Titel: Decher, über das Wesen der Wärme.
Autor: Decher, Georg
Fundstelle: 1858, Band 148, Nr. XIX. (S. 81–93)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj148/ar148019

XIX. Ueber das Wesen der Wärme; von Prof. G. Decher.

(Fortsetzung von S. 10 des vorhergehenden Heftes.

III.
Vergleichung eines warmen Körpers mit einem tönenden.

Ueberhaupt ist es unbegreiflich, wie man an der Vorstellung von einer schwingenden Bewegung der materiellen Körpertheilchen zur Erklärung der Wärme-Erscheinungen in den Körpern selbst festhalten konnte, während doch mit derselben nicht nur keine dieser Erscheinungen, sondern sie selbst nicht einmal erklärt werden kann. Denn zu einer schwingenden Bewegung gehört eine gewisse Gleichgewichtslage der schwingenden Theilchen und eine mit ihrer Entfernung aus der Gleichgewichtslage hervortretende Kraft, welche sie in die Gleichgewichtslage zurückzuführen strebt. Ein solcher Zustand kann aber in einem System von materiellen Punkten, zwischen denen bloß anziehende Kräfte wirksam sind, namentlich wenn dieses System noch dazu einem von allen Seiten wirkenden äußern Druck unterworfen ist, auf die Dauer nicht statthaben; es müssen nothwendig auch abstoßende Kräfte zwischen den einzelnen Punkten vorhanden seyn, welche sich mit den anziehenden Kräften und dem äußern Druck oder mit dem letztern allein ins Gleichgewicht setzen, und so die Gleichgewichtslage der einzelnen Punkte vermitteln. Wir sehen daher auch bei den uns ziemlich genau bekannten akustischen Schwingungen der Körper die abstoßende Wirkung der Wärme eine Hauptrolle spielen, wie bei der Elasticität, da jene Schwingungen eine nothwendige Folge dieser Eigenschaft sind und ohne diese gar nicht stattfinden können. Auch dem im endlosen Raume sich ausbreitenden Aether muß eine zwischen seinen Theilchen thätige abstoßende Kraft und eine mit der Verrückung der Aethertheilchen aus ihrer Gleichgewichtslage wachsende Spannung beigelegt werden, um die Fortpflanzung der Lichtschwingungen erklären zu können. Es muß also auch eine für die Möglichkeit der Wärme-Schwingungen nothwendige abstoßende Kraft zwischen den Schwerstoff-Molecülen angenommen werden, und diese könnte dann keine andere seyn, als die gegenseitige abstoßende Kraft der diese Molecüle umschließenden |82| Aetherhüllen, und diese rührt vielleicht selbst wieder von einer oscillirenden Bewegung der Aethertheilchen her? Um also die zu den akustischen Schwingungen nothwendige abstoßende Kraft der Wärme zu erklären, brauchen wir noch viel kleinere Schwingungen, welche wir nur durch das Gefühl als Wärme wahrnehmen, und um die Möglichkeit dieser Schwingungen zu erklären, haben wir eine neue abstoßende Wirkung nöthig u.s.f. Sieht das nicht den Epicykeln des Ptolomäus so ähnlich wie ein Ei dem andern?

Doch sehen wir, was sich mit der Annahme von Wärmeschwingungen der Schwerstoff-Molecüle erklären läßt.

Wenn das Warmseyn eines Körpers in einer oscillirenden Bewegung der materiellen Atome oder Molecüle besteht, so muß sich zwischen einem warmen Körper und einem tönenden, ich will nicht sagen die größte, aber doch eine sehr große Uebereinstimmung kund geben; denn das Tönen besteht, wie wir sicher wissen, in einer schwingenden Bewegung der materiellen Theilchen, und eine Verschiedenheit zwischen Wärme- und Tonschwingungen könnte nur in der Geschwindigkeit, Amplitude und Dauer der Schwingungen stattfinden; die Art der Schwingungen, ob longitudinal, ob transversal, ob kreisförmig, ob elliptisch, kann nicht in Betrachtung kommen, da ein Körper durch alle diese Arten von Schwingungen zum Tönen gebracht werden kann. Von einer solchen Uebereinstimmung ist aber nicht nur keine Spur zu entdecken, es herrscht vielmehr zwischen beiden Zuständen in jeder Hinsicht die größte Verschiedenheit.

1) Ein tönender Körper hat Knotenpunkte, Knotenlinien und selbst Knotenflächen, Orte, an welchen keine schwingende Bewegung stattfindet, und muß sie haben, weil sich um diese nicht schwingenden Theilchen die augenblicklichen Bewegungsgrößen der schwingenden Theilchen das Gleichgewicht halten müssen, wenn der ganze Körper keine fortschreitende oder drehende Bewegung annehmen soll. Es müßte daher aus demselben Grunde auch in einem warmen Körper solche bewegungslose, also absolut wärmelose Orte geben und von einer Gleichheit der Temperatur und Dichte durch den ganzen Körper könnte keine Rede seyn.

2) Der Bewegungszustand eines tönenden Körpers ist in seiner Anordnung willkürlich; es kann sich für gleiche Veranlassung der Bewegung je nach zufälligen äußern Umständen eine größere oder geringere Anzahl von Knotenlinien bilden und der Körper einen höhern oder tiefern Ton geben, also Schwingungen von kürzerer oder längerer Dauer machen. Auch davon ist bei einem warmen Körper nicht die geringste Analogie wahrzunehmen; er müßte in Folge ähnlicher Zustände, mit welchen jedenfalls |83| eine Verschiedenheit der Amplitude der Schwingungen verbunden wäre, eine verschiedene Volumenausdehnung und verschiedene Temperaturen etc. annehmen können und zwar durch dieselbe Wärmemenge, welche ihm zugeführt wird.

3) Ein tönender Körper scheint ein größeres Volumen einzunehmen als das ist, welches er im Zustande der Ruhe besitzt; seine Längenausdehnung ist aber nicht nach allen Richtungen hin gleich, und kann es nicht seyn, weil die Schwingungen seiner Theilchen nicht nach allen Richtungen hin bunt durcheinander gehen können, und daher nach verschiedenen Richtungen verschiedene relative Ausdehnungen statthaben müssen. Eine deutlich ausgesprochene, durch Tonschwingungen veranlaßte Volumenänderung, welche wenigstens dem äußern Ansehen nach gleichmäßig auf den ganzen Körper vertheilt scheint, findet man übrigens nur bei den Longitudinal-Schwingungen eines Stabes; und diese muß nach der Theorie in der Richtung der Länge eine wesentlich andere seyn, als senkrecht dazu; denn wenn der Stab in der Verlängerung begriffen ist, so wird er dünner und zwar in demselben Verhältnisse, als wenn er durch eine in der Richtung der Länge wirkende Kraft gestreckt wird, d.h. es beträgt die relative Verminderung seiner Dicke 1/4 bis 1/3 von der relativen Verlängerung, und in demselben Verhältnisse steht die relative Vermehrung der Dicke zu der relativen Verkürzung. Die schnelle Aufeinanderfolge dieser Veränderungen wird zwar nach allen Seiten eine scheinbare Vergrößerung oder Ausdehnung bewirken; allein diese wird immer in der Richtung der Länge drei- bis viermal so groß seyn, als in den dazu senkrechten Richtungen. Dasselbe müßte denn auch bei den Wärmeschwingungen fester Stoffe der Fall seyn; auch diese Wärmeschwingungen können nicht nach allen Richtungen hin durcheinandergehen; es könnte also durch die Wärmeschwingungen keine gleichmäßige Ausdehnung der Körper nach jeder Richtung hin bewirkt werden. Aber auch abgesehen von dieser Unmöglichkeit, die gleichmäßige Ausdehnung durch Schwingungen zu erklären, hat die Annahme, daß die Ausdehnung überhaupt, welche sich bei der Erwärmung der Körper kund gibt, die Folge von Schwingungen der Molecüle sey, schon wegen ihrer Größe wenig Wahrscheinlichkeit für sich, wenn man erwägt, wie gering die Verlängerung eines longitudinal schwingenden Stabes und wie groß die Amplitude dieser Ton-Schwingungen ist im Vergleich zu der Amplitude, welche man bei den Wärmeschwingungen zulassen dürfte. Es kann also nicht einmal diese erste und einfachste Wirkung der Wärme, die gleichmäßige Ausdehnung der Körper, durch die Annahme von Wärmeschwingungen genügend erklärt werden.

|84|

4) Diese Ausdehnung wächst bei allen festen und flüssigen Stoffen in einem größern Verhältniß, als die Temperatur-Aenderung, oder mit andern Worten, die relative Ausdehnung für die Einheit der Temperatur-Aenderung, der Ausdehnungscoefficient, wächst mit der thermometrischen Temperatur. Darnach und weil die theoretische Temperatur von der thermometrischen in der Nähe des Gefrier- und Siedepunktes nicht verschieden seyn kann, müßte die Amplitude der Wärmeschwingungen in einem größern Verhältnisse zunehmen, als die Vibrationsgeschwindigkeit, oder selbst als das Quadrat dieser letztern, und dieß könnte nur der Fall seyn, wenn die Schwingungsdauer mit wachsender Temperatur zunähme. Eine solche Zunahme der Schwingungsdauer oder Abnahme der Zahl der Schwingungen in der Zeiteinheit wird aber gewiß kein Anhänger der Wärmeschwingungen zugeben wollen; es ist also auch hier die Theorie mit den Thatsachen im Widerspruch.

5) Die Ton-Schwingungen pflanzen sich in sehr kurzer Zeit durch den ganzen Körper fort; bei den Wärmeschwingungen müßte man die gerade entgegengesetzte Eigenschaft voraussetzen. Nehmen wir z.B. einen Stab von Glas oder Metall, und bringen ihn, indem er in der Mitte gehalten und an dem einen Ende gerieben wird, zum Tönen, so wird er durch das Reiben auch wärmer werden. Die Tonschwingungen werden sich sehr schnell in dem Stab fortpflanzen und nach einer sehr kurzen Zeit werden beide Enden desselben in vollkommen gleicher Weise schwingen. Warm wird er dagegen merklich nur da, wo er gerieben wird, und diese Wärme verschwindet ganz allmählich wieder, ohne sich im Stab viel weiter verbreitet zu haben.

6) Die Dauer der schwingenden Bewegungen nach Entfernung der erregenden Ursache ist durchaus eine sehr kurze, und um so kürzer, je kleiner die Schwingungsdauer ist; die hohen Töne verklingen viel schneller als die tiefen, und die Lichtschwingungen des Aethers verschwinden augenblicklich nach dem Erlöschen des erregenden leuchtenden Punktes. Jenes rasche Nachlassen der Tonschwingungen kann nicht auf Rechnung äußerer Umstände gesetzt werden; eine Glocke tönt unter dem Recipienten der Luftpumpe, in ihrem Scheitel möglichst befestigt, nicht wahrnehmbar länger fort als in der Luft, und an einem Faden aufgehängt. Es ist ein offenbarer Mangel unserer analytischen Schwingungsgesetze, wenn diese eine unbegränzte Fortdauer der einmal erregten schwingenden Bewegung in einem festen oder flüssigen Stoffe zulassen, wenn sie die wichtigen Erscheinungen nicht darzustellen vermögen, daß auf einem Seil oder einer Claviersaite, welche an einem Ende angeschlagen werden, eine Halb-Welle hin- und herläuft, die in jedem Augenblick an einer andern bestimmten Stelle erscheint, |85| während der ganze übrige Theil des Seiles und der Saite in der Gleichgewichtslage bleibt, daß der durch einen Stein erregte Wasserspiegel sich an der getroffenen Stelle bald wieder ebnet, und sich von da nur wenig kreisförmige Wellen ausbreiten, und daß ebenso die Tonschwingungen der Luft und noch mehr die Lichtschwingungen des so außerordentlich elastischen Aethers augenblicklich an der Erregungsstelle erlöschen, wenn die erregende Ursache verschwunden ist. – Und die Wärmeschwingungen, denen doch gewiß keine größere Schwingungsdauer beigelegt werden könnte als den Tonschwingungen, sollen allein eine Ausnahme machen, diese Schwingungen allein sollen ohne erregende Ursache immer oder doch wenigens sehr lange fortdauern können?!

7) Die Tonschwingungen können in großen Massen ohne viel mehr Arbeit erregt werden, als in kleinen, und ein tönender Körper kann elastischen Massen seine Bewegung mittheilen, ohne selbst merklich an Intensität zu verlieren; dagegen mit nicht elastischen, nicht tonfähigen Körpern in Berührung gebracht, verliert er seine Bewegung augenblicklich, und in inniger Berührung mit denselben kann er gar nicht zum Tönen gebracht werden. Der warme Körper zeigt von allen diesen Erscheinungen das gerade Gegentheil. Er kann seinen Zustand keinem andern Körper mittheilen, ohne seinen eigenen zu schwächen, und er erwärmt sich um so mehr, und behält seine Wärme um so länger, je mehr er von Körpern umgeben ist, welche die Wärme schwer annehmen. Soll dieses etwa dadurch erklärt werden, daß die Wärmeschwingungen an jenen schlecht leitenden Stoffen wie an unbeweglichen und elastischen Wänden in den warmen Körper zurückreflectirt werden? Wo ist auch nur die entfernteste Analogie für eine solche Erklärung?

8) Und endlich woher soll die verschiedene specifische Wärme der Stoffe kommen, wenn die Wärmemenge, welche einem Körper zugeführt wird, in der Vermehrung der lebendigen Kraft seiner schwingenden Bewegung besteht? Muß dann nicht die Gewichtseinheit jedes Stoffes bei gleicher Temperatur gleiche lebendige Kraft besitzen, also auch bei gleicher Aenderung der Temperatur gleichen Zuwachs an lebendiger Kraft erhalten, namentlich wenn die Ausdehnung und damit auch der nach der Annahme von der Aequivalenz der Wärme und Arbeit mit der Ausdehnung verbundene Verbrauch an Wärme verhindert wird? Müßten dann nicht die Wärmecapacitäten der Gase bei constantem Volumen für die Gewichtseinheit gleich seyn, während die Erfahrung zeigt, daß deren Wärmecapacitäten bei constantem Druck für die Gewichtseinheit sehr verschieden sind, und das angenommene fast constante Verhältniß beider |86| Wärmecapacitäten auch zur Annahme sehr verschiedener Wärmecapacitäten bei constantem Volumen für die Gewichtseinheit der Gase zwingt?

Mit einem Worte, die Annahme von Wärmeschwingungen der Schwerstofftheilchen steht im directen Widerspruch mit allen Erscheinungen, welche von der Wärme in den Körpern selbst hervorgerufen werden.

Der Annahme von Schwingungen der Aetherhüllen können nicht ganz dieselben Vorwürfe gemacht werden, indem namentlich in Betreff des letzten, unter 8) aufgeführten, die in der Gewichtseinheit eines Stoffes enthaltene Aethermenge wohl verschieden seyn kann, und wenn man mit Redtenbacher (Dynamiden-System, S. 24) radiale Wärmeschwingungen der Aetherhüllen annimmt, so kann man auch die gleichmäßige Ausdehnung der Körper erklären. Allein abgesehen von der Schwierigkeit, sich die Entstehung und Mittheilung solcher Schwingungen zu erklären, da die Mittheilung nur von einer Seite kommen kann, und daher angenommen werden muß, daß eine solche Hülle wie eine angestoßene Kugel schwingt, so daß dieselbe, ursprünglich auch als Kugel gedacht, abwechselnd bald ein abgeplattetes, bald ein spindelförmiges Ellipsoid wird, dürfte es auch bei dieser Annahme schwer seyn, die mit der Temperatur wachsende Ausdehnung der festen und flüssigen Stoffe, die schwerfällige Fortpflanzung und lange Dauer der erregten Wärmeschwingungen ungezwungen zu erklären.

Dazu kommt nun aber noch ein Hauptgrund, welcher der Annahme von Wärmeschwingungen und überhaupt der Annahme, daß die Wärme, das Warmseyn, in einer Bewegung bestehe, entgegen ist, und welcher aus der Erscheinung der Wärmeabsorption hervorgeht.

Es ist eine bekannte Thatsache, daß nicht nur sehr viele Flüssigkeiten, sondern selbst Stoffe der festen Aggregatform, wie Eis, Jod, Kampher etc., selbst bei sehr niederer Temperatur und unter dem atmosphärischen Drucke das Bestreben haben, Wärme aufzunehmen, um in die Dampf- oder Gasform überzugehen, und bei manchen jener Flüssigkeiten ist die Begierde nach Wärme so groß, und die in die Gasform übertretenden Theilchen entziehen ihrer eigenen Flüssigkeit und den sie zunächst umgebenden Stoffen die Wärme mit solcher Heftigkeit, daß die Temperatur dieser letztern um viele Grade unter die Temperatur der umgebenden Luft herabsinkt, namentlich wenn noch der Druck auf die Flüssigkeit vermindert wird. Hier sehen wir also einen Vorgang im Innern der Flüssigkeit ohne andere äußere Veranlassung, als daß derselben Raum gegeben wird, sich in der Dampfform auszubreiten; es ist hier keine äußere Wärmequelle, welche, wie wir es uns beim Sieden gewöhnlich vorstellen, der Flüssigkeit die Wärme aufdringt und dadurch die Cohäsion und den auf der Flüssigkeit |87| ruhenden Druck überwältigt, diesen sogar selbst verstärkt und dabei die Aenderung des Aggregatzustandes bewirkt; die Flüssigkeit, die sie einschließenden festen Körper und die umgebende Luft haben gleiche Temperatur, und doch erfolgen alle diese Wirkungen in derselben Weise, wie dort. Sind wir darnach nicht im Recht, zu schließen, daß ohne den atmosphärischen Druck alle Flüssigkeiten dem Erdkörper die erforderliche Wärme entziehen würden, um in die Gasform überzugehen, und daß der Vorgang beim Sieden und Schmelzen ein ganz gleicher ist? Daß auch hier den Schwerstoff-Molecülen die Wärme nicht aufgezwungen wird, sondern daß sie die in ihrer Nähe befindliche Wärme zu absorbiren suchen, um die gemeinschaftliche Wirkung der Cohäsion und des äußeren Druckes zu überwältigen, und daß sie nur dann wieder in die flüssige oder feste Form zurückkehren, wenn ihnen von andern kälteren Körpern, als sie selbst sind, die Wärme entzogen wird, welche sie befähigt, jenen Kräften Widerstand zu leisten?

Und wie will man nun diese Erscheinung vom Standpunkt der Bewegungstheorie erklären? Es sind dazu nur zwei Annahmen möglich: entweder muß man zugeben, daß in einem System von Schwerstoff- oder Aethertheilchen, welche alle in einem gleichen Bewegungszustand begriffen sind, der eine Theil sich seiner lebendigen Kraft, wenigstens theilweise, freiwillig entäußern kann, um diese auf den andern Theil zu übertragen, oder man muß annehmen, daß der eine Theil dieser Punkte dem andern die Bewegung entziehen kann, um sie sich anzueignen. Beide Annahmen wären widersinnig23), und eben so widersinnig ist es demnach, anzunehmen, daß das Warmseyn in einer Bewegung, das Wärmerwerden in einer Vermehrung der Bewegung oder der lebendigen Kraft, sey es von Schwerstoff- oder Aethertheilchen, bestehe.

IV.
Wärmestrahlung.

Ich wage zu hoffen, daß durch die vorhergehenden Erörterungen und namentlich den letzten Schluß der Speculation in Bewegungstheorien der Wärme, ein Ziel gesetzt ist; ich finde es daher nicht für nöthig, auch die |88| Aenderung des Aggregatzustandes und die bei den chemischen Processen sich kundgebenden Wärmeerscheinungen näher zu besprechen und auch an diesen zu zeigen, daß jene Theorien keine dieser Erscheinungen genügend erklären können, und zwar um so weniger nöthig, als mir kein ernstlicher Versuch einer solchen Erklärung bekannt ist. Denn die heitern Einfälle von Krönig und Clausius über den Aggregatzustand kann man wahrlich nicht als solche ernsthafte Versuche betrachten, und selbst Redtenbacher, der in seinem Dynamidensystem die Begriffe: Temperatur, Wärmecapacität u.s.f. der von ihm zu Grunde gelegten Hypothese entsprechend bestimmt erklärt, läßt sich über den Vorgang bei der Aenderung des Aggregatzustandes und über die Ursache der Verschiedenheit der äußern Erscheinung eines Stoffes je nach seinem Aggregatzustand mit keinem Worte aus; er kommt nur zu dem sonderbaren Ergebniß, welches übrigens eine nothwendige Folge seiner Definition von Wärmecapacität ist24), daß bei der Aenderung des Aggregatzustandes Aether aus den Stoffen ausgeschieden werde, daß z.B. die Gewichtseinheit Wasserdampf um 52 1/2 Proc. oder gar um 69 1/2 Proc. (!) (Dynamidensystem S. 32 und S. 51) weniger Aether enthalte als die Gewichtseinheit Wasser, ungeachtet des 1000fachen Rauminhaltes und der weit größern zwischen den Dampftheilchen vorherrschenden Repulsionskraft. Fast eben so viel Aether müßte dann aber auch bei dem Uebergang des Wassers in den festen Zustand ausgeschieden werden, da die Wärmecapacität des Eises nach Regnault der des Wasserdampfes nahe gleich ist25), ungeachtet hier die Aenderung des Aggregatzustandes im entgegengesetzten Sinne stattfindet. Doch wer bei solchen Ergebnissen einer Theorie nicht selbst Grund zu Bedenken findet, den bekehren auch meine „ungeachtet“ nicht.

In Betreff der chemischen Processe finde ich nur die oberflächliche Vermuthung ausgesprochen, daß die ursprüngliche chemische Verbindung zweier oder mehrerer Stoffe durch die stärkeren Wärmeschwingungen gelockert, |89| und die Atome dadurch befähigt werden, neue Verbindungen einzugehen. Ich dächte man müsse annehmen, daß bei einer chemischen Verbindung die Atome der sich verbindenden Stoffe sich zu Molecülen gruppiren, und daß diese Molecüle die Wärmeschwingungen machen, oder daß diese eine gemeinsame Aetherhülle besitzen, in welcher die Wärmeschwingungen vor sich gehen; ich wüßte sonst nicht, wie sich eine chemische Verbindung von einem Gemenge unterscheiden sollte. Ich sehe dann aber auch nicht ein, wie eine solche gemeinschaftliche Bewegung, oder die Bewegung einer gemeinsamen Aetherhülle die Lockerung der Verbindung bewirken soll, und sehr begierig wäre ich, eine Erklärung dafür zu lesen, wie solche in stärkerer Bewegung begriffene, oder mit stärker bewegten Aetherhüllen umgebene Atome mit andern auch in Bewegung begriffenen oder mit oscillirenden Aetherhüllen umgebenen Atomen neue chemische Verbindungen eingehen und dabei ihre eigene oder ihrer Aetherhülle schwingende Bewegung zu einem weit höhern Grade steigern können. Daß übrigens die Wärme nicht bloß durch die Lockerung der ursprünglichen chemischen Verbindungen und durch die Aenderung des Aggregatzustandes das Eingehen neuer Verbindungen fördert, zeigt am deutlichsten das Knallgas; hier bleiben zwei Stoffe, welche eine sehr energische chemische Affinität besitzen, in dem günstigsten Aggregationszustand der Gasform vollkommen gemengt, selbst unter einem nicht unbedeutenden Drucke ganz indifferent nebeneinander, bis die Temperatur einiger weniger Theilchen des Gemenges fast die Glühhitze erreicht hat; nun aber tritt eine plötzliche Vereinigung ein und eine solche Entwickelung von Wärme, wie sie durch keine andere Verbindung mehr erhalten werden kann. Wo ist da auch von weitem nur ein Grund dafür denkbar, daß diese Gase, deren Molecüle selbst oder deren Aetherhüllen nach der beliebten Hypothese bei der gewöhnlichen Temperatur doch auch schon in Bewegung sind, sich lieber verbinden, wenn diese Molecüle oder Aetherhüllen in eine noch viel heftigere Bewegung gesetzt und die Molecüle selbst noch weiter von einander entfernt werden, und daß durch diese Vereinigung eine solche enorme Steigerung jener Bewegung hervorgerufen werden kann?

Lassen wir also den nicht zu bekehrenden Vertheidigern jener Hypothese das Vergnügen, Gründe dafür aufzufinden, und wenden wir uns zu einer andern Classe von Wärme-Erscheinungen, welche die wichtigste Stütze der mechanischen Wärme-Theorie bilden, nämlich zu den Erscheinungen der Wärme-Strahlung.

Nachdem Fresnel die Licht-Emissionstheorie siegreich bekämpft und den Lichtstoff aus der Physik eliminirt hatte, war man schnell bereit, dem Lichtstoff auch den Wärmestoff nachzusenden, da die innige Verbindung |90| von Licht und Wärme, und die übereinstimmenden Gesetze der Fortpflanzung, Reflexion und Brechung des Lichtes und der strahlenden Wärme, welche später noch durch Melloni's Entdeckungen der Wärmefarben und der Polarisation der Wärmestrahlen vermehrt wurden, keinen andern Schluß übrig ließen, als daß die Wärmestrahlung wie das Licht in einer oscillirenden Bewegung des Aethers bestehen muß. Dieser Schluß dürfte denn auch bei der festen Begründung der Undulationstheorie des Lichtes als unumstößlich zu betrachten seyn; ob aber das, was man daraus weiter gefolgert hat, ebenso richtig ist, ebenso nothwendig daraus gefolgert werden muß, ist eine andere Frage, da man dabei zwei wesentliche Unterschiede zwischen den Wirkungen der Wärmestrahlung und denen der Licht- und Schallstrahlung unbeachtet gelassen zu haben scheint.

1) Der tönende Körper erregt nur die oscillirende Bewegung der Luft, der leuchtende die des Aethers, ohne dadurch selbst an Bewegung zu verlieren; der tönende Körper verliert seinen Ton nicht schneller, wenn er ihn durch die ruhige Luft der stillen Nacht hinsendet, als wenn derselbe sich im Geräusch des Tages verliert oder mit vielen andern Tönen in demselben Raum zu einem Concert zusammenwirkt, und der leuchtende Körper sendet nicht mehr Licht aus, wenn er in die Finsterniß strahlt, als wenn er in der Tageshelle leuchtet. Ganz anders der warme Körper; dieser strahlt seine Wärme aus, von sich weg, er wird durch das Ausstrahlen kälter; er verliert seine Wärme um so schneller, je kälter der Raum ist, gegen den er ausstrahlt, und je leichter die ihn umgebenden durchstrahlbaren Mittel die Wärmestrahlen durchlassen, und deßhalb am schnellsten im leeren Raum. Ist es bei Erwägung dieser bekannten Erscheinung noch möglich, zu verkennen, daß das Warmseyn doch noch etwas anderes seyn muß, als ein Bewegungszustand, ähnlich dem Licht und Schall erzeugenden? Es muß nach den oben angeführten Erscheinungen zugegeben werden, daß der warme Körper, indem er seine Wärme ausstrahlt, eine den Licht-Vibrationen ähnliche Bewegung im Aether erzeugt, oder weil wir keine unmittelbare Lichtquelle kennen, die nicht auch Wärmequelle ist, vielleicht richtiger ausgedrückt, daß er eine vibrirende Bewegung des Aethers erzeugt, welche bei einer gewissen Schwingungsdauer die Eigenschaft besitzt, die Empfindung des Lichtes in unserm Sehorgan zu erregen; aber es ist nicht nothwendig, daß seine Theilchen oder deren Aetherhüllen deßhalb auch eine solche Bewegung besitzen müssen; im Gegentheil kann das, was er bei seinem Ausstrahlen verliert, nicht Bewegung seyn, da es abermals widersinnig wäre, anzunehmen, daß die Bewegung um so schneller abnehme, je weniger Widerstand sie |91| findet; das, was der warme Körper beim Ausstrahlen der Wärme verliert, kann nur Bewegtes seyn.

2) Man stellt kurzweg die Behauptung auf, daß der von Wärmestrahlen getroffene Körper von dieser auch in eine schwingende Bewegung versetzt, und dadurch warm werde, und daß wenn die Wärmeschwingungen des Aethers die Eigenschaft der Lichterregung besitzen, ein kleiner Theil an der Oberfläche des getroffenen Körpers als Licht reflectirt, der andere aber für die Erwärmung absorbirt werde. Darnach sollte man doch annehmen dürfen, daß der von dem oscillirenden Aether getroffene Körper unter allen Umständen in Bewegung gesetzt werden müsse und daß er um so Heller werden müsse, je weniger Wärme oder Bewegung er absorbirt, und umgekehrt, um so dunkler, je wärmer er wird; wenigstens sollte ich meinen, das müsse nothwendig aus der Bewegungstheorie und den damit zusammenhängenden neuen physikalischen Dogmen von der Unzerstörbarkeit und der Aequivalenz der Wirkungen geschlossen werden. Die Erfahrung spricht aber ganz anders. Wir sehen, daß sich die Körper in den Sonnenstrahlen um so weniger erwärmen, je dünner die sie umgebende Lufthülle ist, und wir sind demnach berechtigt, zu schließen, daß ein Körper ohne Gashülle im vollkommen luft- und dampfleeren Raum durch die Sonnenstrahlen gar nicht erwärmt würde, während bekanntlich ein Körper in einem von allen Seiten geschlossenen Glaskasten den Sonnenstrahlen ausgesetzt, eine sehr hohe Temperatur annimmt, obgleich in diesem Falle noch ein Theil der Wärmestrahlen durch das Glas absorbirt wird. Daraus geht doch offenbar hervor, daß die Bewegung des Aethers nicht an und für sich den Körper warm machen kann, sondern daß noch eine Hülle dazu gehört, welche die Sonnenstrahlen durchläßt und durch welche erst die Wärme erregende Eigenschaft derselben in dem Körper wirksam wird?

Im leeren Raum verhält sich ein Körper in gleicher Weise gegen die Wärmestrahlen, wie gegen die Lichtstrahlen, beide werden an demselben diffus reflectirt, und man wird wohl kaum annehmen können, daß er deßhalb im leeren Raum Heller beleuchtet erscheine. Dagegen von Luft umgeben ist sein Verhalten gegen beide sehr verschieden; die Lichtstrahlen werden wie dort zerstreut reflectirt, die Wärmestrahlen werden, wie man sich ausdrückt, absorbirt, der Körper wird erwärmt und ausgedehnt, ohne daß diese in dem Körper hervorgerufene Wirkung oder geleistete Arbeit auf Kosten der Lichtreflexion stattfände und der Körper dunkler würde. Woher diese Unterschiede, wenn die Erwärmung darin bestände, daß der bewegte Aether eine ähnliche Bewegung in dem Körper hervorruft? Warum kann er diese Bewegung nicht in dem im leeren Raume sich befindenden Körper erzeugen, |92| aber in dem von Luft umgebenen? Will man darauf antworten, daß dort die Wärmebewegung eben so schnell wieder ausgestrahlt werde, als sie erregt worden, so sagt man doch damit nichts anderes, als daß es zu keiner Erregung kommt; man kann nicht Etwas weggeben, was man nicht zuvor empfangen hat.

Es gehört selbst die bekannte Erscheinung hieher, daß stark bewegte kalte Luft die Wärmestrahlen der Sonne fast ganz unwirksam macht. Man wird darauf freilich auch entgegnen, die kalte Luft kühle den Körper ab und entziehe ihm die von der Sonne mitgetheilte Wärme wieder, indem man sich dabei recht bequem ein Nacheinander der Wirkungen denkt, erst die Sonne erwärmen und dann die Luft vorbeistreichen läßt, oder umgekehrt. So ist es aber nicht; die kalte Luft kann dem Körper nicht nehmen, was er nicht besessen hat; beide Wirkungen müßten gleichzeitig eintreten, wie im leeren Raum; aber ein gleichzeitiges Aufnehmen und Abgeben von Wärme ist ein Unsinn. Die bewegte kalte Luft nimmt die Bedingung weg, unter welcher die Wärmestrahlen wirksam seyn können, nicht Wärme, welche gar nicht erzeugt worden. Wir nehmen diesen Unterschied auch durch unser Gefühl wahr. Bei ruhiger Luft empfinden wir augenblicklich, sowie wir aus dem Schatten in die Sonne treten, die bald angenehme, bald stechende Wirkung der Sonnenstrahlen, während bei bewegter kühler Luft diese Wirkung sehr unmerklich ist, und jeder Unbefangene wird zugeben, daß diese Wahrnehmung vielmehr für die Ansicht spricht, es werde die von der Sonne kommende Wärme durch die bewegte Luft vornweg genommen, ehe sie noch wirksam werden konnte, als dafür, daß die von der Sonne dem Körper mitgetheilte Wärme diesem durch die bewegte Luft wieder entzogen werde. Die Lichtstrahlen werden durch diesen Vorgang nicht im geringsten berührt, die Beleuchtung eines Körpers bleibt dieselbe, ob er in ruhiger Luft sich befindet, oder einem heftigen, kalten oder warmen Winde ausgesetzt ist. Die Aetherbewegung selbst wird also durch die bewegte Luft nicht gestört, der Körper wird voll den Aetherwellen getroffen, wie wenn er von ruhiger Luft umgeben ist; warum wird er also nicht wie da auch in Bewegung gesetzt?

Die Beantwortung dieser Frage steht allerdings in innigem Zusammenhang mit der Erklärung der Wärmeausstrahlung; es sind aber beide Erscheinungen, die der Wärme-Ausstrahlung und der Wärme-Absorption nichts weniger als Beweise für die Grundlage der Bewegungs-Wärmetheorie; es können vielmehr selbst diese Erscheinungen nicht entfernt durch eine Bewegung der Körpermolecüle oder ihrer Aetherhüllen erklärt werden. Von der ganzen neuere |93| Wärmetheorie bleibt demnach nichts übrig, als der oben zugegebene Satz, daß die Wärme durch eine schwingende Bewegung des Aethers fortgepflanzt und übertragen wird, daß ein warmer Körper den Aether in eine solche Bewegung versetzt, und daß diese Bewegung unter günstigen Umständen einen kältern Körper erwärmt. Auf welche Weise das geschieht oder geschehen kann, muß einstweilen dahingestellt bleiben.

(Die Fortsetzung folgt im nächsten Heft.)

|87|

Hr. Clausius freilich läßt ohne viel Bedenken seine Flüssigkeitstheilchen nach allen Richtungen durcheinander schwingen, und wenn es dabei einem oder dem andern zu eng wird, so schnellt es ungeachtet seiner Schwere und des auf der Flüssigkeit lastenden Druckes über die Spiegelfläche der Flüssigkeit hinaus, und schwirrt nun, zum Dampf- oder Gasmolecül avancirt, sich seiner Freiheit freuend, mit den Luftmolecülen um die Wette. (Vergl. Poggendorff's Annalen Bd. C S. 360.)

|88|

„Die wahre, rationelle Wärmecapacität eines Stoffes ist die Anzahl der Aetheratome, welche in der Gewichtseinheit des Stoffes enthalten ist.“ (Dynamidensystem, S. 30.) Später (S. 42 daselbst) wird bewiesen, daß diese wahre Wärmecapacität bei den Gasen (also auch bei flüssigen und festen Stoffen) mit der empirischen Wärmecapacität bei constantem Volumen übereinstimmt, also mit einer Größe, welche nicht einmal für die Luft durch directe Versuche ermittelt ist, und die für flüssige oder feste Stoffe zu kennen wir weit entfernt sind. Trotzdem bestimmt Hr. Redtenbacher auf S. 31 u. f. die Aethermenge eines Stoffes, wie in dem oben angeführten Beispiel vom Wasser und Wasserdampf, nach den bekannten Wärmecapacitäten bei constantem Druck. Wo es sich bei Gasen nur um Verhältnißzahlen handelt (was übrigens bei dem vorhergenannten Beispiel nicht der Fall ist), da könnte man noch zugeben, daß wegen der angenommenen Unveränderlichkeit des Verhältnisses der beiden Capacitäten, die eine für die andere gesetzt werden dürfe; soll dieses Verhältniß aber auch bei festen und flüssigen Stoffen constant seyn?

|88|

Polytechn. Journal Bd. CXXVIII S. 296.

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