Part 8

Man gibt meistens das sp. G. der Gase nicht in bezug auf Wasser, sondern ^in bezug auf Luft^ an. Ist das sp. G. der Kohlensäure = 1,5291, so heißt das: Kohlensäure ist 1,53 mal so schwer wie Luft; will man hieraus das sp. G. der Kohlensäure in bezug auf Wasser haben, so muß man es mit 0,00129 multiplizieren nach dem Satze:

Kohlens. Kohlens. Luft ~sp G = sp G · sp G ~ Wasser Luft Wasser

~sp G~ = 1,5291 · 0,001293 = 0,001977.

Der Luftballon.

Jeder Körper bekommt in der Luft einen Auftrieb, der gleich dem Gewichte der verdrängten Luftmasse ist. Dieser Auftrieb, nicht beträchtlich bei festen und flüssigen Körpern, ist von wesentlichem Einfluß bei luftförmigen. Denn da z. B. Wasserstoffgas ein sp. G. von 0,06926 hat, also ein _cbm_ Wasserstoff 0,089 _kg_ wiegt, in der Luft aber einen Auftrieb von 1,293 _kg_ erfährt, so wird jedes _cbm_ Wasserstoff von der Luft nach aufwärts getrieben mit der Kraft von 1,204 _kg_. Dasselbe gilt von jedem Gase, das spezifisch leichter ist als die Luft, also auch von warmer Luft, die von kälterer umgeben ist, da die warme Luft leichter ist als kalte.

Füllt man einen aus leichtem Stoffe gefertigten Ballon mit einem leichten Gas, also Wasserstoff, Leuchtgas, warmer Luft, und ist der Auftrieb des Gases noch größer als das Gewicht des Gases nebst dem Gewicht des Stoffes, aus dem der Ballon gefertigt ist, so steigt der Ballon in die Höhe; es ist ein Luftballon.

Der erste Luftballon wurde von Montgolfier 1783 gefertigt und mit erwärmter Luft gefüllt, in demselben Jahre füllte Charles einen Ballon mit Wasserstoff; bald darauf füllte man sie mit dem billigen Leuchtgas. Vielfach werden sie von Naturforschern benutzt, um den Zustand der Luft und manche Erscheinungen in höheren Luftschichten zu untersuchen, so zuerst von ~Pilastre du Rocier~ und ~Marquis d’Arlandes~ 1783, ~Gay-Lussac~ 1804. Die größte Höhe (9000 m) erreichte ~Glaisher~ 1864. Viele Versuche wurden schon gemacht, den Luftballon lenkbar zu machen.

Aufgaben:

#44.# Wie viel Centner Leuchtgas vom sp. G. 0,894 enthält ein Gasometer von 870 _cbm_ Inhalt bei einem Druck von 716 _mm_?

#45.# Welches Volumen haben 32 _g_ Wasserstoffgas bei einem Druck von 2¼ Atmosphären, wenn das sp. Gewicht des Wasserstoffes = 0,0693 ist?

#46.# Welchen Druck würde Luft ausüben, wenn sie auf ein sp. G. von 0,027 verdichtet ist?

#47.# Ein Behälter von 12 _l_ Größe, gefüllt mit Luft von 760 _mm_ Druck, wird mit einem Behälter von 18 _l_ Größe, gefüllt mit Luft von 520 _mm_ Druck, in Verbindung gesetzt. Welcher Druck stellt sich ein?

#48.# 10 _l_ Luft von 720 _mm_ Druck werden in einen Behälter von 30 _l_ Größe, welcher schon Luft von 850 _mm_ Druck enthält, hineingepreßt. Welcher Druck entsteht dadurch?

#49.# In einen Behälter von 10 _l_ Rauminhalt, der schon Luft von 2¾ Atm. enthält, werden viermal nacheinander je 6 _l_ gewöhnlicher Luft hineingepreßt. Welcher Druck ist schließlich vorhanden?

#50.# ~a~ Liter Luft vom Drucke ~p₁~ und ~c~ Liter Luft vom Drucke ~p₂~ werden in einen Raum von ~d~ Liter Inhalt gebracht. Welcher Druck herrscht dort?

#51.# In einen Raum von 15 _l_ Größe, gefüllt mit Luft von 1 Atm., bringt man 4 _l_ Kohlensäure auch von 1 Atm. Welcher Druck ist dann vorhanden und was wiegt 1 _l_ der Mischung?

43. Kompressionspumpe. Taucherglocke.

Will man Luft in einen Raum hineinpressen, so benützt man eine ^Kompressionspumpe^, die ähnlich wie eine Evakuationspumpe eingerichtet ist, nur werden die Hähne stets umgekehrt gestellt; zieht man den Kolben in die Höhe, so füllt sich der Stiefel mit äußerer Luft; drückt man den Kolben hinunter, so verbindet der Hahn den Stiefel mit dem Rezipienten, in welchen die Luft gepreßt wird.

Man benützt komprimiertes Leuchtgas zur Beleuchtung der Eisenbahnzüge und bei Leuchtbojen.

Eine ^Taucherglocke^ ist ein großer, glockenförmiger Kasten aus starkem Eisenblech; sie wird mittels Ketten auf den Grund des Meeres hinabgelassen. Durch den Druck des Wassers wird aber die Luft in der Glocke stark zusammengepreßt, bei 10 _m_ Tiefe auf die Hälfte, bei 20 _m_ Tiefe auf ¹/₃ des Volumens. Um also die Glocke mit Luft gefüllt zu halten, wird schon während des langsamen Herablassens vom Schiffe aus durch Kompressionspumpen Luft in die Glocke gepreßt, so daß die Arbeiter, am Meeresgrunde angekommen, nur in ganz seichtem Wasser stehen. Weiteres Pumpen versorgt sie beständig mit frischer Luft, so daß sie einige Stunden an der Arbeit bleiben können. Von dem starken Drucke der Luft haben die Arbeiter keine weiteren Beschwerden, da sich auch in ihren Lungen solche Luft befindet, und sich deshalb innerer und äußerer Druck das Gleichgewicht halten.

Auf dem großen Drucke komprimierter Luft beruht auch die Wirkung des ^Schießpulvers^ und anderer Sprengstoffe (Schießbaumwolle, Dynamit). Der Sprengstoff verwandelt sich durch die Entzündung rasch und fast vollständig in Gas, welches, wenn es nur unter dem Drucke einer Atmosphäre stände, einen viel größeren Raum einnehmen würde als der Stoff, aus dem es entstanden ist. Da es aber im Momente der Entzündung nur denselben Raum hat wie das Pulver, so ist es komprimiert, es hat eine sehr große Expansivkraft, die durch die Verbrennungshitze noch gesteigert wird, und treibt deshalb die Kugel aus dem Geschütze oder sprengt den Felsen. Der Druck der Pulvergase bei groben Geschützen beträgt 1500-2500 Atm.

44. Die Luft als elastischer Körper.

#Ist eine Luftmasse allseitig von gewöhnlicher Luft umgeben, so zeigt sie ein ähnliches Verhalten wie elastische Körper.#

Wenn man etwa bei der Luftpumpe den Kolben in die Mitte stellt und den Stiefel unten verschließt, so ist der untere Teil mit gewöhnlicher Luft gefüllt. Drückt man nun den Kolben nach abwärts, so wird er nachher durch die ^Expansivkraft^ der komprimierten Luft wieder bis zur Mitte zurückgeschoben; zieht man den Kolben nach aufwärts, so wird er nachher durch den ^Druck der äußeren Luft^ wieder nach abwärts gedrückt bis zu seiner ersten Stellung. Die Luft zeigt demnach ein ^ähnliches^ Verhalten wie elastische Körper; man hat deshalb die Gase elastisch-flüssige Körper genannt, und nennt sie sogar ^vollkommen^ elastisch, weil sie sich ^beliebig stark^ zusammendrücken und ausdehnen lassen und doch wieder ihr ursprüngliches Volumen unverändert annehmen, also nicht an eine Grenze der Elastizität gebracht werden können. Sie sind aber nicht elastisch in dem Sinne wie man feste und flüssige Körper elastisch nennt; ^denn ein Bestreben bei Ausdehnung wieder in die ursprüngliche kleinere Gestalt zurückzukehren, haben die luftförmigen Körper überhaupt nicht, sondern sie haben das Bestreben, sich immer weiter auszudehnen^.

45. Die Pumpen.

[Abbildung: Fig. 63.]

Die #Saugpumpe# dient dazu, um Wasser aus einem Brunnen herauszuschaffen. Sie hat einen ^Pumpenstiefel^, ein gut ausgedrehtes Metallrohr, das nach unten als ^Saugrohr^ sich bis zum Wasser fortsetzt. Am unteren Ende des Stiefels befindet sich ein nach auswärts sich öffnendes Ventil, das ^Saug- oder Bodenventil^. Im Stiefel befindet sich der ^Kolben^, der mittels der Kolbenstange auf und ab bewegt werden kann. Der Kolben ist durchbohrt und hat oben ein nach oben sich öffnendes Ventil, das ^Kolben- oder Druckventil^. Oben setzt sich der Stiefel in das nach aufwärts führende ^Steigrohr^ fort, das zum ^Ausflußrohre^ führt.

Zieht man den Kolben aufwärts, so wird die zwischen den beiden Ventilen befindliche Luft verdünnt, das Kolbenventil bleibt geschlossen, weil der äußere Luftdruck stärker darauf drückt als die verdünnte Luft; dagegen öffnet sich das Saugventil, weil die im Saugrohr befindliche gewöhnliche Luft stärker drückt als die verdünnte Luft, und es strömt Luft aus dem Saugrohr in den Stiefel; die Luft im Saugrohr wird dadurch dünner, drückt nicht mehr so stark auf das Wasser als der äußere Luftdruck, folglich steigt das Wasser im Saugrohr etwas in die Höhe.

Drückt man nun den Kolben nach abwärts, so hat sich zunächst das Bodenventil durch sein eigenes Gewicht geschlossen, die Luft im Stiefel wird zusammengedrückt, bekommt eine größere Expansivkraft als die äußere Luft, hebt deshalb das Kolbenventil und strömt dort hinaus. Die Pumpe hat zunächst als Luftpumpe gewirkt, indem sie einen Teil der im Saugrohr enthaltenen Luft entfernt hat.

Pumpt man weiter, so wiederholt sich derselbe Vorgang, wodurch die Luft im Saugrohr immer dünner wird; deshalb steigt auch das Wasser im Saugrohr wegen des äußeren Luftdruckes immer höher und kommt so in den Stiefel; drückt man nun nach abwärts, so strömt das im Stiefel befindliche Wasser durch das Kolbenventil auf die obere Seite des Kolbens; zieht man wieder in die Höhe, so wird einerseits das über dem Kolben befindliche Wasser nach aufwärts gehoben, anderseits würde im Stiefel zwischen den beiden Ventilen ein luftleerer Raum entstehen, weshalb durch den äußeren Luftdruck wieder Wasser in den Stiefel gedrückt wird. Ist das Wasser in der angegebenen Weise angesaugt, und schließen die Ventile gut, so bleibt die Pumpe mit Wasser gefüllt, und gibt, wenn man später wieder pumpt, schon beim ersten Zuge Wasser. (Diese Erklärung zuerst von ^Robert Boyle^ 1666.)

Da das Wasser im Saugrohr bis zum Kolbenventil nur durch den äußeren Luftdruck gehoben wird, so darf man den Stiefel nicht höher als 10 _m_ über dem Wasserspiegel anbringen, nimmt sogar in der Regel höchstens 8 _m_. Bei tiefen Brunnen ist dies oft unangenehm, aber nicht zu vermeiden.

[Abbildung: Fig. 64.]

Die #Druckpumpe# dient dazu, das Wasser aus dem Brunnen herauszupumpen, und es dann noch auf eine gewisse Höhe zu heben. Sie besteht wie die Saugpumpe aus ^Pumpenstiefel, Saugrohr und Saugventil^; der Kolben aber ist ^massiv^. Am unteren Ende des Pumpenstiefels zweigt sich nach der Seite die ^Steigröhre^ ab, an deren Anfang ein nach auswärts schlagendes Ventil, das ^Druck- oder Steigventil^, sich befindet, und die dann nach aufwärts zur ^Ausflußöffnung^ führt.

Geht der Kolben aufwärts, so öffnet sich das Saugventil, die Luft strömt aus dem Saugrohr in den Stiefel, und das Wasser steigt im Saugrohr; geht der Kolben abwärts, so wird die Luft im Stiefel zusammengepreßt; öffnet das Steigventil und tritt dort aus; durch weiteres Pumpen wird die Luft im Saugrohr immer mehr verdünnt, so daß das Wasser immer höher steigt, bis es in den Stiefel selbst gelangt; beim Herabdrücken des Kolbens wird es dann in die Steigröhre getrieben und kann in ihr beliebig hoch emporgetrieben werden.

Bei der Saugpumpe wird das Wasser nur gehoben, wenn der Kolben nach aufwärts geht; bei der Druckpumpe wird sowohl beim Aufwärts- als auch beim Abwärtsgehen des Kolbens Wasser gehoben, und die Arbeit ist dadurch ^gleichmäßiger verteilt^; deshalb wendet man mit Vorliebe eine Druckpumpe an, wenn die Pumpe durch eine Maschine getrieben werden soll.

Aufgaben:

#52.# Bei einer Saugpumpe ist der Kolben 6 _m_ über dem Wasserspiegel und noch 7,2 _m_ von der Ausflußöffnung entfernt; sein Querschnitt beträgt 0,9 _qdm_. Welche Kraft hat man zum Aufziehen nötig und welche Arbeit leistet man pro 1", wenn man 45 Züge in der Minute macht und die Hubhöhe 18 _cm_ beträgt; beidesmal werden für innere Arbeit 15% dazugerechnet. Wie viel Wasser fördert man in einer Stunde?

#53.# Bei einer Druckpumpe ist der Kolben 8 _m_ über dem Wasserspiegel und das Steigrohr reicht noch 13 _m_ in die Höhe. Der Kolben hat 1,4 _qdm_ Querschnitt und 20 _cm_ Hubhöhe. Welche Kraft hat man beim Hub, welche beim Druck nötig? Wie schwer muß man den Kolben durch Zusatzgewicht machen, damit beide Kräfte gleich werden? Welche Arbeit verrichtet man bei 25 Kolbenzügen pro Minute? Wie viel Wasser wird dadurch gefördert?

46. Die Spritzen.

[Abbildung: Fig. 65.]

Der #Heronsball#: Ein ballonartiges starkwandiges ^Metallgefäß^ wird etwa halb mit Wasser gefüllt, dann wird in seine obere Öffnung eine ^Röhre^ luftdicht eingeschraubt, die fast bis an den Boden des Gefäßes reicht und oben einen Hahn und eine feine ^Ausflußöffnung^ hat. Man preßt durch eine ^Kompressionspumpe^ noch mehr Luft in den Ballon, wodurch sie eine große Expansivkraft bekommt. Öffnet man nun den Hahn, so drückt die Luft im Innern des Ballons stärker auf das Wasser als die äußere Luft, und treibt es in Form eines starken Strahles heraus.

Die Steighöhe des Strahles nimmt ab, je mehr die Luft durch Ausdehnung an Expansivkraft verliert und verschwindet, wenn ihre Expansivkraft gleich dem äußeren Luftdruck geworden ist.

Hat die Luft im Ballon eine Spannkraft von 2 Atmosphären, so wirkt diesem Druck der äußere Luftdruck entgegen, so daß ein ^Überdruck^ von einer Atmosphäre vorhanden ist; dieser treibt das Wasser auf ca. 10 _m_. Bei einer Spannung von 3 Atmosphären ist die Steighöhe ca. 20 _m_ u. s. f. Diese Steighöhe wird ^nicht ganz^ erreicht, weil das herausspringende Wasser in der Luft einen ^Reibungswiderstand^ erfährt.

Stellt man einen Heronsball unter den Rezipienten der Luftpumpe, so fängt er beim Evakuieren zu springen an. (^Robert Boyle^.)

[Abbildung: Fig. 66.]

Der #Heronsbrunnen#: zwei geschlossene Gefäße ~A~ und ~B~ sind durch die Röhren ~R~ und ~S~ in der aus Fig. 66 ersichtlichen Art verbunden. Auf ~A~ steht noch ein Auffanggefäß ~C~ und aus ~A~ reicht eine Röhre mit feiner Mündung (Spritzenöffnung) heraus. ~A~ wird mit Wasser gefüllt, ~B~ ist leer. Wird nun etwas Wasser in ~C~ geschüttet, so springt das Wasser aus ~A~ durch die Spritzenöffnung in Form eines kleinen Springbrunnens heraus. Denn das Wasser von ~C~ dringt durch ~R~ in ~B~ ein, verdichtet durch seinen Druck (Höhe ~cb~) die Luft in ~B~, also auch durch die Röhre ~S~ die Luft in ~A~; diese treibt das Wasser durch ihren Überdruck (gleich der Höhe ~cb~) aus der Spritzenöffnung, und das Wasser erreicht eine Höhe, welche, von ~s~ aus gemessen, um ~as~ kleiner ist als ~bc~. Es springt, so lange das Wasser in ~A~ reicht, oder bis ~B~ sich mit Wasser gefüllt hat; dann muß ~A~ gefüllt und ~B~ entleert werden. Dieser Apparat bietet ein gutes Beispiel dafür, daß eine Wassersäule einen Druck ausübt, daß sich dieser Druck in der Luft fortpflanzt und selbst wieder einen Druck ausübt. Durch Herabsinken des Wassers von ~C~ nach ~B~ kann Wasser von ~A~ aus gehoben werden. Er wird zu kleinen Zimmerfontänen verwendet.

Eine #Spritze# besteht aus einer ^Druckpumpe^ und einem #Windkessel#. Letzterer ist ein starkwandiges, ^ballonnartiges Gefäß^, das in das ^Steigrohr^ eingeschaltet ist (Fig. 67); das Steigrohr mündet in einer ^Spritzenöffnung^, dem Mundstück.

[Abbildung: Fig. 67.]

Wird nun gepumpt und verschließt man die Spritzenöffnung zuerst mit einem Hahne oder bloß mit dem Daumen, so sammelt sich das Wasser im Windkessel, indem es die dort befindliche Luft zusammendrückt. Läßt man nun die Spritzenöffnung frei, so drückt die Luft im Windkessel das Wasser in Form eines starken Strahles heraus, ähnlich wie beim Heronsball.

Wenn man immer so viel Wasser in den Windkessel pumpt, als herausspritzt, so erhält man einen ^gleichmäßigen Wasserstrahl, der stets nahezu gleich hoch und gleich weit geht und beständig andauert, oder kontinuierlich ist^. Der Strahl springt ^auch in der Zeit, in welcher der Kolben in die Höhe geht^, in der also kein Wasser in den Windkessel gepreßt wird, da in dieser Zeit das im Windkessel vorhandene Wasser durch die komprimierte Luft herausgedrückt wird; ^je geräumiger^ der Windkessel ist, desto ^gleichmäßiger^ ist der Strahl. (^Gartenspritzen^, ^Handfeuerspritzen^.)

Die #Feuerspritze# hat zwei Druckpumpen, deren Kolbenstangen an den beiden Armen eines Hebels so angebracht sind, daß sie ^abwechselnd^ wirken, also dem Windkessel abwechselnd Wasser zuführen; unten am Windkessel führt ein ^Rohr^ nach auswärts, an das der ^Steigschlauch^ angeschraubt wird, an dessen Ende die Spritzenöffnung, das ^Mundstück^ sich befindet. Aus ihr spritzt dann das Wasser heraus, getrieben durch den Überdruck der im Windkessel befindlichen Luft; ihr Strahl ist noch gleichförmiger als der der einfach wirkenden Spritze.

[Abbildung: Fig. 68.]

Häufig laufen beide Saugrohre in ein Rohr zusammen, und an dieses wird ein langer Saugschlauch angeschraubt. Läßt man diesen ins Wasser hinabhängen, so wird durch die Pumpen das Wasser direkt in die Stiefel gesaugt, und man hat nicht nötig, es herbei zu tragen. Ein solcher Saugschlauch muß sehr fest sein; denn von außen drückt die Luft, während innen ein nahezu luftleerer Raum, also fast kein Druck ist. Der Luftdruck würde ihn also zusammenquetschen, drosseln; man macht deshalb den Saugschlauch aus starken Eisenringen, die durch Kautschuk verbunden und mit Segeltuch umwickelt sind. Der Steigschlauch dagegen, der durch den Druck des Wassers auseinander getrieben wird, besteht bloß aus Segeltuch.

Wasserleitungsanlagen, welche kein Hochreservoir besitzen, ersetzen dieses durch mächtige Windkessel.

Aufgaben:

#54.# Ein Heronsball von 5 _l_ Inhalt ist halb mit Wasser gefüllt. Man pumpt noch 3½ _l_ Luft hinein. Wie hoch wird dann das Wasser steigen und wie hoch schließlich, wenn der letzte Rest die Mündung verläßt?

#55.# Eine Feuerspritze schickt das Wasser 24 _m_ hoch. Die Pumpenstiefel haben je 1¼ _qdm_ Querschnitt und 2 _dm_ Hubhöhe und sind an 45 _cm_ langen Druckarmen angebracht, während die Spritzenleute an 135 _cm_ langen Armen arbeiten. Wie groß ist die Arbeit der Männer pro 1", wenn in einer Minute 70 Pumpenzüge erfolgen, und ¹/₃ durch Reibung verloren geht? Welcher Druck herrscht im Windkessel, und wie groß ist der Effekt des gehobenen Wassers?

47. Die Heber.

[Abbildung: Fig. 69.]

[Abbildung: Fig. 70.]

Ein #Heber# ist ein in starkem Knie ^gebogenes Rohr^, dessen Schenkel ^verschiedene Länge^ haben. Er dient dazu, eine Flüssigkeit aus einem höheren Gefäß in ein niedriger stehendes zu leiten. Man taucht den Heber mit dem kürzeren Schenkel in die Flüssigkeit, so daß der längere Schenkel nach abwärts gerichtet ist, und saugt dann mit dem Munde am längeren Schenkel (Saugheber); dadurch entfernt man die Luft aus ihm, und ^die Flüssigkeit wird durch den äußeren Luftdruck in den Heber getrieben^ und füllt ihn an. Ist der Heber angesaugt und gibt man dann das untere Ende des Hebers frei, so fließt die Flüssigkeit aus dem oberen Gefäß durch den Heber in das untere; denn ^da im längeren Schenkel eine höhere Flüssigkeitssäule ist als im kürzeren^, so übt diese einen ^stärkeren Druck^ aus als die im kürzeren.

Beim #Giftheber# ist nahe am untern Ende des langen Schenkels ein Saugrohr angebracht, das sich zu einer Kugel ausbaucht. Er wird angesaugt, indem man den langen Schenkel unten verschließt und nun am Saugrohr mit dem Munde saugt; dadurch wird die Luft aus dem Heber entfernt, und er füllt sich mit Flüssigkeit, bevor solche in den Mund gelangen kann.

Der #Stechbecher# ist eine weite Glasröhre, die oben so eng ist, daß man sie mit dem Finger verschließen kann, und unten wie zu einer Spritze ausgezogen, in eine feine Öffnung ausläuft. Taucht man ihn in eine Flüssigkeit, so füllt er sich, soweit er eingetaucht ist. Schließt man oben und zieht ihn heraus, so kann die Flüssigkeit nicht herauslaufen, weil sie getragen wird durch den auf die untere Öffnung nach aufwärts wirkenden Druck der äußeren Luft. Es läuft beim Herausziehen wohl etwas Flüssigkeit heraus; dadurch dehnt sich dann die innere Luft aus und bekommt einen kleineren Druck, welcher eben gerade so groß wird, daß er in Verbindung mit dem Drucke der darin bleibenden Flüssigkeit gleich wird dem äußeren Drucke. Noch dazu ist die untere Öffnung so eng, daß Luft und Wasser sich nicht ausweichen können, also auch das Wasser auf diese Weise nicht herausfließen kann. Er wird benützt, um Proben einer Flüssigkeit aus Fässern herauszunehmen.

[Abbildung: Fig. 71.]

Vierter Abschnitt.

Die Wärme.

48. Wärmezustand, Temperatur.

Wir unterscheiden schon durch unser ^Gefühl^, ob ein Körper kalt, warm oder heiß ist, finden also einen gewissen Unterschied im Zustande eines Körpers und nennen die Ursache dieses Unterschiedes ^Wärme^. #Der Zustand der Wärme, in dem ein Körper sich eben befindet, heißt seine Temperatur.# Zwei Körper haben gleiche Temperatur, wenn sie in Berührung gebracht ihre Temperatur nicht verändern. Sie haben ungleiche Temperatur, wenn sie bei Berührung ihre Temperatur verändern und zwar wird dabei der kältere Körper wärmer, seine Temperatur ^steigt^, der wärmere wird kälter, seine Temperatur ^sinkt^.

Unser Gefühl ist aber ein ziemlich unzuverlässiges Mittel zur Bestimmung der Temperatur, denn häufig erscheinen uns zwei gleich warme Körper verschieden warm, z. B. Eisen fühlt sich kälter an als Holz, wenn beide sehr kalt sind, dagegen wärmer als Holz, wenn beide sehr warm sind; ja sogar ein und derselbe Körper kann uns verschieden warm erscheinen; taucht man nämlich zugleich die rechte Hand in sehr warmes, die linke in kaltes Wasser, und dann beide zugleich in ein und dasselbe lauwarme Wasser, so findet es die rechte Hand kalt, die linke warm.

49. Die Thermometer.

#Das Thermometer dient zur Bestimmung der Temperatur eines Körpers.# Das bekannteste, zugleich einfachste und beste ist das #Quecksilberthermometer#; es beruht darauf, daß das Quecksilber, wie jeder andere Körper, sich ^ausdehnt^, wenn es ^wärmer^ wird, und sich ^zusammenzieht^, wenn es ^kälter^ wird. An eine ^enge Glasröhre^ ist unten eine Kugel angeblasen; die Kugel und ein Teil der Röhre sind mit ^Quecksilber^ gefüllt. Bei der Erwärmung dehnt es sich aus, hat in der Kugel nicht mehr Platz und steigt deshalb in der Röhre; beim Abkühlen zieht es sich zusammen, sinkt also in der Röhre, indem es wieder in die Kugel zurückgeht. #Durch den Stand des Quecksilbers in der Röhre wird die Temperatur bestimmt.#

[Abbildung: Fig. 72.]

Ein ^gutes^ Thermometer muß folgende Eigenschaften haben. Das Glas der Kugel muß sehr ^dünn^ sein, damit die Wärme leicht in das Quecksilber eindringen kann; man macht das Gefäß häufig ^länglich^, damit die Wärme bei einer größeren Fläche eindringen kann. Die Kugel sollte eigentlich ^groß^ sein, damit sie viel Quecksilber faßt; weil aber eine große Masse Quecksilber lange braucht, bis sie die Wärme des sie umgebenden Körpers angenommen hat, macht man die Kugel meist klein und dafür die ^Röhre recht eng^. Das Quecksilber muß ^ganz rein sein^, weil sonst beim Abkühlen häufig das Quecksilber nicht in die Kugel zurückgeht, indem der Quecksilberfaden abreißt. Die Kugel und Röhre müssen ^luftleer sein^; man erreicht dies wie beim Barometer durch Auskochen. Ist die Kugel ausgekocht, so erwärmt man sie bis zu dem Grade, bei dem das Quecksilber die ganze Röhre ausfüllen soll, und schmilzt dann die Röhre oben zu, so daß beim Sinken des Quecksilbers in der Röhre ein ^luftleerer^ Raum entsteht.

Die #Röhre muß überall gleich weit sein# ^oder dasselbe Kaliber haben^, damit das Quecksilber bei gleicher Ausdehnung auch um gleich viel in der Röhre steigt. Nur Normalthermometer haben kalibrierte Röhren.

[Abbildung: Fig. 73.]

Zur ^Einteilung der Skala^ bestimmt man die zwei ^Fixpunkte^. Man steckt das Thermometer in ^gestoßenes Eis, besser in frisch gefallenen Schnee^, der in langsamem Schmelzen begriffen ist. So lange die Kugel von schmelzendem Schnee umgeben ist, bleibt das Quecksilber in der Röhre beständig auf demselben Punkte, gleichgültig, wie warm die Umgebung ist. Diesen Punkt bezeichnet man auf der Skala mit 0, und nennt ihn den #Nullpunkt, Eis- oder Gefrier- oder Schmelzpunkt#.

Man hält das Thermometer ^in den Dampf kochenden Wassers^, bezeichnet den Stand des Quecksilbers und nennt diesen Punkt den #Siedepunkt#. Es findet sich, daß hiebei das Quecksilber auch beständig auf derselben Stelle steht, gleichgültig wie stark das Wasser kocht; jedoch werden wir hierüber später noch genaueres erfahren. Die zwei Fixpunkte sind stets leicht und sicher zu bestimmen.