XXIX. Statik von Natur flüßiger und geschmolzener mineralischer Körper. Von Joh. Leonh. Späth, königl. baier. Hofrath und Professor. Späth über Statik von Natur flüßiger und geschmolzener mineralischer Körper. In meinem Aufsaze uͤber die Verdichtung des Wassers, Band VIII. Heft 2. dieses Journals, habe ich den Saz aufgestellt, daß alles, was auf unserer Erde tropfbar fluͤßig und feste ist, in seinen Grundstoffen uranfaͤnglich gasartig aufgeloͤst, und durch Zersezung dieser Gase fluͤßig und feste geworden sey! Indem ich nun dermalen den Vorsaz habe, den statischen Zustand des von Natur fluͤßigen, so wie des geschmolzenen, oder den Zustand des Ruͤkstandes der Zersezung zu erwagen, um hieraus in der Folge fuͤr die gasartige Aufloͤsung desselben Schluͤße ruͤkwaͤrts folgern zu koͤnnen; so bemerke ich hieruͤber Folgendes: a) Hatten naͤmlich die noch vollstaͤndig gasartig aufgeloͤsten Grundstoffe des Ruͤkstandes ihre Urkraͤfte, und durch dieselbe gewonnene elastisch fluͤßige oder sogenannten Waͤrmehuͤllen noch ganz complett, so verloren sie durch die Zersezung eines Theils ihrer Huͤllen jene Waͤrmestoffe, welche die verlornen Huͤllenschichten constituirt hatten. – Sie verloren gleichzeitig auch noch von ihren Urkraͤften den Theil derselben, welchen die Grundstoffe auf die Erhaltung der durch die Zersezung verlornen Schichten in jenem Zustande verwendet hatten; zugleich mit den Kraͤften, durch welche auch die elastischen Stoffe der verlornen Huͤllenschichten gleichzeitig auch von ihrer Seite ihren Grundstoff angezogen hatten; es behielten die Grundstoffe nach der Zersezung nur die dichtern Schichten ihrer vorhin gasartigen Huͤllen um so mehr uͤbrig, je mehr ihre Huͤllen nach der unter den Kraͤften der gasartig aufgeloͤsten Grundstoffe bestehenden Ueberwucht zersezt werden mußten, bis saͤmmtliche Grundstoffe sich unter sich selbst neutralisirten in dem Moment, wo jeder am Ende der Zersezung nur noch Huͤllenreste um sich hatte, deren aͤußere Schichten jeder mit dem Rest seiner Urkraft eben so stark an sich haͤlt, als seine benachbarten Grundstoffe durch die Reste ihrer Urkraͤfte diese Schichten ihm gleichzeitig zu entziehen streben. Auf jeden Fall ging daher an Waͤrmestoffen und an Kraͤften durch die Zersezung der Gase um so mehr verloren, je mehr die Grundstoffe von ihren gasartigen Huͤllenschichten zusezen, und je kleiner deßwegen ihre Huͤllenreste ausfallen mußten. – Nur die Elasticitaͤt der sogenannten Waͤrmestoffe nahm fuͤr die Huͤllenreste in so weit zu, als diese eine um so groͤßere Schnellkraft aͤußern, je staͤrker sie bei einem kleinem Halbmesser der Huͤllenschichten gekruͤmmt sind. In dem noch tropfbar fluͤßigen Ruͤkstand ziehen sich nun die Grundstoffe unter sich mit Kraͤften an, die von den Resten ihrer Urkraͤfte auf die Abstaͤnde treffen, in welche sie nach ihren Huͤllenresten kommen koͤnnen; sie constituiren durch diese Kraͤfte ihre Cohaͤrenz, die immer noch kleiner als ihre Schwerkraft ist. – Sie afficiren sich eben so durch diese Kraͤfte in ihren Huͤllenschichten, und sezen diese dadurch in Umstaͤnde, durch die Elasticitaͤt ihrer Waͤrmestoffe sich activ zu zeigen, oder sich wechselseitig gegen einander zu spannen. – Es bleiben deßwegen alle und jede Huͤllenschichten latent, oder gebunden, die ihrem Grundstoffe in einer Huͤlle so nahe sind, daß die Kraͤfte, mit welchen die benachbarten Stoffe diese Schichten anziehen, gegen die Kraͤfte selbst verschwindend sind, mit welchen ihr Grundstoff durch den Rest seiner Urkraft in ihrem Abstand von ihm sie an sich haͤlt oder bindet. b) Immer hat daher jede Huͤlle des Ruͤkstandes gebundene und auf diese folgende active Schichten, und ihre Waͤrmestoffe aͤußern in leztern eine um so groͤßere Schnellkraft oder Elasticitaͤt, je mehr sie bei einem kleinen Halbmesser jener Schichten gekruͤmmt oder gebogen sind; – es streben nach dieser Kraft die active Schichten um so mehr, von dem Grundstoffe selbst sich zu entfernen, oder sich zu dilatiren oder sich zu blaͤhen, je elastischer die Waͤrmestoffe jener Schichten sind, – sie spannen sich durch ihre summarische blaͤhende Kraͤften gegen einander selbst, und draͤngen ihre Grundstoffe in so weit von sich, als sie die Cohaͤrenz durch die Reste ihrer Urkraͤfte, und den Druk der Luft uͤberwaͤltigen koͤnnen; – es ist deßwegen auch die Spannung der Huͤllen unter sich immer der Cohaͤrenz der Grundstoffe, und dem Druk der Luft auf das Fluͤßige gleich. Dabei ist jene Spannung immer eine Function der Dichte der activen Huͤllen, und ihrer specifischen Elasticitaͤt; und es streben gleichzeitig die Waͤrmestoffe, sich von den Huͤllen um so mehr loszureisen und sich als strahlende zu zerstreuen, je groͤßer die mittlere Dichte und Elasticitaͤt der activen Schichten ist; d.i.: sie theilen sich einem Thermometer in um so groͤßere Menge in einerlei Zeit mit, je dichter und elastischer die activen Schichten sind; oder sie heben ihn auf eine um so hoͤhere Temperatur. Immer mißt daher der Thermometer in der Temperatur die Intensitaͤt der sogenannten Waͤrme des fluͤssigen, wie des festen Koͤrpers, – und es befindet sich derselbe in seinem natuͤrlichen Zustande, wenn er mit der ihn beruͤhrenden Luft bei mittlerem Druk derselben, die Temperatur = 10 0 nach Reaumur, an einem der Sonne und dem Luftzuge nicht ausgesezten Ort hat! c) Bestehet nun der Ruͤkstand nur aus zweierlei unter sich heterogenen Grundstoffen, wie z.B. unser Wasser, Saͤuren, Oele, so ist seine Mischung die einfachste, – er ist dabei um so fluͤssiger, in seinem natuͤrlichen Zustande, je groͤßer der Ueberschuß der Schwerkraft seiner Grundstoffe uͤber ihre Cohaͤrenz, nach der Groͤße ihrer Huͤllen ist, und je leichter sie in ihren Huͤllen nach ihrer Form uͤber einander abgleiten. Sind die Grundstoffe in bestimmter Groͤße rund, so legen sie sich in ihren runden oder sphaͤrischen Huͤllenresten, durch ihren statischen Druk und Gegendruk, so auf und uͤber einander, wie Kugeln aufwaͤrts auf und neben einander geschlichtet werden, oder seine Formation ist columnarisch; und die Staͤrke einer seiner horizontal liegenden Elementarschichten in die andere ist immer dem Abstand der Mittelpuncte ihrer Sphaͤren, oder der Grundstoffe selbsten gleich: es bilden sich dabei zwischen den Elementarschichten selbst, gewisse Zwischenraͤume oder Zellen, deren Volumen immer 1 – 1/6 π oder 0,4764 des Volumens des Ruͤkstandes, oder der fluͤssigen Substanz selbsten sind. Sind die Grundstoffe fadenartig gestaltet, oder ist ihre Staͤrke in ihrer Laͤnge einigemal enthalten wie z.B. bei allen Koͤrpern, die vor andern elastisch sind, so legen sich auch diese in ihren ovalen Huͤllen horizontal, wie Cylinder uͤber einander, und bilden deßwegen zwischen sich kanal- oder roͤhrenfoͤrmige Zwischenraͤume von dem Inhalt 1 – 1/4 π oder 0,2146; wonach solche Koͤrper fuͤr den natuͤrlichen Magnetismus sich vorzuͤglich eignen; wie ich in meiner neuesten Abhandlung uͤber den natuͤrlichen Magnetismus, uͤber das Nordlicht, uͤber Feuerballen und Cometen, Nuͤrnberg bei Stein 1821 gezeigt und ausgefuͤhrt habe. Zersezen sich mehrere heterogene Gase in ihrem gluͤhenden Zustande, so ist der Ruͤkstand der Zersezung geschmolzen; und dabei in seiner Substanz um so zaͤher, je naͤher die Cohaͤrenz seiner Grundstoffe ihrer Gravitation kommt. Es treten dabei die Grundstoffe in ihren Huͤllenresten immer parthienweise, wie sie sich wechselseitig unter sich nach den Ueberwuchten ihrer Kraͤfte zersezt hatten, zu Convoluten von gewisser Form zusammen, die als Prismen, Pyramiden oder auch als Cylinder sich in der Masse schwimmend erhalten, so lange die Substanz noch tropfbar fluͤssig, mithin auch die von ihr strahlende Waͤrmenmenge dichter oder intensiver, als die der auf ihr liegenden Luft ist. In diesem Zustande reißen sich daher die von der geschmolzenen Substanz sich trennende Waͤrme- oder Feuerstoffe durch die Luft um so rappider hindurch, je mehr diese Stoffe uͤber den kleinen Huͤllenresten der Grundstoffe gebogen sind; von welchen die Grundstoffe unserer Luft so viele an sich saugen, als sie arripiren koͤnnen; sie legen diese ihren Huͤllen schichtenweise zu; wornach also auch die den Huͤllen zugelegte Stoffe sich um so mehr loszureißen streben, je mehr ihrer, und elastischer sie auf den Huͤllen der Grundstoffe unserer Atmosphaͤre sind. Unter solchen Umstaͤnden verliert daher der geschmolzene Ruͤkstand von seinen Huͤllen nach und nach immer mehr Schichten, und erkaltet mit deren Verlust um so mehr, je mehr solcher Schichten seine Grundstoffe verloren haben; waͤhrend gleichzeitig die das Fluͤssige beruͤhrende luftartige Stoffe eine erhizte Atmosphaͤre uͤber jener bilden; es vermindert sich so die Intensitaͤt der strahlenden Waͤrme oder die Temperatur auf der einen Seite, waͤhrend sie auf der andern gleichzeitig zunimmt; bis endlich ein Moment eintritt, in welchem der Ruͤkstand an die Luft so viel strahlende Waͤrme absezt, als diese gleichzeitig ihm mittheilt, oder beide auf einerlei Temperatur kommen. Waͤhrend aber der geschmolzene Ruͤkstand so nach und nach erkaltet, kommen sich die Grundstoffe, jedes seiner Conflicte um die Breite ihrer verlornen Huͤllenschichten einander naͤher, und fuͤgen sich in ihren Flaͤchen dermaßen zusammen, wie ihre Formen sich am naͤchsten zupassen, – sie werden in dieser Fuͤgung feste, so wie ihre Cohaͤrenz ihre Gravitation nach ihrer Annaͤherung uͤbertreffen muß, und constituiren so die jene Formen eigenthuͤmliche Cristallisation des nunmehr festen Koͤrpers, der bei dem Antritt seines natuͤrlichen Zustandes, waͤhrend dieser Vorginge um das Volumen der von den Huͤllen seiner saͤmmtlichen Grundstoffe verlornen Schichten eingeschwunden ist. d) In diesem Zustande haben nun die Grundstoffe jeder Elementarschicht des Koͤrpers, an den Urkraͤften, welche sie in ihrem noch gasartigen Zustande gehabt haben, so viel verloren, als die Grundstoffe jeder Schicht in jenen Umstaͤnden auf die Erhaltung der verlornen Huͤllenschichten Kraͤfte verwendet hatten, mit den Kraͤften, durch welche auch diese Schichten ihre Grundstoffe selbst wechselseitig eingezogen hatten; – sie haben außerdem auch die elastisch fluͤssigen Stoffe verloren, welche jene verlorne Schichten constituirt hatten; – es verwenden dabei die Grundstoffe jeder Schicht die Reste ihrer Urkraͤfte auf die Erhaltung ihrer Huͤllenreste, und auf ihre Cohaͤrenz, welche sie in denselben unter sich eingehen mochten, und jede Schicht behaͤlt daher jene Kraͤfte als vacante uͤbrig, welche sie von jenen Resten auf ihre Cohaͤrenz, und auf die Erhaltung ihrer Huͤllenschichten nicht weiter verwenden koͤnnen. Diese vacante Kraͤfte des Koͤrpers stellen nun in seinen Schichten unter sich eine stetige Continuitaͤt her; sie durchkreuzen sich insbesondere in den Zellen der Huͤllen, und constituiren dort, wo sie in diesen am dichtesten sind, Attractionspuncte oder Ziehknoten; es wirket so der Koͤrper durch diese Kraͤfte rings um sich durch Anziehung eben so, als ein Conflict von Kraͤften von der Dickte seiner vacannten, in seinen Volumen wirken wuͤrde; oder er aͤußert eine Massenanziehung oder Attraction in die Ferne, die sich wie sein Volumen in die mittlere Dichte jenes Kraͤfte-Conflicts verhaͤlt; indem er gleichzeitig auf seiner Oberflaͤche mit andern Koͤrpern durch die uͤber ihre Huͤllen hinausreichende oder excedirende Kraͤfte seiner dieselben constituirenden Grundstoffe adhaͤriret, und neben dem allen die Waͤrme, das Licht, die elektrischen und anderen mioasmatische Stoffe, neben andern gasartigen und tropfbar fluͤssigen Substanzen einsauget; die als ihm nicht wesentliche, sich in den Zellen einer Huͤllen habilitiren, oder diesen incoliren. e) Haben die Gase in ihrem vollstaͤndigen Zustande sehr hohe Temperaturen, so wie z.B. unsere Metalle und Urgesteine, so hat nach ihrer Zersezung ihr Ruͤkstand, als geschmolzene Substanz, noch einen um so hoͤheren Schmelzgrad; und seine Substanz ist dabei um so strengfluͤssiger, je staͤrker die urspruͤnglich gasartigen Huͤllen ihrer Grundstoffe zersezt werden muͤssen, bis jeder die aͤußerste Schicht seines Huͤllenrestes eben so stark an sich haͤlt, als die benachbarten diese Schicht afficiren. Soll daher eine solche geschmolzene Substanz von ihrer hohen Temperatur auf den 10 0 Grad, oder in ihren natuͤrlichen Zustand herunter kommen, so muͤssen ihre Grundstoffe noch um so mehr von den Huͤllen ihres geschmolzenen Zustandes Schichten, und mit diesen auch an ihren Kraͤften nach und nach um so mehr verlieren; – es greifen, nachdem die activen Schichten ihrer Huͤllen bereits verfluͤchtigt sind, die dadurch sich um so viel naͤher kommenden Grundstoffe durch ihre Kraͤfte in ihre latende Schichten ein, und machen sie um so freier, so daß nun einige dieser Schichten activ werden. Je mehr aber die Grundstoffe auf ihren Huͤllen nach und nach Schichten verlieren, um so mehr verlieren sie mit denselben auch an Kraͤften, und die Pressung, welche die inneren Schichten durch die aͤußern dadurch erlitten hatten, daß diese auch von ihrer Seite den Grundstoff anzogen, wird um so geringer, und die nunmehr activen Schichten der Huͤllen finden dadurch Veranlassung durch ihre Elasticitaͤt sich zu blaͤhen. Haben nun die Kraͤfte der Grundstoffe und der Druk der Huͤllen so stark abgenommen, daß ihre dermalige active Schichten durch ihre Elasticitaͤt die Kraͤfte uͤberwuchten koͤnnen, durch welche die Grundstoffe diese Schichten an sich halten, so blaͤhen sich deßwegen jene Huͤllenschichten durch ihre Ueberwucht auf, und draͤngen ihre Grundstoffe in so weit von sich, als diese Ueberwucht mit sich bringt, und der Koͤrper hat mit dem Beginnen dieses Momentes sein kleinstes Volumen erstanden, – er beginnt von diesen Momenten auf einmal um das Integrale der sich blaͤhenden Huͤllenschichten seiner saͤmmtlichen Grundstoffe sich aufzublaͤhen, und blaͤhet sich noch nachgehends so lange, als jene Motive des Blaͤhens andauern; bis er endlich mit der Luft sich auf gleiche Temperatur gesezt, oder er seinen natuͤrlichen Zustand angetreten hat. f) Je mehr daher die Grundstoffe bis zum Antritt dieses Zustandes von ihren Huͤllen Schichten verlieren muͤßten, um so mehr bestehen ihre Huͤllenreste aus den dichtern in seinem ehemals gasartigen Zustand ganz latenten Schichten; sie sind daher auch um so haͤrter; und die elastischen Stoffe ihrer aͤußersten activ gewordenen Schichten, sind nach ihrer starken Biegung um so reagenter; – es zerspringen daher solche Koͤrper um so leichter unter dem Hammer mit einer Ueberwucht, je dichter die activen Schichten, und elastischer ihre Stoffe sind durch den Druk und Gegendruk; oder solche Koͤrper sind um so sproͤder, oder bruͤchiger; – sie reißen um so leichter auf der Ziehbank ab, und zerbrechen um so baͤlder, je geschwaͤchter die Kraͤfte ihrer Grundstoffe sind, und je weniger der Koͤrper nach der Haͤrte seiner Huͤlle sich biegen laͤßt. Auf jeden Fall aber ist der statische Druk der Huͤllenreste eines solchen Koͤrpers durch ihre Elasticitaͤt immer der Cohaͤrenz seiner Grundstoffe gleich; und die Quantitaͤt der von den Huͤllen der Oberflaͤche sich losreißenden elastischen, dem Thermometer sich mittheilender Stoffe, ist immer jener gleich, welche von der luftartigen Tangentalschicht sich seiner Oberflaͤche gleichzeitig mittheilen. Ueberhaupt aber blaͤhen sich mineralische Koͤrper bei ihrem Erkalten um so staͤrker, je hoͤher ihr Schmelzgrad ist, von welchen sie bis auf die Temperatur = 10 0 herunter kommen muͤssen, indem sie ihren natuͤrlichen Zustand antreten. Dieß Phaͤnomen des Aufblaͤhens zeigen uns insbesondere gegossenes Eisen, und sonstige Metalle, die hohe Schmelzgrade haben, wie z.B. Platina, Kupfer, Messing, Wismuth; – es blaͤhen sich eben so solche Koͤrper, die nach ihren feinen Grundstoffen, in ihrem gasartigen Zustand auch kleine Huͤllen haben, und deßwegen jeden Verlust an denselben um so baͤlder verspuͤhren: wie z.B. Schwefel, Pech, Glas; – insbesondere aber beginnt unser Wasser feste oder Eis zu werden, wenn seine Grundstoffe an ihren Huͤllen so viel Schichten verloren haben, daß ihre Cohaͤrenz ihre Schwerkraft uͤbertrifft; es blaͤhet sich als Eis noch um so mehr in seinen Huͤllen in so weit auf, als seine Huͤllen durch ihr Blaͤhen an ihrem Volumen mehr zunehmen, als sie gleichzeitig durch den fernem Verlust an den Schichten derselben abnehmen. g) Wird ein metallischer strekbarer Koͤrper durch den Hammer so stark geschlagen, oder durch eine Walze, oder auch durch den Sattel eines Zieheisens so stark gedruͤkt, daß die Huͤllen seiner aͤußern Schichten aufspringen muͤssen, so wird dadurch die Waͤrme der sich losreißenden Schichten frei; – der Koͤrper erhizet sich um so mehr, je, mehr aus ihm Waͤrme frei wird, und seine Grundstoffe verlieren dadurch an ihren Kraͤften jene, welche sie fuͤr die Erhaltung der abgesprungenen Schichten bisher aufgewendet hatten, mit jenen, durch welche diese Schichten selbst auch gleichzeitig ihre Grundstoffe angezogen hatten; – er wird um so sproͤder, je mehr nur die dichtern Schichten der Huͤllen seiner Grundstoffe ihm verblieben sind, und je mehr diese an den Kraͤften verloren haben, die ihnen im natuͤrlichen Zustand noch zukommen. Gluͤhet man einen solchen Koͤrper nach und nach in einem schwachen Feuer aus, oder behandelt ihn sonsten durch's Caͤmentiren, so verliert er seine angenommene Sproͤdigkeit wird wieder biegsam und in seiner Substanz weicher: – er laͤßt sich wieder haͤmmern und streken, bis er wieder sproͤde wird, und deßwegen auf vorige Art behandelt werden muß. – In dem Feuer muß daher etwas vorhanden seyn, wodurch der sproͤd gemachte Mineralische Koͤrper seine verlorne Kraͤfte wieder restauriren, und in seinen Huͤllen erweichet werden mag!! Einen aͤhnlichen Effekt machen auf Metalle, die durch den Druk erhizt sind, auch Wachs, Harz Talg; indem diese ihre Sproͤdigkeit verlieren und sich erweichen wenn sie mit solchen Substanzen gestrichen werden; – selbst der Stahl kann in der Gluͤhhize durch Umschlaͤge von oͤligten Substanzen außerordentlich erweicht; und durch darauf folgendes schnelles Abkuͤhlen in einer Lauge auf's Sproͤdeste gemacht werden. Dieß Etwas, welches der in die Waͤrme oder Feuerquelle versezte Koͤrper aus ihr profitiret, scheinet den Feuertheilen mehr zu adhaͤriren, als eigentlich ihnen substantiel zu seyn! Denn so wie der Koͤrper, der sich durch seine Erkaltung blaͤhen mußte, in die Quelle versezt wird, saugen seine Grundstoffe aus ihr soviel Feuertheile nach und nach ein, und entnehmen von ihnen des Etwas soviel, als fuͤr die Restitution der Kraͤfte nothwendig ist, die sie von dem Moment ihres Blaͤhens bis zum Antritt ihres natuͤrlichen Zustandes verloren haben, ohne daß sich die Spannung ihrer Huͤllen dadurch aͤndert; – es muͤssen also die Feuertheile, nach denen sie ihr Etwas verloren haben, sich aus dem Koͤrper unsichtbar zerstreuen, oder sonsten entkraͤftet in ihm sich erhalten; – es verschlukt also ein solcher Koͤrper in der physikalichen Sprache soviel Waͤrme, als fuͤr die Restitution der durch sein Blaͤhen verlornen Kraͤfte nothwendig ist; waͤhrend er stetig durch fernere Ansaugung jenes Etwas aus der Flamme die Urkraͤfte seiner Grundstoffe zu restauriren strebet. Anmerkung. Ueber dieß Etwas werde ich mich in der Folge naͤher erklaͤren, wenn ich die chemischen Prozesse der Zersezung, Einsaugung und Faͤllung, nach statischen Gesezen bearbeiten werde. Muͤnchen, den 28. Oktober 1822.