Titel: Ueber die mechanische Kraft des Dampfes.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1826, Band 21, Nr. CXV. (S. 481–486)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj021/ar021115

CXV. Ueber die mechanische Kraft des Dampfes.

Der Bulletin des Sciences technologiques, Julius, 1826, S. 40–45, liefert uns zwei Aufsäze über diesen wichtigen Gegenstand; den ersteren unter der Aufschrift: N. 34. Tableau de M. Clément Desormes, relatif à la théorie générale de la puissance mécanique de la vapeur (extrait par M. Hachette); den zweiten unter der Aufschrift: N. 35. De la puissance mécanique de la vapeur d'eau: beide aus dem Bulletin d. l. Soc. philomath. April 1826. p. 50. 51. Wir theilen hier beide mit.

N, 34. Hr. de Bétancourt versuchte im Jahre 1790 die elastische Kraft des Wasserdampfes bei verschiedenen Temperaturen zu bestimmen, und machte bei dieser Gelegenheit verschiedene interessante Bemerkungen, als z.B.

1) Daß ein Wechsel-Verhältnis und eine wechselseitige Abhängigkeit zwischen Temperatur und Druk des Dampfes Statt hat, so zwar, daß derselbe Druk immer mit derselben Temperatur correspondirt, der Dampfkessel mag was immer für eine Ausdehnung besizen, wenn anders dieses Gefäß das Wasser nur im flüßigen Zustande und in Dampf-Gestalt enthält.

2) Daß die elastische Kraft des Dampfes schneller, als die Temperatur des Wassers, zunimmt, die denselben erzeugt. Im Jahre 1810 erwies ein berühmter englischer Physiker, Dalton, durch genauere Versuche, das correspondirende Verhältniß der Temperaturen und des Drukes des Wasserdampfes.

Seit dieser Zeit haben mehrere Physiker die von Dalton erhaltenen Resultate bestätigt, und dieselben auf noch höheren Druk ausgedehnt.

Hr. Clément Desormes, Prof. der Chemie am Conservatoire des arts et métiers, hat eine Tabelle druken lassen, welche das Verhältniß des Drukes, der Temperaturen und der mechanischen Kraft des Dampfes zeigt. Nimmt man den Druk einer Queksilber-Säule von 76 Centimeter Höhe als Einheit an, so gibt diese (im März 1826 herausgegebene) Tabelle für |482| den wachsenden Druk von 1 bis 10 Atmosphären folgende Temperaturen (am hundertgradigen Thermometer, und in ganzen Zahlen: 100°, 121°, 135°, 145°, 153°, 160°, 166°, 172°, 177°, 182°.

Wenn man nun annimmt, daß ein gewisses Volumen Dampf von 100° Wärme mit dem Druke Einer Atmosphäre in einem Gefäße, welches für den Warmestoff undurchdringlich ist, zusammengedrükt sey, und durch den neuen Druk auf ein 10 Mahl kleineres Volumen, als dieser erste Druk, zusammengepreßt wird, wird sich die Temperatur dadurch auf 182°, durch diese Vermehrung des Drukes allein, erheben, oder ist eine Vermehrung der Wärme nöthig, um allen Dampf in dem Zustande eines Drukes von 10 Atmosphären zu erhalten?

Ein englischer Physiker, Southern, beschäftigte sich lang mit dieser Frage, und nach seinen Versuchen sollte man die beiden auf diese Druke von 1 bis 10 Atmosphärelt folgenden Volumen des Dampfes, als Volumen Wassers von gleichem Gewichte halten, die von einer Temperatur = 0, bis zur Temperatur t + 100° und t + 100° + 82°, erhöht wurden, wo t den gebundenen Wärmestoff des Dampfes ausdrükt, den die Physiker noch nicht in aller Strenge bestimmt haben, und der, nach ihren Versuchen, von 530° bis 567° spielt.

Nimmt man denselben, mit Hrn. Clément, zu 550° an, und sezt man, daß eine Masse Wassers, m, in ein Volumen Dampfes von gleichem Gewichte bei einem Druke von 10 Atmosphären verwandelt wurde, so wird die Hize, die dem flüßigen Wasser zuzusezen ist, wo es sich auf 0 befindet, um dasselbe in Dampf zu verwandeln, nach Southern= m, (550° + 100° + 82°) = 732°. M; nach Clément aber für jeden Druk, nur 650° m. Hr. Clément versichert, daß ein gegebenes Gewicht Dampf immer denselben Grad Wärme hält, das Volumen des Dampfes mag was immer betragen; daß also, wenn man ein dem Wärmestoffe undurchdringliches Gefäß mit Dämpfen so füllte, daß es die möglich größte Menge derselben unter irgend einer Temperatur enthält, man, wenn das Gefäß biegsam und ausdehnbar ist, nach Belieben das Volumen der Dämpfe vermehren oder vermindern kann: diese Dämpfe werden natürlich, ohne Vermehrung oder Verminderung der Hize, die Temperatur annehmen, die ihnen zukommt, um in Masse die Dampfgestalt zu behalten, und den Raum zu sättigen, in welchem sie verbreitet sind.

|483|

Eine Commission, welche die Akademie der Wissenschaften zu Paris hiermit beauftragt hat, beschäftigt sich in diesem Augenblike mit einem sehr wichtigen Gegenstande, welcher das Gesez Mariotte's über die bleibenden Gase (gaz permanens 130)), Dalton's Gesez über die Dämpfe, und die Folgen aus diesen beiden Gesezen umfaßt.

N. 35. Obschon der Wasserdampf nur dann erst eine mechanische Kraft wird, wenn man denselben in einer Maschine anwendet, die mit einer Menge von Vorrichtungen verwikelt ist, so kann man sich doch leicht eine genaue Idee von dieser Kraft bilden, wenn man nur den Haupttheil einer Dampf-Maschine betrachtet; den hohlen Cylinder nämlich, in welchem ein Stämpel von gleichem Durchmesser sich bewegt, der genau in denselben paßt, und dessen Stiel, der durch den oberen Dekel desselben läuft, sich in einer ledernen Scheide schiebt, die man die Leder-Büchse, (boîte á cuir) nennt. Der Zwek dieser Büchse ist, den Zutritt der äußeren Atmosphäre zu dem Inneren des Cylinders abzusperren. Der Stämpel theilt, er mag sich in was immer für einer Lage befinden, den Hohlraum des Cylinders in zwei Höhlungen; wenn er in der Mitte des Cylinders steht, so sind diese beiden Höhlungen gleich groß. Sezen wir nun, daß er sich in dieser Lage befinde, und daß jede dieser beiden Höhlungen mit Wasserdampf von einer Temperatur von 100° und einem Druke, der einer Queksilbersäule von 76 Centimeter gleich ist, erfüllt sey, so ist es offenbar, daß, wenn man nur eine dieser Höhlungen abkühlt, und den Dampf in derselben in tropfbar flüsigen Zustand übergehen läßt, der Dampf, welcher seinen elastischen Zustand in der anderen Höhlung behalten wird, auf den Stämpel drüken, den Widerstand, der au dem Stiele des Stämpels angebracht wurde, besiegen, und den Stämpel gegen eines der beiden Enden des Cylinders treiben wird, von welchem er nur mehr durch die Schichte Flüßigkeit, die durch den verdikten Dampf entstanden ist, getrennt ist.

Wenn man diese Schichte von Flüßigkeit von außen erhizt, um sie neuerdings in Dampf zu verwandeln, und zugleich den Dampf in der gegenüberstehenden Höhlung abkühlt, so wird |484| der Stämpel gegen das Ende dieser Höhlung getrieben, und so bei jeder Bewegung, oder wie man sagt, bei jedem Stoße oder Schlage des Stämpels eine dynamische Wirkung hervorgebracht, deren Maßstab das Volumen des Raumes ist, welchen der Stämpel durchläuft, multiplicirt mit dem mittleren Ducke des Dampfes während des Laufes des Stämpels.

Dieselbe Wirkung würde Statt haben, wenn man statt des Dampfes irgend eine elastische Flüßigkeit wählte, z. V., kohlensaures Gas, welches abwechselnd durch äußere Erhizung und Erkühlung gasförmige und tropfbar flüßige Form annimmt, wie Hr. Brunel, ein französischer zu London angesessener Mechaniker erwiesen hat.

Bei den gewöhnlichen Dampf-Maschinen ist der Cylinder mit beweglichem Stämpel abwechselnd auf der einen Seite mit dem Kessel, auf der anderen mit einem Verdichter in Verbindung, in welchem der Dampf in den Zustand einer tropfbaren Flüßigkeit übergeht, indem er sich mit kaltem Wasser verbindet. Man entfernt mittelst einer sogenannten Luftpumpe das in den Verdichter geleitete Wasser, sammt der aus demselben entwikelten Luft, und das Spiel des Stämpels in dem Cylinder wird durch einen beständigen Dampfstrom unterhalten, der die eine Höhlung des Cylinders erfüllt, während der Dampf aus der anderen Höhle in den Verdichter übergeht. Die dynamische Wirkung des Dampfes, die auf diese Weise dem Stämpel übertragen wird, berechnet sich für diesen Fall auf dieselbe Weise, wie unter der Voraussezung äußerer Erwärmung und Abkühlung.

Man sagt, daß eine Dampf-Maschine einfachen oder hohen Druk habe, je nachdem der Dampf in dem Kessel den Druk einer oder mehrerer Atmosphären äußert. Wenn der Dampf nur den Druk Einer Atmosphäre äußert, so sind die Wände des Kessels, in welchen der Dampf sich bildet, von innen so sehr gedrükt, wie von außen; wenn aber der Dampf höheren Druk hat (hohen Druk), so werden sie von innen nach außen gedrükt.

Diese Ursache des Springens der Kessel, die bei Maschinen mit einfachem Druke nie Statt hat, wird durch Anwendung des Gußeisens zu Dampfkesseln noch vervielfältigt. Man hat indessen gefunden, daß Dampfmaschinen mit hohem Druke weniger Feuer-Material brauchen, um dieselbe Wirkung hervorzubringen, und, ungeachtet der Gefahr des Springens, wendet |485| man dieselben überall an, wo das Brenn-Material in hohem Werthe steht.

Die ersten Dampf-Maschinen mit hohem Druke und kräftiger Verdichtung verdankt man dem englischen Mechaniker. Woolf, der im Jahre 1804 sich ein Patent auf dieselben ertheilen ließ. Hr. Edwards, Director des Gußwerkes zu Chaillot bei Paris, verpflanzte sie zuerst nach Frankreich.

Hr. Woolf hat ein neues Mittel ersonnen, den Dampf zu verdünnen, ehe er verdichtet wird; er bedient sich zweier Cylinder, wovon der eine kleiner ist, als der andere. Der Dampf tritt zuerst in den kleineren Cylinder, und aus diesem in den größeren, wo er sich vor der Verdichtung verdünnt: jeder dieser beiden Cylinder hat seinen Stämpel, der mir dem Widerstande in Verbindung steht, und beide sind von einer gemeinschaftlichen cylindrischen Hülle umgeben, die mit dem Kessel Gemeinschaft hat. Diese Cylinder-Hülle wurde zeither auch bei den Cylindern mit einfachem Druke angewendet.

Die Idee, die Kraft, welche durch die Entwikelung oder Ausdehnung des Dampfes erzeugt wird, vor der Berichtung anzuwenden, gehört Hrn. Watt; allein diese Entwikelung vermindert die Regelmäßigkeit der Bewegung der Stämpel, wenn nur Ein Dampf-Cylinder vorhanden ist: die Anwendung zweier benachbarter Cylinder zur ausgedehnteren Entwikelung des Dampfes, ohne die Regelmäßigkeit der Bewegung der Stämpel zu beeinträchtigen, ist Hrn. Woolf's Erfindung.

Hr. Edwards hat Hrn. Woolf's Maschine im Jahre 1815 in Frankreich eingeführt, und im Jahre 1817 trieb eine solche Maschine, von der Kraft von 6 Pferden, die Woll-Krempelei des Hrn. Richard, rue Charonne N. 95. (Bullet. d. l. Soc. d'Enc. 1817. p. 267.)

Man kennt keine verläßige Angabe über den Verbrauch an Brenn-Material bei dieser Maschine: die Eigenthümer derselben versichern aber, daß sie viel dabei ersparen, ohne zu wissen warum. Hr. Hachette las am 6. Junius 1817 in der Société philomathique eine Abhandlung über die Art, die dynamischen Wirkungen der Dampfmaschinen mit hohem und mit einfachem Druke zu vergleichen. Obschon er nichts von den Erfahrungen des Hrn. Southern wußte, nahm er doch an, daß gleiche Mengen Dampfes, dem Gewichte nach, so ziemlich gleiche Mengen Wärme-Stoff enthalten; und da die Dämpfe mit hohem |486| Druke, bei gleichem Gewichte, als Federn betrachtet werden können, deren Spannung durch den Druk bemessen wird, so zeigte er, daß das Loslassen dieser Federn eine desto größere dynamische Wirkung hervorbringen muß, als die ursprüngliche Spannung größer war. Man warf Hrn. Hachette in derselben Sizung (6. Jun. 1817.) ein, daß er einen Grundsaz aufstelle, der nicht erwiesen ist; daß die Capacität für den Wärmestoff bei erhöhten Dämpfen unbekannt ist; daß man nicht weiß, was geschieht, wenn der Dampf sich erweitert, während er aus dem kleinen Cylinder der Maschine des Hrn. Woolf in den großen übergeht: diese Einwürfe widerlegten aber Hrn. Hachette's erwiesene Behauptung nicht, daß die Vergrößerung der dynamischen Wirkungen des Dampfes, die durch die höhere Spannung desselben entsteht, hinreicht, um die Ersparung des Brenn-Materiales bei Maschinen von hohem Druke zu erklären.

Der Verwaltungs-Ausschuß der Société d'Encouragement hat auf Antrag des Hrn. Hachette am 16. Decbr. 1818 beschlossen, daß man sich eines Kessels der Dampfmaschinen des Hrn. Edwards bedienen soll, um die Mengen des verdünsteten Wassers bei verschiedenem Druke und gleichem Gewichte Brenn-Materiales zu vergleichen. (Bulletin d. l. Soc. d'Encouragement 1818. p. 385, 1819. p. 252–255.) Die HHrn. Désormes und Clément haben diesen Versuch angestellt, und im August 1819 der Académie roy. des Sciences eine Abhandlung über die Theorie der Dampf-Maschine vorgelegt, wovon sich ein Auszug im Bulletin de la Société philomathique desselben Jahres, S. 115, befindet. Sie glaubten nach ihren Versuchen folgendes allgemeine Gesez aufstellen zu können: daß nämlich eine gegebene Masse Dampfes auf dem Sättigungspuncte des Raumes immer dieselbe Menge Wärmestoffes enthält, die Temperatur und Spannung mag wie immer verschieden seyn.

Die oben in N. 34. erwähnte Tabelle enthält die Resultate der Versuche und Berechnungen der HHrn. Désormes und Clément über die allgemeine Theorie der mechanischen Kraft der Wasserdämpfe; man findet darin diese Kraft in Zahlen ausgedrükt, sowohl für den Fall, daß die elastische Kraft des Dampfes beständig ist, als wo sie zunimmt. (Bullet. d. l. Société Philomathique. April. 1826. p. 51.)

|483|

Wie viele bleibende Gasarten (gaz permanens), haben wir wohl noch seit Davy's und Faraday's Entdekungen? A. d. Ueb.

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: