CVII. Ueber den gegenwaͤrtigen Standpunkt der Versuche mit elektromagnetischen Maschinen; von M. H. Jacobi. Aus dem Bulletin scientifique de l'Académie de St. Petersbourg; Bd. X. S. 71. Ein Vortrag des Verf. in der Akademie. Jacobi, uͤber die Versuche mit elektromagnetischen Maschinen. Sie Alle kennen den Zustand, in welchem sich unsere Kenntniß des Elektromagnetismus beim Beginne meiner Versuche befand. Es war mir zwar gelungen, eine Maschine zu construiren, die mit verhältnißmäßig geringen Mitteln eine überraschende Wirkung darbot. Aber diese Construction war aus einem Tatonnement hervorgegangen und konnte noch keine legitime Grundlage haben. Diese festzustellen mit eben der Sicherheit, wie sie bei anderen Maschinen stattfindet, betrachtete ich als den eigensten Kern meiner Aufgabe. Diese Aufgabe resumirt sich in der einfachen Frage: welches Maximum von mechanischer Arbeit kann man durch die elektrolytische Auflösung einer gegebenen Quantität Zink erhalten? Um hiezu zu gelangen, war es erforderlich, zuvörderst die Geseze der elektromagnetischen Erregung und Anziehung, die Bedeutung der Dimensionen des Eisens, der Drahtumwikelungen u.s.w. zu erforschen. Eine Reihe von Arbeiten, die wir, mein verehrter College Hr. Lenz und ich, gemeinschaftlich in dieser Beziehung angestellt hatten, ist Ihnen von Zeit zu Zeit vorgelegt und im Bulletin scientifique abgedrukt worden. Eine größere Arbeit, die schon früher begonnen, im Laufe des vorigen Jahres fortgesezt worden, aber noch nicht ganz zu Ende hat geführt werden können, werden wir die Ehre haben, Ihnen nächstens vollständig vorzulegen. Einige der markantesten und für die Theorie der elektromagnetischen Maschinen wichtigsten Resultate dieser Arbeit habe ich mit meines Collegen Bewilligung vor etwa einem Jahre der brittischen Association in Glasgow vorgelegt. Diese Arbeiten beziehen sich aber größtentheils nur auf die statischen Zustände dieser Maschinen, und sie haben dem gegenüber, was man bei Maschinen überhaupt Leistung oder ökonomischen Effect nennt, gewissermaßen dieselbe Bedeutung, als die Untersuchungen über die Spannkraft der bei verschiedenen Temperaturen gesättigten Wasserdämpfe, in Bezug auf die Dampfmaschinen hatten. Wir wissen, wie es sich später aus andern Untersuchungen ergab, daß, ungeachtet diese Spannkraft in viel höherm Verhältnisse als die Temperatur wächst, dennoch Hochdrukmaschinen keine absoluten ökonomischen Vortheile gewähren. Wir werden später die Analogie mit den elektromagnetischen Maschinen näher bezeichnen, zunächst aber auf einen Unterschied aufmerksam machen, aus dem für unsern Gegenstand eine ungemeine Schwierigkeit erwächst. Es sind viele Versuche angestellt worden, aus denen sich mit Bestimmtheit die Quantität von Brennmaterial ergibt, dessen vollständige Verbrennung z.B. 1 Kubikfuß Wasser in etwa 1700 Kubikfuß Dampf zu verwandeln vermag. Denken Sie sich diesen Dampf in ein Prisma mit beweglichem Boden eingeschlossen, und dann vollständig wieder zu einem Kubikfuß Wasser condensirt, nehmen Sie dann die Erfahrung zu Hülfe, daß der Druk der Atmosphäre auf jeden Quadratzoll 15 Pfd. beträgt, so können Sie leicht berechnen, daß Sie eine mechanische Kraft zu Ihrer Disposition haben, die im Stande wäre, etwa 3,672,000 Pfd. auf 1 Fuß Höhe zu heben. Sie haben hiemit zugleich das Maximum der Arbeit berechnet, welches die gegebene Quantität Brennmaterial zu produciren vermag. Es liegt im Begriffe des Maximums, daß es die Gränze ist, über welche nicht hinausgegangen werden kann. Die Verbesserungen, die an den Dampfmaschinen täglich gemacht werden, bezweken also nur, sich dieser Gränze mehr und mehr zu nähern, und im glüklichsten Falle sie zu erreichen. Eine solche Gränze numerisch angeben zu können, ja nur mit Bestimmtheit ihre Existenz zu wissen, ist ein unschäzbarer Gewinn für derartige Untersuchungen, die ohnedem in der Luft schweben und des Bodens ermangeln würden. Wir haben zugleich bei der obigen Betrachtung bemerkt, wie sich in dem Gange, welchen die Erscheinung nimmt, damit die Wärme eine Quelle von mechanischer Arbeit werde, nirgends eine Lüke befindet, wie sich nirgends etwas Mystisches darbietet, wie man auch gleich anfangs mit großer Bestimmtheit wissen mußte, auf welchen Punkt hin man seine Bemühungen zu richten hätte, um zu Resultaten zu gelangen. Ganz anders verhält es sich mit den elektromagnetischen Maschinen, bei denen, obwohl die Form der Erscheinung einfach ist, dennoch das Agens, mit welchem man es zu thun hat, in dichtes Dunkel gehüllt ist. Wissen wir doch nicht, was bei der galvanischen Thätigkeit Ursache oder Wirkung sey? Ist die Auflösung dieses Atoms Zink eine Nothwendigkeit oder ein lästiger Umstand? Die Wärme spricht zu uns auf die mannichfaltigste Weise, wir sehen und fühlen und messen, wie und mit welcher Kraft sie die Molecule der Körper in Bewegung sezt; aber schweigsam und starr, wie das Grab, ist das magnetische Eisen. Vor etwa anderthalb Jahren hatte ich die Ehre der Akademie eine Note über die Geseze der elektromagnetischen Maschinen zu überreichen, worin dieser Gegenstand so weit erledigt ist, als es der gegenwärtige Zustand unserer Kenntnisse der dahin gehörigen Erscheinungen zuläßt. Die Ausdrüke, die ich für die Leistung der elektromagnetischen Maschinen erhalten habe, sind naturgemäß und von der überraschendsten Einfachheit. Wir ersehen daraus, daß bei jeder Art von Maschinen und Batterien die mechanische Arbeit in geradem Verhältnisse zur Zinkconsumtion steht und unabhängig von den Organen der Bewegung ist. Wie überall in der Natur ist auch hier die Wirkung eine definitive. Ich habe diese Geseze in ihren Details noch nicht einer strengen experimentellen Prüfung unterwerfen können, aber Alles ist vorbereitet, um die erste Muße, die mir gegönnt ist, zu dieser umfassenden Arbeit zu benuzen. Die Bestätigung dieser Geseze hat sich mir bis jezt nur im Allgemeinen und Großen ergeben, indem ich durch sie im Stande war, eine Masse von Erscheinungen zu erklären, die sich mir dargeboten und wozu bisher der Schlüssel gefehlt hatte. Jezt aber wird es nothwendig, die Constanten zu bestimmen und namentlich die mechanische Arbeit zu ermitteln, welche die elektrolytische Auflösung einer gegebenen Quantität Zink zu produciren vermag. Indessen mache ich Sie noch auf ein merkwürdiges Factum aufmerksam, das auch diese Bestimmungen nicht als absolute erscheinen läßt – ein Factum, das namentlich unsere Herren Collegen von der Chemie in Verwunderung sezen wird, indem es sich dahin ausspricht, daß dasselbe Atom Zink eine verschiedene mechanische Arbeit zu produciren vermag, je nachdem es in einer Zinkkupfer-, oder in einer Zinkplatinbatterie aufgelöst wird. In lezterm Falle ist z.B. diese Arbeit beinahe 1 3/4 mal größer, als im erstern; im Allgemeinen verhält sie sich aber wie die elektromotorische Kraft der zu den Batterien verwendeten Metalle. Die meisten bisher bekannten Aeußerungen des galvanischen Stroms sind demselben proportional; hier findet sich die erste Ausnahme, und es scheint mir, daß, wenn irgend eins, so ist es dieses Factum, welches jene wichtige, annoch schwebende Frage über die chemische oder Contacttheorie zu Gunsten der lezteren zur Entscheidung bringen müsse. Die definitiven Wirkungen kann man gewissermaßen als die logischen Kategorien in den exacten Wissenschaften bezeichnen. Sie sind von so durchgreifender Bedeutung, indem sie der Wissenschaft einen Boden geben und ihre peremtorische Richtung bestimmen. Man hat also wohl das Recht, die Bemühungen um die elektromagnetischen Maschinen nicht für fruchtlos zu halten, da sie zu diesem Resultate geführt haben, das, wenn es mehr entwikelt worden, noch andere Aufklärungen verspricht. Ich will noch erwähnen, daß die großen, beinahe wunderbaren Erwartungen, die man in Deutschland hegte und laut aussprach, ja nach einer Ihnen neulich mitgetheilten Correspondenz vielleicht noch hegt, durch die angeführten Geseze auf ihr richtiges Maaß zurükgeführt werden. Von der Anordnung der Organe der Bewegung läßt sich allerdings noch manches, von ihrer bloßen Vergrößerung oder Vermehrung mit Beibehaltung derselben Batterien nichts erwarten. Ich darf es aber wohl nicht verläugnen, daß wir auch bei unsern Arbeiten hier solchem Irrthume unterlagen und daß manche bittere Enttäuschung vorherging, ehe wir zu dieser Erkenntniß gelangten. Ich darf Sie nicht ermüden mit der Vorzählung und Beschreibung der mannichfaltigen Apparate, welche zu unseren Versuchen construirt worden sind, um so weniger, da vier unserer Herren Collegen den Gegenstand in allen Details zu verfolgen officielle Veranlassung hatten. Aber ich will erwähnen, daß durchaus locale Verhältnisse die Ausführung dieser Arbeiten mit ungemeinen und ermüdenden Schwierigkeiten umgaben, Schwierigkeiten, die sich mit dem Maaßstabe der Maschinen und zulezt beinahe bis zum Unerträglichen steigerten. Die im verflossenen Herbste unternommenen Versuche, welche aus Gründen, die dem Elektromagnetismus eigentlich völlig fremd sind, den mit dem legitimsten Rechte gehegten Erwartungen nicht entsprachen, liefern die Belege hiezu. Aus diesen vielen und in großem Maaßstabe angestellten Versuchen habe ich keine positiven und exacten Maaßbestimmungen ziehen können und auch nicht ziehen wollen; wer mochte auch Messungen anzustellen geneigt seyn mit Apparaten, bei denen die theils aus der Anordnung, theils aus der Construction hervorgehenden Fehlerquellen in so überwiegendem Maaße vorhanden waren. Es wäre unbillig gewesen, diese Fehler der elektromagnetischen Kraft zum Nachtheile anrechnen zu wollen. Indessen wird es, wie ich schon oben erwähnt habe, hoffentlich nicht zu lange dauern, bis diese Lüke ausgefüllt ist, die es bis jezt noch verhindert, den Standpunkt scharf zu bezeichnen, auf welchem sich diese Angelegenheit gegenwärtig befindet. Aber wenn auch, wie es beinahe vorauszusehen ist, der ökonomische Vortheil sich noch auf die Seite der älteren Motoren neigen wird, so haben die elektromagnetischen Maschinen nichtsdestoweniger eine Zukunft, die ich mir anzudeuten erlauben will. Ich betrachte den mechanischen Theil, die Anordnung der Organe der Bewegung nämlich, als beinahe abgeschlossen. Verbesserungen in dieser Beziehung sind zwar möglich; sie können sich aber ihrer Natur nach nur allmählich entwikeln und würden, wie ich glaube, die Frage nicht zur Entscheidung bringen. Anders verhält es sich indessen mit der Erzeugung der galvanischen Thätigkeit, welche als die Quelle dieser Kraft zu betrachten ist. Hier treten wir auf einen Boden, der eine reiche Aussicht eröffnet. Wir sehen zunächst, daß es sich bei der ökonomischen Frage eigentlich nur darum handelt, dem in den galvanischen Batterien gebildeten Zinksalze eine ausgedehntere technische Anwendung und somit einen sichern Absaz zu verschaffen, welcher die Kosten der elektromagnetischen Maschinen ganz oder zum Theil dekte. Daß dieses unmöglich sey, läßt sich nicht vorweg absprechen; hat doch erst neuerdings Hr. Dumas in einem Berichte an die Pariser Akademie von der Verzinkung eiserner Gegenstände auf nassem Wege als von etwas höchst Wichtigem gesprochen. Die Substituirung des Eisens für das Zink erscheint keineswegs unmöglich, auch hiedurch würden sich die Unterhaltungskosten vermindern lassen. Gehen wir von den Kupfervitriolbatterien aus, so denken Sie sich z.B. eine große Anstalt zur Anfertigung galvanoplastischer Gegenstände. Mit demselben Atom Zink oder Eisen, womit Sie das Kupfer in cohärenter, den technischen oder künstlerischen Bedürfnissen entsprechender Configuration darstellen, können Sie zugleich ein gewisses Quantum von mechanischer Arbeit gewinnen. Statt des reinen Kupfervitriols können Sie, wenn Sie Gelegenheit dazu haben, auch solches anwenden, das mit Eisensalzen stark verunreinigt ist, ja sogar die zu Cementkupfer bearbeiteten Kupferwasser. Ich will es anführen, daß man z.B. solches Cementkupfer jährlich etwa 16 bis 18000 Pud gewinnt. Welche beträchtliche bewegende Kraft könnte man nicht hiedurch nebenbei erlangen, wenn man das zur Fällung verwendete Eisen auf eine rationelle Weise elektrolytisch auflöste? Die Kraft wäre freilich nur an Localverhältnisse gebunden, was indessen gewissermaßen auch bei den Dampfmaschinen der Fall ist. Noch vielen anderen metallurgischen Processen steht eine von der Elektrochemie ausgehende Reform bevor; auch hier würde man als Nebenproduct mechanische Arbeit erhalten. Ich meine daher, man würde anfänglich die Sache lieber umkehren müssen. Man errichte die galvanischen Batterien nicht um der elektromagnetischen Maschinen willen, sondern baue solche Maschinen da, wo galvanische Batterien, oder elektrolytische Processe im Allgemeinen, anderer Zweke wegen eingeführt sind, oder eingeführt seyn könnten, in den Münzwerkstätten, z.B. auf Kupferhütten oder bei anderen Gelegenheiten, von denen ich im zweiten Theile meines Berichtes noch zu sprechen gedenke. Wenn nun bei der Förderung unserer Aufgabe die Verbesserung und Vereinfachung der galvanischen Batterien immer als die Lebensfrage erscheint, so müssen sich die elektromagnetischen Maschinen von selbst einstellen, wenn, wie es der nächsten Zukunft unfehlbar vorbehalten ist, die elektrolytischen Processe eine größere und allgemeinere Verbreitung erhalten. Der Impuls, der in dieser Beziehung erst seit ein paar Jahren gegeben worden, hat schon jezt sich der unerwartetsten Erfolge erfreut, die nicht verfehlen werden, eine günstige Rükwirkung auszuüben. Es wäre daher eine unverzeihliche Einseitigkeit, wenn ich Untersuchungen, die auf diesem Gebiete geführt werden, als nicht zu den elektromagnetischen Maschinen gehörig betrachten oder gewissermaßen proscribiren wollte, weil ihre Resultate sich noch nicht geradezu mit Händen greifen lassen. Die Phänomene, mit denen wir es zu thun haben, sind so vielseitig und reichhaltig, daß, sollte es uns nicht gelingen das Problem zu lösen, indem wir es direct angreifen, wir dennoch nicht verzweifeln dürfen, es von dieser oder jener Seite her zu bewältigen. Ergeben die vorgesezten Untersuchungen, daß Zink zu kostspielig ist, so wird man sich ganz einfach darum bemühen müssen, ein Verfahren zu finden, um dasselbe billiger zu stellen, und so die Zukunft dieser Maschinen zu sichern. Aber an einem Boden muß man sich festhalten, und das ist der Boden wissenschaftlicher Entwikelung. Man gebe uns nur Zeit; doch sind wir leider in dem Falle, daß wenn es dem Astronomen gegönnt ist, sich wissenschaftliche Denkmale für eine ferne Zukunft zu errichten, unsere Gegenwart begierig darauf wartet ihre Kinder zu verschlingen, sobald sie sich nur dem Mutterschooße entwunden.