Titel: | Ueber die Beleuchtungs- und Erwärmungsfähigkeiten des Oel erzeugenden Gases, des Stein-Kohlen-Gases, und des Oehl- oder Thran-Gases. |
Fundstelle: | Band 8, Jahrgang 1822, Nr. XXV., S. 184 |
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XXV.
Ueber die Beleuchtungs- und Erwärmungsfähigkeiten des Oel erzeugenden Gases, des Stein-Kohlen-Gases, und des Oehl- oder Thran-Gases.
Auszug aus der hieruͤber von Hrn. Brande in den Philosophical Transactions eingeruͤkten Abhandlung. In den Annales de Chimie et de Phisique. Febr. 1822. S. 196Wir
waͤhlten diesen Auszug in den Annalen der Chemie zur Mittheilung, weil er
mit sehr schaͤzbaren Anmerkungen der HHrn. Herausgeber der Annales (Gay, Lussac et Arago) begleitet ist. A. d.
Ueb..
Ueber die Beleuchtungs- und Erwärmungsfähigkeiten des Oel erzeugenden Gases.
Ein Strom Oel erzeugendes Gas, der unter dem Druke einer 1/2
Zoll hohen Wassersaͤule aus einer Roͤhre von 1/60 engl. Zoll im
Durchmesser ausstroͤmte, gab, nachdem er angezuͤndet wurde, eben so
viel Licht, als eine Wachskerze (deren 4 auf ein Pfund gehen), wenn 640 englische
Kubikzolle Gas waͤhrend einer Stunde verbraucht wurden.
Ein eben so starker Strom Oel- oder Thrangas gab eben so viel Licht, wenn
waͤhrend einer Stunde 300 Kubikzoll desselben verbraucht wurden.
Hr. Brande zuͤndete unter obigem Druke von 1/2 Zoll
12 Stroͤme von 1/60 Zoll im Durchmesser, die auf einem Ringe von 7/10 im
Durchmesser im Kreise umherstanden, auf einmal an. Er bedekte diese Flamme mit einem
walzenfoͤrmigen Rauchfange, wie an den Argand'schen Lampen, und richtete die
Oeffnung der Haͤhne so vor, daß kein Rauch statt haben konnte. Diese
zusammengesezte Flamme gab ein Licht von der Staͤrke von 10 Wachskerzen, wenn
in einer Stunde 2600 Kubik-Zoll Oel erzeugendes Gas verzehrt wurden.
In obigem Versuche gab ein einzelner Strom bei einem Verbrauche von 640 Kubikzoll
waͤhrend einer Stunde ein Licht von der Staͤrke einer Wachskerze. Zu
einem Lichte von der Staͤrke von 10 Wachskerzen wuͤrde man also, wenn
jeder Strom einzeln brannte, 640 × 10 = 6400 Kubikzoll brauchen. Nun braucht
man aber, in Folge obigen Versuches, hiezu nur 2600 Kubikzolle, wenn man einen Strom
dicht neben dem andern brennen laͤßtUm
mit Recht sagen zu koͤnnen, daß die bloße Vereinigung der
entzuͤndeten Gasstroͤme so viel zur Verstaͤrkung des
erzeugten Lichtes beitrug, hatte auch der einzelne Gasstrom, so wie jeder
der vielen in einen vereinten, der Einwirkung des Luftzuges eines
glaͤsernen Rauchfanges ausgesezt werden sollen, oder beide
haͤtten in freier Luft brennen sollen: Forderungen, an welche Hr. Brande sich nicht gehalten hat.Franklin hat, der Erste, schon vor langer Zeit
bemerkt, daß, wenn man die Flammen zweier Kerzen an einander bringt, das
Licht dadurch augenbliklich groͤßer wird, als wenn man die beiden
Kerzen abgesondert fortbrennen laͤßt, und er schon hat diese Wirkung
einer Erhoͤhung der Temperatur zugeschrieben, welche die
Annaͤherung der Flammen nothwendig hervorbringen muß.Graf Rumford, der diesen Versuch vervollkommnete,
zeigte, daß eine Lampe mit mehreren platten Dochten, die so dicht aneinander
sind, daß sie sich wechselseitig ihre Hize mittheilen koͤnnen,
bedeutend mehr Licht bei einer bestimmten Menge Oeles gibt, als wenn diese
Dochte einzeln braͤnnten. Hieraus geht also hervor, daß
waͤhrend des Verbrennens eines platten Dochtes in freier Luft viel
Oel umsonst verloren geht.Es war natuͤrlich zu glauben, daß man bei Lampen mit doppeltem
Luftzuge bedeutend weniger Verlust an Brenn-Materiale haben
wuͤrde. Hr. Frenel und ich haben auch
wirklich gefunden, daß man einen Lampen-Schnabel mit zwei
konzentrischen Dochten vorrichten kann, welcher, mit einem gehoͤrigen
Rauchfange bedekt, unter den guͤnstigsten Umstaͤnden ein Licht
gibt, dessen Staͤrke 5 Carcel'schen Lampen
gleich ist, ohne mehr Oel zu beduͤrfen, als vier und eine halbe
solche Lampen noͤthig haben. Mehr haben wir nie herausbringen
koͤnnen. Wir muͤssen hiebei noch bemerken, daß wir bei
Lampen-Schnaͤbeln mit drei und vier konzentrischen Dochten,
die einen Glanz von 10 und 20 gemeinen Lampen besizen, immer gefunden haben,
daß eine Argand'sche Lampe nach Carcel's
Vorrichtung zum Maßstabe genommen, die Menge des verbrauchten Oeles beinahe
im Verhaͤltnisse mit der Menge des erzeugten Lichtes steht.Die Argand'schen Lampen, deren man sich in England bedient, schienen mir
uͤberhaupt weniger glaͤnzend, als jene des Herrn Carcel. Die Vorzuͤge der lezteren scheinen
großen Theils von der sinnreichen Vorrichtung abzuhaͤngen, nach
welcher der Docht daselbst sein Oel erhaͤlt, und ich muͤßte
mich recht sehr taͤuschen, wenn die zilindrische Form des
Rauchfanges, deren sich unsere Nachbaren bedienen, nicht auch ihren
maͤchtigen Antheil daran haͤtte. Wir haben uns
uͤberzeugt, daß das Knie an dem
Rauchfange, sowohl durch seine Form, als durch seine Lage einen
hoͤchst bedeutenden Einfluß auf die Weiße und auf die Lebhaftigkeit
der Flamme aͤußert. Vielleicht ist es den Lesern nicht unangenehm,
bei dieser Gelegenheit die Resultate der photometrischen Versuche des Hrn.
Grafen v. Rumford aufgestellt zu finden.Eine gewoͤhnliche Argand'sche Lampe gibt, wenn sie in vollem Glanze
brennt, ungefaͤhr eben so viel Licht, als neun
gute, wohl gepuzte, Kerzen.Sezt man die Staͤrke des
Lichtes einer gut gepuzten Kerze100so wird, nach 11 Minuten, wenn man
nicht mehr puzt, diese Staͤrke vermindert bis auf 39nach 19 Minuten bis auf 23nach 29 Minuten bis auf 16.Wenn man die Kerze nun neuerdings
puzt, so wird die Staͤrke ihres Lichtes wieder100.Der gewoͤhnliche Wechsel der
Staͤrke des Lichtes an einer Kerze ist zwischen100 und 60.Das Gewicht brennbarer Koͤrper, welches angewendet werden muß, um eine
bestimmte Staͤrke des Lichtes hervorzubringen, laͤßt sich nach
folgender Tabelle vergleichen und berechnet.Gewicht des
verbrannten brennbaren Koͤrpers.Bienen-Wachs, wenn die Kerze immer fleißig gepuzt
wird 100Talg,
wenn die Kerze immer fleißig gepuzt wird 101ditto,
wenn die Kerze nicht fleißig gepuzt wird, und man den Docht lang
brennen laͤßt 229Baumoͤl, in einer gewoͤhnlichen
Argand'schen-Lampe 110ditto,
in einer gemeinen Lampe, mit großer, heller, nicht rauchender
Flamme 129Repsoͤl, in einer gewoͤhnlichen Lampe 125Leinoͤl, ebenso 120.Man ersieht hieraus, um wie viel man mehr Talg verbraucht, wenn eine
Talg-Kerze nicht fleißig gepuzt wird..
Nach Hrn. Brande erhaͤlt man eine Stunde lang ein
Licht von der Staͤrke von 10 Wachskerzen, wenn man
2600 engl. Kubik-Zolle reines Oel
erzeugendes Gas,
4875 engl. Kubik-Zolle Oel- oder
Thrangas,
13120 engl. Kubik-Zolle Steinkohlengas verbrennt.
Bei dem Versuche mit Oel- oder Thrangas bediente Hr. Brande sich desselben Apparates mit 12 Stroͤmen, jeden zu 1/60 Zoll
im Durchmesser, dessen er sich bei dem reinen Oel erzeugenden Gase bediente. Da ihn
aber die Erfahrung lehrte, daß die Oeffnungen fuͤr das Steinkohlengas
bedeutend weiter seyn muͤßen, wenn dasselbe gehoͤrig brennen soll, so
zuͤndete er, bei dem Versuche mit dem lezten, 12 Stroͤme zugleich an,
deren jeder 1/30 Zoll im Durchmesser hatte, und die auf dem Umfange eines Ringes von
0,9 Zoll im Durchmesser angebracht waren.
Eine Mischung von drei Theilen Oel erzeugenden Gases und einem Theile Wasserstoff
gibt eben so viel Licht als Oel oder Thrangas.
Um die Erwaͤrmungs-Kraft dieser verschiedenen Arten von Flammen zu
pruͤfen, speiste man nach und nach die zwoͤlf Roͤhren, von
welchen wir sprachen, mit Oel oder Thrangas, mit Steinkohlengas, und mit Oel
erzeugendem Gase. Ueber
dem Rauchfange, aber in einer solchen Entfernung, daß die Flamme nichts von ihrem
Glanze verlor, brachte man ein kleines kupfernes Gefaͤß von 5 Zoll im
Durchmesser und 2 1/2 Zoll Tiefe an, welches an seiner innern Flaͤche etwas
konkav war. In diesem mit Wasser gefuͤllten Gefaͤße war ein
Thermometer und eine kleine Oeffnung angebracht, durch welche die Daͤmpfe
entweichen konnten. Der Versuch ward geendet, sobald die Fluͤßsigkeit zu
sieden anfieng. Die Resultate waren folgende:
Die Temperatur des Wassers vor dem Versuche war +10° am
hundertgraͤdigen Thermometer. Um diese Temperatur auf 100° (den
Siedpunkt am 100graͤdigen Thermometer) zu bringen, verbrannte man
870 Kubikzolle Oel erzeugendes Gas;
1300 Kubikzolle Oel- oder Thran-Gas;
2190 Kubikzolle Steinkohlen-Gas.
Das Licht einer Flamme, welche von einem Strome des Oel erzeugenden Gases
hervorgebracht wurde, erzeugte, nachdem es in dem Brennpunkte einer flach
konvexen-Linse konzentrirt wurde, auf der Kugel eines kleinen
Queksilber-Thermometers, eine Waͤrme, welche das Queksilber in 5
Minuten um 2° 5 am hundertgraͤdigen Thermometer aufsteigen machte. Die
Temperatur der Linse selbst, obschon diese dik war, ward nicht erhoͤht.
Dieser Versuch, bemerkt Herr Brande, stimmt mit jenen des
Hrn. Maycok und Laroche, und
beweiset, daß die Waͤrmestrahlen, welche aus gemeinen brennbaren
Koͤrpern ausstroͤmen, im Stande sind, durch durchscheinende
Mittelkoͤrper eben so gut, als die Waͤrmestrahlen der Sonne,
durchzugehenEs ist, glaube ich,
unrichtig, wenn Hr. Brande die Hrn. Maycok und Laroche als
die ersten Entdeker der Eigenschaft der, aus gewoͤhnlichen brennbaren
Koͤrpern ausstroͤmenden Waͤrmestrahlen, durch
durchscheinende Mittelkoͤrper durchzugehen, anfuͤhrt. Folgende
Darstellung liefert, wenn ich mich nicht irre, die Geschichte der
Entdekungen, welche in diesem wichtigen Zweige der Physik gemacht wurden, in
chronologischer Ordnung.Im Jahr 1679 fand Mariotte, daß die
Waͤrmestrahlen, welche aus einem großen Kohlfeuer ausstroͤmen,
andere Eigenschaften, als die Waͤrmestrahlen der Sonne besizen. Das
Resultat der von ihm erzaͤhlten Versuche war: „daß Licht
und Waͤrme der Sonne mit gleicher Leichtigkeit durch Glas und
durch andere durchscheinende Koͤrper durchgeht, waͤhrend
das Licht des Feuers wohl auch leicht durch das Glas durchgeht, die
Waͤrme aber nicht, oder nur sehr
wenig.“Im Jahr 1726 bestaͤtigte Dufay, Mitglied
der Akademie des Sciences, durch neue Versuche
die Haupt-Thatsache, welche Mariotte entdekte, und zeigte noch
uͤberdieß, daß die strahlende Waͤrme, welche aus
gewoͤhnlichem Feuer ausstroͤmt, das Glas in
hinlaͤnglich starkem Verhaͤltniße durchstroͤmt, um
verschiedene Substanzen in dem Brennpunkte eines Hohlspiegels zu
entzuͤnden.Im Jahr 1777 stellte Schule, der wahrscheinlichwahscheinlich weder die Versuche Mariottés
noch jene Dufay's kannte, in seiner
beruͤhmten Abhandlung uͤber das Feuer den Grundsaz auf, daß Glas die Waͤrme des irdischen Feuers
gaͤnzlich aufhaͤlt. Allein vielfaͤltige von
einer Menge von Physikern zeither angestellte Versuche haben Dufay's Resultate einstimmig bestaͤtigt.
Wir haben bisher nur von den Waͤrmestrahlen, welche aus
gluͤhenden Koͤrpern ausstroͤmen, gesprochen. Die
Waͤrmestrahlen, welche aus nicht leuchtenden Koͤrpern
ausstroͤmen, und die man daher dunkle
Waͤrmestrahlen nennt, wurden indessen mit nicht geringerer
Sorgfalt beobachtet. Die Erfahrung zeigte bald, daß ein Thermometer z.B.
steigt, wenn er einer Retorte, die mit gewaͤrmtem Quecksilber
gefuͤllt ist, gegenuͤbersteht, wenn auch die
Waͤrmestrahlen nur durch eine mehr oder minder dike Glastafel
zwischen der Retorte und dem Thermometer auf lezterer gelangen koͤnnen.
Ueber diese Thatsache kommen alle Physiker uͤberein; nur in der
Erklaͤrung derselben weichen sie ab. Die Einen behaupten, daß ein
Theil der dunklen Waͤrmestrahlen durch die Glastafel auf eben diese
Weise, wie die erleuchtenden durchgehen, und die Hauptursache der Vermehrung
der Temperatur sind, die man an der entgegengesezten Seite wahrnimmt. Andere
glauben, daß die Glastafel alle aus der Retorte ausstroͤmenden
Waͤrmestrahlen aufhaͤlt, und daß nur die aus der
erwaͤrmten Glastafel ausstroͤmenden Waͤrmestrahlen
spaͤter erst das Aufsteigen des Queksilbers im Thermometer
veranlassen. Die Beobachtungen des Hrn. Maycock,
welche Brande anfuͤhrte, zeigten sehr bald
das Unzureichende dieser leztern Erklaͤrungsweise. Bald darauf (im
August 1810) gelang es Hrn. Prof. Prévort
die Wirkungen der strahlenden unmittelbar mitgetheilten Hize von jenen, die
der Erwaͤrmung der Glasblatte als Schirm angehoͤren, zu
trennen, ein Mal dadurch, daß er bewegliche glaͤserne Schirme
anbrachte, die er haͤufig, und ohne ihnen zur Erwaͤrmung Zeit
zu lassen, wechselte; dann dadurch, daß er einen Schirm, der aus einer
duͤnnen, immer fließenden Schichte Wassers bestand, anwendete. Diese
beiden sinnreichen Versuche bewiesen auf die deutlichste Weise, daß die strahlende dunkle Waͤrme durch durchscheinende
Schirme aus Wasser und aus Glas durchzugehen vermag. Hr. Laroche ergaͤnzte hierauf unsere
Kenntnisse uͤber diesen Gegenstand mit einer durch Versuche
erwiesenen Darstellung folgender beiden Grundsaͤze:Die Menge der strahlenden Waͤrme, welche
unmittelbar durch das Glas durchgeht, ist im Vergleiche mit derjenigen,
welche in derselben Richtung empfangen wird, desto groͤßer, als
die Temperatur der Quelle, aus welcher sie ausstroͤmt,
groͤßer ist.Die Waͤrmestrahlen, welche bereits durch einen
glaͤsernen Schirm durchgingen, erleiden, wenn sie durch einen
zweiten aͤhnlichen Schirm durchgehen, bei ihrem zweiten Durchgange einen
verhaͤltnißmaͤßig weit geringeren Verlust, als bei ihrem
Durchgange durch den ersten Schirm..
Es gibt eine Menge chemischer Substanzen, auf welche die Wirkung des Lichtes Einfluß
hat. Wenn man z.B. eine Mischung von Chlor und Wasserstoff der unmittelbaren Einwirkung der
Lichtstrahlen aussezt, so bildet sich alsogleich Kochsalzsaͤure; allein die
beiden Gase wirken nur dann aufeinander, wenn das Gefaͤß, in welchem sie
ausgeschossen sind, der
Wirkung des in der Atmosphaͤre verbreiteten Lichtes ausgesezt werdenDie neuesten amerikanischen Journale
erzaͤhlen eine Thatsache, welche geradezu im Widerspruche mit der
allgemein angenommenen Meinung steht, daß das in der Atmosphaͤre
verbreitete Licht nicht im Stande waͤre, eine Explosion an einer
Mischung von Chlor und Wasserstoff hervorzubringen, welche indessen doch
unter folgenden Umstaͤnden statt hatte. „In einer
gewoͤhnlichen, wohl gereinigten Oelflasche befand sich Chlor. Hr. Prof.
Silliman wollte Wasserstoffgas in
dieselbe gießen; und auf der Stelle entstand eine Explosion mit
bedeutender Lichtentwiklung. Die Glasscherben wurden an die Deke
geschleudert, und nur der Hals der Flasche blieb in der Hand des
Professors. An die Stelle, wo Hr. Professor Silliman stand, konnte nicht
nur kein Lichtstrahl unmittelbar von der Sonne her eindringen, sondern
auch das in der Atmosphaͤre verbreitete Licht war so schwach, als
es bei einem mit dichten schwarzen schneeschwangern Wolken bedekten
Himmel nur immer seyn konnte.“.
Hr. Brande bemerkt, daß, als er eine Mischung aus gleichen
Theilen Chlor vom Wasserstoff in einer Kugel von sehr duͤnnem Glase der
Einwirkung eines sehr lebhaften Lichtes einer durch Oel erzeugendes Gas
hervorgebrachten Flamme aussezte, er nach 15 Minuten nicht die geringste chemische
Wirkung beobachtete. Ein sehr glaͤnzender Brennpunkt, von demselben Lichte
gebildet, aͤnderte auch nicht im Geringsten die Weiße des kochsalzsauren
Silbers. Er widerholte indessen dieselben Versuche auf folgende Weise. Er brachte
die kleine Kugel, welche das Gemenge von Chlor und Wasserstoff enthielt, in der
Entfernung eines Zolles von zwei Kohlen an, welche an der Spize zweier
Metalldraͤhte angestekt waren. Von diesen Drahten verband er den einen mit dem positiven, den
andern mit dem negativen Pole einer Volta'schen Saͤule von hundert
Platten-Paaren, die stark geladen war. Man weiß, daß wenn man die beiden an
diesem Apparate auf obige Weise angebrachten Pole einander naͤhert, auf der
Stelle sich ein helles Licht verbreitet; Niemand hat aber vor Hrn. Brande bemerkt, daß dieses Licht Staͤrke genug
besizt, eine chemische Wirkung auf Chlor und Wasserstoff zu aͤußern. Meistens
war bei den Versuchen dieses gelehrten Englaͤnders ein Zeitraum von 5 Minuten
nothwendig, damit diese beiden Gase sich vollkommen untereinander verbinden konnten.
In zwei Faͤllen jedoch verursachte die Erscheinung des elektrischen Lichtes
eine Explosion, so wie die unmittelbare Einwirkung der Sonnenstrahlen sie stets
erzeugt.
„Da ich“, sagt Hr. Brande,
„mit keiner andern Art von irdischem Lichte eine aͤhnliche
Wirkung hervorbringen konnte, mochte dasselbe auch noch so stark seyn, so ist es
mir unmoͤglich, nicht zu vermuthen, daß dieses Phaͤnomen nicht von
einer besondern Eigenheit herruͤhre, welche dem Sonnenlichte und dem
elektrischen Lichte ausschließlich eigen ist.“Dieses Resultat, wenn wir es aus Erfahrungen
hervorgegangen annehmen nehmen duͤrfen, wuͤrde wie es mir
scheint, unter die wichtigsten Entdekungen der neuern Physik zu rechnen
seyn. Haben wir aber hinlaͤngliche Beweise fuͤr dasselbe?
Waͤr es nicht noͤthig, genau die Intensitaͤt der
uͤbrigen irdischen Lichtstrahlen, welche keine Wirkung
hervorbrachten, in Vergleichung mit jener des elektrischen Lichtes zu
kennen? Waͤhrend der Versuch des Hrn. Prof. de
la Rive zu Genf, bei welchem ich vor einigen Jahren Zeuge war, sah
ich, im leeren Raume, die durch die Wirkung der
galvanischen Saͤule entzuͤndeten Kohlen, in Vergleich ihrer Oberflaͤche, drei Hundertmahl
staͤrker als eine Kerze leuchteten.Da diese Kohlen uͤberhaupt nur an einer kleinen Stelle leuchteten, so
scheint es mir moͤglich, daß, wenn man entweder einem andern leuchtenden
Koͤrper eine hinlaͤngliche Ausdehnung gibt, oder mit
Huͤlfe eines Hohlspiegels oder einer Linse, auf irgend einem Punkte
der vereinigten Masse dieser beiden Gase ein eben so starkes Licht, als
jenes der beiden elektrischen Kohlen, anbringen zu koͤnnen. Aber auch
dieß wuͤrde noch nicht hinreichen, Hrn. Brand's Behauptung uͤber allen Zweifel zu erheben. Ich habe
allerdings in Versuchen, die naͤchstens in den Annalen mitgetheilt werden sollen, gefunden, daß die chemischen
Wirkungen des Lichtes nicht im Verhaͤltnisse mit der
Intensitaͤt desselben stehen, so, daß z.B. ein einzelner Lichtstrahl
unter gewißen Umstaͤnden auf einem gewißen Punkte mehr Wirkung
hervorbringen kann, als ein ganzer Buͤschel von 100 aͤhnlichen
Lichtstrahlen. Das einzige Mittel, welches alle Zweifel beseitigen kann,
waͤre daher die Wirkung einer durch Elektrizitaͤt leuchtend
gemachten Kohle mit jener einer gleich großen und ohne Electrizitaͤt
eben so hellen Kohle zu vergleichen. Eine in Lebensluft, wie in Lavoisier's
beruͤhmten Versuchen, brennende Kohle wuͤrde den Zweck
wahrscheinlich erfuͤllen. Man wird uns, glaube ich, erlauben, diesen
Gegenstand der Aufmerksamkeit der Chemiker zu empfehlen, indem, wenn Hr. Brand's Annahme gegruͤndet ist, wir der
Ursache der Ausstroͤmung des Sonnenlichtes auf der Spur
waͤren.