Titel: Ein akustisches Thermometer für hohe und niedrige Temperaturen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1898, Band 307/Miszelle 5 (S. 300)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj307/mi307mi13_5

Ein akustisches Thermometer für hohe und niedrige Temperaturen.

Nimmt man eine an einem Ende geschlossene Röhre und erzeugt am offenen Ende einen Ton, so geht eine Luftwelle bis an das geschlossene Ende und wird hier reflectirt. Die directen und reflectirten Wellen bilden eine stehende Longitudinalwelle. Streut man ein leichtes Pulver in die Röhre, so kann man die Knotenpunkte deutlich erkennen (Kundt'sche Staubfiguren) und somit die Wellenlänge messen. Je leichter ein Gas ist, desto grösser ist die Fortpflanzungsgeschwindigkeit und desto grösser auch die Wellenlänge. Diese Eigenschaft benutzt G. Quincke (Wied. Ann., 1897 Bd. 63 S. 66) zur Messung von Temperaturen. Die Wellenlängen werden aber nicht durch Staubfiguren, sondern mit einem Hörrohr ermittelt. Der Interferenzapparat besteht aus der weiten Interferenzröhre und einem engeren Hörrohr. Die Interferenzröhre lässt sich aus Glas, Porzellan, Eisen, Thon und anderem feuerfesten Material leicht herstellen, besitzt 40 bis 150 cm Länge und 1 bis 5 cm Durchmesser. Das an beiden Enden offene Hörrohr ist auch aus Glas, Metall oder anderem feuerfesten Material, ist 1 bis 2 m lang, hat 4 bis 6 mm inneren Durchmesser und wird in die Interferenzröhre eingeschoben; das hervorragende Ende erhält einen Kautschukschlauch, welcher an das Ohr gehalten wird. Das Hörrohr kann auf der Innenwand der wagerechten Interferenzröhre aufliegen oder durch aufgeschobene Dreiecke aus Draht gestützt und somit centrisch angeordnet werden.

Als Tonquelle benutzt G. Quincke gewöhnliche Stimmgabeln von Dr. König in Paris auf hölzernen Resonanzkästen mit 250 bis 600 Schwingungen in der Secunde und Wellenlängen von 1360 bis 567 mm. Beim Gebrauche stellt man den Resonanzkasten vor der Mündung der Interferenzröhre auf, schiebt das Hörrohr so tief als möglich in die Interferenzröhre ein, um es dann wieder allmählich herauszuziehen. Die Tonstärke ist abwechselnd ein Maximum und Minimum, wenn die Entfernung a des Hörrohres vom geschlossenen Ende des Interferenzrohres 1, 2, 3 u.s.w. Viertelwellenlängen des betreffenden Tones beträgt. Bei einiger Uebung soll sich a auf 0,5 bis 0,1 mm genau bestimmen lassen.

Nennt man n die Schwingungszahl der Stimmgabel, bb0 die Schallgeschwindigkeit in Luft, λλ0 die Wellenlänge des Tones, aa0 die am Millimetermaasstab gemessene Luftstrecke für dieselben Maxima oder Minima der Tonstärke bei τ° und 0°, a den thermischen Ausdehnungscoëfficienten der Luft, so ist

n λ0 = b0

und daraus durch Division

und angenähert

Nun ist a0 nahezu 546 mm für eine halbe Wellenlänge des Tones von 300 Schwingungen bei Zimmertemperatur. Misst man für diesen Ton die Verschiebung a und a0 des Hörrohres für zwei benachbarte Minima oder Maxima der Tonstärke bei τ° und τ0°, so gibt der in Millimeter gemessene Unterschied a – a0 direct den Temperaturunterschied ττ0.

Diese Temperaturmessung setzt nur voraus, dass die Luft zwischen dem Boden der Interferenzröhre und dem Ende des Hörrohres constante Temperatur hat. G. Quincke hat dieses akustische Thermometer in Temperaturen von 100° bis 750° geprüft und brauchbar gefunden; höhere Temperaturen standen ihm nicht zur Verfügung, und glaubt er, dass dasselbe auch für die höchsten Ofentemperaturen der Technik zu benutzen sein wird.

Rr.

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