Titel: Späth über die Verdichtung des fließenden Wassers.
Autor: Spaeth, Johann Leonard
Fundstelle: 1822, Band 8, Nr. XXVIII. (S. 218–224)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj008/ar008028

XXVIII. Ueber die Verdichtung des fließenden Wassers. Von J. L. Späth, k. b. Hofrath und Professor.

In einem Sendschreiben über den mineralischen Körper, München bei Fleischmann 1817; stellte ich den Saz auf, daß auf unserer Erde alles Feste und Tropfbarflüßige, ja die ganze Erde selbst, ursprünglich aufgelöst gewesen seyn müße. Gas ist ferner nach meiner Ansicht, immer ein Konflikt von unendlich feinen, mit gewissen Kräften von der Natur ausgestatteten Grundstoffen, durch welche sich diese in eine elastisch flüßige Wärme-Hülle wikelten: es mußte dabei die Dichte der Schichten dieser Hüllen von Innen nach Außen, mit der Ziehkraft der Grundstoffe |219| selbst abnehmen, während ihre Elastizität gerade in verkehrtem Verhältniß zunimmt.

So wie nun gleichartige Gase unter sich gemischt nur durch Aggregation sich anhäufen, so zersezen sich dagegen ungleichartige Gase, durch die verschiedenen Kräfte ihrer Grundstoffe, indem sie von ihren Hüllen wechselseitige Schichten entbinden oder frei machen; und der aus den Hüllenresten entstandene Körper ist nach meiner Ansicht der Sachen noch tropfbarflüßig, wenn die Gravitation seiner Grundstoffe noch größer, als die Cohärenz ist, welche diese in den Abständen, in welche sie nach der Größe ihrer Hüllenreste noch unter sich kommen mußten, durch ihre Kräfte noch konstituiren können – es ist der Rükstand nach der Zersezung gestanden, wenn die Cohärenz seiner Grundstoffe ihrer Gravitation gleich ist – er ist feste, wenn jene größer als diese, und dabei um so fester, je mehr die Cohärenz seiner Grundstoffe ihre Schwerkraft nach der Erde übertrifft.

  • 1) Zersezet sich das Sauerstoffgas mit dem Hydrogengas, so, daß der Rükstand beider, bekantlich Wasser, das also in seinem natürlichen Zustand noch in so weit elastisch ist, als die Hüllenreste der Sauer- und Hydrogenstoffe, das ist, die Wasserhüllen in ihrer Dichte gegen ihre Zusammendrükung reagiren – es legen sich dabei die verhüllten Grundstoffe durch die Ueberwucht ihrer Gravitation über ihre Cohärenz schichtenweise über uns nebeneinander, bis in jeder Wasserschichte die Theile sich gleich stark druken, mithin in dem Wasser der statische Gleichgewichts-Zustand der Ruhe hergestellt ist.
    In diesem Zustande hat nun das Wasser jene Kräfte als vakante übrig, welche seine Grundstoffe von ihren natürlichen Kräften auf ihre Cohärenz, und auf die Erhaltung ihrer Hüllenreste nicht weiters verwenden können; es äußert durch das Integrale derselben eine Massenanziehung, die von seiner Oberfläche aus, nach einem gewissen Gesez stetig abnimmt: während gleichzeitig die Grundstoffe seiner Oberfläche selbst, durch die ihre Hüllen excedirende Kräfte das Phänomen der Adhäsion zeigen – es sauget das Wasser durch die vakanten Kräfte seiner Grundstoffe, die Luft und anderes Flüßige, ja selbst staubartige Stoffe von Schicht zu Schicht ein, und nimmt das Eingesogene in die Zwischen-Räume auf, die in seiner Substanz zwischen den Hüllen seiner Grundstoffe übrig bleiben müßen, und behält diese, als ihm |220| inkolirende so lange in sich, bis sie durch äußere Veranlassungen aus ihm getrieben, oder sonsten entweichen müßen.
  • 2) Durch diese dem Wasser inkolirende Luft pflanzet sich nun meines Erachtens zunächst der Schall in dem Wasser von Oben nach Unten, und von Unten nach Oben, oder aufwärts in seiner Substanz fort. Die Taucher hören bis auf etliche Klafter unter dem Wasserspiegel noch den Schall eines klingenden Metalls, während ein Schlag an die bis auf 80 Fuß versenkte eiserne Gloke noch über dem Wasser gehört wird. – Das Wasser vicochetirt eben so, wie der feste Boden und Stein, eine Kugel zunächst durch die Härte seiner Substanz, und diese nimmt um so mehr zu, je mehr durchs Kochen seine ihm inkolirende luftartige Stoffe, wie z.B. in dem Wasserhammer aus ihm ausgetrieben worden sind. – Wenn wir daher die dem Wasser selbst noch übrige Elastizität exprobiren wollen, so müßen wir dasselbe zunächst durch äußern Druk in Umstände versezen, wo die Hüllen der Wasserstoffe sich in ihrer Form dadurch deformiren, daß sie nach ihren mit der Luft erfüllten Zwischenräumen sich ausbiegen, und die Luft dadurch aus sich vertreiben; läßt nun jener Druk nach, und die Wassersäule gewinnt nachhero ihre vorige Höhe wieder, so sind wir überzeugt, daß diese Restitution nur durch die Elastizität bewirkt worden seyn müße, welche das Wasser als Rükstand gasartiger zersezter Substanzen noch in seinem natürlichen Zustande hat. – Je kürzer nun die gedrukte Wassersäule, mithin auch ihre Masse bei einerlei Durchmesser ist, um so unbedeutender sind deßwegen auch die Zwischenräume seiner Substanz, in welche sich die gedrukten Wasserhüllen ausbiegen, und dadurch in ihrer Form sich deformiren mögen, und um so weniger läßt sich eine solche Wassersäule zusammendrüken, oder um so härter und resistenter zeigt sie sich in ihrer Substanz. Je länger statt dessen die Wassersäule an und für sich ist, mithin um so bedeutender die Zwischenräume der Wasserhüllen sind, um so mehr wird sich auch die Säule unter gewissem Druk verkürzen. – Nach diesem Umstande lassen also die Florentiner – nur mit kleinen mit Wasser angefüllten gedrukten Kugeln, angestellten Versuche für die Elastizität des Wasses wenig oder gar nichts folgern; – mehr läßt sich dagegen aus den von Hrn. Zimmermann und Abicht mit |221| Säulen von 16 Zollen, angestellten Versuche abnehmen; denn eine Wassersäule, die in ihrem natürlichen Zustande 192 Linien maß, verkürzte sich unter einem Druk von 745,, 1333,, 2509,, 3686 Pfunden auf 188, 9,, 185, 9: 181, 6,, 179, 7 Linien, und ging nach aufgehobenem Druk nahe zu, und in so weit auf ihre natürliche Länge zurük, als die Elastizität der Wasserhüllen, die stärkere Cohärenz, welche ihre Grundstoffe durch ihre Annährung unter sich eingehen mochten, überwuchten konnte. –
    Anmerkung. Ich habe diese Versuche auf eine Scale gebracht, und nach derselben gefunden, daß die Kurve anfänglich sich etwas hohl zeigte; sie hat dorten ihren Wendepunkt, wo das Wasser so stark gedrukt wird, daß es Wärme verliert, und wendet nun ihre konvexe Seite von der Absciße ab. Seze ich daher die Dichte des Wassers in den Cilinder für die Säule von 192 Linien = 1; so ist für die oben angeführten Pressungen, die Dichte des Wassers 1,, 1,0172,, 1,0336,, 1,0528,, 1,0691.
  • 3) Läßt sich nun Wasser, das als gedruktes nicht zur Seite ausweichen kann, schon in so weit verdichten, um so mehr wird sich fließendes Wasser verdichten, wo die Wasserhüllen als gedrukte nach der Richtung ihres Abflusses sich verlängern oder eine ovale Figur annehmen können. – Es verdichtet sich so das fließende Wasser in seinen untern Schichten um so mehr durch den Druk der obern, je tiefer diese unter dem Wasserspiegel liegen, – es werden deßwegen auch die untern Wasserschichten in sich selbst um so kohärenter, je stärker sich ihre Kräfte nach den kürzern Abständen anziehen, in welche sie durch die Deformation ihrer Hüllen kommen müßen.
    Anmerkung. Nach diesem Prinzip folgert sich unmittelbar, daß das Wasser oben geschwinder als in seinen tiefern Schichten abfließe, wie dieß auch wirklich die von Brünings und Ximenes in der Wahl und im Arno angestellten Versuche beweisen, – es erklärt sich eben so hieraus, warum das auf der schiefen Ebene abfließende Wasser nicht wie eine auf derselben abrollende Kugel accelerirt.
  • 4) Muß das Wasser eines Flußes einen Engpaß passiren, so stemmt es sich vor demselben nach und nach in so weit auf, bis endlich den Engpaß so viel Wasser passirt, als in dem Flußbeet von hinten gleichzeitig zuströmet – es durchströmet dabei das dem Passe direkte zufließende oder Klingenwasser denselben, während gleichzeitig das übrige oder Seitenwasser an den Wänden des Passes sich wendet, gegen jenes drukes, und sich auf beide Seiten mit jenem in den Paß |222| einzwänget. – Es hemmet so dieß Seitenwasser den Zufluß des Klingenwassers, während die Wasserhüllen des den Paß passirenden Wassers sich um so mehr in ihrer Form deformiren, je stärker sie sich wechselseitig drüken; – es wird das den Paß durchfließende Wasser dadurch um so dichter; je mehr Wasserhüllen in jeder Schicht auf einer Linie nebeneinander zu liegen kommen – es nimmt mit einer Verdichtung auch die Kohärenz das Wassers zu, oder das Wasser wird in seiner Substanz um so dichter und höher, je breiter das Beet des Flußes und schmäler der Engpaß im Vergleich mit diesem ist. – Ist nun das Gerinne des Engpasses immer gleich breit, so fließet das Wasser in der gewonnenen Dichte, in eben demselben mit einer Geschwindigkeit ab, die von der Geschwindigkeit seines Einströmens in den Paß, und dem Gesenke seines Gerinnes abhängig ist.
  • 5) Verjünget sich hingegen das Gerinne des Passes allmählig, so reflektiret sich das an den Wänden desselben anschlagende Wasser nach dem seine Mitte durchfließenden Wasser – es drüket dieß Wasser um so stärker, je größer seine Bewegende Kraft an und für sich ist, und seine Wasserhüllen streken sich dadurch um so ablanger, während sie gleichzeitig durch ihr Ausgleiten neben einander jenem Druck auszuweichen streben, und nach der mittlern Richtung jenes Druks, mit einer Geschwindigeeit fortfließen, die mir jenem Seitendruk in nächster Beziehung ist. – Es verdichtet sich unter solchen Umständen das Wasser immer mehr, je länger es in dem sich verjüngenden Gerinne fortfließt, und gewinnt gleichzeitig eine immer mehr zunehmende Geschwindigkeit, bis endlich an dem lezten Querschnitt des Gerinnes, wo das Wasser frei abfällt, dasselbe eine Dichte und Geschwindigkeit hat, wonach durch ihn eben so viel Wasser abfließet, als gleichzeitig in den Engpaß sich einzwänget. So presset sich der Konnektikut in Nordamerika in einen Engpaß ein, der sich immer mehr verenget, und erhält dorten, wo seine Breite nur 15 Fuße wird, eine Geschwindigkeit, wonach ein Sägeblok bei seinem Anstoßen an einen Felsen mit einer Kraft zersprungt, als wenn ihn der Bliz gespalten hätte; – sein Wasser wird allda durch seine Verdichtung so zähe, daß Vögel, welche mit ihren Füßen in den Wasserspiegel eintauchen, von ihm gefaßt, und fortgefüht werden; – |223| eben dieß ereignet sich auch auf dem Laurenz fluß, wo er vor seinem Abfall einen Engpaß passiret.
  • 6) Diese Verdichtung des Wassers in einem sich stetig verengenden Gerinne, zeiget sich insbesondere auch an dem aus unsern Feuersprizen ausfahrenden Strahle; denn dieser Strahl dehnet sich bei seinem Austritte aus der Oeffnung des Sprizrohrs, wo er den Seitendruk desselben nicht mehr verspüret, momentan um 1/6 bis 1/5 jener Oeffnung unmittelbar über der Platte derselben, durch die Elastizität seiner gedrükten Wasserhüllen aus; er nimmt in seiner Stärke allmählig bis dahin zu, wo seine Wasserhüllen ihre natürliche Form und Dichte durch ihre Elastizität in etwas wieder hergestellt haben, und er deßwegen wieder in etwas durchsichtig zu werden beginnt. – Ist nun der Strahl allda um die Hälfte der Weite des Mundlochs stärker, als dieses, so muß sein Wasser in dem Momment seines Austritts aus demselben 2/4 oder über 2 mal dichter, als in dem natürlichen Zustande seyn.
  • 7) Fällt das Wasser durch eine zilindrische Röhre ab, so fällt es nach den Gesezen der Schwere immer geschwinder, je höher die Röhre an und für sich ist, – es gewinnt statt dessen in der konischen Röhre, wie in dem sich verjüngenden Engpaß, eine noch um so größere Geschwindigkeit, und verdichtet sich um so mehr, je mehr die Röhre sich nach und nach in ihrer Weite verjünget. –

Deßwegen bedient man sich bei den Wassertrommeln statt der zilindrischen Röhren, besser der konischen; weil durch sie mehr Wasser, als durch jene in einerlei Zeit abfallet, mithin auch aus dem Zerspringen des Wassers auf dem Steine mehr Luft gleichzeitig entbunden oder frei wird, die sich in der Trommel verdichtet.

Bei unsern Brunnenwerken hat das aus der Röhre des Kessels abfallende Wasser vorerst die in den Hauptröhren und den Verzweigungen der Röhrenleitung befindliche Luft vor sich fortzutreiben, die seinem Fließen um so mehr widerstehet, je weiter die Röhren an und für sich sind, je weiter sich die Leitung in ihrer Verzweigung extendirt, je weniger Luftzapfen sie auf ihren höchsten Stellen hat, je enger die Mündungen des Ausflußes sind, und je mehr die bewegende Kraft des Wassers durch das Steigen der Leitung vermindert wird; – es wiederstehet außerdem das den Röhren anklebende |224| Material dem Fließen des Wassers um so mehr, je rauher es ist.

Auf jeden Fall verbreitet sich daher das in der Fallröhre abfallende Wasser in der Leitung um so bälder, je mehr Wasser und schneller dieses bei ihrer konoidalen Form in ihr abfället, oder je größer die bewegende Kraft des Wassers durch sie ist. München den 1. Juni 1820.

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: