Titel: Clément-Desorme's siebente Vorlesung über die technische Chemie.
Autor: Clément‐Désormes, Nicola
Fundstelle: 1829, Band 33, Nr. LXVIII. (S. 276–294)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj033/ar033068

LXVIII.  Clément-Desorme's siebente Vorlesung über die technische Chemie.

Aus dem Recueil Industriel, April 1829. S. 5.

Fortsezung vom Polytechnischen Journal Bd. XXXIII. S. 130.

Mit Abbildungen auf Tab. IV.

Blasemaschinen.

Die Quantität Luft, welche man einem Feuerraume dadurch zufließen lassen kann, daß man seinen Zug durch einen Schornstein verstärkt, ist nicht hinreichend, um die Verbrennung so zu beschleunigen und die Temperatur so sehr zu erhöhen, als es einige technische Operationen erfordern. Man wendet alsdann Blasemaschinen an, welche dem Brennmaterial ein großes Volum Luft zuführen. Da das Detail der Einrichtung dieser Apparate nicht in das Gebiet der Chemie |277| gehört, so werden wir hier bloß von der Berechnung ihrer Wirkungen sprechen.

Um die Quantität der Luft, welche eine solche Maschine liefert, zu bestimmen, muß man zuerst die Höhe der Luftsäule ausmitteln, die einen Druk, gleich demjenigen, welcher in dem Behälter der Maschine Statt findet, ausüben würde; man muß sodann die diesem Druk zukommende Geschwindigkeit berechnen, und diese ist, wie wir wissen, gleich derjenigen, welche ein Körper erlangen würde, der frei von der Höhe der Bewegungssäule herabfällt; endlich muß man die Geschwindigkeit mit der Oberfläche der Oeffnung multipliciren, durch welche die Luft entweicht, und die in denselben Einheiten, deren man sich zur Bestimmung der Geschwindigkeit bedient hat, ausgedrükt ist.

Den Druk, welcher in den Behältern Statt findet, mißt man vermittelst einer heberförmigen Röhre, welche man an einer ihrer Wände so anbringt, wie die in F, J, Fig. 9. vorgestellte. Die Tension der Luft wird durch die Differenz des Niveau des Wassers in den beiden Schenkeln des Hebers, in F und in J, angezeigt. Um die Wassersäule F, J' in eine Luftsäule von demselben Gewicht zu verwandeln, muß man ihre Höhe mit 770 multipliciren, welche Zahl das Verhältniß der respektiven Dichtigkeiten dieser beiden Körper ausdrükt. Man findet alsdann die dieser Bewegungssäule zukommende Geschwindigkeit, wenn man die in Metern ausgedrükte Höhe mit der constanten Zahl 19,62 multiplicirt143) und aus dem Product die Quadratwurzel auszieht.

Wir wollen nach diesen Principien vorerst die Quantität Luft berechnen, welche ein Hufschmieds-Blasebalg liefert. Der mittlere Druk beträgt darin nach den Beobachtungen 4 Centimeter Wasser; die Luftsäule, welche einen eben so großen Druk, als 4 Centimeter Wasser hervorbringt, ist 0,04 × 770 = 30,80 Meter; die dieser Säule zukommende Geschwindigkeit wird also seyn = √(19,62 × 30,80) = √604,28 = 24,60 Meter für die Secunde. Der Durchmesser der Deute (Röhre), welche die Luft in das Feuer leitet, beträgt gewöhnlich 2 Centimeter; ihre Oberfläche hat also 4 Kreiscentimeter, wovon man 785 Tausendtheile nehmen muß, um sie in Quadratcentimeter umzuändern, wodurch man sich der Wahrheit hinreichend nähert. Dadurch erhalten wir in dem angegebenen Beispiel 4 × 785/1000= 3,12 Quadratcentimeter, und das Volum der Luft, welche in einer Secunde austritt, wird 24,60 × 0,000312 Quadratmeter = 0,076752 Kubikmeter betragen.

Wenn die Luft in dem Behälter einer Blasemaschine stark comprimirt |278| ist, muß man die Veränderung ihrer Dichtigkeit berüksichtigen und an Statt der Zahl 770, welche das Verhältniß des Gewichtes der nicht comprimirten Luft zu demjenigen des Wassers ausdrükt, eine andere Zahl nehmen, welche dieses Verhältniß für den vorhandenen Druk bezeichnet. Wir wollen als Beispiel für diesen neuen Fall die Geschwindigkeit berechnen, welche die Luft in den Hohöfen zum Ausschmelzen des Eisens, die mit Kohks gespeist werden, erlangt.

Der höchste Druk in diesen Oefen beträgt den vierten Theil des atmosphärischen Druks und entspricht einer Wassersäule von 2,50 Meter. Die Zahl 770 muß also um ein Viertel vermindert werden und das Verhältniß des Gewichts des Wassers zu dem der Luft unter diesem Druk, wird 577,50. Die einer Wassersäule von 2,50 Meter entsprechende Säule comprimirter Luft wird also = 2,50 M. × 577,50 = 1444 Meter betragen und die durch diese Bewegungssäule hervorgebrachte Geschwindigkeit = √(19,62 × 1444) = √28331 = 169 seyn. Wenn die Oeffnung, durch welche die Luft austritt, 0,25 Quadratdecimeter hat, beträgt sie 0,0025 Quadratmeter und das Volum, welches durch diese Oeffnung in einer Secunde austritt, wird 169 × 0,0025 = 0,42 Kubikmeter seyn; da dieses Volum aber der comprimirten Luft angehört, so muß man es noch um ein Viertel vermehren, um dasjenige zu erhalten, welches ihr bei der gewöhnlichen Dichtigkeit zukommt; es ergibt sich also, daß 0,42 + 0,42/4 = 0,525 Kubikmeter nicht comprimirte Luft in einer Secunde durch diese Oeffnung entweichen. Man muß oft berechnen, welche Geschwindigkeit der Luftstrom erlangen muß, damit er durch eine gegebene Oeffnung eine Quantität Luft leitet, welche hinreichend ist, die Kohlenmasse, die darin binnen einer bestimmten Zeit verbrannt werden soll, zu verzehren. Alle zur Auflösung dieses Problems erforderlichen Data kommen in den von uns untersuchten Fällen vor, wie man dieses aus dem folgenden Beispiele ersehen wird. Wir wollen nämlich nun die Geschwindigkeit berechnen, welche ein Luftstrom, der durch eine Röhre von 4 Centimeter Durchmesser streicht, erhalten muß, damit er in einem Hohofen, welcher täglich 2500 Kilogr. Gußeisen liefert, die erforderliche Quantität Holzkohle verbrennt.

Die Quantität Kohle, welche täglich verbrannt werden muß, beträgt so viel, als fünfundzwanzig Klafter Holz, die 1080 Kilogrammen wiegen, hervorbringen können; jedes Klafter gibt aber 150 Kilogrammen Kohlen, was 3750 Kilogr. ausmacht. Die Quantität Luft, welche für die doppelte Menge144) erforderlich ist, beträgt 3750 × |279| 18 = 67500 Kubikmeter täglich und 67500/86400 = 0,78 K. M. für die Secunde. – Wenn der gegebene Durchmesser der Röhre = 0,04 ist, so wird die Oberfläche 0,000312 Quadratcentimeter145) betragen und die Geschwindigkeit, welche erforderlich ist, um durch diese Oeffnung 0,78 K. M. Luft zu treiben, durch 0,780000/0,000312 = 250 Meter ausgedrükt werden. Um nun die Höhe der Bewegungs-Luftsäule zu erfahren, welche diese Geschwindigkeit von 250 Meter hervorbringen wird, muß man das umgekehrte Verfahren von demjenigen einschlagen, wodurch wir die einer Säule von bekannter Höhe zukommende Geschwindigkeit bestimmten, und folglich mit 19,62, als constanter Zahl, das Quadrat der erforderlichen Geschwindigkeit dividiren. Diese Höhe wird also 250²/19,62 = (250 × 250)/19,62 = 62500/19,62 = 320 Meter betragen. In dem Behälter der Blasemaschine dieses Hohofens wird folglich ein Druk Statt finden müssen, gleich demjenigen, welcher durch eine Luftsäule von 320 Meter Höhe oder durch eine Wassersäule von 0,415 M. hervorgebracht wird, denn 320/770 = 0,415.

In England wendet man bei den Hohöfen, die mit Kohks gespeist werden, Blasemaschinen von sehr großer Wirkung an, welche auf eine ähnliche Art, wie die Cylinder der Dampfmaschinen mit doppelter Wirkung, eingerichtet sind. In Fig. 10. ist eine solche Blasemaschine im Durchschnitt vorgestellt, und man kann daraus ersehen, daß sie so eingerichtet ist, daß sie stets dem Behälter eine der Capacität des Cylinders gleiche Quantität Luft zuführt, der Stämpel mag steigen oder fallen. Es gibt solche Maschinen, deren Cylinder 108 Zoll im Durchmesser hat; sie geben 16 Kubikmeter Luft mit jedem Hub des Stämpels, der sich mit einer Geschwindigkeit von zwölf Hüben für die Minute bewegt; sie verschaffen eine Quantität Luft, welche hinreichend ist, um täglich 31000 Kilogrammen Kohks zu verbrennen, was eben so viel ist, als 60000 Kilogrammen Steinkohlen oder 600 Hectoliter voll. Diese Hohöfen erzeugen in 24 Stunden 10000 Kilogr. (200 Ztr.) Gußeisen. In Wallis gibt es deren, welche jährlich 25 bis 30 Millionen Kilogrammen (500000 bis 600000 Ztr.) Stangeneisen in den Handel liefern, während die größten Hohöfen in Frankreich höchstens 200000 Kilogr. geben, was mehr als zehn Mal weniger ist.

Um die Unannehmlichkeiten der Schornsteine an Bord der Dampfschiffe |280| zu vermeiden, hat man bisweilen den unter dem Namen von Desaguillier's Ventilator bekannten Apparat angewandt. Man läßt durch ihn den Rauch aufsaugen und er vermehrt so den Zug, ohne daß man einen Schornstein zu errichten nöthig hat. Er hat große Aehnlichkeit mit der Puzmühle, und besteht aus einem durch vier Flügel gebildeten Rade, welches sich in einer cylindrischen Hülse bewegt, deren Grundflächen durch Böden verschlossen werden, in deren Mitte die Pfannen angebracht sind, worin die Achse des Rades sich dreht. Durch eine in dem Cylinder angebrachte Oeffnung tritt der Rauch aus, welcher durch andere in den Böden angebrachte und mit dem Feuerraum in Verbindung stehende Oeffnungen aufgesogen wird. Dieser Apparat mag zwekmäßig seyn, wenn man ihn von solcher Größe herstellt, daß es nicht nöthig ist, ihm eine Geschwindigkeit zu ertheilen, welche einen beträchtlichen Theil von der Kraft der Dampfmaschine in Anspruch nehmen müßte. Wenn man z.B. einer Maschine dieser Art, welche 2 Meter im Durchmesser hat, eine Geschwindigkeit von 6 Umdrehungen für die Secunde ertheilen müßte, so würde sie dann die Kraft von 2 1/2 Pferden erfordern, was viel wäre; wenn es aber hinreichend wäre, ihr eine Geschwindigkeit von 3 Umdrehungen zu ertheilen, so würde sie nur noch den vierten Theil dieser Kraft verbrauchen und könnte vortheilhaft angewandt werden. Dieser Apparat, welcher auch so hergestellt werden kann, daß er Luft zubläst, an Statt sie aufzusaugen, ist also gut oder schlecht, je nach seiner Bestimmung und kann unter einigen Umständen vortheilhaft seyn.

Wenn es in der Nähe der Hütten Wasserfälle gibt, die nicht ganz benuzt werden, so kann man sie durch Anwendung der Wassertrommel zum Theil geradezu in eine Blasemaschine verwandeln. Die Wassertrommel, welche in Fig. 11. im Durchschnitt vorgestellt ist, besteht aus einer senkrechten Röhre BB, durch welche das von dem Kanal A zugeführte Wasser in die Tonne CC auf die Platte D fällt. Diese Röhre verengert sich an dem oberen Theile, welcher den Namen Trichter führt; sie erweitert sich sodann, und ist an dieser Stelle mit vier Löchern durchbohrt, die man Trompeten nennt, und welche dazu bestimmt sind, die Luft in das Innere der Röhre BB hineindringen zu lassen. Diese Trompeten, welche eine kegelförmige Gestalt haben, sind schief in dem Körper der Röhre angebracht; das Wasser reißt beim Herabfallen einen Theil Luft mit sich, die auf die Platte D zuströmt, und durch die Röhre EE, welche man Windträger nennt, und die sich in die Deute endigt, entweicht. Bei dieser Maschine wird die Triebkraft nicht vortheilhaft benuzt; da aber alle ihre einzelnen Theile fix sind, so muß sie von langer Dauer seyn.

Man hat auch als Blasemaschine eine Aeolipila angewandt, die |281| aus einem Dampfkessel bestand, aus welchem man den Dampf, der durch eine Röhre in den Feuerraum geleitet wurde, erst dann entweichen ließ, nachdem er einen hohen Druk erlangt hatte. Der Dampf riß durch seine mechanische Kraft eine große Menge Luft mit sich. Dieser Apparat gab keine vortheilhaften Resultate; der Dampf wirkte nachtheilig auf die in dem Ofen behandelten Substanzen. Das Gußeisen, zum Beispiel, war durch das Wasser oxydirt, es wurde hart und sogar zum Theil zerstört, und dieses anscheinend ökonomische Verfahren, Wind zu erzeugen, war in der That wegen der Abgänge, welche es verursachte, sehr kostspielig.

Speisung eines Ofens mit Brennmaterial.

Nachdem wir nun die Quantität der Luft, welche nöthig ist, um eine vollständige Verbrennung zu bewirken, bestimmt, und die Verfahrungsweisen, welche man in den Manufacturen angewandt hat, um sie durch den Feuerraum zu leiten, aus einander gesezt haben, müssen wir uns mit der Speisung der Oefen mit Brennmaterial, und mit den Vorsichtsmaßregeln beschäftigen, welche man zu ergreifen hat, damit die Verbrennung gleichförmig und regelmäßig Statt findet.

Da die Verbrennung das Resultat einer chemischen Verbindung ist, so muß der Sauerstoff mit dem Brennmaterial in Berührung kommen, denn ohne unmittelbare Berührung erfolgt niemals eine chemische Vereinigung. Wenn das Brennmaterial in großen Stüken vorhanden ist, findet die Verbrennung nur allmählich Statt; wenn es hingegen in ein feines Pulver verwandelt und mit dem Sauerstoff in Berührung ist, erfolgt sie augenbliklich. Die Entzündung des Schießpulvers ist ein auffallendes Beispiel einer schnellen Verbrennung, aber in diesem Falle ist auch der Sauerstoff des Salpeters mit dem Schwefel unmittelbar in Berührung.

In den mit Mauern umgebenen Feuerräumen muß die Luft die Schichte des auf den Rost gelegten Brennmateriales durchstreichen können, damit der Sauerstoff mit allen brennbaren Theilchen in Berührung kommt. Wenn die Steinkohle nicht von der Beschaffenheit ist, wo man sie bindend (collante) nennt, sondern einzelne Stüke bildet, so lassen diese zwischen sich Raum genug, daß die Luft hindurchstreichen kann; wenn sie aber bindend ist, so vereinigen sich die Stüke mit einander und bilden eine compacte Schichte, welche die Luft nicht durchstreichen kann. Man muß alsdann nur wenig Brennmaterial auf Einmal auf den Feuerherd legen und öfters solches aufwerfen; wenn die Steinkohle zu fett seyn und dieses Mittel nicht hinreichen sollte, so müßte man sie mit magerer Steinkohle vermengen. Man hat es in London dahin gebracht, den Rauch, welcher dort beständig die Atmosphäre verdunkelte, um vieles bloß dadurch zu vermindern, |282| daß man allgemein eine solche Vermengung vornahm; denn der Rauch entsteht immer nur durch eine unvollständige Verbrennung, und wenn die Kohlenschichte nicht die erforderliche Quantität Luft in den Feuerraum hineinbringen läßt, so verwandelt sich der ganze obere Theil des Brennmaterials, weil er aus Mangel an Luft nicht verbrennen kann, in Rauch. Oft gelingt es den in einem Ofen entstandenen Rauch fast ganz dadurch zu verzehren, daß man einen Luftstrom hineintreten läßt, welcher ihn bei seiner hohen Temperatur augenbliklich entzündet; dieses Mittel wird unter anderen bei den sogenannten rauchverzehrenden Oefen angewandt, die ihren Rauch verbrennen; sie müssen aber so hergestellt seyn, daß die Luft so heiß hinzutritt, daß sie den Rauch nicht abkühlen kann, weil er sonst nicht mehr verbrennen würde, und daß sie keinen beträchtlichen Theil der entbundenen Wärme entzieht.

Um die Feuerheerde, besonders aber die zum Erhizen der Kessel der Dampfmaschinen bestimmten, mit Brennmaterial zu unterhalten, hat man mechanische Mittel angewandt, weil man sich dann eines Theiles der Kraft der Maschine bedienen konnte, um den Speisungs-Mechanismus in Bewegung zu sezen. Ein solcher Apparat ist in Fig. 12. vorgestellt und besteht hauptsächlich aus zwei mit spizen Kanten versehenen Reibcylindern HH, die das in dem Trichter G befindliche Brennmaterial, welches den Feuerherd speisen muß, zerstoßen und regelmäßig vertheilen. Ein vertikaler Ventilator K schleudert die Kohle auf den Rost. Die Flügel dieses Ventilators haben eine dreiekige Gestalt, damit die Kohlenstüke mehr oder weniger weit geworfen werden, je nachdem sie von den Flügeln des Ventilators an einem von der Achse L mehr oder weniger weit entfernten Punkte getroffen werden; diese Achse wird durch eine auf ihr angebrachte Schraube ohne Ende vermittelst des gezahnten Rades M schnell umgedreht; das Rad M erhält seine Bewegung durch die Rolle N, welche mit der ersten Triebkraft communicirt; eben diese Rolle treibt auch durch einen sehr einfachen Mechanismus die Cylinder HH.

Dieser scharfsinnige Apparat erfüllt seinen Zwek vollkommen und wird mit Erfolg in mehreren englischen Werkstätten angewandt, während man in Frankreich seinen Gebrauch aufgegeben hat. Es ist zu bedauern, daß die damit angestellten Versuche nicht gelungen sind, weil er nicht nur den Feuerräumen eine beständig gleiche Wärme erhält, sondern auch Brennmaterial erspart, indem die beim Oeffnen der Ofenthüre sonst jedes Mal austretende Wärme, welche, wie wir bald sehen werden, beträchtlich ist, hiebei nicht verloren geht.

Ueber den Rost eines Feuerraumes.

Der Rost ist einer der wichtigsten Theile eines Feuerraumes; er |283| muß so construirt seyn, daß er nicht nur die zur Verbrennung nöthige Luft durchstreichen und die Asche durchfallen läßt, sondern auch das Gewicht des Brennmateriales tragen kann, ohne sich bei der hohen Temperatur, die er erhält, zu biegen.

Der Rost besteht aus Stangen von geschmiedetem oder Gußeisen, welche parallel neben einander gelegt werden, deren Dike durch die Dimensionen des Rostes und deren Entfernung durch die Beschaffenheit des Brennmateriales bedingt wird; man hat allgemein für die großen zum Brennen der Steinkohlen bestimmten Feuerherde Stangen von der in Fig. 13. vorgestellten Form angenommen, welche 3 Centimeter dik und 8 bis 10 Centimeter hoch sind, und zwischen welchen ein leerer Raum von 1 Centimeter Breite ist; es bleibt hiebei also ein Viertel der Oberfläche des Rostes für den Durchgang der Luft offen; die Form der in Fig. 13. im Durchschnitte vorgestellten Stangen erleichtert das Durchfallen der Asche und des Hammerschlages, und da ihr unterer Theil beständig durch die Luft, welche in den Feuerraum strömt, abgekühlt wird, so bleibt er kalt und biegt sich nicht unter dem Gewicht des Brennmaterials.

Man kann keine allgemeine Regel für die dem Rost zu ertheilende Größe und Gestalt festsezen, aber man wird sie leicht für jeden besonderen Fall berechnen können, wenn man sich an das folgende Beispiel hält, worin die Größe des Rostes für einen Feuerraum berechnet wird, der sich zur stündlichen Verbrennung von 100 Kilogrammen Kohle eignet und dessen Schornstein bei 0,025 Quadratmeter Durchschnitt, 20 Meter hoch ist, und in welchem die Aufsteigungs-Geschwindigkeit der Luft 10 Meter beträgt.

Da die Steinkohle und die Holzkohle bei gleichem Gewichte eine gleiche Quantität Luft zur Verbrennung erfordern, so wird der Rost eines Feuerraumes, auf welchem das eine oder das andere dieser Brennmaterialien verbrannt werden soll, auf gleiche Weise berechnet. Da stündlich 100 Kilogr. Kohle verbrannt werden müssen, so wird die zu ihrer Verbrennung erforderliche Luft für die Stunde ungefähr 100 × 20 K. M. = 2000 K. M. und für die Secunde 2000/3600 = 0,555 K. M. betragen. Da die Geschwindigkeit der Luft 10 Meter ist, so wird der kleinste Durchschnitt der zu ihrem Durchgange nöthigen Oeffnung 0,555/10 = 0,0555 Quadratmeter oder 5,55 Quadratcentimeter betragen.

Weil die Steinkohle zu ihrer Entzündung eine hohe Temperatur erfordert, muß immer eine sehr beträchtliche Masse Brennmaterial auf dem Feuerherde liegen, damit eine hinreichende Hize unterhalten wird, |284| und man darf auch keine zu große Masse kaltes Brennmaterial auf Einmal aufwerfen; in unserem Beispiele müssen 100 Kilogr. Steinkohlen in den Ofen kommen und diese stündlich zu verbrennenden 100 Kilogr. müssen in zehn Portionen, folglich in sechs Minuten immer 10 Kilogr., hineingebracht werden. Damit die Verbrennung vollständig Statt findet, ohne daß zu viel unverbrannte Luft entweichen kann, muß die Dike der Kohlenschichte 10 Centimeter betragen, und da ein Kubikmeter Kohle im Durchschnitt 800 Kilogr. wiegt, so wird die Oberfläche des Rostes 125 Quadratdecimeter seyn müssen. Ein Rost von 1 Meter Breite auf 1 Meter und 25 Centimeter Länge wird also einerseits die erforderliche Größe und andererseits eine seinen Zwek befördernde Form haben.

Die offene Oberfläche des Rostes wird 1,25 Meter/4 = 31 Quadratcentimeter seyn, und da die Erfahrung gelehrt hat, daß die Steinkohle beiläufig 5/6 dieser Oeffnung verstopft, so wird der wirklich frei bleibende Raum, durch welchen die Luft eindringen kann, gleich 1/6 von 31 Centimeter = 0,055 Quadratcentimeter seyn, was ziemlich die kleinste Oeffnung ist, welche für den Durchgang der unter dem angenommenen Druk nöthigen Luftmenge erforderlich ist, und man muß erstaunen, wie klein sie in Verhältniß zu der ungeheuern Quantität der verbrannten Kohle ist.

Zum Verbrennen des Holzes wendet man selten Feuerräume an, welche mit einem Rost versehen sind; wenn man aber solche gebrauchen wollte, so müßte der Rost um die Hälfte kleiner als für die Steinkohlen gemacht werden, weil die Quantität des bei der Verbrennung verschlukten Sauerstoffs immer mit der Quantität der entbundenen Wärme in Verhältniß steht, und da das Holz durch seine Verbrennung nur ungefähr halb so viel Wärme als die Steinkohle erzeugt, so ist auch, um einen Feuerraum mit Holz zu speisen, nur halb so viel Luft nöthig, als für einen gleich großen Feuerraum mit Kohlen. Auf der anderen Seite verstopft auch die Steinkohle den Rost viel mehr als das Holz, welches regelmäßigere Stüke bildet.

Der Aschenraum ist der unter dem Rost befindliche Theil des Feuerraums, worin sich die Asche sammelt. Die Dimensionen dieses Raumes waren früher viel zu groß und verursachten großen Aufwand an Brennmaterial; man macht sogar jezt noch die Thüren der Aschenräume viel zu groß, so daß die Geschwindigkeit der Luft darin viel zu gering ist; man darf dem Aschenraume keine größeren Dimensionen geben, als zum Reinigen des Feuerherdes und zum Herausziehen der Asche nöthig sind.

Alle in dem Mauerwerk eines Feuerraumes angebrachten Oeffnungen |285| müssen mit eisernen Scharnieren versehen werden, damit sie den Stößen widerstehen und genau verschlossen werden können, denn es ist nüzlich, dem Erkalten der Oefen, wenn die Arbeit augenbliklich unterbrochen wird, zuvorkommen, und es ist wichtig den Zutritt der kalten Luft zu dem oberen Theile des Feuerraumes verhindern zu können, wie man dieses aus der folgenden Berechnung ersehen wird.

Berechnung des Wärmeverlustes, welcher durch das Oeffnen der Thüre eines Feuerraumes entsteht.

Wenn man die Thüre eines Feuerraumes öffnet, dringt eine Masse kalter Luft hinein und entzieht eine beträchtliche Quantität Wärmestoff, und ein Theil des Brennmateriales entweicht als Rauch, weil es nicht stark genug erhizt wurde, um sich zu entzünden; der unter diesen Umständen entstehende Wärmeverlust ist beträchtlich, wie dieses die folgende Berechnung zeigt, welche sich auf die Oefen einer Woolf'schen Dampfmaschine von 6 Pferde Kraft bezieht, die stündlich 20 Kilogr. Steinkohlen verzehren. Da zur Verbrennung eines Kilogr. Steinkohlen wenigstens 10 Kubikmeter Luft erforderlich sind, so erfordern 20 Kilogr., 200 K. M., welche verdoppelt 400 K. M. ausmachen, die mit 1,25 Kilogr., dem Gewicht eines Kubikmeters, multiplicirt, das Gewicht der zu verbrennenden Luft zu 500 Kilogr. ergeben. Da nun die Capacität der Luft für den Wärmestoff ziemlich ein Viertel von derjenigen des Wassers ist, und die durch den Schornstein entweichende Luft 200° hat, so wird die von der verbrannten Luft mitgerissene Wärme bei verschlossener Thüre des Feuerraums 500/4 × 200° = 125 × 200 = 25000 Wärme-Einheiten seyn, und da die ganze entbundene Wärme 20 Kilogr. × 7050 Wärme-Einheiten = 141000 ist, so wird das Verhältniß zwischen diesen beiden Quantitäten 25/141 oder 17,75/100.

Wir wollen nun annehmen, man müßte, um das Brennmaterial in den Ofen zu bringen, die Thüre desselben für jede Stunde acht Minuten lang offen lassen und den dadurch entstehenden Wärmeverlust berechnen, wenn die Thüre, wie gewöhnlich 30 Centimeter in der Höhe und in der Breite hat und die Geschwindigkeit des Zuges im Schornstein 10 Meter ist. Da die Oberfläche der Thüre 9 Quadratdecimeter beträgt, so strömen in jeder Secunde 9 Dec. × 100 Dec. = 900 Kub. Decm. = 0,90 Kubikmeter hinein; folglich in einer Minute 54 und in 8 Minuten 422 Kubikmeter; und da, wie oben gezeigt wurde, nur 400 K. M. Luft nöthig sind, um die Verbrennung zu unterhalten, so ergibt sich, daß man, wenn die Thüre in jeder Stunde nur acht Minuten lang offen bliebe, eine mehr als |286| doppelte Quantität Luft erhizen und die durch den Schornstein verloren gehende Wärme auch mehr als verdoppelt werden müßte.

Man kann diesen Verlust dadurch vermindern, daß man hinter dem Ofen Thüren (sogenannte Register) anbringt, welche die Communication mit dem Schornsteine beseitigen, und sie zu drei Viertel verschließt, ehe man die Thüre des Feuerraumes öffnet, um das Brennmaterial auf den Rost zu werfen; es ist wichtiger, als man gewöhnlich nicht glaubt, auch jeden Abend, wenn man die Operation unterbricht, diese Register und die Thüre der Oefen sorgfältig zu verschließen; und viele Fabrikanten würden sich sehr wundern, wenn man ihnen zeiget würde, welche beträchtliche Ersparniß sie sich durch eine genaue Aufsicht in dieser Beziehung verschaffen könnten.

Achte Vorlesung.

Construction der Oefen.

Das Problem, die zwekmäßigste Einrichtung eines Ofens anzugeben, ist sehr verwikelt und wir haben noch nicht alle Principien abgehandelt, welche bekannt seyn müssen, damit man es vollständig und genügend lösen kann. Wir können bis jezt nur die Geschwindigkeit und das Volum der Luft, welche den Schornstein durchstreicht, die Dimensionen der Oeffnungen, welche davon abhängen, und die Quantität des zu verbrennenden Brennmateriales berechnen. Wir müssen noch die verschiedenen Anwendungen, welche man von der Wärme machen kann, kennen lernen und wissen, ob der Ofen eine niedrige oder eine hohe Temperatur haben muß.

Oefen von niedriger Temperatur nennt man diejenigen, welche dazu bestimmt sind eine Wirkung hervorzubringen, die keine höhere Temperatur als 100° C. erfordert; dahin gehören diejenigen, welche zum Erhizen des Wassers, zur Destillation, zum Erhizen der Küpen in den Färbereien u.s.w. angewandt werden. Es findet ein ungeheuerer Unterschied zwischen der Temperatur Statt, welche diese Zweke erheischen, und derjenigen, welche zum Schmelzen des Glases, der Metalle, zum Brennen des Porcellanes, der Töpferwaaren u.s.w. erfordert wird.

Ein sehr großer Unterschied, welcher zwischen den Oefen von niedriger und denjenigen von hoher Temperatur Statt findet, besteht darin, daß erstere mit derselben Quantität Brennmaterial eine bessere und größere Wirkung hervorbringen. Die Steinkohle muß nach der Theorie durch ihre Verbrennung 7000 Wärme-Einheiten erzeugen. In gut construirten Oefen von niedriger Temperatur erhält man zwei Drittel dieses Maximums, während in denjenigen von hoher Temperatur |287| nur ein Zehntel und bisweilen nur ein Zwanzigstel davon hervorgebracht wird. Dieser Unterschied rührt daher, daß im ersteren Falle die Temperatur des Feuerraumes viel höher als die des zu erhizenden Körpers ist, während sie sich im zweiten derselben mehr nähert; denn da der Feuerraum 1200 und bisweilen sogar 2000° hat, so ist für ihn ein Kessel voll Wasser, welches bei 100° kocht, eine Eisgrube, die den Wärmestoff sehr begierig anzieht; sie wirkt in der That auf eine ähnliche Art auf ihn, wie ein Schwamm auf das Wasser, sie saugt die Wärme auf und bemächtigt sich derselben mit Leichtigkeit. Wenn man aber an Statt eines Kessels, welcher eine Temperatur von 100° erhalten muß, in den Feuerraum einen Tiegel stellt, welcher Kupfer enthält, das erst bei 11 oder 1200° in Fluß kommt, oder Gußeisen, welches deren 1400 erfordert, so beträgt der Unterschied zwischen der Temperatur des Feuerraumes und derjenigen des zu erhizenden Körpers nur noch 6 oder 800°, während er im ersteren Falle 1900 betrug. Man begreift leicht, daß er alsdann den Wärmestoff weder so schnell, noch so begierig mehr anzieht.

Oefen von niedriger Temperatur.

Oefen von niedriger Temperatur werden in den Fabriken sehr häufig und zu sehr verschiedenen Zweken angewandt. Es ist nicht nöthig, sie alle durchzugehen und wir werden uns darauf beschränken, ihre Wirkung in einigen Beispielen zu berechnen, welche hinreichend seyn werden, damit man sich in allen anderen etwa vorkommenden Fällen zu helfen weiß. Da aber diese Oefen meistentheils zum Erhizen einer in einem Kessel enthaltenen Flüssigkeit bestimmt sind, so muß man zuerst die nüzliche Wirkung, welche man von diesen Apparaten erhält, kennen.

Man hat lange Zeit geglaubt, daß die Wirkung, welche man von einem Kessel erhält, sich nach seiner Capacität richtet; dieß war aber ein Irrthum. Da der Kessel ein kalter Körper ist, welcher einer hohen Temperatur ausgesezt wird, so muß er sich um so schneller erhizen, je größer die Oberfläche ist, durch welche er mit dieser Temperatur in Berührung kommt. Der Kessel muß als ein Raum betrachtet werden, welcher mit einer comprimirten Flüssigkeit umgeben ist, die durch seine Wände wie durch ein Sieb geht, welches die Eigenschaft hätte, die Flüssigkeit in sich zu halten und den Wärmestoff fahren zu lassen; sein Inhalt kommt also nicht in Betracht. Man braucht nur die Größe der der Wirkung dieser Flüssigkeit ausgesezten Oberfläche und den Unterschied ihrer Tension in den beiden Räumen zu berüksichtigen. Man hat also nur die Dimensionen der Wände des dem Feuer ausgesezten Kessels und den Unterschied in der Temperatur zwischen dem Feuerraume und dem Inneren des Kessels zu berechnen. |288| Wenn man die einem Kessel zu ertheilende Größe bestimmen will, so muß man zuerst die Größe der Oberfläche ausmitteln, die dem Feuer ausgesezt werden muß, damit man die nöthige Wirkung erhält; und als Basis für diese Berechnung wollen wir sehen, wie viel Wärme ein Quadratmeter des Kessels in einer Stunde, die wir als Zeit-Einheit annehmen, aufnehmen kann, wenn er auf einen Feuerraum aufgesezt wird.

Um diese Wirkung möglichst genau zu schäzen, ist es gut, vorerst das Maximum der Wärme-Quantität zu kennen, die in einen Kessel durch einen Meter Oberfläche eindringen kann. Im günstigsten Fall ist gewiß ein Kessel, welcher in einen Feuerraum von Holzkohlen eingesezt ist, die durch einen Blasebalg angefacht werden. Hr. Clément hat diesen Versuch angestellt und gefunden, daß alsdann die Wärme-Quantität, welche in einer Stunde durch einen Quadratmeter Oberfläche geht, die Temperatur eines Kubikmeters Wasser von 0 Grad bis auf 65 Centesimalgrade erhöhen kann; da ein Kubikmeter Wasser 1000 Kilogrammen wiegt, so ist also die möglich größte Wirkung mit dieser Oberfläche, 65000 Wärme-Einheiten für die Stunde.

Man erreicht aber bei den technischen Operationen diesen Punkt bei weitem nicht, denn der Kessel berührt niemals das Feuer und man erhält immer eine größere Wirkung durch die Berührung mit dem Feuer als durch die über demselben befindliche erhizte Luft, welche niemals eine so hohe Temperatur wie der Feuerraum erlangt. Uebrigens bildet sich nach und nach sowohl außerhalb als innerhalb der Kessel eine Hülle, welche die Quantität der Wärme, die sie absorbiren, vermindert.

Die Gestalt der Kessel hat keinen Einfluß auf die nüzliche Wirkung, welche man von einem Ofen erhält, und es ist in dieser Beziehung gleichgültig, ob sie eine cylindrische oder eine rechtwinkelige oder irgend eine andere Form haben. Die Substanz, woraus der Kessel verfertigt ist, kommt ebenfalls nicht in Betracht, und obgleich das Kupfer, Gußeisen, Schmiedeeisen, Blei nicht gleich gute Wärmeleiter sind, so geben sie doch gleiche Resultate; weil man sie zur Verfertigung der Kessel von solcher Dike anwendet, daß ihr größeres oder geringeres Leitungsvermögen keinen Einfluß mehr haben kann. Hr. Clément hat sehr genaue Versuche angestellt, welche diese Thatsache unwiderlegbar erwiesen haben; er hat kleine Kessel aus Schmiedeeisen, Gußeisen, Kupfer und Blei von genau gleicher Dike verfertigen lassen, sie mit einer gleichen Quantität Wasser gefüllt und demselben Feuerraum ausgesezt, wobei er den Unterschied der Temperaturen, die sie in einer Zeit-Einheit erlangten, ausmittelte. Dieser Unterschied betrug höchstens zwei oder drei Grade, und kann daher in den Fabriken nicht in Betracht kommen. Da aber ein gewöhnlicher Ofen |289| nie eine gleich starke Hize erlangt, so konnte ein solcher zu diesem Versuche nicht angewandt werden. Hr. Clément hat sich einer Lampe mit Uhrwerk-Bewegung, einer sogenannten Carcelle bedient, die ein sehr genauer Feuerraum ist, und worin die Hize während einer für solche Versuche mehr als hinreichenden Zeit gleich stark unterhalten wird.

Die Dike der Kessel ist bis zu der Gränze, wo sie in der Praxis noch anwendbar ist, ebenfalls von geringem Belang; denn wenn der Kessel aus Eisenblech verfertigt ist, wird er nie mehr als 1 Centimeter Dike haben und dann nicht weniger wirksam seyn, als wenn er 3 bis 4 Millimeter hätte.

Die Substanz woraus der Kessel verfertigt ist, seine Dike und seine Gestalt haben also keinen Einfluß auf die Wirkung, welche man von ihm bei technischen Operationen erhält; aber seine Stellung und seine Größe in Bezug auf den Feuerraum sind von großer Wichtigkeit, denn man wendet niemals Feuerräume an, welche in Verhältniß zu dem Kessel so groß sind, wie derjenige in dem vorhergehenden Beispiele, und dieses kann auch nicht seyn, weil in diesem Falle viel Wärme verloren geht. Man macht im Gegentheil die Kessel viel größer als den Feuerraum, um die in demselben entbundene Wärme so viel als möglich zu benuzen, und man vergrößert auch die ihm ausgesezte Oberfläche, um Brennmaterial zu ersparen. Indessen gelingt es, wie bereits bemerkt wurde, niemals, alle erzeugte Wärme zu benuzen; die Wände des Ofens und der Zug des Schornsteins entziehen immer einen Theil davon und die besten Resultate, auf welche man in der Praxis rechnen kann, sind Kessel, welche zwei Drittel der entbundenen Wärme aufnehmen. Alsdann muß man ihnen solche Verhältnisse geben, daß die Quantität des Wärmestoffs, welcher durch einen Quadratmeter der dem Feuer ausgesezten Oberfläche verschlukt wird, im Mittel nur den vierten Theil des vorläufig auf 65 Tausend Wärme-Einheiten festgesezten Maximums, oder beiläufig 15 bis 16 Tausend Wärme-Einheiten beträgt, weil in diesem Falle der Feuerraum sich nur unter einem Theil des Kessels befindet und alle übrige erhizbare Oberfläche um so weniger Wärmestoff empfängt, je mehr sie sich davon entfernt.

Erzeugung des Wasserdampfes.

Die Erzeugung des Wasserdampfes ist ein sehr interessanter Gegenstand, welcher die Physiker auch viel beschäftigt hat. Man verdankt Hrn. Clément die Entdekung der Geseze, nach welchen sie Statt findet, die auch vollkommen alle diese Erscheinung begleitenden Umstände erklären. Wir wollen sie jezt aus einander sezen.

Wasser, welches dem Einfluß der Wärme unter dem atmosphärischen Druk ausgesezt wird, und zwar in einem Gefäße, das mit der |290| äußeren Luft durch eine kleine Oeffnung communicirt, kommt in's Sieden, wenn die Temperatur sich auf beiläufig 100 Centesimalgrade erhöht hat. Indessen ist nach den Versuchen des Hrn. Gay-Lussac dieser Grad nicht genau constant, sondern wechselt ein wenig bei demselben Barometerstande, nach der Natur des Gefäßes, worin das Wasser enthalten ist. Das Sieden wird durch Dampfkügelchen hervorgebracht, die, nachdem sie sich an den Wänden des dem Feuer ausgesezten Gefäßes gebildet haben, die Flüssigkeit durchstreichen und auf ihrer Oberfläche zerplazen; sobald das Wasser siedet, ändert sich die anfängliche Temperatur nicht mehr, so sehr man auch das Feuer verstärkt und so stark und so lange man das Wasser auch wallen lassen mag, weil der sich bildende Dampf allen diesen Grad überschreitenden Wärmestoff in dem Maße, als er sich erzeugt, absorbirt und mit sich in die Atmosphäre fortreißt, und obgleich die Temperatur des Dampfes nicht höher als die des ihn erzeugenden Wassers ist, so wird doch eine ungeheure Quantität Wärmestoff bei der Verwandlung des flüssigen Wassers in Gas verschlukt.

Die Quantität Wärmestoff, welche nöthig ist, um das Wasser in Dampf von 100° zu verwandeln, beträgt fünf und ein halb Mal mehr als diejenige, welche erfordert wird, um Wasser von 0° auf 100° zu bringen; denn wenn man ein Kilogramm Dampf von 100° in 5 1/2 Kilogramm Wasser von 0° sich verdichten läßt, so erhält man 6,50 Kilogr. Wasser von 100°. Ein Kilogr. Dampf von 100° enthält also 650 Wärme-Einheiten, weil der in ihm enthaltene Wärmestoff hinreicht, die Temperatur von 6,50 Kilogr. Wasser um 100° zu erhöhen, während ein Kilogr. Wasser von ebenfalls 100°, deren nur 100 enthält.

Black, Professor der Physik zu Edinburg und Freund des berühmten Watt, hatte diese Erscheinung so erklärt, daß er annahm, alle Körper enthielten eine gewisse Quantität Wärmestoff latent (verborgen), d.h. in solchem Zustande, daß er weder unsere Sinne noch unsere Instrumente mehr affectirt, und der Dampf enthalte davon eine viel größere Menge als das Wasser; aller von dem Dampf verschlukte Wärmestoff, welcher durch das Thermometer nicht mehr angezeigt wird, wäre also latenter Wärmestoff; diese Meinung ist irrig, der Wärmestoff ist in dem Wasserdampf nicht verborgen, sondern wurde verwandt, um das Wasser von dem flüssigen Zustand in den luftförmigen überzuführen. Uebrigens nimmt das Wasser, unter dem atmosphärischen Druk in Dampf verwandelt, einen 1700 Mal größeren Raum als im flüssigen Zustande ein und muß daher notwendigerweise mehr Wärmestoff enthalten, um dieselbe Temperatur bei einem 1700 Mal größeren Volum beizubehalten.

Der Wasserdampf ist also bloß Wasser, welches viel Wärmestoff enthält und in Folge seiner Vereinigung mit demselben seinen Zustand |291| verändert hat; es kann aber in dieser Gestalt den Wärmestoff in verschiedenen Verhältnissen absorbiren, je nach dem Druk, unter welchem es sich gebildet hat. Wenn man ein luftdicht verschlossenes und zur Hälfte mit Wasser gefülltes Gefäß auf einen Feuerraum stellt, so wird der leere Theil sich mit Dampf anfüllen; da dieser aber nicht entweichen kann, so wird auch der Wärmestoff nicht mehr in dem Maße, als er absorbirt wird, fortgerissen, sondern muß sich in dem Wasser und in dem Dampfe anhäufen, deren Temperatur auf diese Art sehr erhöht werden kann.

Eine der wichtigsten Erscheinungen bei dem Wasserdampfe ist die constante Beziehung, welche zwischen seiner Temperatur und dem Druk Statt findet, den er gegen die Wände des Gefäßes, worin er enthalten ist, ausübt. Wenn diese Beziehung aber genau seyn soll, so muß der Dampf gesättigt seyn, d.h. so viel Wasser enthalten, als sich mit seiner Temperatur verträgt, denn der schon gebildete Dampf kann noch Wärmestoff absorbiren, dann ist aber seine Tension nicht mehr seiner Temperatur proportional. Aus der folgenden Tabelle, welche aus einem Werke des Hrn. Clément entnommen ist, ersieht man, daß bei den höheren Temperaturen eine sehr geringe Vermehrung der Wärme den Druk um vieles verstärken kann. Bei 100° beträgt er eine Atmosphäre und entspricht einer Queksilbersäule von 760 Millimetern; und diesen Druk um eine Atmosphäre zu vermehren, muß man 21°55 hinzuthun, während, wenn der Dampf 177° oder eine Tension von neun Atmosphären hat, 5 Wärmegrade hinreichen, die Tension um eben so viel zu vermehren, d.h. auf zehn Atmosphären zu bringen. Man hat berechnet, daß wenn die Wärme sich in einer arithmetischen Progression erhöht, die Tension ziemlich in einer geometrischen Progression zunimmt, man kennt aber noch nicht die Ursache dieser schleunigen Vergrößerung, welche nicht nach einem constanten und mathematischen Geseze Statt hat. Dalton hatte sie nur bis auf 100 Grade berechnet; Hr. Clément hat die in der folgenden Tabelle enthaltenen Zahlen bis auf eine Tension von acht Atmosphären aus Versuchen abgeleitet; über diesen Punkt hinaus sind sie durch Rechnung bestimmt.

|292|

Tabelle über die Tension und das Volum des Wasserdampfes.

Textabbildung Bd. 33, S. 292

Die rasche Vergrößerung der Elasticität des Dampfes durch Vermehrung seiner Wärme veranlaßte die wichtige Frage, ob seine Dichtigkeit seiner Kraft proportional ist, d.h. ob ein gleiches Volum Dampf bei einer doppelten Tension auch eine doppelte Quantität Wasseratom enthält. Dieses zu wissen ist zur Erklärung der Anwendungen des Dampfes unumgänglich nöthig, aber glüklicherweise sind die Versuche, welche bei der Lösung dieser Frage zur Grundlage dienten, einfach und leicht zu verstehen.

Black hat die Dichtigkeit des Dampfes von niedrigem Druk berechnet, aber seine Versuche nicht über den Siedepunkt hinaus fortgesezt. Hr. Clément hat zahlreiche Versuche angestellt, um die Dichtigkeit des Dampfes und seinen Gehalt an Wärmestoff bei verschiedenem Druk auszumitteln und zuerst den wichtigen Saz ausgesprochen, daß ein und dasselbe Gewicht Dampf bei jedem Druk und bei jeder Temperatur immer eine gleiche Quantität Wärmestoff und Wasser enthält, aber in einem desto kleineren Volum, je höher die Temperatur ist. Bei |293| 0° z.B. nimmt er einen eilf bis zwölf hundert Mal größeren Raum ein, als bei 150 oder 160°.

Hr. Clément hat zuerst die Versuche, welche schon vor ihm angestellt wurden, wiederholt; sie bestanden darin in einem Calorimeter, welcher so wie der in Fig. 14. vorgestellte, hergerichtet war, bei verschiedenem Druk erzeugten Dampf zu verdichten. Das Gefäß B hat keine Communication mit dem Gefäß A, und ist dazu bestimmt, die Wirkung der atmosphärischen Wärme auf das Gefäß A zu beseitigen, indem es seine Wände auf 0° erhält; alles verdichtete und in A gebildete Wasser wird sich in C vereinigen und das durch die umgebende Luft geschmolzene sich in C sammeln. Der durch die Röhre E herbeigeführte Dampf wird dadurch, daß er sich in A verdichtet, eine seinem Wärmestoffgehalt entsprechende Menge Eis schmelzen, und da 75 Wärme-Einheiten erforderlich sind, um 1 Kilogr. Eis zu schmelzen, so wird man den Wärmestoffgehalt des Dampfes in Wärme-Einheiten erfahren, wenn man die Anzahl der Kilogrammen geschmolzenen Eises mit 75 multiplicirt. Wenn man nun ein Kilogramm Dampf von hohem oder niedrigem Druk in den Calorimeter treten läßt, so erhält man 9,66 Kilogr. Wasser oder 1 Kilogr. flüssig gewordenen Dampf und 8,66 Kil. geschmolzenes Eis, daher 1 Kilogr. Dampf 8,66 × 75= 650 Wärme-Einheiten enthält. Dieser Versuch ist aber schwer so anzustellen, daß man ein genaues und verläßliches Resultat erhält; Hr. Clément hat ein anderes nicht so schwieriges Verfahren angewandt. Er brachte an einer großen in A Fig. 15. vorgestellten Tonne eine gebogene Bleiröhre C an, an welche er eine Glasröhre D von demselben Durchmesser ankittete. Durch diese Röhre konnte man das Niveau der Flüssigkeit in der Tonne genau erfahren. Eine zweite, mit einem Hahn F versehene und mit einem Dampfkessel verbundene Röhre E führte den Dampf in die Tonne; Hr. Clément gebrauchte den Kessel einer Dampfmaschine von zwölf Pferdekraft, die bei sechs Atmosphären arbeitete; ein in der Nähe des Hahnes F angebrachter Manometer zeigte die Tension des Dampfes an; Zeichen auf der Röhre D in G und H zeigten die in der Tonne enthaltene Wassermenge an, und man hatte zuvor sorgfältig ausgemittelt, daß sie 400 Kilogr. enthielt, wenn das Niveau in G, G war und 420 Kilogr., wenn es auf H, H stieg.

Nachdem der Apparat so hergestellt war, brachte man zuerst die 400 Kilogr. Wasser von 0° hinein, worauf man so lange Dampf von einer bestimmten Tension darin verdichtete, bis das Niveau auf H gestiegen war, woraus sich ergab, daß 20 Kilogr. Dampf flüssig geworden waren. Man rührte dann die Flüssigkeit stark durch einander, damit ihre Temperatur gleichförmig wurde und beobachtete die Grade, welche vier Thermometer in verschiedenen Höhen der Tonne zeigten; |294| der Dampf mochte unter was immer für einem Druk gebildet worden seyn, so zeigten die Thermometer jedes Mal 30°,93. Die 20 Kil. Dampf enthielten folglich unter jedem Druk und in allen Fällen eine Quantität Wärmestoff, die hinreichend war, 400 Kilogr. Wasser von 0° auf 30°,93 zu erwärmen und die 20 Kilogr. verdichteten Dampfes auf derselben Temperatur zu erhalten; dieß gibt 420 × 30°,93 = 12990 Wärme-Einheiten, und die Wärme Eines Kilogr. Dampf beträgt also 12990/20 = 650 Wärme-Einheiten. Hr. Clément hat bei seinen Versuchen die Tension des Dampfes von 1 bis 6 Atmosphären abgeändert, und jedes Mal, wenn dieselbe Quantität Dampf verdichtet wurde, stiegen auch die Thermometer auf denselben Grad; die vollkommene Uebereinstimmung dieser Resultate kann man als einen hinreichenden Beweis für den Saz betrachten, daß bei allen Temperaturen ein gleiches Gewicht Dampf auch eine gleiche Quantität Wärmestoff und Wasser enthält.

Hr. Leslie, ein berühmter englischer Physiker, ist auf einem anderen Wege zu demselben Resultate gelangt; er hat so zu sagen flüssiges Wasser in Eis und Dampf zersezt, und bewiesen, daß wenn dasselbe bei der Temperatur des Eises verdunstet, dieses bloß dadurch geschieht, daß es den Wärmestoff entzieht, welcher ein größeres Volum Wasser flüssig machte. Sein Versuch besteht darin, daß man unter einen großen Recipient einer Luftpumpe, der in Fig. 16. in aa vorgestellt ist, eine Schale b stellt, welche concentrirte Schwefelsäure enthält, die die Eigenschaft hat, den Wasserdampf sehr schnell zu verschluken; in eine zweite kupferne, nicht polirte Schale, die über der ersten in c steht und durch eine Stüze d gehalten wird, bringt man 9,66 Grammen Wasser von 0°. Wenn man die Luft auspumpt, kommt das Wasser bald in's Kochen, indem sich Dampfblasen bilden und zu gleicher Zeit gefriert ein Theil desselben; nach einiger Zeit enthält die Schale nur noch Eis, welches sich in dem Maße bildete, als der Dampf durch sein Verdunsten dem Wasser den zum Flüssigbleiben nöthigen Wärmestoff entzog. Das Gewicht des Eises beträgt 8,66 Gr.; die 9 2/3 Gr. Wasser bestanden folglich aus 1 Gr. Dampf und 8 2/3 Gr. Eis, und da man dem Wasser 75° Wärme entziehen muß, damit es bei 0° fest wird, 1 Theil aber bei seinem Verdunsten eine Quantität Wärmestoff absorbirte, welche 8 2/3 Theile flüssig machte, so wird diese Quantität durch 8,66 × 75 = 650 Wärme-Einheiten ausgedrükt, was dasselbe Resultat wie bei den anderen Versuchen ist.

(Die Fortsezung folgt.)

|277|

Man vergl. vierte Vorlesung, Bd. XXXIII. S. 131.

|278|

Man vergl. fünfte Vorlesung, Bd. XXXIII. S. 136.

|279|

Man vergl. Bd. XXXIII. S. 138.

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