Page images
PDF
EPUB

14 Linien dicke Platte zeigte nur am Glaskreuz die durch Doppeltbrechung entstehenden Nebenbilder. • Der Parallelismus, der sich bisher zwischen den Absorptionserscheinungen des Lichtes und der strahlenden Wärme in Beziehung auf Turmalin nach Forbes und Melloni, und auf Rauchtopas nach Knoblauch's Versuchen gezeigt hat, lässt vermuthen, dass diefs auch für die Glimmer und andere Krystalle sich nachweisen lasse. Die Nachweisung derselben in Beziehung auf den Glimmer wäre interessant, weil auf diese Weise dadurch nachgewiesen würde, dass auch für die Erscheinungen der Wärme die zweiaxigen Krystalle sich von den einaxigen unterscheiden. Da nach den Untersuchungen von Sillian und Blake die Durchwärmigkeit verschiedener Glimmerarten sehr verschieden ist, so zeigen sich für die Glimmer vielleicht bier ähnliche Unterschiede wie in Beziehung auf das Licht für die Turmaline. Auch werden, wenn die Absorption von der Wellenlänge abhängt, wie es schon von Forbes für die Turmaline nachgewiesen wurde, die optisch stark wirksamen vielleicht ganz andere seyn, als die thermisch kräftig wirkenden. Bei allen diesen Untersuchungen muss aber die zu untersuchende Platte so genau wie möglich senkrecht gegen den einfallenden Strahl gehalten werden, da wenn man den Krystall neigt, er wie ein Glassatz polarisirend wirkt und man daher die auf Absorption gegründete Polarisations-Wirkung eines Krystalls durch Neigung compensiren oder steigern kann.

XI. Untersuchungen über die specifischen Wärmen

der elastischen Flüssigkeiten;

von Hrn. V. Regnault.
(Compt. rend. T. XXXVI. p. 676.)

Seit mehr als zwölf Jahren beschäftige ich mich damit, die Elemente zu sammeln, welche erforderlich sind zur Lösung der allgemeinen Aufgabe:

Welche Bewegungs - Arbeit kann eine gegebene Wärmemenge, theoretisch genommen, leisten, wenn sie, unter verschiedenen practisch herstellbaren Umständen, zur Entwicklung und zur Ausdehnung verschiedener elastischer Flüssigkeiten angewandt wird.

Die vollständige Lösung dieser Aufgabe würde nicht nur die wahrbafte Theorie der jetzt gebräuchlichen Dampfmaschinen geben, sondern auch die der Maschinen, in welchen der Wasserdampf ersetzt wäre durch einen andern Dampf oder selbst durch eine permanente elastische Flüssigkeit, deren Elasticität durch Wärme erhöht wird.

Zur Zeit, da ich diese Untersuchungen unternahm, schien mir die Aufgabe einfacher als jetzt. Ausgehend von den damals in der Wissenschaft anerkannten Sätzen, war es leicht, die verschiedenen Elemente derselben scharf zu definiren, und ich erdachte Methoden, mittelst deren sich hoffen liess, successive die Gesetze derselben zu finden und Zahlenwerthe für sie festzusetzen. Allein, wie es gewöhnlich in Erfahrungswissenschaften geht: je mehr ich in meinen Studien vorrückte, desto mehr erweiterte sich der Gesichtskreis. Die Fragen, die mir anfangs am einfachsten erschienen, wurden bedeutend verwickelt; und vielleicht würde ich nicht den Muth gehabt haben, diesen Gegenstand anzugreifen, wenn ich vom Anfange an alle Schwierigkeiten dabei eingesehen hätte.

Bis zur jüngsten Zeit hat man angenommen, dass die von einer selben elastischen Flüssigkeit entwickelten oder absorbirten Wärmemengen gleich seyen, wenn die Flüssigkeit aus einem selben Anfangszustand in einem identen Endzustand übergeht, in welchem Sinne auch der Uebergang geschehe; kurz man nahm an, dass die Wärmemengen nur von dem Anfangs- und Endzustand der Temperatur und des Druckes abhängig seyen, und nicht von den intermediären Zuständen, welche die Flüssigkeit durchlaufen hat. S. Carnot veröffentlichte i. J. 1824 unter dem Titel: Réflexions sur la puissance motrice du feu, ein, anfangs nicht sehr beachtetes, Werkchen, in welchein er als Princip aufstellte, dass die von einer Dampfmaschine geleistete Arbeit herrühre von dem Uebergang der Wärme der heisseren Quelle, welche die Wärme aussendet, zu dem kälteren Condensator, der sie zuletzt aufnimmt. Hr. Clapeyron bat die Carnot'sche Hypothese durch den Calcul entwickelt, und gezeigt, dass die von einem selben Gase gewonnenen oder verlorenen Wärmemengen dann nicht mehr alleinig von dessen Anfangs- und Endzustand abhängen, sondern auch von den intermediären Zuständen, die es durchlaufen hat.

Die mechanische Wärmetheorie hat seit einigen Jahren Beifall gefunden, und sie beschäftigt gegenwärtig eine grosse Anzahl Mathematiker. Allein man hat mit dem Carnot'schen Princip eine wichtige Abänderung vorgenommen; man hat angenommen, dass die Wärme in mechanische Arbeit, und umgekehrt, die mechanische Arbeit in Wärme verwandelt werden könne. Nach der Carnot'schen Theorie ist die Wärınemenge, welche die elastische Flüssigkeit bei ihrem Eintritt in die Maschine besitzt, gänzlich wieder enthalten in der austretenden Flüssigkeit oder im Condensator; die mechanische Arbeit wird alleinig bewirkt durch den Uebergang der Wärme aus dem Kessel, durch die Maschine hin, zu dem Condensator. Nach der neuen Theorie bewabrt diese Wärmemenge nicht ganz den Zustand als Wärme; ein Theil verschwindet beim Durchgang durch die Maschine und die geleistete bewegende Arbeit ist in allen Fällen proportional der verlorenen Wärmemenge. So proportional din

seinem Eintritt

Austritt oder 11

ist bei einer Dampfmaschine, ohne oder mit Condensation, mit oder ohne Expansion (détente), die mechanische Arbeit proportional dem Unterschiede zwischen der Wärmemenge, die der Dampf bei seinem Eintritt in die Maschine besass, und derjenigen, welche er bei seinem Austritt oder im Momente seiner Condensation noch besitzt. Um, nach dieser Theorie, von einer selben Wärmemenge das Maximum des mechanischen Effects zu erhalten, muss man es so einrichten, dass dieser Wärmeverlust der möglich grösste werde, d. h. dass die Spannkraft, welche der abgespannte Dampf in Moment seines Eintritts in den Condensator noch besitzt, die möglich schwächste sey. In allen Fällen ist jedoch die Wärmemenge, welche in der Dampfmaschine zur mechanischen Arbeit benutzt wird, ein sehr kleiner Bruch von derjenigen, die man genöthigt war, dem Kessel mitzutheilen. Bei einer Dampfmaschine mit Expansion, ohne Condensation, bei welcher der Dampf unter einem Drucke von fünf Atmosphären eintritt und unter dem Drucke einer Atmosphäre wieder austritt, beträgt die Wärmemenge welche der Dampf bei seinem Eintritt besitzt, nach meinen Versuchen etwa 653 Einheiten, und die, welche er bei seinem Austritt noch behält, 637. Nach der obigen Theorie würde also die zur mechanischen Arbeit benutzte Wärmemenge nur 653 – 637=16 Einheiten seyn, d. h. blofs to der dem Kessel gegebenen Wärmemenge. Bei einer Maschine mit Condensation, welche gesättigten Dampf von fünf Atmosphären empfing, und dessen Condensator beständig eine Spannkraft von 55 Millimeter Quecksilber bewahrte, wäre die Wärmemenge des Dampfs bei seinem Eintritt 653 Einheiten, und die bei seiner Condensation in dem Moment, wo er für die mechanische Wirkung verloren ist, 619 Einheiten. Die benutzte Wärmemenge be. trüge also 34 Einheiten oder etwas mehr als zo der dem Kessel zugeführten.

Einen grössern Bruchtheil von zur mechanischen Arbeit benutzter Wärme erhält man, entweder indem man den Dampf bei seinem Eintritt in die Maschine überbitzt, oder Poggendorff's Annal. Bd. LXXXIX.

22

indem man die Temperatur der Condensation möglichst erniedrigt. Allein diess letztere Mittel ist in Praxis schwer zu verwirklichen; und überdiefs würde es nöthigen, die zum Condensiren bestimmte Menge kalten Wassers bedeutend zu vergrössern, was bewegende Arbeit verbrauchte, und man könnte zur Speisung des Kessels nur sehr wenig erhitztes Wasser anwenden. Leichter wird man dasselbe Ziel erreichen, wenn man dem Wasserdampf in der Maschine eine geringere Expansion erlaubt und diesen Dampf durch Einspritzung einer sehr flüchtigen Flüssigkeit, wie Aether oder Chloroform, verdichtet. Die Wärme, welche der Wasserdampf im Moment dieser Condensation besitzt, und von welcher man nur einen sehr kleinen Theil in mechanische Arbeit hätte umwandeln können, geht in die flüchtigere Flüssigkeit über und verwandelt sie in Dampf von hohem Druck. Leitet man diesen Dampf in eine zweite Maschine, wo er sich ausdehnt détend) bis zu der Spannkraft, wo das Einspritzwasser ihn practisch in den Condensator führen kann, so wird ein Theil der Wärme in Bewegungsarbeit umgewandelt; und die auf die nuinerischen Data meiner Versuche gestützte Rechnung zeigt, dass dieser Theil viel grösser ist als der, welchen man durch eine beträchtlichere Ausdehnung (détente) des Wasserdampfs in der ersten Maschine hätte erhalten können. Auf diese Weise erklärte sich vollkommen das ökonomische Resultat, welches sich durch Verknüpfung zweier Maschinen, einer mit Wasserdampf, und einer mit Aether- oder Chloroform - Dampf, erhalten lässt und worüber man seit einiger Zeit Versuche angestellt hat.

In den Luftmaschinen, in denen die bewegende Kraft durch die von der Wärme bewirkte Ausdehnung des Gases oder Erhöhung der Spannkraft desselben erzeugt wird, würde die bei jedem Kolbenhub hervorgebrachte Bewegungsarbeit proportional seyn dem Unterschied der Wärmemengen, welche die eintretende und die austretende Luft besitzt, d. h. dem Wärmeverlust, welchen die Luft beim Durchstreichen der Maschine erleidet. Allein da bei dem

« ՆախորդըՇարունակել »