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wieder in den Regenerator zurückströmt, muss sie während ihrer Ausdehnung fortwährend mit einer Wärmequelle von der Temperatur t, hier die Wände des Cylinders oder vielmehr der Heerd des Feuers, in Berührung bleiben, damit sie in jedem Augenblicke die durch ihre Ausdebnung latent gewordene oder in Arbeit verwandelte Wärme wieder ersetzt erhalte. Wäre diese constante Wärmequelle nicht vorhanden, so würde sie in das Ende des Regenerators B mit einer Temperatur niedriger als t zurückströmen; es würde hiedurch aber das Gleichgewicht in den Temperaturen der einzelnen Theile des Regenerators gestört, und durch allmälige Abkühlung dieses Apparates der Gang der Maschine gehemmt werden.

Es ergiebt sich hieraus im Gegensatze zur Carnotschen Theorie, dass, um mittelst Wärme mechanische Kraft hervorzubringen, allerdings das Vorhandenseyn einer constanten Wärmequelle von höherer Temperatur als die der umgebenden Theile der Maschine erforderlich ist, dass diese Wärmequelle aber keineswegs, bei gehöriger Anordnung der Maschine und des Regenerators, dazu diene, Wärme in einen kalten Körper hinüberzuschaffen, sondern dass sie nur da ist, um die durch Ausdehnung der Luft verschwundene Wärme zu ersetzen; diefs Verschwinden eines gewissen Wärmequantums in Betreff der bei jedem Kolbenhube geleisteten Arbeit oder im Allgemeinen der stattgehabten Expansion der Luft bildet daher das Wesentliche in der Lehre von der bewegenden Kraft der Wärme; ein vermeintlicher Uebergang derselben von einem warmen zu einem kalten Körper braucht hingegen nicht stattzufinden.

Um also nähere Einsicht in die Rolle zu erlangen, welche die Wärme bei Hervorbringung mechanischer Effecte spielt, ist es vor allen Dingen nöthig, über das sogenannte Latent- und Frei - Werden von Wärme, welches allemal bei gewaltsamer Volumveränderung der Gase und Dämpfe stattfindet, klar zu werden. Denken wir uns eine Gewichtsmenge Luft in ein ausdehnsames, aber für Wärme durch Leitung und Strahlung undurchdringliches Gefäss eingeschlossen, so ist die Gesammtwärme dieser Luftmenge unter allen Umständen eine Function des Volums, des Drucks und der Temperatur dieser Luftmenge, d. h. es kann kein Theil der Gesammtwärme fortgenommen werden, ohne zugleich eine oder mehrere der drei genannten Grössen zu ändern; es kann aber keine Wärmemenge geben, welche in Bezug auf alle jene drei Grössen latent seyn könnte, da sie alsdann eben überhaupt nicht vorhanden" wäre, indem Volum, Druck und Temperatur die einzigen Gesichtspunkte sind, unter welchen die Beschaffenheit einer Luftmenge quantitativ aufgefasst werden kann. Nun hängen jene drei Gröfsen vermöge des Mariotte’schen und Gay - Lussac'schen Gesetzes durch die bekannte Gleichung pork(1+at) zusammen, und es kann daher die Gesammtwärme q als Function des Volums und der Temperatur f(0, t) allein aufgefasst werden; der Gleichung q=f(0, t) zufolge muss auch dq= 100+ dt seyn, wenn unter dq eine sehr kleine Vermehrung der Gesammtwärme verstanden wird. Nun haben wir aber vorausgesetzt, das Gefäss sey für Wärme durch Leitung und Strahlung undurchdringlich; wenn also vermöge der ausdehinsamen Beschaffenheit des Gefässes das Volum desselben um eine kleine Grösse do vermehrt wird, so muss auch, da vermöge der obigen Voraussetzung dq immer gleich Null seyn soll, dt vermöge der gegebenen Verinehrung von v vollkommen aus der

da

Gleichung dt=-do

bestimmt seyn, und es kann jeder

Temperaturveränderung dt nur eine ganz bestimmte Volumänderung do entsprechen. Es ist jedoch aus einem älteren Versuche von Gay-Lussac und Laplace, und aus der Wiederholung dieses Versuches durch Joule, welcher letztere bei Anwendung der genauesten Messungen zugleich die verschiedenen Modificationen, deren dieser Versuch fähig ist, prüfte, nachgewiesen, dass die Temperaturveränderung der Luft in einem für Wärme undurchdringlichen Gefässe durchaus nicht durch die Volumänderung bestimmt wird, dass jene vielmehr allein von der Grösse des mechanischen Effects abhängt, welchen die Luft bei ihrer Ausdehnung leistet. Joule liefs nämlich stark comprimirte Luft in ein luftleeres Gefäss überströmen und fand, dass die Gesammttemperatur der Luft in beiden Gefäfsen unverändert geblieben; ebenso liess er die comprimirto Luft in die Atinosphäre oder in luftverdünnte Räume strömen und fand, dass alsdann die verschwundene Wärme der bei der Ausdehnung geleisteten Arbeit proportional war, während im obigen Falle gar keine Arbeit geleistet, mithin auch keine Wärme absorbirt worden. Wenn aber die Temperaturveränderung bei einer bestimmten Volumveränderung nach Umständen verschieden ist, je nachdem es die Verhältnisse sind, unter welchen das Gas sich ausdehnt, só muss auch nothwendig eine Veränderung in der Gesammtwärme der Luftmenge stattfinden; es muss also Eine der beiden gemachten Voraussetzungen, dass die Gesammtwärine eine Function von Druck, Volum und Temperatur sey, und dass das betreffende Gefäss für Wärme undurchdringlich, nothwendig falsch seyn. Da der Mangel der ersteren Bedingung aber auf die Ungereimtheit fübren würde, dass in einer Luftmenge eine Quantität Wärme vorhanden sey, welche von keinem Einfluss auf irgend eine messbare Eigenschaft in derselben seyn könne, so bleibt uns nur übrig, anzunehmen, dass das Gefäss, obgleich es keine Wärme mittelst Leitung oder Strablung durchlasse, dennoch nicht vollkommen undurchdringlich für die Wärme sey, und dass die letztere in einer dritten Form, in der Gestalt eines geleisteten oder consumirten mechanischen Effectes aus der Luftmasse ein- oder ausgehen könne. Diese nothwendige Folgerung sagt keineswegs aus, dass Wärme in mechanischen Effect verwandelt werden könne, oder dass beide identisch seyen, sondern führt unmittelbar nur auf die Annahme einer neuen Fortpflanzungsweise desjenigen Agens, welches die Ursache der Temperaturveränderungen in den Körpern ist, welche an und für sich ebenso

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natürlich als die Verbreitung der Wärme durch Strahlung oder Leitung erscheint; mag diefs Agens nun aber als Materie oder als Kraft vorgestellt werden, so müssen wir in beiden Fällen an der unumgänglichen Voraussetzung festhalten, dass kein Theil derselben absolut zerstört oder aus Nichts entstehen könne, dass also jeder Veränderung der Wärmemenge eine entsprechende Veränderung des Druckes, des Volums oder der Temperatur zur Seite gehen müsse, wodurch wir eben auf den obigen Schluss geleitet worden sind.

Wenn nun aber die Volumveränderung in der Weise vor sich geht, dass durchaus keine Arbeit dabei geleistet wird, dass also keine Wärme in irgend einer Form aus dein Gefässe entweichen könne, so ist die Grösse der in Gase enthaltenen Gesammtwärme constant und unabhängig von der Veränderung des Volums, mithin 1=0 und es folgt daher aus der Gleichung dq=4 do +dt, dass q die Gesammtwärme nur eine Function der Temperatur t seyn kann, dass also, im Falle bei der Ausdehnung mechanischer Effect geleistet worden, eine der Grösse dieses Effectes entsprechende Wärmemenge nicht latent geworden, sondern wirklich aus der Luftmenge fortgeleitet wurde; und das Maass der auf diese Weise fortgepflanzten Wärme ist eben die Grösse des entsprechenden mechanischen Effectes, ebenso wie die Menge der durch Leitung oder Strahlung aus Einem Körper in einen anderen übergehenden Wärme durch die Temperaturerniedrigung des Einen und die Temperaturerhöhung des Anderen gemessen wird; denn auch der bei der Ausdehnung der Gase geleistete Effect ist nicht verschwunden, sondern muss in demjenigen Körper, dessen Widerstand bei der Ausdehnung überwunden wurde, jedenfalls wiederum als Vermehrung seiner Gesammtwärme oder seiner lebendigen Kraft nachweisbar seyn.

Der Satz, dass die Gesammtwärme der Gase nur Function der Temperatur ist, und dass es in einem Gase nur

fühl

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fühlbare, keine latente Wärme gebe, muss jedenfalls als die Grundlage der Lehre von der Wärme der Gase und von der bewegenden Kraft dieser Wärme betrachtet werden. Dieser Satz sagt aus, dass eine Veränderung des Volums, als einer unabhängig Veränderlichen kein Einfluss auf die Gesammtwärme zugeschrieben werden könne, dass eine solche Abhängigkeit beider von einander vielmehr nur unter gewissen Bedingungen, wenn nämlich zugleich äussere Arbeit geleistet wird, eintrete. Aus der bekannten Gleichung pork(1 + at) sehen wir ja auch, dass t, mithin auch die Gesammtwärme als Function von v angesehen werden kann, aber nur insofern das Product p.v als solches veränderlich ist. Bleibt po constant, d. h. geschieht die Ausdehnung der Luft in einem für Wärme undurchdringlichen Gefässe nach dem Mariotte’schen Gesetze, so bleibt auch die Gesammtwärme unverändert; nicht so aber, wenn die Ausdehnung ein anderes Gesetz als das Mariotte’sche befolgt.

Die erste Anwendung, welche vom obigen Satze gemacht werden kann, betrifft eine Erscheinung, die an dem von Joule dargestellten Fundamentalversuche auffallend hervortritt. Es ist nämlich schon früheren Beobachtern, wie Gay-Lussac und Laplace, welche die Erscheinung, dass bei der Ausströmen comprimirter Luft in einen luftleeren Raum die Gesammttemperatur der Luft nicht verändert werde, zuerst erkannten, aufgefallen, dass die Luft in dem einen Gefässe um einige Grade erkaltet, in dem anderen, vorher luftleeren um ebenso viel erwärmt wird, ohne dass hiedurch die mittlere Temperatur der ganzen Luftmasse eine Aenderung erleidet. Joule hat die betreffenden Grössen der Temperaturveränderung wiederholt gemessen und wir dürfen daher nicht an der Richtigkeit dieser Beobachtung, ebenso wenig wie an dem Hauptversuche selbst zweifeln. Diese Erscheinung wurde allgemein für unerklärbar gehalten und nur Clément und Désormes suchten sie aus einer specifischen Wärme des Vacuums abzuleiten. Nach der Annahme eines abwechselnd Frei- und Latent-Werdens von Wärme durch Compression und Expansion ist auch

Poggendorff's Annal. Bd. LXXXIX.

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