitaͤtslehre giebt noch einen tiefern Grund dieſer Verwandt - ſchaften an.
Nur bei einigen, ſchon in niedriger Temperatur eintretenden, Feuer-Erſcheinungen, die wir deshalb Selbſt-Entzuͤndungen, ent - ſtehend ohne hinzugebrachtes Feuer, nennen, will ich noch einen Augenblick verweilen. Eine ſolche bieten uns die jetzt ſo gewoͤhn - lichen Zuͤndhoͤlzchen dar, deren Spitze mit chlorſaurem Kali uͤber - zogen iſt. Wird dieſer Koͤrper in concentrirte Schwefelſaͤure ge - taucht, ſo geht die Verbindung mit ſo großer Heftigkeit vor, daß eine Entzuͤndung eintritt, die den am Zuͤndhoͤlzchen ſogleich uͤber jener Subſtanz angebrachten Schwefel mit entzuͤndet.
Aehnliche Erſcheinungen des Selbſt-Entzuͤndens zeigen die Pyrophore, welche die Eigenſchaft beſitzen, beim Zutritte der Luft ſich zu entzuͤnden. Der Hombergſche Pyrophor, der aus Kohle und aus dem mit Schwefel verbundenen Kalimetall beſteht, hat, wenn er gut bereitet iſt, die Eigenſchaft, die Waſſerdaͤmpfe aus der Luft ſchnell an ſich zu ziehen und das Waſſer zu zerſetzen, ſo wie das Kalimetall ſelbſt dieſe Eigenſchaft, wegen ſeiner ungemein ſtarken Verwandtſchaft zum Sauerſtoff, im hoͤchſten Grade beſitzt und wo es mit Waſſer zuſammen koͤmmt, es unter Entzuͤndung zerſetzt. Auch die Knallmetalle gehoͤren hieher. Dieſe gefaͤhrlichen Verbindungen explodiren bei geringer Erhoͤhung der Temperatur, und einige derſelben bringen daher ſchon bei der leiſeſten Reibung, ſelbſt wenn die Menge ſehr klein iſt, eine zerſtoͤrende Exploſion her - vor. Bei einigen derſelben wird dieſe Wirkung nach der Meinung202 der Chemiker durch die Zerſetzung des in ihnen enthaltenen Am - moniak hervorgebracht, deſſen Waſſerſtoff ſich mit dem Sauerſtoff des in der Verbindung enthaltenen Metall-Oxydes verbindet; in andern Faͤllen ſcheint eine eigne, der Cyanſaͤure den Beſtandtheilen nach faſt gleiche Saͤure, Knallſaͤure, die Erſcheinung zu bewirken.
Auch die uns im gemeinen Leben vorkommenden Koͤrper zei - gen nicht ſelten Selbſt-Entzuͤndungen. Nach mehreren Erfah - rungen iſt die fein zerriebene Kohle der Entzuͤndung ohne hinzuge - brachtes Feuer unterworfen, und Auberts Verſuche zeigen, daß dieſe durch die bekannte Faͤhigkeit der Kohle, auch wenn ſie nicht zerrieben iſt, Luft zu abſorbiren, hervorgebracht wird; dieſe Luft - Abſorption bewirkt in der fein zerriebenen Kohle, wenn dieſe in bedeutender Menge zuſammen iſt, eine bis auf 180° Cent. gehende Erhitzung und im Innern, etwa 5 bis 6 Zoll von der Oberflaͤche, eine Entzuͤndung, die ſich dann nach oben ausbreitet. Die bei dieſer Abſorption der Luft eintretende Zunahme des Gewichtes der Kohle ruͤhrt, nach Aubert, nicht bloß von dieſer Luft, ſondern auch von aufgenommenem Waſſer her. Wollene Zeuge, die mit Oel befeuchtet ſind und auf Stroh liegen, koͤnnen ſich, wenn die Sonnenhitze ſehr brennend iſt, ſo erhitzen, daß ſie ſich entzuͤnden*)Poggend. Ann. XX. 451. Gilb. Ann. LXIII. 426. 439. . Heuhaufen, die feucht zuſammen gebracht ſind, gerathen in eine Art von Zerſetzung, wobei das Heu ſchwarz wird, und erhitzen ſich ſehr gewoͤhnlich bis zum Dampfen, zuweilen auch bis zur wirk - lichen Entzuͤndung. Bei Haufen von Korn und bei manchen an - dern Koͤrpern findet etwas Aehnliches ſtatt.
Als eine Selbſt-Entzuͤndung von beſondrer Art muß ich noch die von Doͤbereiner entdeckte Eigenſchaft des Platins anfuͤhren. Wenn man das metalliſche Platin ſich ſehr fein zertheilt verſchafft, ſo wie man es bei der Zerſetzung des Platinſalmiaks durch Feuer erhaͤlt, ſo beſitzt dieſer Platinſchwamm die Eigenſchaft das uͤber ſeine Oberflaͤche hin ſtroͤmende Waſſerſtoffgas, unter dem Zutritt der atmoſphaͤriſchen Luft zu entzuͤnden. Doͤbereiner wurde203 durch eine Reihe von Verſuchen auf die Anſtellung dieſes Verſuchs geleitet, indem er bei einem Oxyde des Platins die Eigenſchaft, das Waſſerſtoffgas begierig anzuziehen, entdeckt hatte. Dieſes Ent - zuͤnden und das Ergluͤhen des Platins findet in reinem Waſſer - ſtoffgas nicht ſtatt, ſondern das aus einer Oeffnung hervordrin - gende Waſſerſtoffgas muß ſich mit atmoſphaͤriſcher Luft (oder mit Sauerſtoffgas) miſchen und ſo an der Oberflaͤche des Platins hin - ſtreichen. Eben dieſe Wirkung zeigen friſch abgefeilte Platinſpaͤne, die jedoch nicht lange wirkſam bleiben, aber durch Gluͤhen oder durch Beruͤhrung von Salpeterſaͤure oder Salzſaͤure (die durch Abtrocknen wieder weggeſchafft ſind,) ſtellt ſich die Wirkung wieder her. Platinblaͤttchen wirken nicht wenn ſie glatt ſind, wohl aber wenn ſie ſehr unregelmaͤßig faltig zuſammengedruͤckt ſind. Dieſes Metall hat in den angegebenen Zuſtaͤnden die Eigenſchaft, ſelbſt bei gewoͤhnlicher Temperatur, das Waſſerſtoffgas zu einer Verbindung mit Sauerſtoffgas zu veranlaſſen, und indem dieſe Verbindung, ſo ſchnell ſtatt findend, Waͤrme genug frei macht, ſo brennt das Waſſerſtoffgas und der Platinſchwamm wird gluͤhend. Nur we - nige andre Metalle (Palladium z. B.) beſitzen eben die Eigenſchaft, bei mehrern hingegen iſt ſie nicht in der gewoͤhnlichen Temperatur, wohl aber bei etwas hoͤhern Waͤrmegraden merklich. Man hat den erſten Urſprung dieſer Erſcheinung aus der ſtarken electriſchen Anziehung erklaͤrt, welche das Platin auf den Waſſerſtoff ausuͤbt, wodurch eine anfangende Erhitzung und, wegen der dadurch erhoͤh - ten Anziehung beider luftfoͤrmigen Stoffe auf einander, das Ver - brennen entſtehe; aber dieſe Erklaͤrung iſt doch nicht ganz genuͤgend.
Dieſe Eigenſchaft des Platins macht es brauchbar zu eudio - metriſchen Beſtimmungen; denn wenn man die zu pruͤfende Luft mit Waſſerſtoffgas miſcht, ſo bringt das hineingebrachte Platin eine Verbindung des vorhandenen Sauerſtoffgas mit dem Waſſer - ſtoffgas hervor und aus der Menge der zerſtoͤrten Luft ergiebt ſich, weil allemal zwei Volumentheile Waſſerſtoffgas ſich mit einem Vo - lumentheile Sauerſtoffgas verbinden, die Menge des vorhanden geweſenen Sauerſtoffgas.
Die bisher mitgetheilten Erfahrungen enthalten die wichtig - ſten Erſcheinungen, welche die Waͤrme uns zeigt, und ſie ſollten nun billig uns zu entſcheidenden Beſtimmungen uͤber die Natur der Grund-Urſache der Waͤrme fuͤhren. Wie weit wir aber von der Kenntniß dieſer noch entfernt ſind, das habe ich ſchon mehr - mals bemerkt, und muß auch hier dies Bekenntniß wiederholen. Die meiſten Erſcheinungen laſſen die Erklaͤrung zu, daß der Waͤrme - ſtoff ein fuͤr unſre Abwaͤgungen nicht merkbares Fluidum iſt, das ſeiner Elaſticitaͤt wegen ſich uͤberallhin, wo die Temperatur geringer iſt, ergießt. Vermoͤge ſeiner Elaſticitaͤt dehnt es die Koͤrper aus, und die ſchon erhitzten Koͤrper dehnen ſich bei gleichen Aenderungen der Temperatur mehr aus, als die minder erhitzten, weil die gegen - ſeitige Anziehung der Koͤrpertheilchen ſich der Ausdehnung weniger widerſetzt, wenn ſie weiter aus einander geruͤckt ſind. Findet der Waͤrmeſtoff einen Abfluß in einen kaͤltern Koͤrper, ſo vermindert ſich das Volumen des nun abkuͤhlenden Koͤrpers, weil die gegen - ſeitige Attraction der Koͤrpertheilchen dieſe wieder ungehindert naͤher an einander bringt. Sie haben geſehen, daß das Abmeſſen der Waͤrmemenge, die von einem Koͤrper zum andern uͤbergeht, das Abmeſſen der Waͤrme beim Schmelzen des Eiſes u. ſ. w., ſich ganz gut dieſen Anſichten angemeſſen zeigte; aber ich habe Ihnen auch nicht verhehlt, daß dieſe Anſicht — und ebenſo jede andre — nicht ohne Schwierigkeit iſt.
Und ſo wenig als wir hier zu einem Grade von Gewißheit gelangt ſind, eben ſo wenig koͤnnen wir uns deſſen in Beziehung auf den Zuſammenhang zwiſchen Licht und Waͤrme ruͤhmen. Licht und Waͤrme befolgen bei der Strahlung ſo ſehr uͤbereinſtim - mende Geſetze, aber ſind im Durchgange durch andre Koͤrper doch ſo ſehr verſchieden. Die Zuruͤckwerfung geſchieht faſt nach gleichen Geſetzen, aber bei dem Eindringen des Lichts in die undurchſichti - gen Koͤrper geht dieſes, ſo ſcheint es uns, ganz verloren, waͤhrend die Waͤrme hier gerade die bedeutendſte Wirkung zeigt. Beim Durchgange durch durchſichtige Koͤrper geht das Licht beinahe un - geſchwaͤcht durch, ſtatt daß die Waͤrme faſt ganz zum Erwaͤrmen des Koͤrpers verwandt wird. Da wo Licht und Waͤrme hervor -205 gebracht wird, gehen ſie gewoͤhnlich zugleich, aber nicht in verhaͤlt - nißmaͤßiger Menge hervor; die Lichtmenge ſcheint vermehrt zu werden, wenn die Entwickelung der Waͤrme ſchneller, gleichſam gedraͤngter, ſtatt findet, aber die Waͤrmemenge bleibt darum, wenn ſie auch in kuͤrzerer Zeit hervorgeht, unvermehrt. Man hat geſagt, die Waͤrme enthalte das Licht als Beſtandtheil, und werde bei ſehr lebhafter Entwickelung zerſetzt, ſo daß das Licht frei werde; — ich weiß nicht, ob dieſe Vorausſetzung viel weiter fuͤhrt.
Doch es iſt paſſender, dieſe theoretiſchen Fragen, zu deren Beantwortung noch kein ſicherer Weg eroͤffnet zu ſein ſcheint, in - dem auch eine Undulationstheorie hier ſchwerlich zum Ziele fuͤhrt, zu verlaſſen, und an den Dank gegen unſre Vorgaͤnger und unſre Zeitgenoſſen fuͤr die umfaſſende Kenntniß der Erſcheinungen, welche ſie uns verſchafft haben, das Bekenntniß zu knuͤpfen, daß die letzte Urſache dieſer Erſcheinungen uns noch verborgen iſt
Die Unterſuchungen uͤber die Electricitaͤt, m. h. H., mit welchen ich Sie jetzt zu unterhalten anfange, gehoͤren ganz der neuren Zeit an, und gewaͤhren uns, da wir ihre Entwickelung vom erſten Anfange an vor uns haben, dadurch eine eigenthuͤm - liche Belehrung, daß ſie uns zeigen, wie ſich, ſobald man nur anfaͤngt zu fragen und zu beobachten, eine Frage nach der andern beantwortet, und ſich ſo ein Syſtem entwickelt, das uns zuletzt um ſo mehr mit Bewunderung und Freude erfuͤllt, je geringer und unbedeutender es in ſeinem erſten Anfange erſchien. In keinem Zweige der Phyſik hat ſich die Kunſt, zu errathen, welche Erſchei - nungen ſich an die ſchon bekannten anknuͤpfen moͤgen, die Kunſt, durch geſchickte Anordnung von Verſuchen den Grund der Erſchei - nungen zu erforſchen und die Wahrheit der Hypotheſen zu pruͤfen, glaͤnzender gezeigt, als in der Lehre von der Electricitaͤt, wo nicht206 ſelten ein einziger neuer Verſuch die Grundlage einer ganzen Reihe uͤberraſchender und durch wohlgeordnete Verſuche beſtaͤtigter Kennt - niſſe wurde.
Zwar hat man ſchon in den aͤlteſten Zeiten einige Erſchei - nungen bemerkt, die wir jetzt als der Electricitaͤt angehoͤrend ken - nen, aber ſie ſtanden ſo einzeln da und erſchienen als ſo ganz gering - fuͤgig, daß ſie kaum einige Aufmerkſamkeit erregten. Der Bern - ſtein (electrum) vorzuͤglich war es, von dem man wußte, daß er durch Reibung die Eigenſchaft erlange, leichte Koͤrper anzuziehen, und dieſe Erfahrung hat daher ſpaͤter Anlaß gegeben, die Kraft, die dabei wirkſam iſt, Electricitaͤt, alſo eigentlich Kraft des Bernſteins, zu nennen. Lange Zeit ſcheint es kaum jemand der Muͤhe werth gefunden zu haben, außer dem Bernſtein noch andre Koͤrper aufzuſuchen, welche aͤhnliche Eigenſchaften beſitzen, und in der That konnte auch dieſe ſchwache Anziehung nicht die Vermu - thung erregen, daß wir es hier mit einer Kraft zu thun haben, deren Gewalt ſich uns im Gewitter in ihrer furchtbaren Staͤrke zeigt, und deren Wirkungen uͤberall von der groͤßten Wichtigkeit ſind; daher ſind bis zu Ende des 16ten Jahrhunderts außer Bern - ſtein und Agat (und vielleicht dem Turmalin) keine oder ſehr we - nige Koͤrper bekannt geweſen, welche eine ſolche beſondre Anziehung ausuͤben. Erſt Gilbert, der gerade im Jahre 1600 ſein Buch uͤber den Magnet bekannt machte, war durch die vom Magnet auf Eiſen ausgeuͤbte Anziehungskraft darauf geleitet, auch die Anzie - hungen, denen er ſchon den Namen electriſcher Wirkungen beilegt, naͤher zu unterſuchen. Er fand, daß es viele Koͤrper gebe, die jene Eigenſchaft, durch Reibung anziehend zu werden, beſitzen, nament - lich mehrere Edelſteine, Schwefel, Glas und die harzigen Koͤrper. Er uͤberzeugte ſich, daß ſie ihre Anziehungskraft auf alle leichten Koͤrper wirkſam zeigten, daß aber dieſe Wirkung bei trockner Luft lebhafter hervortrete und durch Feuchtigkeit gehindert werde.
Aber obgleich dies ein recht bedeutender Fortſchritt in der Kenntniß der electriſchen Koͤrper und ihrer Wirkungs-Art war,207 ſo dauerte es doch noch wieder faſt ein Jahrhundert, bis neue Erweiterungen dieſer Lehre entdeckt wurden. Erſt im letzten Drittel des ſiebzehnten Jahrhunderts ſtellte Guericke und faſt zu eben der Zeit Boyle eine neue Reihe von Verſuchen an. Der erſtere bediente ſich einer Schwefelkugel, die er in einem glaͤſernen Gefaͤße gegoſſen und mit einer Axe und Handgriff zum Drehen verſehen hatte, um durch Reiben mit der Hand ſie electriſch zu machen. Er bemerkte, daß dieſer electriſch gemachte Koͤrper nicht allein alle leichten Koͤrper an ſich zog, und ſelbſt Waſſertropfen in ſeiner Naͤhe gegen ſich zu ausgedehnter machte, ſondern daß auch eine Abſtoßung ſtatt fand, daß naͤmlich der einmal angezogene Koͤrper ſich nun von dem electriſchen Koͤrper entfernte und erſt dann zum zwei - ten Male angezogen wurde, wenn er einen andern Koͤrper beruͤhrt hatte. Das letztere zeigte Guericke an Federchen, die in der Luft ſchwebend, nach einmaliger Beruͤhrung der electriſchen Kugel vor dieſer flohen, wenn man die Kugel ihnen naͤherte. Guericke bemerkte, daß dieſe Federchen ſelbſt wieder faͤhig waren, andre Koͤrper anzuziehen, daß ſie alſo ſelbſt electriſch geworden waren oder Electricitaͤt durch Mittheilung von dem geriebenen Koͤrper erhalten und aufgenommen hatten. Eine Flaumfeder breitete ſich aus, ſo daß die einzelnen Theile abſtoßend auf einander wirkten; dagegen ward ſie vom Finger angezogen oder uͤbte vielmehr ſelbſt dieſe an - ziehende Kraft aus, und wenn ſie den Finger beruͤhrt hatte, ſo war ſie wieder faͤhig von der electriſchen Kugel angezogen zu werden. Einige andere Erfahrungen, die Guericke ſich noch nicht erklaͤ - ren konnte, uͤbergehe ich hier; aber die Erfahrung, daß der gerie - bene Schwefel im Dunkeln leuchte, alſo ein electriſches Licht ent - ſtehe, kann ich doch nicht unerwaͤhnt laſſen.
Boyle ſtellte aͤhnliche Verſuche, aber unvollkommner, an, und Wall bemerkte, daß das electriſche Licht des Bernſteins mit einem Kniſtern begleitet war. — Newton ſcheint zuerſt bemerkt zu haben, daß die untere Seite einer Glasſcheibe die Wirkungen der Electricitaͤt zeigte, wenn man die obere gerieben hatte, und auch dieſe Bemerkung iſt fuͤr jenen Zuſtand der Kenntniſſe keine ganz unerhebliche. Daß Wollenzeug zum Reiben des Glaſes beſſer als Leinen ſei, daß es alſo einen Unterſchied der Wirkſamkeit des Reibe - zeuges gebe, gehoͤrt auch zu den kleinen Entdeckungen Newtons.
208Die wichtigen Entdeckungen andrer Art, zu denen New - tons Unterſuchungen uͤber das Licht und uͤber die Bewegung der Himmelskoͤrper Anlaß geben, moͤgen die Urſache geweſen ſein, daß man die electriſchen Unterſuchungen in den naͤchſten 30 Jahren wenig weiter brachte; denn erſt 1709 trat Hawksbee mit neuen Verſuchen auf, unter denen die uͤber das electriſche Licht im luft - leeren Raume, die ich ſpaͤter erzaͤhlen werde, die wichtigſten ſind. Ueber das Anziehen und Abſtoßen ſtellte er manche neue Verſuche an. Er bediente ſich des Glaſes als eines leicht und ſtark electriſch werdenden Koͤrpers, und nach ihm hat man faſt immer nur Glas - kugeln, Glasroͤhren, Glasſcheiben, als die zu dieſem Zwecke taug - lichſten Koͤrper angewandt. Er bemerkte, daß ſeitwaͤrts haͤngende Faͤden alle gegen den Mittelpunct der geriebenen Kugel angezogen wurden, daß ſie dagegen nach allen Richtungen aus einander gin - gen, wenn ſie ſelbſt mit der electriſirten Kugel oder ihrer Axe ver - bunden waren; ferner daß Faͤden innerhalb einer Glaskugel in Bewegung geriethen, wenn eine andere electriſirte Glaskugel in die Naͤhe gebracht wurde. Er bemuͤhete ſich, auch Metalle durch Reibung electriſch zu machen; aber dieſes gelang ihm nicht, aus Gruͤnden, worauf wir ſogleich zuruͤckkommen.
Die durch dieſe Erfahrungen ſchon klar angedeutete Mitthei - lung der Electricitaͤt wurde erſt 1728 von Grey genauer unter - ſucht, und Grey gelangte dadurch zu ganz neuen Aufſchluͤſſen. Er bediente ſich zu ſeinen Verſuchen einer Glasroͤhre, die an beiden Enden mit Korkſtoͤpſeln geſchloſſen war und die er durch Reiben electriſch machte; und hier bemerkte er, daß leichte Koͤrper nicht allein vom Glaſe, ſondern auch von dem Kork angezogen und dann wieder abgeſtoßen wurden, daß alſo dieſer ebenſo gut als die geriebene Roͤhre ſelbſt die electriſchen Wirkungen ausuͤbte. Um dieſe Mittheilung weiter zu verſuchen, ſteckte er ein laͤngeres Staͤb - chen mit einer Kugel in den Kork, und auch dieſe zeigte eben die Wirkungen.
Dieſe deutlichen Spuren einer Fortleitung der Electricitaͤt, einer Mittheilung auch an entferntere Koͤrper veranlaßten Grey noch weiter zu gehen, eine laͤngere Schnur an jenen Kork zu befeſtigen und eine damit verbundene Kugel, 26 Fuß tief herab -209 haͤngend, in die Naͤhe leichter Koͤrper zu bringen, waͤhrend die Roͤhre electriſch gemacht wurde, um zu ſehen, ob auch dieſe Kugel ſich electriſch zeige. Der Verſuch gelang, ſo wie alle ſchon fruͤher fuͤr kleinere Entfernungen angeſtellten Verſuche, und die anziehende Kraft der Electricitaͤt war alſo hier bis auf ſo bedeutende Entfer - nungen durch eine haͤnfene Schnur mitgetheilt oder fortgeleitet worden. Grey erkannte vollkommen die Wichtigkeit dieſer neuen Entdeckung, und wuͤnſchte nun, auch in horizontaler Richtung die Fortleitung zu verſuchen; da aber ein Faden oder ein Seil ſich durch bedeutende horizontale Entfernungen nicht ohne Unterſtuͤtzung fort - fuͤhren laͤßt, und ihm ſehr wohl einleuchtete, daß die Electricitaͤt ſich vermittelſt einer ſolchen Unterſtuͤtzung auch den andern Koͤrpern mittheilen moͤchte, ſo ſuchte er dieſem Nachtheile dadurch abzuhelfen, daß er eine duͤnne und zwar eine ſeidene Schnur waͤhlte, um damit die horizontal fortgefuͤhrte haͤnfene Schnur zu unterſtuͤtzen. Wirklich gelang ſo die Fortleitung der Electricitaͤt bis zu mehr als 100 Fuß Entfernung; aber als Grey, da die Seide brach, einen feinen Metalldrath anwandte, war die Fortleitung nach der Rich - tung, wo man die Wirkungen der Electricitaͤt zu erhalten wuͤnſchte, nicht mehr moͤglich, ſondern der Metalldrath zeigte ſich, ſeiner Feinheit ungeachtet, ſelbſt als Leiter der Electricitaͤt, ſtatt daß Seide nun als ein Nichtleiter erkannt, und ſo der wichtige Unterſchied zwiſchen Koͤrpern, welche die Electricitaͤt leiten, und welche ſie nicht leiten, deutlich bewieſen wurde.
Die Leitungsverſuche wurden von Grey noch weiter fort - geſetzt, indem er Schnuͤre, die Leiter waren, bis zu mehr als 700 Fuß fortfuͤhrte, und wenn ſie durch Seide von der Verbindung mit andern, ſeitwaͤrts ableitenden, Koͤrpern getrennt waren, auch in dieſen Entfernungen Wirkungen der Electricitaͤt erhielt. Die Unterſuchung, welche Koͤrper leiteten oder nicht leiteten, lehrte bald Harze, Glas, Seide, als Nichtleiter, Metalle, feuchtes Holz, haͤn - fene Seile, als Leiter kennen.
Ich breche hier die hiſtoriſchen Nachrichten ab, da es jetzt noͤthig wird, bei jedem Gegenſtande ausfuͤhrlich zu verweilen, und da die bis zu Grey's Verſuchen im Jahre 1729 ſo langſam fortſchreitenden Kenntniſſe nun in Beziehung auf mehrere Theile der Electricitaͤtslehre erweitert wurden; indeß werde ich gelegentlichIII. O210wieder auf die Geſchichte der weitern Fortbildung der einzelnen Zweige unſerer Kenntniſſe von der Electricitaͤt zuruͤckkommen. Die Entdeckung, daß einige Koͤrper der Electricitaͤt keinen leichten Durchgang geſtatten, iſt in mehr als einer Hinſicht wichtig. Sie ſetzt uns in Stand, die Koͤrper, die wir durch Mittheilung electri - ſiren wollen, gegen den Verluſt der Electricitaͤt zu ſichern, indem wir ſie iſoliren, das iſt, ſie durch Nichtleiter, am liebſten durch Glasfuͤße oder durch Unterlagen von harzigen Koͤrpern, oder durch Aufhaͤngen an Seide, von andern Koͤrpern, auf welche die Electri - citaͤt uͤbergehen koͤnnte, trennen. Sie lehrt uns den Grund des Mißlingens der electriſchen Verſuche bei feuchtem Wetter kennen, indem wir nun einſehen, daß nur die trockene Luft ein guter Richt - leiter der Electricitaͤt iſt, ſtatt daß feuchte Luft eine Ableitung geſtattet. Sie erklaͤrt manche einzelne Verſuche, und bei dieſer Erklaͤrung muß ich etwas laͤnger verweilen.
Man pflegt, um das Anziehen und Abſtoßen der Koͤrper bei dem Electriſiren zu zeigen, leichte Kugeln, gewoͤhnlich von Hol - lundermark, an Faͤden aufzuhaͤngen. Reibt man nun eine Glas - roͤhre und naͤhert ſie jenen Koͤrpern, ſo iſt die erſte Wirkung, daß ſie von dem electriſirten Koͤrper angezogen werden, bei allen gleich, die Faden moͤgen leitend oder iſolirend ſein. Aber wenn unter jenen Kugeln einige an ſeidenen Faͤden haͤngen, andre an leinenen oder an duͤnnen Metallfaͤden, und wenn die letztern durch Metalle oder auch nur durch Holz oder Stein mit groͤßern Koͤrpern in Ver - bindung ſtehen; ſo findet man, daß die erſtern, nachdem ſie von der Glasroͤhre Electricitaͤt erhalten haben, abgeſtoßen werden, waͤh - rend die durch Leiter mit andern Koͤrpern in Verbindung ſtehenden kleinen Kugeln immerfort angezogen werden. Jene an Seide haͤngenden Kuͤgelchen behalten, weil die Seide ein Nichtleiter iſt, die ihnen mitgetheilte Electricitaͤt, und zeigen uns, daß die ſchon mit Electricitaͤt geladenen Koͤrper von dem Koͤrper, welcher ihnen Electricitaͤt ertheilte, abgeſtoßen werden; die durch Leitung mit andern Koͤrpern in Verbindung ſtehenden Kugeln verlieren in jedem Augenblicke die erlangte Electricitaͤt und werden daher im - mer auf's neue von dem electriſirten Glaſe angezogen. Die iſolir - ten Kugeln, ſie moͤgen an Seidenfaͤden haͤngen oder durch einen Glasſtab, an welchem der Faden befeſtigt iſt, von andern Koͤrpern211 getrennt ſein, kehren, wenn ſie einen andern Koͤrper beruͤhrt und an ihn ihre Electricitaͤt abgeſetzt haben, zu der electriſirten Glas - roͤhre zuruͤck, um ſich neue Electricitaͤt zu holen, und wiederholen oft dieſes Hin - und Zuruͤckgehen. Schon bei den gewoͤhnlichſten Verſuchen mit geriebenem Siegellack oder geriebenem Glaſe bemer - ken wir dies, indem kleine Papierſtuͤckchen abwechſelnd herankom - men und wieder zu einem leitenden Koͤrper zuruͤckgehen, ſo daß ſie, wenn die Electricitaͤt ſtark und dauernd genug iſt, ihren Tanz, am beſten zwiſchen einem breiten Leiter der unter einem horizontalen, gleichfalls breiten, electriſirten Koͤrper gehalten wird, lange fort - ſetzen.
Das electriſche Glockenſpiel, wo eine metallene Glocke, iſolirt gehalten, electriſirt wird, andre mit Ableitung verſehene metallene Glocken in der Naͤhe jener ſtehen, und Metallkugeln an ſeidenen Faͤden zwiſchen jener und dieſen haͤngen, gehoͤrt auch hierher. Die Metallkugeln, die an ſeidenen Faͤden haͤngen, werden von der electriſirten Glocke angezogen und dann zu den nahe ſtehenden Glocken abgeſtoßen, kehren aber, ſobald ſie ihre Electricitaͤt an dieſe uͤbertragen haben, zu der erſten zuruͤck, und ſetzen ihr Gelaͤute ſo lange fort, als der mittleren Kugel Electricitaͤt ertheilt wird.
Um die Electriſirung eines leitenden aber iſolirt aufgeſtellten Koͤrpers wahrzunehmen, pflegt man zwei Kugeln an leinenen Faͤden, oder zwei Strohhaͤlmchen an dieſem Koͤrper ſelbſt neben einander aufzuhaͤngen. Sobald der Koͤrper electriſirt wird, erhalten auch dieſe angehaͤngten Koͤrper Electricitaͤt, und ihr Auseinandergehen, weil ſie ſich abſtoßen, zeigt, daß jener Leiter electriſirt iſt. Bedient man ſich eines langen metallenen Leiters, der auf Glas ruht, und nirgends Spitzen darbietet, (denn dieſe geben Ableitung); ſo gehen die Strohhalme, ſelbſt am entfernteſten Ende des Leiters, in dem - ſelben Augenblicke aus einander, da man ihn mit dem electriſir - ten Koͤrper irgendwo beruͤhrt. Sind die Glasfuͤße vollkommen trocken, iſt auch die Luft trocken und alle Ableitung vermieden, ſo bleibt dieſer Leiter lange in ſeinem electriſchen Zuſtande, und verliert die Electricitaͤt nur dadurch nach und nach, weil die Luft, ſelbſt wenn ſie trocken iſt, doch nicht ganz nichtleitend iſt. Bei feuchter Luft verliert der iſolirte Leiter viel ſchneller ſeine Electri -O2212citaͤt. Allemal aber wenn man ihn mit einem metalliſchen Leiter auch nur aufs mindeſte beruͤhrt, iſt die Electricitaͤt ſogleich gaͤnz - lich abgeleitet.
Die Leitungsfaͤhigkeit der Koͤrper iſt ſehr verſchieden. Die Metalle gehoͤren alle zu den beſten Leitern, aber wir werden ſpaͤter doch auch unter ihnen Grade der beſſern Leitung beſtimmen lernen. Kohle iſt ein faſt ebenſo guter Leiter als die Metalle. Erze ſind gleichfalls leitend und manche Steine ſind es, weil ſie faſt nie ohne einige Feuchtigkeit ſind; Holz und andre Koͤrper, die irgend etwas von Feuchtigkeit aufnehmen, leiten deſto mehr, je feuchter ſie ſind; Pflanzen und die meiſten Theile der thieriſchen Koͤrper, auch die Knochen, ſind Leiter. Dagegen ſind alle Glas-Arten Nichtleiter oder Iſolatoren. Alle harten Steine, ferner Phosphor, Schwefel, alle harzigen Koͤrper, voͤllig trockene Salze, ſind Nichtleiter. Die Hoͤlzer und die weichern Stein-Arten iſoliren deſto beſſer, je mehr ihnen alle Feuchtigkeit entzogen iſt. Seide, Federn, trockene Haare und Pelz ſind Richtleiter. Das Waſſer iſt ein Leiter, vorzuͤglich wird die Electricitaͤt an ſeiner Oberflaͤche gut fortgeleitet; fette Oele dagegen iſoliren vollkommen. Die trockene Luft iſt ein Nichtleiter und dadurch entſteht die Moͤglichkeit, die Electricitaͤt anzuhaͤufen, die gaͤnzlich fehlen wuͤrde, wenn die, alle Koͤrper um - gebende, Luft ein guter Leiter waͤre; in ſehr feuchter Luft iſt es wirklich kaum moͤglich, Electricitaͤt merkbar zu machen. Uebrigens aͤndert ſich die Leitung bei verſchiedenem Zuſtande der Koͤrper, ſchmelzendes Harz wird leitend und ſehr heißes Glas gleichfalls. Bei Koͤrpern, die nur ſchwach leiten, wird es merklich, daß ſie bei groͤßerer Laͤnge und bei geringerer Dicke die Ableitung mehr hin - dern. Daher darf man die Glasfuͤße, auf welchen der zu iſolirende Koͤrper ruht, nicht zu kurz machen; auch duͤrfen dieſer Unter - ſtuͤtzungen nicht zu viele ſein, weil doch jede in einigem Grade Electricitaͤt entweichen laͤßt. Wir werden bald Mittel finden, die Vortheile, die hier der eine oder der andre Koͤrper gewaͤhrt, noch genauer anzugeben.
Man glaubte ehemals diejenigen Koͤrper als idio-electriſche, als faͤhig ſelbſt electriſch gemacht zu werden, anſehen zu duͤrfen,213 die durch Reiben dieſe Eigenſchaft erhalten; aber bei naͤherer Unterſuchung zeigt es ſich, daß alle Koͤrper durch Reiben electriſch werden. Es iſt naͤmlich einleuchtend, daß ein Metall, welches ich in die Hand nehme, beim Reiben keine Electricitaͤt zeigen kann, weil die erregte Electricitaͤt ſogleich der Hand zu geleitet wird, und ſo ſich der Erde und allen umgebenden Koͤrpern mittheilt.
Um zu entſcheiden, ob auch Metalle durch Reibung electriſch werden, muß man ſie mit einem Handgriffe von Glas oder Harz verſehen, oder da, wo man ſie mit der Hand haͤlt, die Leitung zur Hand hinuͤber durch Seide unterbrechen, und es findet ſich, daß auch die Metalle dann durch Reibung electriſch werden. Der ganze Unterſchied liegt alſo nur in der Leitung. Das Glas wird nur an den Stellen electriſch, wo man durch Reiben die Electri - citaͤt hervorruft, und ſelbſt eine ganz nahe an jenen Puncten ſtatt findende Beruͤhrung leitet die Electricitaͤt nicht ab; ein geriebenes Metall dagegen zeigt ſich, wenn es ſorgfaͤltig iſolirt gehalten wird, an ſeiner ganzen Oberflaͤche electriſirt, verliert aber auch jede Spur von Electricitaͤt, ſobald man es nur im geringſten beruͤhrt. Am Glaſe, am geriebenen Siegellack und aͤhnlichen Koͤrpern kann man zahlreiche Puncte der Oberflaͤche durch Beruͤhrung der Electricitaͤt berauben, und dennoch zeigen ſich dieſe Koͤrper noch electriſch, weil noch unberuͤhrte Puncte uͤbrig bleiben; es iſt daher ſchwer, ein electriſirtes Glas durch viele Beruͤhrung ſo gaͤnzlich von aller Elec - tricitaͤt zu befreien, daß es keine Spur von Wirkung mehr zeige, und erſt nach laͤngerer Zeit oder durch die umgebende feuchte Luft oder durch ein Anhauchen findet endlich das Aufheben aller electri - ſchen Wirkung ſtatt.
Schon dieſe wenigen Kenntniſſe ſetzen uns in Stand, Mittel zu Abmeſſung der Electricitaͤt zu finden, indem die Anziehungs - kraft, welche ein electriſirter Koͤrper gegen einen unelectriſirten aus - uͤbt, und die Abſtoßungskraft, mit welcher zwei aus derſelben Quelle mit Electricitaͤt geladene Koͤrper auf einander wirken, uns als Maaß fuͤr die Staͤrke der Electricitaͤt dienen. Indeß ſehr oft iſt es uns nicht um ein genaues Maaß dieſer Kraft, ſondern nur um ein Kenntlichmachen einer ſtaͤrkern oder ſchwaͤchern Electricitaͤt214 zu thun, und hiezu dienen unſre gewoͤhnlichen Electrometer, die daher eigentlich nur Electroſcope, Electricitaͤtszeiger, heißen ſollten, nicht Electricitaͤtsmeſſer. Um die Electricitaͤt eines iſolirten Lei - ters kenntlich zu machen, haͤngt man ſehr oft nur zwei Hollunder - markkugeln an leitenden Faͤden an ihm auf, und da dieſe, weil ſie mit dem Leiter zugleich electriſch werden, ſich einander abſtoßen, ſo giebt ihre Divergenz, ihr Auseinandergehen, eine Andeutung von der Ladung des Leiters, und man erkennt das Zunehmen der La - dung an einer ſtaͤrkern Divergenz der Faͤden. Statt dieſer Faͤden haͤngt man bei ſehr ſchwachen Ladungen zwei Goldblaͤttchen ſo neben einander, daß ſie ſich mit ihren breiten Flaͤchen beruͤhren; ihr Aus - einandergehen iſt ſchon bei ſehr geringen Ladungen erheblich genug, um die Ladung zu zeigen. Man bringt zu Erkennung ſchwacher La - dungen dieſe Goldblaͤttchen oder auch ſehr leichte Kugeln oder Stroh - haͤlmchen ſehr gewoͤhnlich innerhalb des Glascylinders ABCD (Fig. 42.) an, wo dann der metallene Boden AB durch den Leiter FG mit den Blaͤttchen oder Faͤden E, E, in Verbindung ſteht, das Glas ABDC aber zur Iſolirung und zum Schutze gegen Luftzug dient; bei F wird der zu pruͤfende electriſirte Koͤrper mit dem Electroſcop in Verbindung geſetzt. Wenn ſolche Faͤden oder Strohhalme an dem Leiter ſelbſt an mehreren verſchiedenen Puncten angebracht werden, ſo gehen ſie alle zugleich aus einander, wenn man an irgend einem Puncte des Leiters dieſem Electricitaͤt mittheilt, und dieſes ſelbſt dann wenn der Leiter ſehr erheblich lang iſt, nur ver - ſteht es ſich, daß der Leiter iſolirt ſein muß, und uͤberdieß muß er nirgends Spitzen oder allzu duͤnne auslaufende Theile darbieten, indem dieſe, aus Gruͤnden, die ich erſt ſpaͤter anfuͤhren werde, die Electricitaͤt ableiten.
Iſt die Electricitaͤt ſtark, ſo bedient man ſich ſchwerer Koͤrper; eine Kugel A (Fig. 43.) die durch einen Metalldrath BA mit dem Fuße CD in Verbindung ſteht, wird von der Kugel E abge - ſtoßen, und der hinter beiden Kugeln A, E, angebrachte Quadrant zeigt den Grad der Abſtoßung und dadurch eine Vergleichung der mehrern oder mindern Staͤrke der Electricitaͤt; bei ſehr ſtarken Ladungen kann man dieſen Kugeln eine bedeutendere Groͤße geben, immer aber muß auch an dem Electroſcop jede Art von Spitzen vermieden ſein, damit die Electricitaͤt nicht ausſtroͤme. Dieſes215 Electroſcop wird mit ſeinem leitenden Fuße DC auf dem Leiter befeſtigt, welchen man unterſuchen will. Eben den Zweck erfuͤllen die Fig. 44. dargeſtellten zwei Electrometer, von denen ich bald Gebrauch machen werde. Sie beſtehen, beide ganz gleich, aus einem Leiter CBDE, der ſich in E, C, in Kugeln endigt, und auch bei D, F, hinreichend abgerundet iſt, um kein Ausſtroͤmen der Electricitaͤt bei den maͤßigen Ladungen, wozu man ſie nur an - wenden kann, zu geſtatten. Der Fuß AB iſt von Glas und mit Lack uͤberzogen, um alle Ableitung zu hindern. Neben DE befindet ſich ein Strohhalm GH, der in ſeiner Mitte F auf einer Axe aufliegt, die ihm geſtattet, mit Leichtigkeit von DE zuruͤckzu - weichen, und der Gradbogen HI zeigt, wie viel er ſich in jedem Falle entfernt. Der Strohhalm iſt beinahe im Gleichgewichte, jedoch ſo daß er mit einem geringen Uebergewichte zur verticalen Stellung gelangt; da er nun durch die leitende Axe F mit dem Leiter CDE verbunden iſt, ſo wird er abgeſtoßen, ſobald man dieſem Leiter kleine Ladungen von Electricitaͤt ertheilt, und wenn gleich die Grade, die man an dem Gradbogen HI ablieſt, nicht eigentlich Grade der Electricitaͤt ſind, ſo irrt man doch nicht ſo gar ſehr, wenn man eine Electricitaͤt, die 40° Abſtoßung bewirkt, fuͤr doppelt ſo ſtark als die, welche 20° bewirkt, anſieht. Hat man zwei ſolche Electrometer, die bei ganz gleichen Abmeſſungen auch ſo abgeglichene Strohhalme haben, daß ſie bei gleicher Electricitaͤt auch gleiche Grade zeigen, ſo ſind dieſe uͤbereinſtimmenden Electro - meter zu manchen Zwecken brauchbar. Um ſich von dieſer Gleich - heit zu uͤberzeugen, bringt man beide Leiter CD, ed, bei C, c, in Beruͤhrung, und ſieht, ob dann die Strohhalme gleiche Grade zeigen, welches man durch kleine Correctionen bewirken kann, wenn es nicht ſtatt findet. Daß aber die Bogengrade ziemlich nahe fuͤr Grade der electriſchen Ladung gelten koͤnnen, ſo nahe als es die hier nur beabſichtigten Verſuche fordern, davon uͤberzeugt man ſich auf folgende Weiſe. Man giebt dem einen Electrometer, wenn es mit dem andern noch nicht in Beruͤhrung iſt, eine Ladung, die den Strohhalm zum Beiſpiel auf 40° bringt; man ruͤckt nun das andre noch ungeladene Electrometer hinan, damit bei Cc eine Mittheilung, ohne weitere Ableitung, ſtatt finde; dann hat, wegen der ganz gleichen Geſtalt, jedes der beiden Electrometer die Haͤlfte216 der vorigen Ladung und beide gehen nun nahe genug auf die halbe Anzahl Grade, auf 20°, herab. Trennt man ſie nun, entladet das eine durch Beruͤhrung mit dem Finger, und laͤßt durch neue Mittheilung bei Cc die Ladung ſich wieder halbiren, ſo kommen beide auf 10°. So wenig ſtrenge dieſe Vergleichung iſt, ſo reicht ſie doch in vielen Faͤllen um ſo mehr zu, da man den Strohhalm doch immer nur in einiger Entfernung von dem Bogen HI darf vorbeigehen laſſen und deshalb die Beobachtung der Grade nur mittelmaͤßige Genauigkeit zulaͤßt. Wenn man aͤhnlich angeordnete Electrometer ſo einrichtet, daß das eine 30° zeigt, das zweite 20°, das dritte 10°, bei gleichen Ladungen, ſo kann man das letztere bei ſtaͤrkern Ladungen anwenden, wo das erſte nicht mehr brauchbar iſt, und ſo doch noch eine ziemlich ſichere Vergleichung zwiſchen ſtaͤrkern und ſchwaͤchern Ladungen erhalten.
Weit mehr zu genauer Abmeſſung brauchbar iſt die Cou - lombſche Drehwaage, die jedoch nur bei ſchwachen Ladungen kleiner Koͤrper anwendbar iſt. Sie beſteht aus einem Staͤbchen AB, das in ſeinem Schwerpuncte (Fig. 45.) an dem ſehr feinen Faden DE befeſtigt iſt und daher horizontal ſchwebend an dem Faden haͤngt. Da der Faden ſehr duͤnne iſt und auch eine nicht zu geringe Laͤnge FE hat, ſo wird er der Drehung nur eine hoͤchſt geringe Kraft entgegenſetzen, und obgleich das Staͤbchen AB in einer beſtimmten Lage zur Ruhe koͤmmt, ſo wird doch ſelbſt die unbedeutendſte Kraft dasſelbe um mehrere Grade fortruͤcken und dadurch eine Drehung des Fadens bewirken. Dieſe Drehung, die Anzahl Grade, um welche der Faden gedreht iſt, giebt ein Maaß der drehenden Kraft, und es laͤßt ſich zeigen, daß ganz genau die zehnfache Kraft das Staͤb - chen um zehnmal ſo viele Grade fortdreht, als die einfache Kraft. Um nun dieſe Coulombſche Drehwaage bequem zu gebrau - chen, iſt der Faden mit dem Staͤbchen in einem cylindriſchen Glaſe, ſo das E den Mittelpunct des Glaſes einnimmt, und auf dem Um - fange des Glaſes iſt in der Hoͤhe, wo der Waagebalken ſchwebt, eine Theilung in 360 Grade, um die Stellung von AB genau beobachten zu koͤnnen. Der Faden wird oben bei F in einer Klemme feſtgehalten und dieſe iſt mit einem Zeiger verſehen; aͤndert man nun die Stellung der Klemme ſo, daß der Zeiger um 10 Gr. fortruͤckt, ſo wird ſich auch die Stellung, wobei das Staͤbchen zur217 Ruhe koͤmmt, um 10 Gr. aͤndern, und man hat es alſo in ſeiner Gewalt, die Ruheſtellung, wo man will, zu bewirken. Fuͤr den Gebrauch als Electrometer macht man das Staͤbchen AB von Gummilack und befeſtigt daran eine kleine Kugel von Hollunder - mark, die alſo iſolirt iſt; bei C befindet ſich am Glaſe eine gleiche, ebenfalls iſolirte Kugel, und man ſtellt nun die Klemme ſo, daß die Kugel A ſich grade dann an C anlegt, wenn der Faden DE ganz ungedreht iſt. Giebt man nun den an einander liegenden Kugeln eine geringe electriſche Ladung, z. B. indem man ein ſehr kleines geladenes Metallkuͤgelchen mit ihnen in Beruͤhrung bringt, ſo ſtoßen ſie ſich einander ab, und A entfernt ſich von der unbeweg - lichen Kugel C; je mehr ſie ſich entfernt, deſto mehr wird der Faden gedreht und widerſetzt ſich daher mit immer ſtaͤrkerer Gewalt der weitern Drehung, und da zugleich die Abſtoßung bei groͤßeren Ab - ſtaͤnden gewiß geringer wird, ſo tritt endlich ein Gleichgewicht ein, ſo daß die abgeſtoßene Kugel z. B. auf 80° zur Ruhe koͤmmt, wenn C ſich bei 0° befindet. Faͤnde man bei der Pruͤfung einer andern Ladung weniger Grade, ſo waͤre ſie ſchwaͤcher, und um ſie mit der vorigen zu vergleichen, muͤßte man ganz wenig oben an der Klemme drehen, um die Kugel A auch jetzt auf 80° zu bringen; geſetzt dies haͤtte eine Aenderung von 20° an dem Zeiger bei F gefordert, ſo betruͤge die Drehung des Fadens nur 80 - 20 = 60°, und die Drehungskraft des Fadens waͤre nur drei Viertel der vorhin ſtatt findenden, alſo auch die bei gleichem Abſtande ausgeuͤbte Ab - ſtoßungskraft im letzten Falle nur ¾ der vorigen.
Mit dieſem Inſtrumente hat Coulomb den Verluſt, den eine ſchwache electriſche Ladung in der Luft leidet, abgemeſſen. Haͤtte zum Beiſpiel der mit 80° uͤbereinſtimmende Abſtand an - fangs eine Drehungskraft von 80°, nach 2 Min. nur von 76° gefordert, um im Gleichgewichte gehalten zu werden, ſo wuͤrde der Verluſt in 2 Min. ein Zwanzigſtel betragen haben. Dieſer Verluſt betraͤgt, wie Coulombs Verſuche zeigen, bei unveraͤndertem Zuſtande der Luft, immer einen gleichen Theil der noch uͤbrigen Ladung, ſo daß, wenn man nach laͤngerer Zeit den Abſtand von218 80° ſchon mit einer Drehungskraft = 40° erhalten konnte, der Verluſt an Drehungskraft in 2 Min. nur 2° betrug, u. ſ. w.
Auch uͤber die ungleiche Vollkommenheit der Iſolirung laſſen ſich Verſuche mit der Drehwaage, jedoch auch nur in Beziehung auf ſchwache Ladungen anſtellen. Das Siegellack und Gummilack iſt ſo ſehr gut iſolirend, daß es ſchwache Ladungen ſchon bei geringer Laͤnge faſt gar nicht ableitet. Man kann ſich davon uͤberzeugen, wenn man die ruhend bleibende Kugel C (Fig. 45.) bald auf einem duͤnnen Lackfaden, bald auf zweien oder dreien ruhen laͤßt, indem in allen dieſen Faͤllen der Verluſt an Electricitaͤt in gleichen Zeiten faſt gleich bleibt. Dagegen, wenn eben dieſe Kugel an einem einzelnen, nicht ſehr langen Coconſeidenfaden haͤngt, ſo verliert ſie die Electricitaͤt ſchneller, an zwei Faͤden haͤngend noch ſchneller u. ſ. w. Nach Coulombs Verſuchen iſt ein Faden von Siegellack oder auch von Gummilack ½ Lin. dick und 1½ Zoll lang fuͤr maͤßig gela - dene Hollundermarkkugeln von ½ Zoll Durchmeſſer faſt voͤllig ſtrenge iſolirend; auch ein Seidenfaden mit Siegellack uͤberzogen thut eben die Dienſte. Dagegen iſolirt ein feiner Glasfaden von 5 bis 6 Zoll lang oder ein Haar oder ein Seidenfaden nur an ſehr trockenen Tagen, man muß dieſe daher mit Gummilack uͤberziehen. Die minder gute Iſolirung durch Seide oder Glas iſt vorzuͤglich bei etwas ſtaͤrkern Ladungen merklich, bei ſehr ſchwachen Ladungen iſt die abſtoßende Kraft der Electricitaͤt nicht groß genug, um in dieſen doch immer noch uͤberaus ſchlechten Leitern die Electricitaͤt fortzutreiben. Laͤngere Faͤden iſoliren beſſer, ſo daß ein viermal ſo langer Faden die doppelt ſo ſtarke Electricitaͤt noch vollkommen iſolirt, wenn die einfache Laͤnge die einfach ſtarke Electricitaͤt noch vollkommen gut iſolirte; aber dieſe Vergleichung gilt nur in Be - ziehung auf gleich trockne Luft und auf gleich dicke Faͤden. Uebri - gens findet ſich bei gleichem Zuſtande der Luft der allmaͤhlige Ver - luſt gleich, der Koͤrper ſei poſitiv oder negativ electriſirt.
Der Gebrauch der Drehwaage iſt ihrer großen Beweglichkeit wegen etwas ſchwierig, und ſie kann zu fehlerhaften Schluͤſſen Anlaß geben, wenn irgend ein andrer Theil des Inſtruments auch nur die geringſte Spur von Electricitaͤt angenommen hat; man muß daher bei ihrem Gebrauche große Vorſicht anwenden.
219Doch es iſt Zeit, daß ich dieſe, mehr auf Einzelheiten gehen - den, Betrachtungen verlaſſe, und Sie mit einer der folgenreichſten Entdeckungen bekannt mache, die uns neue, weſentliche Belehrung uͤber die Natur der electriſchen Erſcheinungen gewaͤhrt.
Nach allen bisher angefuͤhrten Erfahrungen, und nach alle dem, was man bis zu Grey's Unterſuchungen kennen gelernt hatte, ſchien es gar keinen Zweifel zu leiden, daß ein electriſirter Koͤrper, wenn man mehr Electricitaͤt hinzubringt, auch ſtaͤrkere Wirkungen zeige muͤſſe; und eben ſo wenig konnte man zweifeln, daß die Abſtoßung, die wir zwiſchen zwei electriſirten Koͤrpern be - merkt haben, ganz allgemein zwiſchen jeden zwei electriſirten Koͤr - pern ſich zeigen muͤſſe; aber hier findet ſich eine ſehr merkwuͤrdige Verſchiedenheit, die Dufay 1733 bemerkte. Wenn man ein leichtes Kuͤgelchen an einem ſeidenen Faden aufhaͤngt und es mit geriebenem Siegellack beruͤhrt, ſo wird das Kuͤgelchen electriſch, und wird vom Siegellack abgeſtoßen; ſo oft man das Siegellack wieder naͤhert; erneuert ſich dieſe Abſtoßung, ſo lange als das Kuͤgelchen ſeine Electricitaͤt nicht verloren hat. Aber man naͤhere nun dem durch Siegellack electriſirten Kuͤgelchen eine geriebene Glasroͤhre, ſo wird jenes mit großer Gewalt gegen dieſe angezogen werden; und wenn man das Kuͤgelchen zur Beruͤhrung mit dem Glaſe hat kommen laſſen, wenn es die Electricitaͤt des Glaſes angenommen hat, ſo wird es von dem geriebenen Glaſe abgeſtoßen, vom gerie - benen Siegellack aber ſtark angezogen; und ſo finden immer bei der Electriſirung durch Glas und bei der Electriſirung durch Sie - gellack zwar genau gleiche Erſcheinungen ſtatt, ſo lange man immer nur einen dieſer Koͤrper dem durch ihn electriſirten Koͤrper nahe bringt, aber entgegengeſetzte Wirkungen, wenn man bald Glas bald Siegellack dem electriſirten Koͤrper naͤhert.
Dieſe Beobachtung veranlaßte Dufay zwei verſchiedene Electricitaͤten, die Glas-Electricitaͤt und die Harz-Electricitaͤt anzunehmen; Sie werden aber bald ſehen, daß dieſe Namen nicht paſſend ſind. Dagegen finden wir uns veranlaßt, dieſe Electrici - taͤten entgegengeſetzte zu nennen, weil ſie ſich ganz ſo ver - halten, daß ein Hinzuthun der einen ein Vermindern der andern220 bewirkt. Die vorhin beſchriebenen zwei voͤllig gleichen Electrometer (Fig. 44.) zeigen dies ſehr gut. Wenn wir zuerſt beide einzeln gleich ſtark mit Siegellack electriſiren, und ſie ſind ſo angeordnet, daß dieſe gleiche Electriſirung ſich durch eine Abſtoßung zu gleichen Graden zeigt, ſo bleibt die Abſtoßung gleich, auch wenn man beide ſich in C, c, beruͤhren laͤßt; ferner, wenn man beide mit Siegellack electriſirt, aber ungleich, ſo daß das eine Electrometer 20 Grade, das andre 50 Grade zeigt, ſo kommen ſie beide auf 35 Grad bei der gegenſeitigen Beruͤhrung, und ſo in allen Faͤllen auf den mittlern Grad. Genau ebenſo verhaͤlt es ſich, wenn beide Electrometer durch die Beruͤhrung mit geriebenem Glaſe electriſirt ſind. Aber nun electriſire man das eine jener Electrometer mit Glas, das andre mit Siegellack und bringe ſie beide einzeln zu gleichen Graden der Abſtoßung; ſo gehen beide bei der Beruͤhrung auf Null herab, das iſt, die eine Electriſirung hat in der Beruͤhrung die andre voͤllig unthaͤtig gemacht, ihre Wirkung ganz aufgehoben, obgleich nur eine Mittheilung des einen iſolirten Koͤrpers an den andern ſtatt fand. Man electriſire das eine mit Glas, bis es auf 50 Gr. gekommen iſt, das andre mit Siegellack, bis es auf 20 Grad gekom - men iſt; ſo gehen ſie bei der Beruͤhrung nicht bis auf die Mittel - zahl 35, ſondern bis auf 15 Grad herab, und dieſe noch uͤbrige Electricitaͤt iſt der Art nach mit der der ſtaͤrkern Ladung gleichartig, alſo hier dem Glaſe entſprechend, wie man daraus ſieht, daß ſie durch neue Electricitaͤt des Glaſes vermehrt, durch neu hinzukom - mende Electricitaͤt des Siegellacks geſchwaͤcht wird. Es iſt alſo ganz klar, daß gleiche Grade beider Electricitaͤten vereinigt ſich voͤllig zerſtoͤren, daß dagegen 20 Grade der einen von den 50 Gra - den der andern nur 20 zerſtoͤren, wo dann aber der Ueberreſt von 30 Graden, weil er ſich auf beide Electrometer austheilt, jedes nur auf 15 Grad bringt. Dieſe wenigen Beiſpiele zeigen deutlich die in allen Faͤllen ſich beſtaͤtigende Regel, daß die den beiden gleichen Electrometern ertheilten Electricitaͤten, indem ſie ſich unter beide gleich austheilen, ſie auf die halbe Summe der Grade brin - gen, wenn es gleichartige Electricitaͤten waren, auf die halbe Dif - ferenz, wenn es ungleichartige Electricitaͤten waren.
Dieſes Verhalten iſt ganz dem gemaͤß, was bei den in der Arithmetik oder Algebra mit poſitiv (+) und mit negativ (-)221 bezeichneten Groͤßen ſtatt findet. Gewinn und Verluſt ſtehen ein - ander als poſitive und negative Groͤßen entgegen, und bieten daher die beſten Beiſpiele zur Vergleichung dar. Wenn zwei Perſonen ſich vornehmen, ihren Gewinn oder Verluſt im Spiele gleich zu theilen, ſo hat keiner dem andern etwas zu geben oder von ihm zu fordern, wenn ihre Gewinne gleich oder wenn die Verluſte gleich ſind; hat dagegen der eine 20, der andre 50 gewonnen, ſo iſt 35 der Gewinn eines jeden, und ebenſo wenn beide verloren haben; dagegen wenn der eine 50 gewonnen, der andre 50 ver - loren hat, ſo gleicht ſich dies voͤllig aus, und ſie haben beide weder Gewinn noch Verluſt; hat einer 50 gewonnen, der andre 20 ver - loren, ſo gehen 20 von dem Gewinne auf dieſen uͤber und dann erſt werden die uͤbrigen 30 unter beide gleich getheilt, ſo daß der Gewinn eines jeden 15 iſt. Da es ſich nun bei den Ladungen mit den beiden verſchiedenen Electricitaͤten ebenſo wie hier mit den poſitiven und negativen Groͤßen, mit Gewinn und Verluſt, verhaͤlt, ſo iſt dies die Urſache, warum man die eine Electricitaͤt, die durch Reibung des glatten Glaſes mit Wolle oder Seide am Glaſe her - vorgebrachte, die poſitive, kurz + E, die andre Electricitaͤt, die wir durch Reiben an Bernſtein, Siegellack, Harz, Schwefel erhalten, die negative Electricitaͤt, oder - E, nennt. Sie werden bald ſehen, daß die Vergleichung mit Gewinn und Verluſt ſich in Beziehung auf die entgegengeſetzten Electricitaͤten noch weiter fortfuͤhren laͤßt.
Um auch ohne jene zwei gleichen Electrometer die Wirkungen der entgegengeſetzten Electricitaͤten zu zeigen, hat man nur noͤthig, am einen Ende eines Leiters, der nur einige Zolle lang zu ſein braucht, aber einen Fuß von Glas mit Lack uͤberzogen haben muß, zwei leitende Koͤrper, Goldblaͤttchen oder leinene Faͤden mit Kuͤgel - chen, oder Strohhalme aufzuhaͤngen. Beruͤhrt man nun (Fig. 46.) das eine Ende A des Leiters mit geriebenem Siegellack, ſo gehen die Kugeln B aus einander. Bringt man, waͤhrend dies ſtatt findet, gegen A zu, ohne noch zu beruͤhren, abermals geriebenes Siegellack, ſo gehen die Kugeln weiter aus einander, bringt man dagegen ebenſo geriebenes Glas gegen A zu, ſo naͤhern ſich die Kugeln einander, fallen auch wohl ganz zuſammen. Man ſtellt dieſe Electrometer, wie ſchon vorhin erwaͤhnt iſt, in der Form222 Fig. 42. auf, und gebraucht ſie, wenn der Koͤrper FG, der auf dem cylindriſchen Glaſe AD ruht und folglich iſolirt iſt, irgend eine Electricitaͤt erhalten hat, zur Unterſuchung, ob es poſitive oder negative Electricitaͤt iſt, indem ein gegen F zu genaͤherter electri - ſirter Koͤrper die Kugeln mehr aus einander treibt, wenn er die - jenige Electricitaͤt bringt, welche der Koͤrper FG Fig. 42. ſchon beſitzt.
Die Frage, ob bei der Reibung die poſitive oder die negative Electricitaͤt hervorgehen wird, iſt nicht immer leicht zu beantworten, und es beruht der Erfolg ſogar auf Nebenumſtaͤnden; aber eine merkwuͤrdige Regel ſteht ganz feſt, naͤmlich daß unter zwei Koͤr - pern, die an einander gerieben Electricitaͤt hervorbringen, allemal der eine poſitiv, der andre negativ electriſch iſt*)Saxtorph bemerkt, es gebe auch hier Ausnahmen, indem zwei an einander geriebene Federkiele zuweilen beide poſitiv werden. Ich habe die Behauptung richtig gefunden, obgleich ich in den meiſten Faͤl - len die eine Feder + E, die andre - E finde, ohne daß ein Grund, warum dieſe Verſchiedenheit hervorgeht, erhellte. Aber jener Erſchei - nung ungeachtet, die auf irgend etwas Zufaͤlligem beruhen muß, kann man die Regel wohl unbeſchraͤnkt ausſprechen.. Um dieſes merkwuͤrdige Geſetz zu beſtaͤtigen, muß man ſowohl den geriebenen als den reibenden Koͤrper iſoliren, und wenn dies gut genug geſche - hen iſt, ſo findet man es in der That ſo; und nun erſt koͤnnen wir mit etwas mehr Genauigkeit die Koͤrper angeben, welche poſi - tiv und welche negativ werden. Glattes Glas wird bei der Rei - bung faſt an allen Koͤrpern poſitiv electriſch, und die zur Reibung angewandten werden negativ; aber das Katzenfell, vorzuͤglich die Reibung an dem Felle einer lebenden Katze, macht eine Ausnahme, indem da das Glas negativ wird, und die Katze, wenn man ſie iſolirt erhaͤlt, poſitiv. Aber obgleich das glatte Glas hiernach mit ziemlichem Rechte der poſitiven Electricitaͤt den Namen Glas - Electricitaͤt geben koͤnnte, ſo verhaͤlt ſich doch das matt geſchliffene Glas ganz anders, indem es, ſelbſt an Wolle gerieben, an Papier gerieben, an der Hand gerieben, negativ wird, und nur diejenigen223 Koͤrper, die vorzugsweiſe in ſehr ſtarkem Grade zum Negativen hin neigen, das matt geſchliffene Glas poſitiv machen.
Wenn wir die Koͤrper durchgehen, ſo finden wir allgemein, daß ein Koͤrper A, der an B gerieben + E erhaͤlt, dagegen an C gerieben - E erhaͤlt, als zwiſchen B und C ſtehend angeſehen wer - den kann, ſo daß, wenn man B und C an einander reibt, dieſe Koͤrper ſtaͤrkere Electricitaͤten geben, einen ſtaͤrkern Gegenſatz gegen einander als gegen A zeigen; und daß B, welches an A gerieben ſchon - E erhielt, vollends an C gerieben gewiß - E erhalten wird. Dieſer Schluß bewaͤhrt ſich immer. Haben wir zum Bei - ſpiel gefunden, daß das glatte Glas, obgleich es faſt mit allen Koͤr - pern bei der Reibung + E erhaͤlt und den andern - E ertheilt, doch am Katzenfelle - E erhaͤlt und das Katzenfell poſitiv macht; ſo koͤnnen wir ſicher annehmen, daß das Katzenfell an alle den Koͤrpern poſitiv wird, die das Glas poſitiv machen, und wirklich ſteht auch das Katzenfell in der Reihe der poſitiv werdenden Koͤrper ſo oben an, daß wir keinen Koͤrper kennen, durch welchen jenes negativ wuͤrde. Und auf gleiche Weiſe ſcheint Schwefel faſt den aͤußerſten Platz unter den negativ werdenden Koͤrpern einzunehmen, indem es ſelbſt an Federharz, an Siegellack, an Bernſtein gerieben negativ wird, obgleich alle dieſe Koͤrper ſchon zu denen gehoͤren, die bei der Reibung mit zahlreichen andern Koͤrpern negativ werden. Die ganze Reihenfolge der Koͤrper, wie ſie negative oder poſitive Electricitaͤt geben, will ich hier nicht auffuͤhren, ſondern nur noch einige Faͤlle erwaͤhnen. Harzige Koͤrper oder Siegellack an Wolle, an wollenen Zeugen, an Seide gerieben, werden negativ, und die Wolle oder Seide wird poſitiv. Dagegen wird Wolle an polirtem Glaſe gerieben negativ, an matt geſchliffenem Glaſe gerieben poſitiv. Federharz an Papier gerieben wird negativ, und wenn das Papier auf dem warmen Ofen liegt, ſo ſieht man im Dunkeln ſchoͤne Strahlen electriſchen Lichts bei der Reibung hervorgehen; dagegen wird Federharz an Schwefel gerieben oder an Bernſtein gerieben poſitiv, weil dieſe beiden Koͤrper allzu weit nach der negativen Seite hin ſtehen.
Bei Koͤrpern, die in dieſer Reihe der Koͤrper einander nahe ſtehen, iſt es oft ſchwer, ihnen ganz genau ihre Stelle anzuweiſen,224 da kleine Unterſchiede in der Beſchaffenheit der Oberflaͤche, in der Waͤrme u. ſ. w. Ungleichheiten hervorbringen, die keine ganz genaue Beſtimmung geſtatten. Daß ſogar große Ungleichheiten aus der bloßen Veraͤnderung der Oberflaͤche hervorgehen, zeigt das Glas, welches bei matt geſchliffener Oberflaͤche in ſo vielen Faͤllen die nega - tive Electricitaͤt zeigt, in der Reihe der Koͤrper mehr als Wolle und Seide auf der negativen Seite ſteht, ſtatt daß glattes Glas beinahe unter allen poſitiv werdenden Koͤrpern der erſte iſt. Ebenſo macht bei der Seide die Farbe und bei ſeidenen Baͤndern die Anordnung des Gewebes einen Unterſchied. Zieht man zwei ſchwarze ſeidene Baͤnder ſo zwiſchen den trocknen Fingern durch, daß ſie beide ſich an dieſen reiben, ſo werden ſie beide negativ; iſt aber das eine ſchwarz, das andre weiß, ſo iſt das weiße poſitiv, das ſchwarze negativ. Wenn man an weißen ſeidnen Baͤndern ein ſchwarzes reibt, ſo wird das ſchwarze negativ, die weißen poſitiv, und uͤber - haupt zeigt ſich das ſchwarze beim Reiben weit mehr als weiße Seide zum Negativen hinneigend. Nimmt man weiße Atlasbaͤn - der, oder uͤberhaupt gleichfarbige ſeidene Baͤnder, und zieht das eine der Baͤnder der Laͤnge nach hin und her uͤber der Querrich - tung des andern, ſo iſt das quer geriebene gewoͤhnlich negativ. Aber kleine Verſchiedenheiten koͤnnen auch dieſe Reſultate aͤndern.
Ueber die Stelle, welche einzelne Metalle in der Reihenfolge der Koͤrper einnehmen, ſind die Angaben ſehr verſchieden, und hier beſon - ders muͤſſen kleine Unterſchiede wohl bedeutenden Einfluß haben. Coulomb fand Zink, Silber, Kupfer, Blei, poſitiv, wenn ſie an wollenem Tuche gerieben wurden; dieſe Angabe finde ich bei dem Zink richtig, Kupfer und Meſſing dagegen finde ich negativ, wenn es mit Seide, Wolle oder weichem Leder gerieben wird. Silber habe ich, an einem Siegellackſtiele iſolirt gehalten, an Seide und Wolle nie anders als negativ erhalten, auch an Siegellack gerieben iſt Silber negativ; ja es iſt mir ſo wiederholt gelungen, eine polirte Platte feines Silber an einer glatten Oberflaͤche gegoſſenen Schwefels gerieben negativ und Schwefel poſitiv zu erhalten, daß ich kein Bedenken trage, dem Silber ſeine Stelle ſehr weit nach der negativen Seite hin anzuweiſen. Aber die Metalle ſcheinen alle noch eine ſorgfaͤltige Unterſuchung zu verdienen, indem ſelbſt225 Zink an Seide gerieben zuweilen negativ wird, obgleich es oft poſitiv wird*)Bei dieſen Verſuchen ſind viele Vorſichten noͤthig, damit man die durch Mittheilung ſo leicht auf das Metall uͤbergehende Electricitaͤt nicht mit der durch Reibung entſtandenen verwechſele, wenn man aber bei der Reibung der Silberplatten an Schwefel jene negativ und dieſen poſitiv erhaͤlt, ſo kann, glaube ich, kein Irrthum ſtatt finden. Da die Spuren der Electricitaͤt hier ſchwach ſind, ſo thut Bohnenbergers Electrometer, von dem ich erſt ſpaͤter reden kann, hier gute Dienſte..
Bei Koͤrpern, die einander voͤllig gleich ſind, ſollte, wenn man ſie reibt, gar keine Electricitaͤt hervorgehen; aber faſt nie ſcheint dieſe vollkommene Gleichheit ſtatt zu finden. Glaͤſer an einander gerieben, werden gewoͤhnlich doch electriſch. So finde ich zum Beiſpiel ein Bologneſer Springkoͤlbchen von weißem Glaſe im Innern eines Weinglaſes von gutem, weißem, hartem Glaſe gerie - ben, allemal negativ und dagegen das Weinglas poſitiv; und auf aͤhnliche Weiſe findet man oft den geringſten Unterſchied zu Erre - gung der Electricitaͤt zureichend.
Auch die ungleiche Waͤrme beider Koͤrper wirkt hier ein und im Allgemeinen ſcheint der waͤrmere ſich mehr zum Negativwerden hin zu neigen. So wird gewoͤhnlich weiße Seide an trockenem Papier gerieben negativ, das Papier poſitiv; aber weiße Seide an erwaͤrmtem Papier gerieben wird poſitiv und das Papier negativ.
Eine allgemeine Regel, nach welcher man im Voraus wiſſen koͤnnte, welcher Koͤrper bei der Reibung poſitiv wuͤrde, kennt man noch nicht. Die Regel, daß der haͤrtere und glatte Koͤrper poſitiv wird, gilt in den meiſten Faͤllen, aber die poſitive Electricitaͤt des Katzenfelles paßt dazu nicht; und ſo finden ſich faſt uͤberall Abwei - chungen. In vielen Faͤllen paßt die Regel, daß derjenige Koͤrper, deſſen Theile am meiſten einer Aenderung der Lage unterworfen ſind, durch mindere Haͤrte, durch groͤßere Rauhheit, der eben darum vielleicht auch ſich ſtaͤrker erwaͤrmt, der negative ſei.
Queckſilber am Glaſe hin und her gerieben, macht das Glas electriſch. Luft anhaltend gegen ein Glas geblaſen, giebt dieſem poſitive Electricitaͤt, ſo daß man alſo annehmen muß, die Luft werde negativ. —
III. P226Dieſes Hervorgehen der entgegengeſetzten Electricitaͤten laͤßt ſich auf ſehr mannichfaltige Weiſe zeigen. Stehen zwei Perſonen auf iſolirenden Fußgeſtellen mit Glasfuͤßen, und reibt die eine mit Seidenzeuge eine von der andern Perſon gehaltene Glasroͤhre, ſo ſind nach etwas anhaltendem Reiben beide Perſonen electriſch; jede zieht leichte Koͤrper an und die an ihr electriſirten Koͤrper werden wieder abgeſtoßen; aber die an der einen electriſirten Koͤrper werden von der andern angezogen. —
Obgleich die meiſten derjenigen Verſuche, die ich neulich erwaͤhnt habe, keine weitere Vorkehrung fordern, ſondern mit einer Reibung der in der Hand gehaltenen Koͤrper zu Stande gebracht werden koͤnnen, obgleich Dufay, Grey und andre fruͤhere Beobachter recht bedeutende Wirkungen der Electricitaͤt durch Glas - roͤhren, frei in der Hand gehalten, und mit der Hand oder mit einem in der Hand gehaltenen Wollenzeuge oder Seidenzeuge gerie - ben, hervorbrachten; ſo fand man doch bald die Nothwendigkeit, ſich der Electriſirmaſchine zu bedienen, indem die Schnelligkeit und Stetigkeit der Reibung viel groͤßere Wirkungen hervorbringt, als man bei den in der Hand gehaltenen Glasroͤhren erreichen konnte. Schon Guericke hatte eine Schwefelkugel mit Huͤlfe einer Kurbel gedreht, und auch Hawksbee bediente ſich auf aͤhnliche Art einer Glaskugel; aber dieſe bequeme Einrichtung war doch wieder aufgegeben, bis Hauſen ſie 1742 aufs neue anwandte. In dieſer fruͤheſten Zeit der Electriſirmaſchine bediente man ſich der Glaskugeln, die mit der Hand gerieben wurden; aber Wink - ler fand es beſſer, ſich eines Polſters als Reibzeugs zu bedienen. Nachher ſind ſtatt der Kugeln die Cylinder, weil das Reibzeug ſich gleichfoͤrmiger an ſie andruͤckt, vorgezogen worden, und Cylinder -227 maſchinen oder Scheibenmaſchinen ſind es, deren wir uns jetzt bedienen.
Bei allen Electriſirmaſchinen ſind es drei Haupttheile, die in Betrachtung kommen, der geriebene Koͤrper, das Reibzeug, der Conductor oder Leiter, welcher die Electricitaͤt aufnimmt. Bei den Cylindermaſchinen iſt es ein hohler Glascylinder AB, der zur Erregung der Electricitaͤt gebraucht wird (Fig. 47.); hartes, glat - tes Glas, durchſichtig und weiß, wendet man am liebſten an, doch finden ſich auch bei gutem Anſehen Glascylinder, die weniger geeig - net ſind, ſtarke Electricitaͤt hervorzubringen, weshalb man ſie am liebſten erſt durch wirklichen Verſuch pruͤft. Es iſt vortheilhaft, und bei nicht ſo gutem Glaſe beſonders zu empfehlen, daß man ſie inwendig mit einem harzigen Ueberzuge verſieht (aus Terpentin, Wachs und Pech, gewoͤhnlich mit Zinnober roth gefaͤrbt); dieſer gewaͤhrt den Vortheil, daß ſich die Feuchtigkeit, die jeden Falls nachtheilig iſt, nicht ſo leicht anlegt. Der Cylinder wird an beiden Enden mit Axen C verſehen, deren Lage ſo ſein muß, daß der Cylinder bei der Drehung nicht mit ſchlotterndem Gange ſich bald ſtark bald ſchwach an das Reibzeug andruͤcke, ſondern beſtaͤndig eine gleiche Reibung leide. Die Axe muß nicht durchgehen, weil ſie dann, aus ſpaͤter anzufuͤhrenden Gruͤnden, das Hervor - gehen der Electricitaͤt etwas hindert; ſie muß durch Glasſaͤulen DE, DE, iſolirt ſein, damit nicht ſo leicht die am Cylinder erregte Electricitaͤt, nach der Axe uͤberſchlagend, dort eine Ableitung gegen die Erde finde. An der Axe iſt zum Drehen eine Kurbel angebracht, deren Haupttheil aus Glas beſtehen muß, um die Ableitung durch die Axe zu hindern. Um eine ſchnellere Drehung zu erhalten, verbindet man ein kleineres, mit der Axe ſich drehendes Rad C mit einem groͤßern, F, das durch die Hand gedreht wird.
Das Reibzeug GH beſteht aus einem weichen Polſter, welches ſich mit Federn an den Cylinder andruͤckt; es erſtreckt ſich nicht ganz bis an das Ende des Cylinders, weil dort die Electricitaͤt zu leicht nach der Axe uͤberſchlaͤgt. Die reibende Flaͤche muß eine ſolche ſein, die an Glas gerieben dieſem ſtarke poſitive Electricitaͤt ertheilt, und dazu hat man ſchon ſeit langer Zeit einen Ueberzug von Amalgama paſſend gefunden; dieſes wird auf Leder geſtrichen, welches die Vorderſeite des Polſters GH ausmacht; die HinterſeiteP 2228belegt man mit einer Metallplatte, welche ſich nahe an das Amal - gam anſchließt, um die Zuleitung der Electricitaͤt zu befoͤrdern. Das Reibzeug ruht am beſten auf iſolirenden Saͤulen HI; denn obgleich es beim Gebrauche der Maſchine in Verbindung mit der Erde ſtehen muß, ſo iſt es doch bei manchen Verſuchen nothwendig, es iſolirt zu erhalten. Das Reibzeug muß zwar nicht zu ſchmal ſein, damit jeder Punct des Cylinders einen nicht ganz kurzen Weg waͤhrend der Reibung durchlaufe; aber es muß doch kein Viertel des Cylinders umfaſſen, weil ſonſt der Leiter zu leicht zum Zuruͤckſchlagen von Funken auf das Reibzeug veranlaßt wird. An das Reibzeug iſt da, wo die geriebenen Puncte des Cylinders das Reibzeug verlaſſen, ein duͤnner Wachstaffent GHKL befeſtigt, um dem Cylinder bis gegen die Stelle hin, wo der Leiter die Electri - citaͤt aufnimmt, zur Bedeckung zu dienen, indem ſonſt die Funken leicht von der Gegend KL auf die Hinterſeite des Reibzeuges zuruͤckſchlagen.
Der Leiter KL, der bis oberhalb des Cylinders ſich erſtreckt, hat bei Z Spitzen, weil dieſe leichter die Electricitaͤt aufneh - men; durch ſie geht die Electricitaͤt auf den erſten Leiter KL uͤber, der an allen Theilen gut abgerundet ſein muß, und auf glaͤſernen, mit Lack uͤberzogenen Saͤulen ruht, damit die Electri - citaͤt, ſo gut es immer moͤglich iſt, in ihm angehaͤuft bleibe. Die Spitzen ſind gegen den Theil des Cylinders gerichtet, der nur wenig von dem Rande des Wachstaffent KL entfernt iſt, damit der Cylinder ſogleich da, wo er aus der Bedeckung hervortritt, die Electricitaͤt abgebe. An den erſten Leiter kann man ſogleich noch einen laͤngern zweiten anſetzen, der die Wirkung noch verſtaͤrkt.
Bei den Scheibenmaſchinen, wo man ſich einer Glasſcheibe bedient, (Fig. 48.) bleiben die Hauptumſtaͤnde, worauf es ankoͤmmt, dieſelben. Die Glasſcheibe AB iſt hier der geriebene Koͤrper. Die durch ſie durchgehende und mit der Kurbel oder dem Rade zur Umdrehung verſehene Axe C muß genau ſenkrecht gegen die Ebne der Scheibe ſein, damit nicht, bei einem ungleichen Gange der Scheibe, dieſe ſich bald ſtark bald ſchwach an das Reibzeug an - druͤcke, und nicht durch kleine Abweichungen von der immer gleichen Lage ſich an die Spitzen des Einſaugers der Electricitaͤt ſtoße. Man pflegt der Scheibe zwei Reibzeuge, oben und unten oder229 auch an beiden Enden des Horizontaldurchmeſſers, zu geben, indeß behauptet Pfaff aus eigner Erfahrung, daß ein Reibzeug in DE wegen der dann groͤßern Entfernung von dem Einſauger FG der Electricitaͤt wohl noch zweckmaͤßiger ſei, und auf jeden Fall iſt dieſes bequemer. Das Reibzeug ſteht auf einer iſolirenden Saͤule HI, der Leiter, welcher bei G die Electricitaͤt empfaͤngt, auf einer iſolirenden Saͤule LM. Auch hier bedeckt ein duͤnner Wachstaffent, der an das Reibzeug DE befeſtigt iſt und die nach der Reibung ſich vom Reibzeuge entfernenden Theile der Scheibe vor dem Verluſte der Electricitaͤt ſchuͤtzt, den Theil der Scheibe, welchen die geriebenen Theile durchlaufen, bis ſie in FG ihre Electricitaͤt dem Leiter uͤbergeben. Weder das Reibzeug noch der Einſauger gehen bis nahe an die Axe, ſondern laſſen einen Theil in der Mitte frei, da von dieſem die erregte Electricitaͤt ſich zu leicht nach der Axe begeben wuͤrde. Dieſe iſt freilich iſolirt, und auch die Kurbel muß, um die Ableitung zu verhuͤten, von Glas ſein, aber dennoch iſt es auch hier ſchwer, bei ſtarken Ladungen alle Ableitung ganz zu vermeiden. Das Reibzeug iſt bei DE an beiden Seiten der Scheibe angebracht, und beſteht, ſo wie bei der Cylin - dermaſchine, aus einem mit Amalgam beſtrichenen weichen Polſter, das von beiden Seiten durch Federn angedruͤckt wird, an ſeiner Hinterſeite aber Leiter hat, die man mit einem groͤßern Leiter DN in Verbindung ſetzt, um an dieſem Leiter die Veraͤnderungen zu beobachten, welche in der Electricitaͤt des Reibzeuges vorgehen. Iſt die Scheibe nach Pfaffs Angabe eingerichtet, ſo muß der Wachstaffent faſt die halbe Scheibe an beiden Seiten bedecken. In GF befinden ſich wieder an beiden Seiten der Scheibe die Ein - ſauger, die zwar Spitzen darbieten, jedoch dieſe von einem ebnen Rande ſo umgeben, daß die Scheibe nicht ſo leicht an ſie anſtoßen und ihre Politur beſchaͤdigen kann. Der Leiter L iſt ganz wie bei den Cylindermaſchinen. Bei Scheibenmaſchinen kann man an derſelben Axe zwei Scheiben verbinden, wo dann fuͤr jede Scheibe eben die Stuͤcke vorkommen muͤſſen, die Reibzeuge aber in Ver - bindung mit dem einzigen Leiter HN ſtehen und die Einſauger mit dem einzigen Leiter L.
Man hat manche andre Koͤrper ſtatt des Glaſes als Haupt - koͤrper der Electriſirmaſchine vorgeſchlagen, theils der Wohlfeilheit230 wegen, theils um ſtatt der poſitiven Electricitaͤt an dem geriebenen Koͤrper negative Electricitaͤt zu erhalten. In Hinſicht auf den erſten Zweck hat man Scheiben von gedoͤrrtem Holze empfohlen, die mit gut gegerbten Maulwurfsfellen oder Rattenfellen gerieben wurden, und dann an der Scheibe und dem mit ihr in Verbin - dung geſetzten Conductor negative Electricitaͤt gaben. Noch wirk - ſamer ſind die von Lichtenberg aus ſchwarzem Wollenzeuge, von Walkiers und Rouland aus Taffent verfertigten Elec - triſirmaſchinen. Es wird naͤmlich dieſer Zeug um die beiden Cylinder G und H (Fig. 49.) gezogen und beide Enden zuſammen genaͤht; dann zieht man die beiden Cylinder ſo aus einander, daß der Taffent oder das Wollenzeug ſtraff angezogen iſt, damit dieſe Flaͤche von Seide oder Wolle bei der Drehung eines Cylinders mit zum Umlaufen komme; man bringt an dem Cylinder ſelbſt ein Reibzeug von Katzenpelz an, und laͤßt den Leiter S die von beiden Seiten zugefuͤhrte Electricitaͤt aufnehmen. Dieſe iſt dann negativ, und kann bei hinreichender Groͤße der Maſchine und guter Erwaͤrmung der geriebenen Zeuge ſehr bedeutende Wirkungen hervorbringen. Den Vorzug behalten indeß bei weitem immer die zuerſt beſchrie - benen Maſchinen, von deren großen Wirkungen ich in der Folge noch mehr ſagen werde.
Ob die Cylindermaſchinen oder die Scheibenmaſchinen den entſchiedenen Vorzug verdienen, daruͤber iſt lange geſtritten wor - den, indeß kann man, wenn es auf die allerſtaͤrkſten Wirkungen ankoͤmmt, wohl nicht leugnen, daß die Scheibenmaſchinen die kraͤf - tigern ſind, wenn gleich zu Verſuchen geringerer Art die Cylinder - maſchinen mehr Bequemlichkeit gewaͤhren. Da es naͤmlich vor - zuͤglich, bei ſonſt gleichen Umſtaͤnden, auf die Groͤße der in gleicher Zeit durch Reibung electriſirten Flaͤche, zugleich aber auch auf die Schnelligkeit der Bewegung ankoͤmmt, ſo gewaͤhren große Scheiben ſowohl in Ruͤckſicht auf den Inhalt der zur Reibung gelangenden Flaͤche, als in Ruͤckſicht auf die Schnelligkeit, mit welcher die Flaͤche an dem Reibzeuge vorbeigeht, einen großen Vortheil. Glas - cylinder kann man nicht von allzu großem Durchmeſſer machen und Cylinder von 2 Fuß Durchmeſſer, woran das Reibzeug eine Laͤnge von 1 Fuß haͤtte, wuͤrden ſchon die groͤßeſten ſein, die man etwa erhalten koͤnnte; dagegen ſind Glasſcheiben von 5 Fuß Durch -231 meſſer, und noch dazu zwei zugleich an einer Axe gedreht, aus - gefuͤhrt worden. Ginge nun jener Cylinder auch viermal um, waͤhrend die Scheibe eine Umdrehung macht, ſo betruͤge dort die geriebene Flaͤche etwa 25 Quadratfuß in der Zeit, wo die Scheibe einmal umlaͤuft; an dieſer aber iſt die an jeder Seite geriebene Flaͤche wenigſtens 10 Quadratfuß und alſo an zwei verbundenen Scheiben 40 Quadratfuß und die Scheiben haben dann ſelbſt in ihren entfernteſten Puncten noch nicht die ſehr große Geſchwin - digkeit, die ich dem Cylinder beigelegt habe, ſo daß, wenn man jenen eben dieſe Geſchwindigkeit ertheilte, der Vortheil noch bedeu - tender auf der Seite der Scheibe waͤre. Auch in Hinſicht auf die immer gleiche Wirkſamkeit ſcheint es leichter, der ganz ebnen Scheibe groͤßere Vollkommenheit zu geben, als dem Cylinder, deſſen wahre Axe ſchwerlich ſo genau mit der eingeſetzten Axe zuſammen - ſtimmen wird, und der daher leicht in einigem Grade ungleich ſich an das Reibzeug preßt. Verſuche, beſonders von Cuthbertſon und Singer, haben auch dieſen Vorzug dargethan.
Damit man aber mit einem Cylinder oder mit einer Scheibe von gegebner Groͤße alle die Wirkungen hervorbringe, deren ſie faͤhig ſind, koͤmmt es auf eine Menge einzelner Umſtaͤnde an. Die Schnelligkeit der Reibung iſt, ſo fern man ſie ohne andre Unbequemlichkeit ſteigern kann, eines der wichtigſten Befoͤrderungs - mittel. Eine gute Iſolirung, damit keine Electricitaͤt verloren gehe; ein gutes Amalgam an dem Reibzeuge*)Das Kienmayerſche Amalgam aus 2 Th. Queckſilber, 1 Th. Zink und 1 Th. engl. Zinn, oder das Singerſche aus 6 Th. Queck - ſilber, 2 Th. Zink und 1 Th. Zinn ſind zu empfehlen, doch muß man auch bei der Bereitungs-Art auf beſtimmte Weiſe (S. Gehlers Woͤrterb. Art. Amalgama) verfahren. Verſchiedene Glas-Arten ſcheinen auch etwas ungleiche Amalgame zu fordern. Ohne Zweifel ſind dieſe Amalgame darum ſo wirkſam, weil ſie ſelbſt ſehr geneigt ſind, negativ zu werden., eine ſtarke Zu - leitung der Electricitaͤt zu dem Reibzeuge hin; ſelbſt die richtig gewaͤhlte Dicke des Wachstaffents, der zwiſchen dem Reibzeuge und dem Conductor den Cylinder oder die Glasſcheibe bedeckt, und ſich glatt anlegen muß, tragen zu Verſtaͤrkung der Wirkung weſentlich bei. Auch die Groͤße und Geſtalt des Conductors iſt nicht gleich -232 guͤltig fuͤr die Wirkung der Maſchine. Offenbar nimmt ein großer Leiter mehr Electricitaͤt auf und giebt daher ſtaͤrkere Wirkungen, beſonders ſtaͤrkere Funken; indeß nimmt dieſe Wirkung nicht im - merfort zu, weil eine große Oberflaͤche auch zu mehr Verluſt an die Luft Gelegenheit giebt. Warum vorzuͤglich eine groͤßere Laͤnge des Conductors vortheilhaft iſt, wird ſich in der Folge ergeben. Moͤglichſt vollkommene Iſolirung und trockene Luft ſind die wich - tigſten Umſtaͤnden, worauf es vor allem ankoͤmmt.
Alle Verſuche, die man mit einer in der Hand gehaltenen und geriebenen Glasroͤhre anſtellen kann, laſſen ſich vollkommener und mit mehr Leichtigkeit mit der Electriſirmaſchine anſtellen. Naͤhert man den Kopf dem geladenen Leiter oder auch dem gerie - benen Glaskoͤrper, ſo werden die Haare gegen den electriſirten Koͤrper angezogen, und da eben dies in Beziehung auf die kleinen Haare ſtatt findet, die ſich an jedem Theile der Haut befinden, ſo wird durch die geringe Bewegung derſelben ein eigenthuͤmliches Gefuͤhl hervorgebracht; wenn man Funken aus dem Conductor uͤberſchlagen laͤßt, waͤhrend das Geſicht ſich ſo in der Naͤhe des - ſelben befindet, ſo bemerkt man einen Wechſel in jenem Gefuͤhle bei jedem hervorgehenden Funken.
Wenn ein Menſch ſich iſolirt, auf einem mit Glasfuͤßen ver - ſehenen Schemel, electriſiren laͤßt, ſo richten ſeine Haare ſich auf, weil ſie einander abſtoßen; leichte Koͤrper in die Naͤhe des Men - ſchen gebracht werden von ihm, wie von andern electriſirten Koͤr - pern, angezogen und, nachdem ſie Electricitaͤt erhalten haben, abge - ſtoßen. Laͤßt man zwei Menſchen auf zwei verſchiedenen Iſolir - ſchemeln ſich von demſelben Leiter aus electriſiren, ſo koͤnnen ſie einander beruͤhren, ohne Funken zu geben oder einen Schlag zu bekommen; theilt man aber durch irgend eine Veranſtaltung dem einen poſitive, dem andern negative Electricitaͤt mit, ſo werden die Koͤrper, welche vom einen abgeſtoßen wurden, vom andern ange - zogen, und wenn beide Menſchen ſich beruͤhren, ſo wird Funke und Schlag deſto lebhafter. Von dieſen Wirkungen will ich indeß hier noch nicht umſtaͤndlich reden, da ich von dem electriſchen233 Lichte in der Folge mehr ſagen werde, und die Empfindungen bei dem Schlage uns hier auch noch nicht beſchaͤftigen ſollen.
Als ein bloßer Erfolg der gegenſeitigen Abſtoßung iſt dagegen folgende Erſcheinung anzuſehen. Wenn man in ein Gefaͤß mit Waſſer einen Heber ſetzt, deſſen Ausflußroͤhre ein enges Haar - roͤhrchen iſt, ſo fließt der Heber, wenn er auch gehoͤrig gefuͤllt iſt und ſeine Oeffnung niedriger liegt, als die Oberflaͤche des Waſſers im Gefaͤße, doch entweder gar nicht oder nur in langſam auf ein - ander folgenden Tropfen; aber wenn man das Waſſer electriſirt, indem man es in einem metallenen Gefaͤße an den Leiter anhaͤngt, ſo fließt der Heber fortwaͤhrend und das Waſſer wird ſogar mit Gewalt herausgeſtoßen. Die electriſirten Waſſertheile, die an der Muͤndung liegen, werden von den anliegenden abgeſtoßen und herausgetrieben. Selbſt an einem einzelnen Waſſertropfen, der am Conductor haͤngt, ſieht man, daß er ſich verlaͤngert und eine ſpitzige Form annimmt, wenn man, waͤhrend der Conductor elec - triſirt iſt, einen andern Koͤrper dem Tropfen naͤhert.
Andre Anziehungs - und Abſtoßungsverſuche laſſen ſich zahl - reich anſtellen. Baumwolle, die man dem geladenen Leiter nahe bringt, ſtreckt zuerſt alle