Titel: Ueber die Eigenschaften des zu einer Flüssigkeit verdichteten kohlensauren Gases.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1835, Band 58, Nr. XLIX . (S. 313–317)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj058/ar058049

XLIX. Ueber die Eigenschaften des zu einer Flüssigkeit verdichteten kohlensauren Gases und die Verwandlung dieser Gasart in einen festen Körper.

Aus dem Institut, No. 126 und 127.

Hr. Thilorier richtete an die französische Akademie der Wissenschaften ein Schreiben, worin er sie ersucht, durch eine Commission die Versuche wiederholen zu lassen, welche er schon früher über die Eigenschaften der flüssig gemachten Kohlensäure anstellte63) und ihr seiner Zeit mittheilte. Er zeigt ihr zugleich an, daß er seine Untersuchungen über diese Flüssigkeit, welche nur unter einem starken Druk in luftdicht verschlossenen Gefäßen bestehen kann,64) vervollständigt hat. Folgendes sind in Kürze die Resultate, so wie er sie in seinem Schreiben angibt.

1) Ausdehnung. Diese flüssig gemachte Gasart ist merkwürdiger Weise eine ausdehnbarere Flüssigkeit, als die Gase selbst. Von 0° bis + 30° C. nimmt, ihr Volumen um 20 bis 29 zu, d.h. bei + 30° C. beträgt die Zunahme des Volumens beiläufig die Hälfte von demjenigen, welches diese Flüssigkeit bei 0° einnahm. Ihre Ausdehnung ist also vier Mal größer als die der Luft, indem sich leztere von 0 bis + 30° C. nur um 30/267 ausdehnt, während die Ausdehnung der Kohlensäure, auf dieselbe Scala reducirt, 116/267 beträgt.

2) Verdampfung. Wenn man eine Röhre, welche ein bestimmtes Volumen flüssig gemachter Kohlensäure enthält, erhizt, so kommt diese Flüssigkeit ins Kochen und der leere Raum über der Flüssigkeit wird mit einer um so größeren Quantität Dampf gesättigt, |314| je höher die Temperatur ist. Bei + 30° C. entspricht die Quantität Flüssigkeit von 0°, welche zur Sättigung des leeren Raumes erforderlich ist, einem Volumen gleich dem dritten Theil des Raumes, worin die Verdampfung Statt fand. Bei 0° beträgt das Volumen der Sättigungsflüssigkeit nur 1/12 des gesättigten Raumes.

3) Druk. Von 0° C. bis + 30° C. erhöht sich der Druk des Dampfes, welchen das flüssig gemachte Gas liefert, von 36 auf 73 Atmosphären; er nimmt folglich für jeden Centesimalgrad um eine Atmosphäre zu. Das Gewicht oder die Dichtigkeit des Dampfes nimmt aber in einem viel größeren Verhältniß zu als der Druk, und das Mariotte'sche Gesez ist in den Glänzen des Flüssigwerdens nicht mehr anwendbar. Wollte man den Druk nach der Dichtigkeit des Dampfes berechnen, so wäre er bei + 30° C. gleich 130 Atmosphären, während das Manometer deren nur 73 anzeigt.

4) Thermoskopische Wirkungen. Wenn man eine Glasröhre, welche ein Volumen Flüssigkeit und ein Volumen Gas enthält, erwärmt, so werden zwei entgegengesezte Wirkungen Statt finden: 1) die Flüssigkeit wird durch die Ausdehnung zunehmen; 2) die Flüssigkeit wird sich durch die Verdampfung vermindern. Die thermoskopischen Wirkungen werden also sehr verschieden seyn, je nachdem das flüssige Volumen größer oder kleiner als das gasförmige ist: die in der Röhre enthaltene Flüssigkeit wird sich entweder aus: dehnen oder zusammenziehen oder stationär bleiben.

„Diese Anomalien, schreibt Hr. Thilorier, benuzte ich, um die Zahlen zu berichtigen, welche mir meine früheren Versuche über die Ausdehnung und Verdampfung lieferten. Nach diesen Zahlen erhält man den Gleichgewichtspunkt, über welchen sich die Flüssigkeit beim Erwärmen ausdehnt und vermindert, wenn das Verhältniß des leeren Raumes zum vollen von der Art ist, daß bei Null Grad das Volumen der Flüssigkeit 13/30 der ganzen Röhre einnimmt. Nimmt die Flüssigkeit bei 0° den dritten Theil ein, so erhält man ein retrogrades Thermometer, worin die Flüssigkeit beim Erkälten zu: und beim Erwärmen abnimmt. Wenn diese Flüssigkeit bei 0° zwei Drittel der Röhre einnimmt, so erhält man ein Normalthermometer, worin die Flüssigkeit nach den Gesezen der Ausdehnung zu- und abnimmt. Der Gang dieses Thermometers ist aber auf + 30° C. beschränkt, denn bei dieser Temperatur ist die Röhre durch die Flüssigkeit ganz angefüllt. Ein solches Thermometer wäre in den Fällen, wo man eine Temperatur unter 30° C. zu bestimmen hat, den gewöhnlichen vorzuziehen; denn man hat gefunden, daß die Thermometer eine geraume Zeit nach ihrer Verfertigung eine Veränderung |315| erleiden, indem die das Queksilber enthaltende Kugel sich zusammenzieht, wodurch sich der Nullpunkt allmählich erhöht.

5) Specifisches Gewicht. Das flüssig gemachte Gas, dessen specifisches Gewicht bei 0° gleich 0,83 ist, das Wasser als Einheit angenommen, durchläuft von – 0° bis + 30° die Scala der Dichtigkeiten von 0,90 bis 0,16.

6) Wirkung der flüssig gemachten Kohlensäure auf verschiedene Körper. Die flüssig gemachte Kohlensäure ist, so lange sie flüssig bleibt, in Wasser vollkommen unauflöslich und vermischt sich nicht mit demselben; dasselbe gilt für die fetten Oehle. In Alkohol, Aether, Steinöhl, Terpenthinöhl und Schwefelkohlenstoff löst sie sich hingegen in allen Verhältnissen auf. In der Kälte wird sie durch Kalium mit Aufbrausen zersezt. Auf die Metalle der sechs lezten Classen übt sie keine Wirkung aus. Das Blei, Zinn, Eisen, Kupfer etc. greift sie nicht merklich an.

7) Die flüssig gemachte Kohlensäure bringt eine beträchtliche Kälte hervor, wenn sie plözlich von dem flüssigen in den gasförmigen Zustand übergeht. Richtet man einen Strom flüssig gemachter Kohlensäure auf die Kugel eines Weingeistthermometers, so fällt es schnell bis auf – 90°.

„Aber die erkältenden Wirkungen, bemerkt der Verfasser, entsprechen dieser Temperatur-Erniedrigung keineswegs, was sich dadurch erklärt, daß die Gasarten fast gar leine Wärmeleiter sind und eine sehr geringe Wärmecapacität haben. So ist die Intensität oder Spannung der Kälte außerordentlich groß, die Sphäre der Wirksamkeit hingegen beinahe auf den Berührungspunkt beschränkt; das Queksilber gefriert nur in sehr geringen Quantitäten, und wenn der Finger dem Strome der Flüssigkeit ausgesezt wird, so fühlt man ein starkes Brennen, aber die Wirkung beschränkt sich gewisser Maßen auf das Oberhäutchen. Wenn man aber auch mit den Gasarten keine große Kälte hervorbringen kann, so verhält es sich doch anders mit den Dämpfen, deren Leitungsfähigkeit und Capacität für den Wärmestoff viel größer ist. Ich vermuthete daher, daß wenn eine permanente Flüssigkeit, z.B. Aether, eben so expansibel gemacht werden könnte, wie die zu einer Flüssigkeit comprimirten Gasarten, sich eine viel größere Kälte hervorbringen ließe, als mit flüssig gemachter Kohlensäure. Um dieß zu bezweken, handelte es sich darum, den Aether explodirbar zu machen, was ich leicht durch Vermischung desselben mit flüssiger Kohlensäure erreichte; in dieser innigen Verbindung der beiden Flüssigkeiten, welche sich in jedem Verhältniß in einander auflösen, hat der Aether aufgehört unter dem atmosphärischen Druk eine permanente Flüssigkeit zu seyn; er ist wie ein flüssig gemachtes Gas |316| expansibel geworden und behält doch seine Eigenschaften als Dampf, d.h. seine Leitungsfähigkeit und Capacität für den Wärmestoff bei. Ein Löthrohr, welches mir explodirbarem Aether gespeist wird, bringt merkwürdige Wirkungen hervor: wenige Secunden reichen hin, um 50 Gramm (3 1/3 Loth) Queksilber in einer Glasschale gefrieren zu machen; sezt man den Finger dem Strome eines solchen Kälte-Löthrohrs aus, so ist das Gefühl ganz unerträglich und scheint sich über den Berührungspunkt mit dem Strome dieser Flüssigkeit zu verbreiten. Ich werde den Aether noch durch Schwefelkohlenstoff ersezen, und zweifle nicht, daß man dann noch viel größere Wirkungen erhält.“

Es ist Hrn. Thilorier endlich auch gelungen, das kohlensaure Gas zu einem festen Körper zu verdichten. Er schrieb über diese Entdekung an die französische Akademie der Wissenschaften folgenden Brief:

„Daß das kohlensaure Gas in festen Zustand übergeführt werden kann, ist um so merkwürdiger, weil es eine derjenigen Gasarten ist, die den größten mechanischen Druk erfordern, um flüssig gemacht zu werden und welche am schnellsten wieder in den luftförmigen Zustand übergehen, wenn dieser Druk nachläßt.“

„Die Kohlensäure, welche bei gewöhnlicher Temperatur und Druk, gasförmig und bei 0° unter einem Druk von 36 Atmosphären flüssig ist, wird bei einer Temperatur, welche sich dem hundertsten Centesimalgrad unter dem Schmelzpunkt des Eises nähert, fest und verbleibt an freier Luft einige Minuten in diesem neuen Zustande, ohne daß es nöthig wäre, einen Druk auf sie auszuüben. Ihre Spannung, welche in flüssigem Zustande so groß ist, daß ein Gramm von dieser Substanz eine eben so starke Explosion hervorbringt, wie ein gleiches Gewicht Pulver, ist in ihrem festen Zustande ganz gebrochen und der neue Körper verschwindet unmerklich durch eine langsame Verdampfung.“

„Um die feste Kohlensäure zu erhalten, leitet man einen Strom kohlensauren Gases in eine kleine gläserne Phiole;65) leztere füllt sich augenbliklich und fast ganz mit einer weißen, pulverigen, flokigen Substanz, welche sich stark an das Glas anhängt und die man nur durch Zerbrechen der Flasche herausbringen kann. Ein Stük von dieser Substanz gleitet rasch über eine glatte Fläche, wenn man es schwach mit dem Finger berührt, gleichsam als wenn es durch die |317| gasförmige Atmosphäre, von welcher es unaufhörlich bis zu seinem gänzlichen Verschwinden umgeben ist, gehoben würde. Bringt man einige Decigramme von dieser Substanz in eine kleine Flasche und verstopft dieselbe luftdicht, so erfüllt sich ihr Inneres mit einem diken Dampfe und der Pfropf wird bald mit Gewalt herausgetrieben. Die Verdampfung ist vollständig und es bleibt nur selten etwas Feuchtigkeit zurük, welche der Wirkung der Luft zugeschrieben werden muß.“

„Daß die feste Kohlensäure sich so schnell und so reichlich in Hohlräumen erzeugt, in welche weder die Luft, noch der in ihr aufgelöste Wasserdampf eindringen können, ist eine so befremdende Thatsache, daß ich mir von der Natur dieses Products vor dem Versuche, welcher in Gegenwart der Commission der Akademie angestellt wurde, selbst keine richtige Vorstellung machte. Ueberdieß zeigt sich der Einfluß der Erkältung auf die flüssig gemachte Kohlensäure, deren Expansivkraft, wie wir nun wissen, gegen den hundertsten Centesimalgrad unter dem Schmelzpunkt des Eises, vernichtet wird, schon bei einer viel höheren Temperatur. Diese Expansivkraft, welche bei 0° gleich 36 Atmosphären ist, beträgt bei – 20° C. nur noch 26 Atmosphären.

„Ich glaube beifügen zu müssen, sagt Hr. Thilorier, daß die Temperatur von – 100°, bei welcher nach meiner Angabe die flüssig gemachte Kohlensäure in den festen Zustand übergeht, keineswegs hypothetisch ist. Bei dem in Gegenwart der Commission angestellten Versuche fiel das Weingeistthermometer auf – 87°. Rechnet man hiezu noch 6°, um welche sich die Flüssigkeit zusammengezogen hätte, wenn man die ganze Thermometersäule der erkältenden Wirkung hätte aussezen können, so ergibt sich als wirkliche Temperatur – 93° und dieß ist noch nicht die größte Kälte, die das mit flüssiger Kohlensäure gespeiste Löthrohr hervorbringen kann66).

|313|

Polytechnisches Journal Bd. LIV. S. 222.

|313|

Die Beschreibung und Abbildung von Thilorier's Pumpe zum Verdichten der Gasarten findet man im Polytechnischen Journal Bd. XLIV. S. 12.

A. d. R.

|316|

Die Temperatur von – 100°, welcher die Phiole ausgesezt werden muß, läßt sich mittelst des oben angegebenen Kälte-Löthrohrs leicht hervorbringen.

A. d. R.

|317|

Die französische Akademie der Wissenschaften hat die HH. Arago, Thenard und Dulong mit der Wiederholung von Thilorier's Versuchen beauftragt.

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