Titel: Roux und Sarrau, Untersuchungen über explosive Substanzen.
Autor: Roux,
Sarrau,
Fundstelle: 1873, Band 210, Nr. V. (S. 21–24)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj210/ar210005

V. Experimentelle Untersuchungen über explosive Substanzen; von Roux und Sarrau.

Aus den Comptes rendus, t. LXXVII p. 478; August 1873.

1) Wir haben unlängst die Verbrennungswärme von fünf in Frankreich angefertigten Pulvergattungen bestimmt, und wollen nun diese Arbeit5) durch die Bestimmung des auf 0° und 0,76 Met. Barometerhöhe reducirten Volumens der gasartigen Verbrennungsproducte jener Pulvergattungen vervollständigen. Mit Hülfe des Mariotte'schen und Gay-Lussac'schen Gesetzes werden wir dieses Element aus der Messung des Druckes der Gase bei einer bekannten Temperatur, unter einem bekannten Volumen, ableiten.

2) Der zu diesem Zwecke von uns construirte Apparat kann zu fortgesetzten Proben dienen, und in der Leichtigkeit womit derselbe auf dem Wege der Wiederholung die erlangten Resultate zu controlliren gestattet, scheint uns eine Bürgschaft für seine praktische Anwendbarkeit zu liegen. Er besteht aus einem schmiedeeisernen Probecylinder von 22 Millimeter innerem Durchmesser und 3 Decimeter Höhe, in welchem die Verbrennung des Pulvers vor sich geht. Dieser Cylinder ist an einem seiner Enden durch einen Schraubenstöpsel geschlossen, durch welchen ein zur Entzündung dienender isolirter Draht geht, und besitzt an dem anderen Ende einen in die Hülse eines Manometers geschraubten Ansatz. Dieses Manometer ist mit einem Differentialkolben versehen, und der auf die kleinere Grundfläche des Kolbens ausgeübte Druck wird durch den Druck äquilibrirt und gemessen, welchen eine in dem Verhältnisse der beiden Grundflächen reducirte Quecksilberhöhe auf die große Grundfläche ausübt. Die Anwendung des Differential-Manometers gewährt zwei Vortheile: 1) das Gasvolumen ist wegen der durchaus unmerklichen Verschiebung des Kolbens in allen Fällen gleich dem Rauminhalte des Probecylinders, welcher nur ein für allemal gemessen zu werden braucht; 2) man kann mittelst geringer Quecksilberhöhen bedeutende Drücke messen, welche sonst die minder bequeme Anwendung eines Mariotte'schen Manometers mit comprimirter Luft erfordern würden. Das Manometer, welches zu unseren Versuchen diente, war uns durch die Gefälligkeit seines Verfertigers Hrn. A. Clair zur Verfügung gestellt worden. Das Verhältniß |22| seiner Grundflächen ist 1/100; die Graduirung ist in Millimetern ausgeführt und gestattet eine bis 1/10 Millimeter genaue Ablesung.

3) Um eine Bestimmung zu machen, verbrennt man ein bekanntes Gewicht Pulver in dem Probecylinder: das Quecksilber steigt plötzlich in dem Manometerrohr, sinkt dann in Folge der Abkühlung der Gase, wird nach 4 oder 5 Minuten stationär und verharrt in diesem Zustande ohne merkbare Veränderung mehrere Stunden lang. Die Temperatur des Gases ist alsdann derjenigen der Umgebung ziemlich gleich; die beobachtete Manometerhöhe, multiplicirt mit 100, mißt seine Spannung. Folgendes sind die Elemente einer Bestimmung. Die Spannungen der durch 3,4 und 5 Gramme Geschützpulver erzeugten Gase werden bei 27° durch 64,0, 86,5 und 106,0 Millimeter Quecksilberhöhe gemessen. Hieraus leitet man für 1 Gramm die reducirten Höhen: 21,3, 21,6 und 21,2 ab, wofür wir, mit 1/100 mittlerer relativer Abweichung, 21,4 als Mittelwerth setzen wollen. Da der Rauminhalt des Probecylinders 0,102 Kubikdecimeter beträgt, so ist das Volumen der aus 1 Grm. Pulver entwickelten Gase, auf 0° und 0,760 Met. Barometerstand reducirt, durch die Formel

v₀ = 0,102 (214 × 273)/(76 × (273 + 27)) = 0,271 Kubikdecimeter

gegeben. Wir haben die nämlichen Bestimmungen auch für die anderen Pulver gemacht, und durch Combination der Resultate mit denen unserer calorimetrischen Proben folgende Tabelle aufgestellt, welche die Elemente in sich schließt, von denen die approximative Schätzung der relativen Kraft der fünf Pulvergattungen abhängt.

1. 2. 3. 4. 5. 6.
Pulvergattung. Q
Calorien
T
Celsius'sche
Grade
v
Liter.
vT/273
Atmosphären
EcT
Meter-Tonnen
feines Jagdpulver 807,3 4654 234 3989 373
Geschützpulver 752,9 4360 261 4168 349
Gewehrpulver (genannt B) 730,8 4231 280 4339 339
auswärt. Handelspulver 694,2 4042 281 4160 324
gewöhn. Sprengpulver 570,2 3372 307 4792 270

4) Die Columne 3 reproducirt die Resultate unserer calorimetrischen Proben. Sie gibt für jedes Pulver die Wärmemenge Q an, welche durch die Verbrennungsproducte von 1 Kilogramm entwickelt wurde, von der Verbrennungstemperatur bis zu der bei der Probe herrschenden Temperatur von ungefähr 17°. Die Columne 3 enthält die absoluten Verbrennungstemperaturen, |23| repräsentirt durch die Formel T = 273 + 17 + Q/c, wo c; die mittlere specifische Wärme der Verbrennungsproducte bei constantem Volumen darstellt. In Ermangelung präciser Daten adoptiren wir für die verschiedenen Pulver einstweilen den Werth c = 0,185, welcher von den HHrn. Bunsen und Schischkoff für ein unserem Jagdpulver ähnliches Pulver gefunden worden ist. Die Columne 4 umfaßt die numerischen Werthe des Volumens v₀ der von 1 Kilogrm. Pulver gelieferten und auf die Temperatur von 0° unter dem atmosphärischen Drucke von 0,760 Met. reducirten permanenten Gase. Die Columne 5 begreift die besonderen Werthe des Ausdruckes vT/273 in sich, welcher den Druck der aus 1 Kilogrm. Pulver entwickelten permanenten Gase, die bei der Temperatur T der Flamme ein Volumen = 1 Liter einnehmen, in Atmosphären6) darstellt, wohlverstanden unter der Annahme daß das Mariotte'sche und Gay-Lussac'sche Gesetz hier anwendbar bleibe. In der sechsten Columne endlich geben wir das Arbeitsmaximum, welches durch die unbestimmte Expansion der aus 1 Kilogrm. Pulver entwickelten Gase hervorgebracht wird. Dasselbe ist = EcT (wobei E das mechanische Aequivalent der Wärme bedeutet, das wir = 433 setzen wollen, indem wir annehmen daß alle Verbrennungsproducte, permanent oder nicht, in jedem Momente der Expansion7) die nämliche Temperatur haben.

5) Wir haben unsern Apparat auch bei anderen explosiven Substanzen, als Pulver, angewandt. Folgende Tabelle gibt eine Uebersicht der erlangten Resultate. Die den Dynamit betreffenden entsprechen der Explosion, der wir die Bezeichnung Explosion der zweiten Ordnung beigelegt haben, und die durch einfache Entzündung und nicht unter Anwendung einer Zündpille hervorgebracht wird. Die in letzterem Falle erzielten energischen Wirkungen erfordern specielle Apparte, welche unsererseits der Gegenstand anderweitiger Studien seyn werden.

|24|
Bezeichnung
der explosiven Substanz
Calorien per
1 Kilogrm.
der Substanz
Gewicht der
Gase per
1 Kilogrm.
Reducirtes
Volumen der
Gase per
1 Kilogrm.
Schießbaumwolle 1056,3 0,853 720 Liter
Dynamit von Vonges à 75 Proc. 1290,0 0,600 455
pikrinsaures Kali 787,1 0,740 576
Mischung von 55 pikrinsaurem Kali
und 45 Salpeter

916,3

0,485

434
Mischung von gleichen Gewichten
pikrinsaurem und chlorsaurem Kali

1180,3

0,466

329

Der Mangel an hinreichend präcisen Daten über die specifische Wärme der Verbrennungsproducte dieser Stoffe gestattet nicht, wie bei den Pulversorten, die Verbrennungstemperaturen und die relativen Spannungen zu berechnen. Es wäre ferner bei der Werthbestimmung der Spannungen Grund vorhanden, die Bildung von Wasser mit in Rechnung zu ziehen, welches bei der Verpuffung als überhitzter Dampf wirkt, und durch unser nur auf permanente Gase bezügliches Meßverfahren nicht näher berücksichtigt worden ist.

|21|

Mitgetheilt in diesem Bande des polytechn. Journals S. 303 (zweites Augustheft 1873).

|23|

Bezeichnet p den Druck der Gase unter der Volumeinheit bei der absoluten Temperatur T, und v₀ ihr Volumen unter dem normalen Drucke p₀ bei 0₀, so hat man dem Mariotte'schen und Gay-Lussac'schen Gesetze zufolge

p/p₀ = v₀/1 T/273.

|23|

Wollte man, wie Bunsen und Schischkoff, annehmen daß die Arbeit durch die unbestimmte Expansion der permanenten Gase erzeugt werde, ohne der von den übrigen Verbrennungsproducten abgetretenen Wärme Rechnung zu tragen, so würde dieser Arbeit der Ausdruck E ∑ c¹ T entsprechen, wobei das Gewicht der durch 1 Kilogramm erzeugten Gase, c¹ ihre specifische Wärme unter constantem Volumen vorstellt, welche von der durch c bezeichneten und auf die Gesammtheit der Verbrennungsproducte sich beziehenden verschieden ist.

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