LXVIII. Clément-Desorme's siebente Vorlesung uͤber die technische Chemie. Aus dem Recueil Industriel, April 1829. S. 5. Fortsezung vom Polytechnischen Journal Bd. XXXIII. S. 130. Mit Abbildungen auf Tab. IV. Clément-Desorme's siebente Vorlesung uͤber die technische Chemie. Blasemaschinen. Die Quantitaͤt Luft, welche man einem Feuerraume dadurch zufließen lassen kann, daß man seinen Zug durch einen Schornstein verstaͤrkt, ist nicht hinreichend, um die Verbrennung so zu beschleunigen und die Temperatur so sehr zu erhoͤhen, als es einige technische Operationen erfordern. Man wendet alsdann Blasemaschinen an, welche dem Brennmaterial ein großes Volum Luft zufuͤhren. Da das Detail der Einrichtung dieser Apparate nicht in das Gebiet der Chemie gehoͤrt, so werden wir hier bloß von der Berechnung ihrer Wirkungen sprechen. Um die Quantitaͤt der Luft, welche eine solche Maschine liefert, zu bestimmen, muß man zuerst die Hoͤhe der Luftsaͤule ausmitteln, die einen Druk, gleich demjenigen, welcher in dem Behaͤlter der Maschine Statt findet, ausuͤben wuͤrde; man muß sodann die diesem Druk zukommende Geschwindigkeit berechnen, und diese ist, wie wir wissen, gleich derjenigen, welche ein Koͤrper erlangen wuͤrde, der frei von der Hoͤhe der Bewegungssaͤule herabfaͤllt; endlich muß man die Geschwindigkeit mit der Oberflaͤche der Oeffnung multipliciren, durch welche die Luft entweicht, und die in denselben Einheiten, deren man sich zur Bestimmung der Geschwindigkeit bedient hat, ausgedruͤkt ist. Den Druk, welcher in den Behaͤltern Statt findet, mißt man vermittelst einer heberfoͤrmigen Roͤhre, welche man an einer ihrer Waͤnde so anbringt, wie die in F, J, Fig. 9. vorgestellte. Die Tension der Luft wird durch die Differenz des Niveau des Wassers in den beiden Schenkeln des Hebers, in F und in J, angezeigt. Um die Wassersaͤule F, J' in eine Luftsaͤule von demselben Gewicht zu verwandeln, muß man ihre Hoͤhe mit 770 multipliciren, welche Zahl das Verhaͤltniß der respektiven Dichtigkeiten dieser beiden Koͤrper ausdruͤkt. Man findet alsdann die dieser Bewegungssaͤule zukommende Geschwindigkeit, wenn man die in Metern ausgedruͤkte Hoͤhe mit der constanten Zahl 19,62 multiplicirtMan vergl. vierte Vorlesung, Bd. XXXIII. S. 131. und aus dem Product die Quadratwurzel auszieht. Wir wollen nach diesen Principien vorerst die Quantitaͤt Luft berechnen, welche ein Hufschmieds-Blasebalg liefert. Der mittlere Druk betraͤgt darin nach den Beobachtungen 4 Centimeter Wasser; die Luftsaͤule, welche einen eben so großen Druk, als 4 Centimeter Wasser hervorbringt, ist 0,04 × 770 = 30,80 Meter; die dieser Saͤule zukommende Geschwindigkeit wird also seyn = √(19,62 × 30,80) = √604,28 = 24,60 Meter fuͤr die Secunde. Der Durchmesser der Deute (Roͤhre), welche die Luft in das Feuer leitet, betraͤgt gewoͤhnlich 2 Centimeter; ihre Oberflaͤche hat also 4 Kreiscentimeter, wovon man 785 Tausendtheile nehmen muß, um sie in Quadratcentimeter umzuaͤndern, wodurch man sich der Wahrheit hinreichend naͤhert. Dadurch erhalten wir in dem angegebenen Beispiel 4 × 785/1000= 3,12 Quadratcentimeter, und das Volum der Luft, welche in einer Secunde austritt, wird 24,60 × 0,000312 Quadratmeter = 0,076752 Kubikmeter betragen. Wenn die Luft in dem Behaͤlter einer Blasemaschine stark comprimirt ist, muß man die Veraͤnderung ihrer Dichtigkeit beruͤksichtigen und an Statt der Zahl 770, welche das Verhaͤltniß des Gewichtes der nicht comprimirten Luft zu demjenigen des Wassers ausdruͤkt, eine andere Zahl nehmen, welche dieses Verhaͤltniß fuͤr den vorhandenen Druk bezeichnet. Wir wollen als Beispiel fuͤr diesen neuen Fall die Geschwindigkeit berechnen, welche die Luft in den Hohoͤfen zum Ausschmelzen des Eisens, die mit Kohks gespeist werden, erlangt. Der hoͤchste Druk in diesen Oefen betraͤgt den vierten Theil des atmosphaͤrischen Druks und entspricht einer Wassersaͤule von 2,50 Meter. Die Zahl 770 muß also um ein Viertel vermindert werden und das Verhaͤltniß des Gewichts des Wassers zu dem der Luft unter diesem Druk, wird 577,50. Die einer Wassersaͤule von 2,50 Meter entsprechende Saͤule comprimirter Luft wird also = 2,50 M. × 577,50 = 1444 Meter betragen und die durch diese Bewegungssaͤule hervorgebrachte Geschwindigkeit = √(19,62 × 1444) = √28331 = 169 seyn. Wenn die Oeffnung, durch welche die Luft austritt, 0,25 Quadratdecimeter hat, betraͤgt sie 0,0025 Quadratmeter und das Volum, welches durch diese Oeffnung in einer Secunde austritt, wird 169 × 0,0025 = 0,42 Kubikmeter seyn; da dieses Volum aber der comprimirten Luft angehoͤrt, so muß man es noch um ein Viertel vermehren, um dasjenige zu erhalten, welches ihr bei der gewoͤhnlichen Dichtigkeit zukommt; es ergibt sich also, daß 0,42 + 0,42/4 = 0,525 Kubikmeter nicht comprimirte Luft in einer Secunde durch diese Oeffnung entweichen. Man muß oft berechnen, welche Geschwindigkeit der Luftstrom erlangen muß, damit er durch eine gegebene Oeffnung eine Quantitaͤt Luft leitet, welche hinreichend ist, die Kohlenmasse, die darin binnen einer bestimmten Zeit verbrannt werden soll, zu verzehren. Alle zur Aufloͤsung dieses Problems erforderlichen Data kommen in den von uns untersuchten Faͤllen vor, wie man dieses aus dem folgenden Beispiele ersehen wird. Wir wollen naͤmlich nun die Geschwindigkeit berechnen, welche ein Luftstrom, der durch eine Roͤhre von 4 Centimeter Durchmesser streicht, erhalten muß, damit er in einem Hohofen, welcher taͤglich 2500 Kilogr. Gußeisen liefert, die erforderliche Quantitaͤt Holzkohle verbrennt. Die Quantitaͤt Kohle, welche taͤglich verbrannt werden muß, betraͤgt so viel, als fuͤnfundzwanzig Klafter Holz, die 1080 Kilogrammen wiegen, hervorbringen koͤnnen; jedes Klafter gibt aber 150 Kilogrammen Kohlen, was 3750 Kilogr. ausmacht. Die Quantitaͤt Luft, welche fuͤr die doppelte MengeMan vergl. fuͤnfte Vorlesung, Bd. XXXIII. S. 136. erforderlich ist, betraͤgt 3750 × 18 = 67500 Kubikmeter taͤglich und 67500/86400 = 0,78 K. M. fuͤr die Secunde. – Wenn der gegebene Durchmesser der Roͤhre = 0,04 ist, so wird die Oberflaͤche 0,000312 QuadratcentimeterMan vergl. Bd. XXXIII. S. 138. betragen und die Geschwindigkeit, welche erforderlich ist, um durch diese Oeffnung 0,78 K. M. Luft zu treiben, durch 0,780000/0,000312 = 250 Meter ausgedruͤkt werden. Um nun die Hoͤhe der Bewegungs-Luftsaͤule zu erfahren, welche diese Geschwindigkeit von 250 Meter hervorbringen wird, muß man das umgekehrte Verfahren von demjenigen einschlagen, wodurch wir die einer Saͤule von bekannter Hoͤhe zukommende Geschwindigkeit bestimmten, und folglich mit 19,62, als constanter Zahl, das Quadrat der erforderlichen Geschwindigkeit dividiren. Diese Hoͤhe wird also 250²/19,62 = (250 × 250)/19,62 = 62500/19,62 = 320 Meter betragen. In dem Behaͤlter der Blasemaschine dieses Hohofens wird folglich ein Druk Statt finden muͤssen, gleich demjenigen, welcher durch eine Luftsaͤule von 320 Meter Hoͤhe oder durch eine Wassersaͤule von 0,415 M. hervorgebracht wird, denn 320/770 = 0,415. In England wendet man bei den Hohoͤfen, die mit Kohks gespeist werden, Blasemaschinen von sehr großer Wirkung an, welche auf eine aͤhnliche Art, wie die Cylinder der Dampfmaschinen mit doppelter Wirkung, eingerichtet sind. In Fig. 10. ist eine solche Blasemaschine im Durchschnitt vorgestellt, und man kann daraus ersehen, daß sie so eingerichtet ist, daß sie stets dem Behaͤlter eine der Capacitaͤt des Cylinders gleiche Quantitaͤt Luft zufuͤhrt, der Staͤmpel mag steigen oder fallen. Es gibt solche Maschinen, deren Cylinder 108 Zoll im Durchmesser hat; sie geben 16 Kubikmeter Luft mit jedem Hub des Staͤmpels, der sich mit einer Geschwindigkeit von zwoͤlf Huͤben fuͤr die Minute bewegt; sie verschaffen eine Quantitaͤt Luft, welche hinreichend ist, um taͤglich 31000 Kilogrammen Kohks zu verbrennen, was eben so viel ist, als 60000 Kilogrammen Steinkohlen oder 600 Hectoliter voll. Diese Hohoͤfen erzeugen in 24 Stunden 10000 Kilogr. (200 Ztr.) Gußeisen. In Wallis gibt es deren, welche jaͤhrlich 25 bis 30 Millionen Kilogrammen (500000 bis 600000 Ztr.) Stangeneisen in den Handel liefern, waͤhrend die groͤßten Hohoͤfen in Frankreich hoͤchstens 200000 Kilogr. geben, was mehr als zehn Mal weniger ist. Um die Unannehmlichkeiten der Schornsteine an Bord der Dampfschiffe zu vermeiden, hat man bisweilen den unter dem Namen von Desaguillier's Ventilator bekannten Apparat angewandt. Man laͤßt durch ihn den Rauch aufsaugen und er vermehrt so den Zug, ohne daß man einen Schornstein zu errichten noͤthig hat. Er hat große Aehnlichkeit mit der Puzmuͤhle, und besteht aus einem durch vier Fluͤgel gebildeten Rade, welches sich in einer cylindrischen Huͤlse bewegt, deren Grundflaͤchen durch Boͤden verschlossen werden, in deren Mitte die Pfannen angebracht sind, worin die Achse des Rades sich dreht. Durch eine in dem Cylinder angebrachte Oeffnung tritt der Rauch aus, welcher durch andere in den Boͤden angebrachte und mit dem Feuerraum in Verbindung stehende Oeffnungen aufgesogen wird. Dieser Apparat mag zwekmaͤßig seyn, wenn man ihn von solcher Groͤße herstellt, daß es nicht noͤthig ist, ihm eine Geschwindigkeit zu ertheilen, welche einen betraͤchtlichen Theil von der Kraft der Dampfmaschine in Anspruch nehmen muͤßte. Wenn man z.B. einer Maschine dieser Art, welche 2 Meter im Durchmesser hat, eine Geschwindigkeit von 6 Umdrehungen fuͤr die Secunde ertheilen muͤßte, so wuͤrde sie dann die Kraft von 2 1/2 Pferden erfordern, was viel waͤre; wenn es aber hinreichend waͤre, ihr eine Geschwindigkeit von 3 Umdrehungen zu ertheilen, so wuͤrde sie nur noch den vierten Theil dieser Kraft verbrauchen und koͤnnte vortheilhaft angewandt werden. Dieser Apparat, welcher auch so hergestellt werden kann, daß er Luft zublaͤst, an Statt sie aufzusaugen, ist also gut oder schlecht, je nach seiner Bestimmung und kann unter einigen Umstaͤnden vortheilhaft seyn. Wenn es in der Naͤhe der Huͤtten Wasserfaͤlle gibt, die nicht ganz benuzt werden, so kann man sie durch Anwendung der Wassertrommel zum Theil geradezu in eine Blasemaschine verwandeln. Die Wassertrommel, welche in Fig. 11. im Durchschnitt vorgestellt ist, besteht aus einer senkrechten Roͤhre BB, durch welche das von dem Kanal A zugefuͤhrte Wasser in die Tonne CC auf die Platte D faͤllt. Diese Roͤhre verengert sich an dem oberen Theile, welcher den Namen Trichter fuͤhrt; sie erweitert sich sodann, und ist an dieser Stelle mit vier Loͤchern durchbohrt, die man Trompeten nennt, und welche dazu bestimmt sind, die Luft in das Innere der Roͤhre BB hineindringen zu lassen. Diese Trompeten, welche eine kegelfoͤrmige Gestalt haben, sind schief in dem Koͤrper der Roͤhre angebracht; das Wasser reißt beim Herabfallen einen Theil Luft mit sich, die auf die Platte D zustroͤmt, und durch die Roͤhre EE, welche man Windtraͤger nennt, und die sich in die Deute endigt, entweicht. Bei dieser Maschine wird die Triebkraft nicht vortheilhaft benuzt; da aber alle ihre einzelnen Theile fix sind, so muß sie von langer Dauer seyn. Man hat auch als Blasemaschine eine Aeolipila angewandt, die aus einem Dampfkessel bestand, aus welchem man den Dampf, der durch eine Roͤhre in den Feuerraum geleitet wurde, erst dann entweichen ließ, nachdem er einen hohen Druk erlangt hatte. Der Dampf riß durch seine mechanische Kraft eine große Menge Luft mit sich. Dieser Apparat gab keine vortheilhaften Resultate; der Dampf wirkte nachtheilig auf die in dem Ofen behandelten Substanzen. Das Gußeisen, zum Beispiel, war durch das Wasser oxydirt, es wurde hart und sogar zum Theil zerstoͤrt, und dieses anscheinend oͤkonomische Verfahren, Wind zu erzeugen, war in der That wegen der Abgaͤnge, welche es verursachte, sehr kostspielig. Speisung eines Ofens mit Brennmaterial. Nachdem wir nun die Quantitaͤt der Luft, welche noͤthig ist, um eine vollstaͤndige Verbrennung zu bewirken, bestimmt, und die Verfahrungsweisen, welche man in den Manufacturen angewandt hat, um sie durch den Feuerraum zu leiten, aus einander gesezt haben, muͤssen wir uns mit der Speisung der Oefen mit Brennmaterial, und mit den Vorsichtsmaßregeln beschaͤftigen, welche man zu ergreifen hat, damit die Verbrennung gleichfoͤrmig und regelmaͤßig Statt findet. Da die Verbrennung das Resultat einer chemischen Verbindung ist, so muß der Sauerstoff mit dem Brennmaterial in Beruͤhrung kommen, denn ohne unmittelbare Beruͤhrung erfolgt niemals eine chemische Vereinigung. Wenn das Brennmaterial in großen Stuͤken vorhanden ist, findet die Verbrennung nur allmaͤhlich Statt; wenn es hingegen in ein feines Pulver verwandelt und mit dem Sauerstoff in Beruͤhrung ist, erfolgt sie augenbliklich. Die Entzuͤndung des Schießpulvers ist ein auffallendes Beispiel einer schnellen Verbrennung, aber in diesem Falle ist auch der Sauerstoff des Salpeters mit dem Schwefel unmittelbar in Beruͤhrung. In den mit Mauern umgebenen Feuerraͤumen muß die Luft die Schichte des auf den Rost gelegten Brennmateriales durchstreichen koͤnnen, damit der Sauerstoff mit allen brennbaren Theilchen in Beruͤhrung kommt. Wenn die Steinkohle nicht von der Beschaffenheit ist, wo man sie bindend (collante) nennt, sondern einzelne Stuͤke bildet, so lassen diese zwischen sich Raum genug, daß die Luft hindurchstreichen kann; wenn sie aber bindend ist, so vereinigen sich die Stuͤke mit einander und bilden eine compacte Schichte, welche die Luft nicht durchstreichen kann. Man muß alsdann nur wenig Brennmaterial auf Einmal auf den Feuerherd legen und oͤfters solches aufwerfen; wenn die Steinkohle zu fett seyn und dieses Mittel nicht hinreichen sollte, so muͤßte man sie mit magerer Steinkohle vermengen. Man hat es in London dahin gebracht, den Rauch, welcher dort bestaͤndig die Atmosphaͤre verdunkelte, um vieles bloß dadurch zu vermindern, daß man allgemein eine solche Vermengung vornahm; denn der Rauch entsteht immer nur durch eine unvollstaͤndige Verbrennung, und wenn die Kohlenschichte nicht die erforderliche Quantitaͤt Luft in den Feuerraum hineinbringen laͤßt, so verwandelt sich der ganze obere Theil des Brennmaterials, weil er aus Mangel an Luft nicht verbrennen kann, in Rauch. Oft gelingt es den in einem Ofen entstandenen Rauch fast ganz dadurch zu verzehren, daß man einen Luftstrom hineintreten laͤßt, welcher ihn bei seiner hohen Temperatur augenbliklich entzuͤndet; dieses Mittel wird unter anderen bei den sogenannten rauchverzehrenden Oefen angewandt, die ihren Rauch verbrennen; sie muͤssen aber so hergestellt seyn, daß die Luft so heiß hinzutritt, daß sie den Rauch nicht abkuͤhlen kann, weil er sonst nicht mehr verbrennen wuͤrde, und daß sie keinen betraͤchtlichen Theil der entbundenen Waͤrme entzieht. Um die Feuerheerde, besonders aber die zum Erhizen der Kessel der Dampfmaschinen bestimmten, mit Brennmaterial zu unterhalten, hat man mechanische Mittel angewandt, weil man sich dann eines Theiles der Kraft der Maschine bedienen konnte, um den Speisungs-Mechanismus in Bewegung zu sezen. Ein solcher Apparat ist in Fig. 12. vorgestellt und besteht hauptsaͤchlich aus zwei mit spizen Kanten versehenen Reibcylindern HH, die das in dem Trichter G befindliche Brennmaterial, welches den Feuerherd speisen muß, zerstoßen und regelmaͤßig vertheilen. Ein vertikaler Ventilator K schleudert die Kohle auf den Rost. Die Fluͤgel dieses Ventilators haben eine dreiekige Gestalt, damit die Kohlenstuͤke mehr oder weniger weit geworfen werden, je nachdem sie von den Fluͤgeln des Ventilators an einem von der Achse L mehr oder weniger weit entfernten Punkte getroffen werden; diese Achse wird durch eine auf ihr angebrachte Schraube ohne Ende vermittelst des gezahnten Rades M schnell umgedreht; das Rad M erhaͤlt seine Bewegung durch die Rolle N, welche mit der ersten Triebkraft communicirt; eben diese Rolle treibt auch durch einen sehr einfachen Mechanismus die Cylinder HH. Dieser scharfsinnige Apparat erfuͤllt seinen Zwek vollkommen und wird mit Erfolg in mehreren englischen Werkstaͤtten angewandt, waͤhrend man in Frankreich seinen Gebrauch aufgegeben hat. Es ist zu bedauern, daß die damit angestellten Versuche nicht gelungen sind, weil er nicht nur den Feuerraͤumen eine bestaͤndig gleiche Waͤrme erhaͤlt, sondern auch Brennmaterial erspart, indem die beim Oeffnen der Ofenthuͤre sonst jedes Mal austretende Waͤrme, welche, wie wir bald sehen werden, betraͤchtlich ist, hiebei nicht verloren geht. Ueber den Rost eines Feuerraumes. Der Rost ist einer der wichtigsten Theile eines Feuerraumes; er muß so construirt seyn, daß er nicht nur die zur Verbrennung noͤthige Luft durchstreichen und die Asche durchfallen laͤßt, sondern auch das Gewicht des Brennmateriales tragen kann, ohne sich bei der hohen Temperatur, die er erhaͤlt, zu biegen. Der Rost besteht aus Stangen von geschmiedetem oder Gußeisen, welche parallel neben einander gelegt werden, deren Dike durch die Dimensionen des Rostes und deren Entfernung durch die Beschaffenheit des Brennmateriales bedingt wird; man hat allgemein fuͤr die großen zum Brennen der Steinkohlen bestimmten Feuerherde Stangen von der in Fig. 13. vorgestellten Form angenommen, welche 3 Centimeter dik und 8 bis 10 Centimeter hoch sind, und zwischen welchen ein leerer Raum von 1 Centimeter Breite ist; es bleibt hiebei also ein Viertel der Oberflaͤche des Rostes fuͤr den Durchgang der Luft offen; die Form der in Fig. 13. im Durchschnitte vorgestellten Stangen erleichtert das Durchfallen der Asche und des Hammerschlages, und da ihr unterer Theil bestaͤndig durch die Luft, welche in den Feuerraum stroͤmt, abgekuͤhlt wird, so bleibt er kalt und biegt sich nicht unter dem Gewicht des Brennmaterials. Man kann keine allgemeine Regel fuͤr die dem Rost zu ertheilende Groͤße und Gestalt festsezen, aber man wird sie leicht fuͤr jeden besonderen Fall berechnen koͤnnen, wenn man sich an das folgende Beispiel haͤlt, worin die Groͤße des Rostes fuͤr einen Feuerraum berechnet wird, der sich zur stuͤndlichen Verbrennung von 100 Kilogrammen Kohle eignet und dessen Schornstein bei 0,025 Quadratmeter Durchschnitt, 20 Meter hoch ist, und in welchem die Aufsteigungs-Geschwindigkeit der Luft 10 Meter betraͤgt. Da die Steinkohle und die Holzkohle bei gleichem Gewichte eine gleiche Quantitaͤt Luft zur Verbrennung erfordern, so wird der Rost eines Feuerraumes, auf welchem das eine oder das andere dieser Brennmaterialien verbrannt werden soll, auf gleiche Weise berechnet. Da stuͤndlich 100 Kilogr. Kohle verbrannt werden muͤssen, so wird die zu ihrer Verbrennung erforderliche Luft fuͤr die Stunde ungefaͤhr 100 × 20 K. M. = 2000 K. M. und fuͤr die Secunde 2000/3600 = 0,555 K. M. betragen. Da die Geschwindigkeit der Luft 10 Meter ist, so wird der kleinste Durchschnitt der zu ihrem Durchgange noͤthigen Oeffnung 0,555/10 = 0,0555 Quadratmeter oder 5,55 Quadratcentimeter betragen. Weil die Steinkohle zu ihrer Entzuͤndung eine hohe Temperatur erfordert, muß immer eine sehr betraͤchtliche Masse Brennmaterial auf dem Feuerherde liegen, damit eine hinreichende Hize unterhalten wird, und man darf auch keine zu große Masse kaltes Brennmaterial auf Einmal aufwerfen; in unserem Beispiele muͤssen 100 Kilogr. Steinkohlen in den Ofen kommen und diese stuͤndlich zu verbrennenden 100 Kilogr. muͤssen in zehn Portionen, folglich in sechs Minuten immer 10 Kilogr., hineingebracht werden. Damit die Verbrennung vollstaͤndig Statt findet, ohne daß zu viel unverbrannte Luft entweichen kann, muß die Dike der Kohlenschichte 10 Centimeter betragen, und da ein Kubikmeter Kohle im Durchschnitt 800 Kilogr. wiegt, so wird die Oberflaͤche des Rostes 125 Quadratdecimeter seyn muͤssen. Ein Rost von 1 Meter Breite auf 1 Meter und 25 Centimeter Laͤnge wird also einerseits die erforderliche Groͤße und andererseits eine seinen Zwek befoͤrdernde Form haben. Die offene Oberflaͤche des Rostes wird 1,25 Meter/4 = 31 Quadratcentimeter seyn, und da die Erfahrung gelehrt hat, daß die Steinkohle beilaͤufig 5/6 dieser Oeffnung verstopft, so wird der wirklich frei bleibende Raum, durch welchen die Luft eindringen kann, gleich 1/6 von 31 Centimeter = 0,055 Quadratcentimeter seyn, was ziemlich die kleinste Oeffnung ist, welche fuͤr den Durchgang der unter dem angenommenen Druk noͤthigen Luftmenge erforderlich ist, und man muß erstaunen, wie klein sie in Verhaͤltniß zu der ungeheuern Quantitaͤt der verbrannten Kohle ist. Zum Verbrennen des Holzes wendet man selten Feuerraͤume an, welche mit einem Rost versehen sind; wenn man aber solche gebrauchen wollte, so muͤßte der Rost um die Haͤlfte kleiner als fuͤr die Steinkohlen gemacht werden, weil die Quantitaͤt des bei der Verbrennung verschlukten Sauerstoffs immer mit der Quantitaͤt der entbundenen Waͤrme in Verhaͤltniß steht, und da das Holz durch seine Verbrennung nur ungefaͤhr halb so viel Waͤrme als die Steinkohle erzeugt, so ist auch, um einen Feuerraum mit Holz zu speisen, nur halb so viel Luft noͤthig, als fuͤr einen gleich großen Feuerraum mit Kohlen. Auf der anderen Seite verstopft auch die Steinkohle den Rost viel mehr als das Holz, welches regelmaͤßigere Stuͤke bildet. Der Aschenraum ist der unter dem Rost befindliche Theil des Feuerraums, worin sich die Asche sammelt. Die Dimensionen dieses Raumes waren fruͤher viel zu groß und verursachten großen Aufwand an Brennmaterial; man macht sogar jezt noch die Thuͤren der Aschenraͤume viel zu groß, so daß die Geschwindigkeit der Luft darin viel zu gering ist; man darf dem Aschenraume keine groͤßeren Dimensionen geben, als zum Reinigen des Feuerherdes und zum Herausziehen der Asche noͤthig sind. Alle in dem Mauerwerk eines Feuerraumes angebrachten Oeffnungen muͤssen mit eisernen Scharnieren versehen werden, damit sie den Stoͤßen widerstehen und genau verschlossen werden koͤnnen, denn es ist nuͤzlich, dem Erkalten der Oefen, wenn die Arbeit augenbliklich unterbrochen wird, zuvorkommen, und es ist wichtig den Zutritt der kalten Luft zu dem oberen Theile des Feuerraumes verhindern zu koͤnnen, wie man dieses aus der folgenden Berechnung ersehen wird. Berechnung des Waͤrmeverlustes, welcher durch das Oeffnen der Thuͤre eines Feuerraumes entsteht. Wenn man die Thuͤre eines Feuerraumes oͤffnet, dringt eine Masse kalter Luft hinein und entzieht eine betraͤchtliche Quantitaͤt Waͤrmestoff, und ein Theil des Brennmateriales entweicht als Rauch, weil es nicht stark genug erhizt wurde, um sich zu entzuͤnden; der unter diesen Umstaͤnden entstehende Waͤrmeverlust ist betraͤchtlich, wie dieses die folgende Berechnung zeigt, welche sich auf die Oefen einer Woolf'schen Dampfmaschine von 6 Pferde Kraft bezieht, die stuͤndlich 20 Kilogr. Steinkohlen verzehren. Da zur Verbrennung eines Kilogr. Steinkohlen wenigstens 10 Kubikmeter Luft erforderlich sind, so erfordern 20 Kilogr., 200 K. M., welche verdoppelt 400 K. M. ausmachen, die mit 1,25 Kilogr., dem Gewicht eines Kubikmeters, multiplicirt, das Gewicht der zu verbrennenden Luft zu 500 Kilogr. ergeben. Da nun die Capacitaͤt der Luft fuͤr den Waͤrmestoff ziemlich ein Viertel von derjenigen des Wassers ist, und die durch den Schornstein entweichende Luft 200° hat, so wird die von der verbrannten Luft mitgerissene Waͤrme bei verschlossener Thuͤre des Feuerraums 500/4 × 200° = 125 × 200 = 25000 Waͤrme-Einheiten seyn, und da die ganze entbundene Waͤrme 20 Kilogr. × 7050 Waͤrme-Einheiten = 141000 ist, so wird das Verhaͤltniß zwischen diesen beiden Quantitaͤten 25/141 oder 17,75/100. Wir wollen nun annehmen, man muͤßte, um das Brennmaterial in den Ofen zu bringen, die Thuͤre desselben fuͤr jede Stunde acht Minuten lang offen lassen und den dadurch entstehenden Waͤrmeverlust berechnen, wenn die Thuͤre, wie gewoͤhnlich 30 Centimeter in der Hoͤhe und in der Breite hat und die Geschwindigkeit des Zuges im Schornstein 10 Meter ist. Da die Oberflaͤche der Thuͤre 9 Quadratdecimeter betraͤgt, so stroͤmen in jeder Secunde 9 Dec. × 100 Dec. = 900 Kub. Decm. = 0,90 Kubikmeter hinein; folglich in einer Minute 54 und in 8 Minuten 422 Kubikmeter; und da, wie oben gezeigt wurde, nur 400 K. M. Luft noͤthig sind, um die Verbrennung zu unterhalten, so ergibt sich, daß man, wenn die Thuͤre in jeder Stunde nur acht Minuten lang offen bliebe, eine mehr als doppelte Quantitaͤt Luft erhizen und die durch den Schornstein verloren gehende Waͤrme auch mehr als verdoppelt werden muͤßte. Man kann diesen Verlust dadurch vermindern, daß man hinter dem Ofen Thuͤren (sogenannte Register) anbringt, welche die Communication mit dem Schornsteine beseitigen, und sie zu drei Viertel verschließt, ehe man die Thuͤre des Feuerraumes oͤffnet, um das Brennmaterial auf den Rost zu werfen; es ist wichtiger, als man gewoͤhnlich nicht glaubt, auch jeden Abend, wenn man die Operation unterbricht, diese Register und die Thuͤre der Oefen sorgfaͤltig zu verschließen; und viele Fabrikanten wuͤrden sich sehr wundern, wenn man ihnen zeiget wuͤrde, welche betraͤchtliche Ersparniß sie sich durch eine genaue Aufsicht in dieser Beziehung verschaffen koͤnnten. Achte Vorlesung. Construction der Oefen. Das Problem, die zwekmaͤßigste Einrichtung eines Ofens anzugeben, ist sehr verwikelt und wir haben noch nicht alle Principien abgehandelt, welche bekannt seyn muͤssen, damit man es vollstaͤndig und genuͤgend loͤsen kann. Wir koͤnnen bis jezt nur die Geschwindigkeit und das Volum der Luft, welche den Schornstein durchstreicht, die Dimensionen der Oeffnungen, welche davon abhaͤngen, und die Quantitaͤt des zu verbrennenden Brennmateriales berechnen. Wir muͤssen noch die verschiedenen Anwendungen, welche man von der Waͤrme machen kann, kennen lernen und wissen, ob der Ofen eine niedrige oder eine hohe Temperatur haben muß. Oefen von niedriger Temperatur nennt man diejenigen, welche dazu bestimmt sind eine Wirkung hervorzubringen, die keine hoͤhere Temperatur als 100° C. erfordert; dahin gehoͤren diejenigen, welche zum Erhizen des Wassers, zur Destillation, zum Erhizen der Kuͤpen in den Faͤrbereien u.s.w. angewandt werden. Es findet ein ungeheuerer Unterschied zwischen der Temperatur Statt, welche diese Zweke erheischen, und derjenigen, welche zum Schmelzen des Glases, der Metalle, zum Brennen des Porcellanes, der Toͤpferwaaren u.s.w. erfordert wird. Ein sehr großer Unterschied, welcher zwischen den Oefen von niedriger und denjenigen von hoher Temperatur Statt findet, besteht darin, daß erstere mit derselben Quantitaͤt Brennmaterial eine bessere und groͤßere Wirkung hervorbringen. Die Steinkohle muß nach der Theorie durch ihre Verbrennung 7000 Waͤrme-Einheiten erzeugen. In gut construirten Oefen von niedriger Temperatur erhaͤlt man zwei Drittel dieses Maximums, waͤhrend in denjenigen von hoher Temperatur nur ein Zehntel und bisweilen nur ein Zwanzigstel davon hervorgebracht wird. Dieser Unterschied ruͤhrt daher, daß im ersteren Falle die Temperatur des Feuerraumes viel hoͤher als die des zu erhizenden Koͤrpers ist, waͤhrend sie sich im zweiten derselben mehr naͤhert; denn da der Feuerraum 1200 und bisweilen sogar 2000° hat, so ist fuͤr ihn ein Kessel voll Wasser, welches bei 100° kocht, eine Eisgrube, die den Waͤrmestoff sehr begierig anzieht; sie wirkt in der That auf eine aͤhnliche Art auf ihn, wie ein Schwamm auf das Wasser, sie saugt die Waͤrme auf und bemaͤchtigt sich derselben mit Leichtigkeit. Wenn man aber an Statt eines Kessels, welcher eine Temperatur von 100° erhalten muß, in den Feuerraum einen Tiegel stellt, welcher Kupfer enthaͤlt, das erst bei 11 oder 1200° in Fluß kommt, oder Gußeisen, welches deren 1400 erfordert, so betraͤgt der Unterschied zwischen der Temperatur des Feuerraumes und derjenigen des zu erhizenden Koͤrpers nur noch 6 oder 800°, waͤhrend er im ersteren Falle 1900 betrug. Man begreift leicht, daß er alsdann den Waͤrmestoff weder so schnell, noch so begierig mehr anzieht. Oefen von niedriger Temperatur. Oefen von niedriger Temperatur werden in den Fabriken sehr haͤufig und zu sehr verschiedenen Zweken angewandt. Es ist nicht noͤthig, sie alle durchzugehen und wir werden uns darauf beschraͤnken, ihre Wirkung in einigen Beispielen zu berechnen, welche hinreichend seyn werden, damit man sich in allen anderen etwa vorkommenden Faͤllen zu helfen weiß. Da aber diese Oefen meistentheils zum Erhizen einer in einem Kessel enthaltenen Fluͤssigkeit bestimmt sind, so muß man zuerst die nuͤzliche Wirkung, welche man von diesen Apparaten erhaͤlt, kennen. Man hat lange Zeit geglaubt, daß die Wirkung, welche man von einem Kessel erhaͤlt, sich nach seiner Capacitaͤt richtet; dieß war aber ein Irrthum. Da der Kessel ein kalter Koͤrper ist, welcher einer hohen Temperatur ausgesezt wird, so muß er sich um so schneller erhizen, je groͤßer die Oberflaͤche ist, durch welche er mit dieser Temperatur in Beruͤhrung kommt. Der Kessel muß als ein Raum betrachtet werden, welcher mit einer comprimirten Fluͤssigkeit umgeben ist, die durch seine Waͤnde wie durch ein Sieb geht, welches die Eigenschaft haͤtte, die Fluͤssigkeit in sich zu halten und den Waͤrmestoff fahren zu lassen; sein Inhalt kommt also nicht in Betracht. Man braucht nur die Groͤße der der Wirkung dieser Fluͤssigkeit ausgesezten Oberflaͤche und den Unterschied ihrer Tension in den beiden Raͤumen zu beruͤksichtigen. Man hat also nur die Dimensionen der Waͤnde des dem Feuer ausgesezten Kessels und den Unterschied in der Temperatur zwischen dem Feuerraume und dem Inneren des Kessels zu berechnen. Wenn man die einem Kessel zu ertheilende Groͤße bestimmen will, so muß man zuerst die Groͤße der Oberflaͤche ausmitteln, die dem Feuer ausgesezt werden muß, damit man die noͤthige Wirkung erhaͤlt; und als Basis fuͤr diese Berechnung wollen wir sehen, wie viel Waͤrme ein Quadratmeter des Kessels in einer Stunde, die wir als Zeit-Einheit annehmen, aufnehmen kann, wenn er auf einen Feuerraum aufgesezt wird. Um diese Wirkung moͤglichst genau zu schaͤzen, ist es gut, vorerst das Maximum der Waͤrme-Quantitaͤt zu kennen, die in einen Kessel durch einen Meter Oberflaͤche eindringen kann. Im guͤnstigsten Fall ist gewiß ein Kessel, welcher in einen Feuerraum von Holzkohlen eingesezt ist, die durch einen Blasebalg angefacht werden. Hr. Clément hat diesen Versuch angestellt und gefunden, daß alsdann die Waͤrme-Quantitaͤt, welche in einer Stunde durch einen Quadratmeter Oberflaͤche geht, die Temperatur eines Kubikmeters Wasser von 0 Grad bis auf 65 Centesimalgrade erhoͤhen kann; da ein Kubikmeter Wasser 1000 Kilogrammen wiegt, so ist also die moͤglich groͤßte Wirkung mit dieser Oberflaͤche, 65000 Waͤrme-Einheiten fuͤr die Stunde. Man erreicht aber bei den technischen Operationen diesen Punkt bei weitem nicht, denn der Kessel beruͤhrt niemals das Feuer und man erhaͤlt immer eine groͤßere Wirkung durch die Beruͤhrung mit dem Feuer als durch die uͤber demselben befindliche erhizte Luft, welche niemals eine so hohe Temperatur wie der Feuerraum erlangt. Uebrigens bildet sich nach und nach sowohl außerhalb als innerhalb der Kessel eine Huͤlle, welche die Quantitaͤt der Waͤrme, die sie absorbiren, vermindert. Die Gestalt der Kessel hat keinen Einfluß auf die nuͤzliche Wirkung, welche man von einem Ofen erhaͤlt, und es ist in dieser Beziehung gleichguͤltig, ob sie eine cylindrische oder eine rechtwinkelige oder irgend eine andere Form haben. Die Substanz, woraus der Kessel verfertigt ist, kommt ebenfalls nicht in Betracht, und obgleich das Kupfer, Gußeisen, Schmiedeeisen, Blei nicht gleich gute Waͤrmeleiter sind, so geben sie doch gleiche Resultate; weil man sie zur Verfertigung der Kessel von solcher Dike anwendet, daß ihr groͤßeres oder geringeres Leitungsvermoͤgen keinen Einfluß mehr haben kann. Hr. Clément hat sehr genaue Versuche angestellt, welche diese Thatsache unwiderlegbar erwiesen haben; er hat kleine Kessel aus Schmiedeeisen, Gußeisen, Kupfer und Blei von genau gleicher Dike verfertigen lassen, sie mit einer gleichen Quantitaͤt Wasser gefuͤllt und demselben Feuerraum ausgesezt, wobei er den Unterschied der Temperaturen, die sie in einer Zeit-Einheit erlangten, ausmittelte. Dieser Unterschied betrug hoͤchstens zwei oder drei Grade, und kann daher in den Fabriken nicht in Betracht kommen. Da aber ein gewoͤhnlicher Ofen nie eine gleich starke Hize erlangt, so konnte ein solcher zu diesem Versuche nicht angewandt werden. Hr. Clément hat sich einer Lampe mit Uhrwerk-Bewegung, einer sogenannten Carcelle bedient, die ein sehr genauer Feuerraum ist, und worin die Hize waͤhrend einer fuͤr solche Versuche mehr als hinreichenden Zeit gleich stark unterhalten wird. Die Dike der Kessel ist bis zu der Graͤnze, wo sie in der Praxis noch anwendbar ist, ebenfalls von geringem Belang; denn wenn der Kessel aus Eisenblech verfertigt ist, wird er nie mehr als 1 Centimeter Dike haben und dann nicht weniger wirksam seyn, als wenn er 3 bis 4 Millimeter haͤtte. Die Substanz woraus der Kessel verfertigt ist, seine Dike und seine Gestalt haben also keinen Einfluß auf die Wirkung, welche man von ihm bei technischen Operationen erhaͤlt; aber seine Stellung und seine Groͤße in Bezug auf den Feuerraum sind von großer Wichtigkeit, denn man wendet niemals Feuerraͤume an, welche in Verhaͤltniß zu dem Kessel so groß sind, wie derjenige in dem vorhergehenden Beispiele, und dieses kann auch nicht seyn, weil in diesem Falle viel Waͤrme verloren geht. Man macht im Gegentheil die Kessel viel groͤßer als den Feuerraum, um die in demselben entbundene Waͤrme so viel als moͤglich zu benuzen, und man vergroͤßert auch die ihm ausgesezte Oberflaͤche, um Brennmaterial zu ersparen. Indessen gelingt es, wie bereits bemerkt wurde, niemals, alle erzeugte Waͤrme zu benuzen; die Waͤnde des Ofens und der Zug des Schornsteins entziehen immer einen Theil davon und die besten Resultate, auf welche man in der Praxis rechnen kann, sind Kessel, welche zwei Drittel der entbundenen Waͤrme aufnehmen. Alsdann muß man ihnen solche Verhaͤltnisse geben, daß die Quantitaͤt des Waͤrmestoffs, welcher durch einen Quadratmeter der dem Feuer ausgesezten Oberflaͤche verschlukt wird, im Mittel nur den vierten Theil des vorlaͤufig auf 65 Tausend Waͤrme-Einheiten festgesezten Maximums, oder beilaͤufig 15 bis 16 Tausend Waͤrme-Einheiten betraͤgt, weil in diesem Falle der Feuerraum sich nur unter einem Theil des Kessels befindet und alle uͤbrige erhizbare Oberflaͤche um so weniger Waͤrmestoff empfaͤngt, je mehr sie sich davon entfernt. Erzeugung des Wasserdampfes. Die Erzeugung des Wasserdampfes ist ein sehr interessanter Gegenstand, welcher die Physiker auch viel beschaͤftigt hat. Man verdankt Hrn. Clément die Entdekung der Geseze, nach welchen sie Statt findet, die auch vollkommen alle diese Erscheinung begleitenden Umstaͤnde erklaͤren. Wir wollen sie jezt aus einander sezen. Wasser, welches dem Einfluß der Waͤrme unter dem atmosphaͤrischen Druk ausgesezt wird, und zwar in einem Gefaͤße, das mit der aͤußeren Luft durch eine kleine Oeffnung communicirt, kommt in's Sieden, wenn die Temperatur sich auf beilaͤufig 100 Centesimalgrade erhoͤht hat. Indessen ist nach den Versuchen des Hrn. Gay-Lussac dieser Grad nicht genau constant, sondern wechselt ein wenig bei demselben Barometerstande, nach der Natur des Gefaͤßes, worin das Wasser enthalten ist. Das Sieden wird durch Dampfkuͤgelchen hervorgebracht, die, nachdem sie sich an den Waͤnden des dem Feuer ausgesezten Gefaͤßes gebildet haben, die Fluͤssigkeit durchstreichen und auf ihrer Oberflaͤche zerplazen; sobald das Wasser siedet, aͤndert sich die anfaͤngliche Temperatur nicht mehr, so sehr man auch das Feuer verstaͤrkt und so stark und so lange man das Wasser auch wallen lassen mag, weil der sich bildende Dampf allen diesen Grad uͤberschreitenden Waͤrmestoff in dem Maße, als er sich erzeugt, absorbirt und mit sich in die Atmosphaͤre fortreißt, und obgleich die Temperatur des Dampfes nicht hoͤher als die des ihn erzeugenden Wassers ist, so wird doch eine ungeheure Quantitaͤt Waͤrmestoff bei der Verwandlung des fluͤssigen Wassers in Gas verschlukt. Die Quantitaͤt Waͤrmestoff, welche noͤthig ist, um das Wasser in Dampf von 100° zu verwandeln, betraͤgt fuͤnf und ein halb Mal mehr als diejenige, welche erfordert wird, um Wasser von 0° auf 100° zu bringen; denn wenn man ein Kilogramm Dampf von 100° in 5 1/2 Kilogramm Wasser von 0° sich verdichten laͤßt, so erhaͤlt man 6,50 Kilogr. Wasser von 100°. Ein Kilogr. Dampf von 100° enthaͤlt also 650 Waͤrme-Einheiten, weil der in ihm enthaltene Waͤrmestoff hinreicht, die Temperatur von 6,50 Kilogr. Wasser um 100° zu erhoͤhen, waͤhrend ein Kilogr. Wasser von ebenfalls 100°, deren nur 100 enthaͤlt. Black, Professor der Physik zu Edinburg und Freund des beruͤhmten Watt, hatte diese Erscheinung so erklaͤrt, daß er annahm, alle Koͤrper enthielten eine gewisse Quantitaͤt Waͤrmestoff latent (verborgen), d.h. in solchem Zustande, daß er weder unsere Sinne noch unsere Instrumente mehr affectirt, und der Dampf enthalte davon eine viel groͤßere Menge als das Wasser; aller von dem Dampf verschlukte Waͤrmestoff, welcher durch das Thermometer nicht mehr angezeigt wird, waͤre also latenter Waͤrmestoff; diese Meinung ist irrig, der Waͤrmestoff ist in dem Wasserdampf nicht verborgen, sondern wurde verwandt, um das Wasser von dem fluͤssigen Zustand in den luftfoͤrmigen uͤberzufuͤhren. Uebrigens nimmt das Wasser, unter dem atmosphaͤrischen Druk in Dampf verwandelt, einen 1700 Mal groͤßeren Raum als im fluͤssigen Zustande ein und muß daher notwendigerweise mehr Waͤrmestoff enthalten, um dieselbe Temperatur bei einem 1700 Mal groͤßeren Volum beizubehalten. Der Wasserdampf ist also bloß Wasser, welches viel Waͤrmestoff enthaͤlt und in Folge seiner Vereinigung mit demselben seinen Zustand veraͤndert hat; es kann aber in dieser Gestalt den Waͤrmestoff in verschiedenen Verhaͤltnissen absorbiren, je nach dem Druk, unter welchem es sich gebildet hat. Wenn man ein luftdicht verschlossenes und zur Haͤlfte mit Wasser gefuͤlltes Gefaͤß auf einen Feuerraum stellt, so wird der leere Theil sich mit Dampf anfuͤllen; da dieser aber nicht entweichen kann, so wird auch der Waͤrmestoff nicht mehr in dem Maße, als er absorbirt wird, fortgerissen, sondern muß sich in dem Wasser und in dem Dampfe anhaͤufen, deren Temperatur auf diese Art sehr erhoͤht werden kann. Eine der wichtigsten Erscheinungen bei dem Wasserdampfe ist die constante Beziehung, welche zwischen seiner Temperatur und dem Druk Statt findet, den er gegen die Waͤnde des Gefaͤßes, worin er enthalten ist, ausuͤbt. Wenn diese Beziehung aber genau seyn soll, so muß der Dampf gesaͤttigt seyn, d.h. so viel Wasser enthalten, als sich mit seiner Temperatur vertraͤgt, denn der schon gebildete Dampf kann noch Waͤrmestoff absorbiren, dann ist aber seine Tension nicht mehr seiner Temperatur proportional. Aus der folgenden Tabelle, welche aus einem Werke des Hrn. Clément entnommen ist, ersieht man, daß bei den hoͤheren Temperaturen eine sehr geringe Vermehrung der Waͤrme den Druk um vieles verstaͤrken kann. Bei 100° betraͤgt er eine Atmosphaͤre und entspricht einer Queksilbersaͤule von 760 Millimetern; und diesen Druk um eine Atmosphaͤre zu vermehren, muß man 21°55 hinzuthun, waͤhrend, wenn der Dampf 177° oder eine Tension von neun Atmosphaͤren hat, 5 Waͤrmegrade hinreichen, die Tension um eben so viel zu vermehren, d.h. auf zehn Atmosphaͤren zu bringen. Man hat berechnet, daß wenn die Waͤrme sich in einer arithmetischen Progression erhoͤht, die Tension ziemlich in einer geometrischen Progression zunimmt, man kennt aber noch nicht die Ursache dieser schleunigen Vergroͤßerung, welche nicht nach einem constanten und mathematischen Geseze Statt hat. Dalton hatte sie nur bis auf 100 Grade berechnet; Hr. Clément hat die in der folgenden Tabelle enthaltenen Zahlen bis auf eine Tension von acht Atmosphaͤren aus Versuchen abgeleitet; uͤber diesen Punkt hinaus sind sie durch Rechnung bestimmt. Tabelle uͤber die Tension und das Volum des Wasserdampfes. Textabbildung Bd. 33, S. 292 Temperatur in Graden des hunderttheiligen Thermomet., welche dem Druk entspricht; Druk des gesaͤttigten Dampfes; in Atmosphaͤren; in Queksilber-Milimeter; in Wasser-Meter; Volum eines Kilogrammes Dampf in Kubikmeter Die rasche Vergroͤßerung der Elasticitaͤt des Dampfes durch Vermehrung seiner Waͤrme veranlaßte die wichtige Frage, ob seine Dichtigkeit seiner Kraft proportional ist, d.h. ob ein gleiches Volum Dampf bei einer doppelten Tension auch eine doppelte Quantitaͤt Wasseratom enthaͤlt. Dieses zu wissen ist zur Erklaͤrung der Anwendungen des Dampfes unumgaͤnglich noͤthig, aber gluͤklicherweise sind die Versuche, welche bei der Loͤsung dieser Frage zur Grundlage dienten, einfach und leicht zu verstehen. Black hat die Dichtigkeit des Dampfes von niedrigem Druk berechnet, aber seine Versuche nicht uͤber den Siedepunkt hinaus fortgesezt. Hr. Clément hat zahlreiche Versuche angestellt, um die Dichtigkeit des Dampfes und seinen Gehalt an Waͤrmestoff bei verschiedenem Druk auszumitteln und zuerst den wichtigen Saz ausgesprochen, daß ein und dasselbe Gewicht Dampf bei jedem Druk und bei jeder Temperatur immer eine gleiche Quantitaͤt Waͤrmestoff und Wasser enthaͤlt, aber in einem desto kleineren Volum, je hoͤher die Temperatur ist. Bei 0° z.B. nimmt er einen eilf bis zwoͤlf hundert Mal groͤßeren Raum ein, als bei 150 oder 160°. Hr. Clément hat zuerst die Versuche, welche schon vor ihm angestellt wurden, wiederholt; sie bestanden darin in einem Calorimeter, welcher so wie der in Fig. 14. vorgestellte, hergerichtet war, bei verschiedenem Druk erzeugten Dampf zu verdichten. Das Gefaͤß B hat keine Communication mit dem Gefaͤß A, und ist dazu bestimmt, die Wirkung der atmosphaͤrischen Waͤrme auf das Gefaͤß A zu beseitigen, indem es seine Waͤnde auf 0° erhaͤlt; alles verdichtete und in A gebildete Wasser wird sich in C vereinigen und das durch die umgebende Luft geschmolzene sich in C sammeln. Der durch die Roͤhre E herbeigefuͤhrte Dampf wird dadurch, daß er sich in A verdichtet, eine seinem Waͤrmestoffgehalt entsprechende Menge Eis schmelzen, und da 75 Waͤrme-Einheiten erforderlich sind, um 1 Kilogr. Eis zu schmelzen, so wird man den Waͤrmestoffgehalt des Dampfes in Waͤrme-Einheiten erfahren, wenn man die Anzahl der Kilogrammen geschmolzenen Eises mit 75 multiplicirt. Wenn man nun ein Kilogramm Dampf von hohem oder niedrigem Druk in den Calorimeter treten laͤßt, so erhaͤlt man 9,66 Kilogr. Wasser oder 1 Kilogr. fluͤssig gewordenen Dampf und 8,66 Kil. geschmolzenes Eis, daher 1 Kilogr. Dampf 8,66 × 75= 650 Waͤrme-Einheiten enthaͤlt. Dieser Versuch ist aber schwer so anzustellen, daß man ein genaues und verlaͤßliches Resultat erhaͤlt; Hr. Clément hat ein anderes nicht so schwieriges Verfahren angewandt. Er brachte an einer großen in A Fig. 15. vorgestellten Tonne eine gebogene Bleiroͤhre C an, an welche er eine Glasroͤhre D von demselben Durchmesser ankittete. Durch diese Roͤhre konnte man das Niveau der Fluͤssigkeit in der Tonne genau erfahren. Eine zweite, mit einem Hahn F versehene und mit einem Dampfkessel verbundene Roͤhre E fuͤhrte den Dampf in die Tonne; Hr. Clément gebrauchte den Kessel einer Dampfmaschine von zwoͤlf Pferdekraft, die bei sechs Atmosphaͤren arbeitete; ein in der Naͤhe des Hahnes F angebrachter Manometer zeigte die Tension des Dampfes an; Zeichen auf der Roͤhre D in G und H zeigten die in der Tonne enthaltene Wassermenge an, und man hatte zuvor sorgfaͤltig ausgemittelt, daß sie 400 Kilogr. enthielt, wenn das Niveau in G, G war und 420 Kilogr., wenn es auf H, H stieg. Nachdem der Apparat so hergestellt war, brachte man zuerst die 400 Kilogr. Wasser von 0° hinein, worauf man so lange Dampf von einer bestimmten Tension darin verdichtete, bis das Niveau auf H gestiegen war, woraus sich ergab, daß 20 Kilogr. Dampf fluͤssig geworden waren. Man ruͤhrte dann die Fluͤssigkeit stark durch einander, damit ihre Temperatur gleichfoͤrmig wurde und beobachtete die Grade, welche vier Thermometer in verschiedenen Hoͤhen der Tonne zeigten; der Dampf mochte unter was immer fuͤr einem Druk gebildet worden seyn, so zeigten die Thermometer jedes Mal 30°,93. Die 20 Kil. Dampf enthielten folglich unter jedem Druk und in allen Faͤllen eine Quantitaͤt Waͤrmestoff, die hinreichend war, 400 Kilogr. Wasser von 0° auf 30°,93 zu erwaͤrmen und die 20 Kilogr. verdichteten Dampfes auf derselben Temperatur zu erhalten; dieß gibt 420 × 30°,93 = 12990 Waͤrme-Einheiten, und die Waͤrme Eines Kilogr. Dampf betraͤgt also 12990/20 = 650 Waͤrme-Einheiten. Hr. Clément hat bei seinen Versuchen die Tension des Dampfes von 1 bis 6 Atmosphaͤren abgeaͤndert, und jedes Mal, wenn dieselbe Quantitaͤt Dampf verdichtet wurde, stiegen auch die Thermometer auf denselben Grad; die vollkommene Uebereinstimmung dieser Resultate kann man als einen hinreichenden Beweis fuͤr den Saz betrachten, daß bei allen Temperaturen ein gleiches Gewicht Dampf auch eine gleiche Quantitaͤt Waͤrmestoff und Wasser enthaͤlt. Hr. Leslie, ein beruͤhmter englischer Physiker, ist auf einem anderen Wege zu demselben Resultate gelangt; er hat so zu sagen fluͤssiges Wasser in Eis und Dampf zersezt, und bewiesen, daß wenn dasselbe bei der Temperatur des Eises verdunstet, dieses bloß dadurch geschieht, daß es den Waͤrmestoff entzieht, welcher ein groͤßeres Volum Wasser fluͤssig machte. Sein Versuch besteht darin, daß man unter einen großen Recipient einer Luftpumpe, der in Fig. 16. in aa vorgestellt ist, eine Schale b stellt, welche concentrirte Schwefelsaͤure enthaͤlt, die die Eigenschaft hat, den Wasserdampf sehr schnell zu verschluken; in eine zweite kupferne, nicht polirte Schale, die uͤber der ersten in c steht und durch eine Stuͤze d gehalten wird, bringt man 9,66 Grammen Wasser von 0°. Wenn man die Luft auspumpt, kommt das Wasser bald in's Kochen, indem sich Dampfblasen bilden und zu gleicher Zeit gefriert ein Theil desselben; nach einiger Zeit enthaͤlt die Schale nur noch Eis, welches sich in dem Maße bildete, als der Dampf durch sein Verdunsten dem Wasser den zum Fluͤssigbleiben noͤthigen Waͤrmestoff entzog. Das Gewicht des Eises betraͤgt 8,66 Gr.; die 9 2/3 Gr. Wasser bestanden folglich aus 1 Gr. Dampf und 8 2/3 Gr. Eis, und da man dem Wasser 75° Waͤrme entziehen muß, damit es bei 0° fest wird, 1 Theil aber bei seinem Verdunsten eine Quantitaͤt Waͤrmestoff absorbirte, welche 8 2/3 Theile fluͤssig machte, so wird diese Quantitaͤt durch 8,66 × 75 = 650 Waͤrme-Einheiten ausgedruͤkt, was dasselbe Resultat wie bei den anderen Versuchen ist. (Die Fortsezung folgt.)