Titel: Engelhardt, über die Bildung des Grundeises.
Autor: Engelhardt,
Fundstelle: 1843, Band 87, Nr. XXXIII. (S. 118–121)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj087/ar087033

XXXIII. Ueber die Bildung des Grundeises; von Dr. Engelhardt.

Aus dem Bulletin de la Société industrielle de Mulhouse 1842, No. 76.

Hr. Arago erwähnt in seiner Notice sur la glace qui se forme au fond des Rivières (Annuaire du Bureau des Longitudes de 1833) bei Gelegenheit der in der Abhandlung des Hrn. Fargeaud, Professors der Physik in Straßburg, niedergelegten Thatsachen, wohl auch mehrerer meiner Beobachtungen über diesen Gegenstand, jedoch nur mit sehr wenigen Worten; da ich aber glaube, daß dieselben in der Technik mehrfache Anwendung finden können, theile ich sie hier mit.

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Obwohl die Bildung des Eises auf dem Grunde der Flüsse vom Volke allgemein angenommen ist, wurde dieselbe von den alten Physikern doch nicht zugegeben und von Nollet (histoire de l'Académie des sciences 1743) förmlich bestritten. – Branthome zu Straßburg hat unter den Neuern mit zuerst diese Thatsache wieder bestätigt und eine Notiz über die Eisbildung auf dem Grunde der Flüsse geschrieben (Bibliotheque universelle de Genève, April 1818). Hr. Fargeaud thut derselben in seiner Abhandlung (Straßburg 1829) ausführlich Erwähnung. Arago machte eine Zusammenstellung alles darüber Vorhandenen und Berzelius führte in seinen Jahresberichten für 1831 und 1838 an, was Reaucourt und Gay-Lussac darüber sagten. Ohne auf die Beschreibung dieser Erscheinung im Allgemeinen und die sie gewöhnlich begleitenden Umstände zurükzukommen, welche bekannt und in den angeführten Schriften enthalten sind, gebe ich hier nur die besondern Thatsachen, welche ich beobachtet zu haben glaube.

Niemals bildet sich Eis auf dem Grunde großer Wassermassen, der Seen, Teiche, Flüsse und Bäche von etwas langsamem Lauf, in der Regel nirgends, wo die Wasserschichten Zeit haben, sich nach ihrem specifischen Gewichte über einander zu lagern. Nur wenn eine schnelle Bewegung, ein Fall, ein durch den Lauf eines Schiffes verursachter Wasserwirbel die Masse so durcheinander rührt, daß alle ihre Theile auf den Nullpunkt herunter kommen, kann Gefrierung stattfinden.

Zur Eisbildung auf dem Grunde des Wassers ist daher erforderlich:

1) eine Ursache, welche die ganze Masse hinreichend durcheinander bewegt, um alle ihre Theile auf 0° zu bringen;

2) so weit erkaltete Wände und Boden, daß diese selbst 0° oder darunter haben;

3) eine solche Beschaffenheit, daß inmitten der allgemeinen, die ganze Wassermasse auf 0° bringenden Bewegung doch eine Stelle ist, wo das Wasser eine so geringe Bewegung hat, daß es sich zusammenballen und eine schwammige Masse Grundeis bilden kann.

Diese leztere Bedingung wird vorzüglich durch die erwähnten Wasserwirbel erfüllt. In jedem solchen ist nämlich eine Stelle, wo die Bewegung im Allgemeinen minder schnell ist und die Flüssigkeit sich derart um sich selbst herum bewegt, daß sie beinahe in Ruhe ist. Die Sandbänke, Felsen, Grundpfähle, Baumzweige, welche in die Strömung hineinragen, sind eben so viele Herde für die Eisbildung am Grunde des Wassers.

Es gelang mir jederzeit, die Bildung des Eises, welches mir |120| in der Benüzung der von mir digerirten Hammerwerke sehr hinderlich war, durch bestmögliche Hinwegräumung der in den Canälen befindlichen fremdartigen Körper zu vermindern.

Ich schloß aus diesen Beobachtungen, daß das Wasser, sobald es bis auf den Grund hinab 0° hat und die Wände dieselbe Temperatur haben wie andere Körper, am Boden der Gefäße und an allen Wänden krystallisiren muß. Um dieses darzuthun, füllte ich drei gußeiserne Kessel von etwa 1 Meter Durchmesser und 0,75 Meter Tiefe mit Wasser. In den einen brachte ich zuvörderst auf den Boden desselben eine etwa 8 Centimeter dike Eisschichte. In den zweiten legte ich einige Stüke Holz und Gußeisen, um den Einfluß der fremdartigen Körper und der Unebenheiten zu beobachten. Die umgebende Luft hatte anfangs 2 1/2° C.

Das Wasser nahm sogleich 0° an und bedekte sich auf der Oberfläche mit Eisblättern, welche bald eine compacte Deke bildeten. Während der Nacht fiel die Temperatur noch tiefer. Am andern Tag ließ ich die etwa 0,04 Meter dike Eiskruste durchbrechen und das Wasser der Kessel abgießen. Alle Wände waren mit einer oben etwa 0,03 Meter diken, unten etwas dünnern Eiskruste bekleidet, deren Oberfläche sehr gleichförmig und glatt war; nur hie und da befanden sich einige schöne büschelförmige Nadelgruppen, welche aus der flachen Kruste hervorragten und auf den Gefäßwänden selbst aufsaßen. Der kleinste Kessel enthielt am meisten solche Nadeln. Sowohl das auf dem Boden des einen Kessels befindliche schon gebildete Eis, als die im andern vorhandenen fremdartigen Körper schienen von keinem großen Einfluß gewesen zu seyn. Die gleich anfangs gebildete Eiskruste schien an Dike nicht zugenommen zu haben; im Gegentheil war die vorher glatte Oberfläche derselben runzelig und voller Unebenheiten geworden. Ohne in die aus diesen Erscheinungen abzuleitenden weitern Schlußfolgerungen einzugehen, glaube ich als bestimmt annehmen zu können, daß auf dem Boden eines Gefäßes oder sonst einer Wassermasse sich Eis bilden kann:

1) sobald die ganze Masse auf 0° steht und die Wände ebenfalls diese oder eine noch geringere Temperatur haben;

2) daß, da das Wasser von 4,44° schwerer wiegt als das von 0°, große Wassermassen stark in Bewegung gesezt werden müssen, wenn alle Theile, und namentlich die auf dem Grunde, auf 0° kommen sollen;

3) daß die Wasserwirbel die Eisbildung auf dem Grunde des Wassers sehr befördern;

4) daß folglich, um diese Eisbildung zu erschweren, es zwekmäßig ist, den Lauf der Canäle gleichförmiger und ruhiger zu |121| machen, und endlich alle fremdartigen Körper daraus zu entfernen, welche ein schnelles, kreisförmiges Drehen oder Wirbel hervorbringen konnten und zu gleicher Zeit, wie alle Wärmeleiter, die Erkaltung des Grundes befördern.

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