LXXVIII. Ueber ein verbessertes Barometer. Von Hrn. Charles F. Durant. Aus Silliman's American Journal im Repertory of Patent-Inventions. Februar 1835, S. 113. Mit Abbildungen auf Tab. VII. Durant, uͤber ein verbessertes Barometer. Ich habe bei dem haͤufigen Gebrauche des tragbaren Barometers oft erfahren, wie unangenehm es ist, wenn gerade dann Luft in das Instrument getreten, wann eine große Genauigkeit bei den damit angestellten Beobachtungen erforderlich waͤre: wie z.B. beim Messen der Hoͤhe, oder beim Waͤgen der Atmosphaͤre, welches bei so mannigfachen Versuchen und Beobachtungen noͤthig ist. Das Barometer gehoͤrt zu jenen Instrumenten, die ihrer hoͤchst einfachen Form ungeachtet, bei der Verfertigung aͤußerst viele Muͤhe und Sorgfalt erfordern. Das Zerspringen der Roͤhren, welches bei der zum Austreiben aller Luft erforderlichen hohen Temperatur so haͤufig erfolgt, verlangt mehr Sorgfalt und Geduld, als die meisten Leute dieser Arbeit widmen koͤnnen oder wollen; und doch bleibt, wenn dieser Proceß nicht vollkommen durchgefuͤhrt worden ist, in der Queksilbersaͤule Luft vertheilt; oder diese Luft begibt sich an den obersten Theil der Glasroͤhre, wo dieselbe das Vacuum aufhebt, und wodurch das Instrument so unbrauchbar wird, daß es den Namen eines Barometers gar nicht mehr verdient. Ja ein Mangel dieser Art ist ein Vergehen an dem Andenken Torricelli's, den man fuͤglich zu den groͤßten Wohlthaͤtern der Menschheit zaͤhlen kann. Es ist sehr zu bedauern, daß so viele unvollkommene oder in Unordnung gerathene Instrumente fortwaͤhrend benuzt werden; denn auf diese Weise wird alles Vertrauen auf das Gute untergraben, und ich kenne mehrere Leute, die lediglich aus diesem Grunde die Faͤhigkeit, aus dem Barometer Winde vorherzusagen, verlachen, und selbst die ganze Idee fuͤr ein Hirngespinnst halten. Obschon ich bei dem Baue und den Ausbesserungen meiner Barometer, und namentlich beim Aussieden der Glasroͤhren, im Allgemeinen sehr gluͤklich war, so gelang es mir doch nie eines derselben ein ganzes Jahr lang in diesem vollkommenen Zustande zu erhalten. Diese haͤufige Unordnung, und der bei der Ausbesserung noͤthige Aufwand an Zeit, Geduld und Geld fuͤhrten mich zuerst zur Erforschung der Ursache dieser Unannehmlichkeit, welche ich bald kennen lernte, und hierauf zu Versuchen, um derselben abzuhelfen. Ich hatte das Vergnuͤgen, hiebei selbst meine sanguinischsten Hoffnungen uͤbertroffen zu sehen, und das Barometer gegen alle Unfaͤlle, ausgenommen gegen das Brechen, dem alle Instrumente ausgesezt sind, zu schuͤzen. Meine Erfindung ist, wie ich glaube, um so schaͤzbarer, als das Barometer dadurch nichts an seiner Bequemlichkeit und Tragbarkeit verliert. Die in Fig. 25 beigefuͤgte Zeichnung zeigt einen senkrechten Durchschnitt des Barometers. a, b, c und d ist das Gefaͤß, welches bei einer Laͤnge von zwei Zoll einen Zoll im Durchmesser hat. e und f ist eine Glasroͤhre, welche an beiden Enden offen und uͤber und unter Null, dessen Stellung an dem Barometer bestaͤndig wechselt, in das Gefaͤß eingesezt ist. Das urspruͤngliche Null ist an dieser Roͤhre bei g mit Decimaltheilen eines Zolles bezeichnet, und diese Theile, welche nach Oben sowohl, als nach Unten aufgetragen sind, werden von der Hoͤhe der Queksilbersaͤule in der großen Roͤhre abgezogen oder zu ihr hinzu gezaͤhlt. h ist der Nullpunkt, der, wenn er in gleicher Hoͤhe mit der Meeresflaͤche angebracht wird, 6/8 Zoll weit unter dem Scheitel des Gefaͤßes steht, und wobei der Scheitel der Kugel 3/8 Zoll tief in Queksilber untergetaucht ist. Die zwischen dem urspruͤnglichen Nullpunkte und dem Scheitel des Gefaͤßes befindlichen 6/8 Zoll gestatten Raum genug fuͤr das Fallen der Queksilbersaͤule in großen Hoͤhen: ein Umstand, der bei der Verfertigung der Barometer nie gehoͤrig beruͤksichtigt wurde, denn wahrscheinlich duͤrfte kein anderes Barometer ohne Nachtheil fuͤr das Instrument so viel Raum hiezu gestatten. i ist das Ende der Roͤhre mit der Queksilbersaͤule, welche Roͤhre in eine duͤnne Spize ausgezogen ist, damit dieselbe genau demselben Zweke entspreche, wie die Verengerung, welche Gay-Lussac an seinem verbesserten tragbaren Marinebarometer anbrachte. In gegenwaͤrtigem Falle gewaͤhrt die am Grunde der Roͤhre befindliche Verengerung auch noch andere Vortheile, als die, daß sie ein ploͤzliches Steigen und Fallen des Queksilbers verhindert; denn dadurch, daß ich die Verengerung am Grunde anbringe, kann ich das Ende der Roͤhre in eine kleine Spize ausziehen, so daß weder durch Erschuͤtterung, noch durch Umkehren des Instrumentes so leicht Luft in die Queksilbersaͤule eindringen kann. Ich hielt diese Verbesserung allein schon fuͤr hinreichend, um ein neues Barometer darauf zu gruͤnden, und war eben in einer weiteren Verfolgung derselben begriffen, als sich mir eine neue Idee einer Queksilberkugel aufdrang. An allen tragbaren Barometern, welche ich noch sah, ist das Ende der Roͤhre ohne alle Sorgfalt abgeschnitten oder abgebrochen, so daß dasselbe eben so oft concav als convex ist; allein einem Jeden, der die Sache genau betrachtet, wird es einleuchten, daß Luftblasen, die auf das concave Ende der geraden Roͤhre treffen, lieber in die Queksilbersaͤule eindringen, als davon abrollen muͤssen. k ist eine Queksilberkugel von 5/8 Zoll im Durchmesser, welche bei l an der Roͤhre festgemacht ist, und an der sich bei m eine sehr kleine Oeffnung befindet, welche die einzige Stelle bildet, an der das Queksilber im Inneren der Kugel mit dem im Gefaͤße enthaltenen Queksilber communiciren kann. Diese Kugel besteht aus Gußeisen, mit welchem das Queksilber bekanntlich in vollkommene Beruͤhrung kommt; der Druk der Atmosphaͤre kann daher die Luft weder durch diese Oeffnung, noch durch den Boden der Roͤhre treiben. Aus dieser Einrichtung erhellt demnach, daß es unmoͤglich ist, Luft durch die Kugel zu treiben, und daß noch weniger durch Umkehren des Instrumentes, oder durch Erschuͤtterungen desselben beim Transporte Luft hindurch treten kann. Gesezt aber auch, es befinde sich Luft in der Kugel, so ergibt sich, daß auch diese ihren Weg hundert Mal eher durch die Oeffnung hinaus, als in die Roͤhre hinein finden wuͤrde. n ist ein lederner Sak, durch welchen die Atmosphaͤre ihren Einfluß auf das ganze Innere des Gehaͤuses und der Queksilbersaͤule ausuͤbt. Leder ist am meisten im Gebrauche, obschon es an Instrumenten, die in Hinsicht auf die Form vielleicht nicht so tragbar sind, andere Methoden den atmosphaͤrischen Druk wirken zu lassen gibt. Im Allgemeinen duͤrfte eine kurze Roͤhre mit einem Sperrhahne, welche in den Scheitel des Gefaͤßes eingesenkt wird, wahrscheinlich die beste Vorrichtung seyn. o ist ein Schraubengefuͤge, an welchem das Gefaͤß aus einander gelegt wird, waͤhrend man die Kugel an der Roͤhre befestigt; denn da die Roͤhre bei p mit dem Gefaͤße verbunden ist, so ließe sich die Kugel ohne diese Vorsorge nicht befestigen. Ich erwaͤhne aller dieser Kleinlichkeiten, damit diejenigen, die ein Barometer nach meinem Plane verfertigen wollen, nicht dieselben Unannehmlichkeiten durchzumachen haben, wie ich. Es gelang mir lange nicht, mir eine Kugel zu verschaffen, bis endlich eine dritte Person den Versuch machte, und mir eine solche aus einem soliden Stuͤke Stahl verfertigte. Wuͤrde man sie aus zwei Stuͤken verfertigen, so muͤßten diese nothwendig zusammengeloͤthet werden, wo dann das Queksilber zu sehr auf das Loth einwirken wuͤrde. Das Schraubengefuͤge bei o moͤchte fuͤr unnuͤz angesehen werden; allein dessen Mangel veranlaßte anfangs einen Aufenthalt von mehreren Tagen, und uͤberdieß gingen bei den Versuchen zur Befestigung der Kugel mehrere Roͤhren zu Grunde. Die mit diesem Geschaͤfte beauftragte Person drohte einige Male die Sache als unausfuͤhrbar aufzugeben, als ich gluͤklicher Weise auf die Idee kam, das Gefaͤß an dieser Stelle zu zerlegen, so daß Alles hinlaͤnglich zugaͤnglich wurde. q ist die Queksilbersaͤule, welche 2/8 Zoll im Durchmesser hat, ausgenommen jedoch an dem im Inneren des Gefaͤßes befindlichen Theile, der, wie gesagt, verengert ist, damit um so mehr freier Raum fuͤr das Fallen der Queksilbersaͤule auf großen Hoͤhen bleibt, und damit die Oeffnung, bei welcher die Roͤhre in die Kugel eingesezt wird, nicht so groß zu seyn braucht. Man kann, wie sich von selbst versteht, nach demselben Principe, aber mit anderen Dimensionsverhaͤltnissen Barometer dieser Art bauen; das Barometer, das ich mir verfertigte, und das ich zum Unterschiede von anderen Barometern ein tragbares Kugelbarometer (Globe Portable Barometer) nennen will, hat jedoch die oben angegebenen Dimensionen. Ich zeigte mein Instrument mehreren Gelehrten, die dasselbe auf mein Ersuchen allen jenen Umstaͤnden aussezten, unter denen die Barometer gewoͤhnlich in Unordnung zu gerathen pflegen; d.h. ich ließ es schuͤtteln, ruͤtteln und nach allen Richtungen umkehren, ohne daß dadurch der geringste Nachtheil fuͤr dasselbe erwuchs. Ich lade Jedermann ein, zu mir zu kommen, und ein Gleiches zu thun; ich werde bei dieser Gelegenheit auch mit Vergnuͤgen alle Aufschluͤsse geben, die man von mir noch wuͤnschen kann. Seit der Erfindung des Barometers durch Torricelli richteten bereits viele ausgezeichnete Gelehrte ihr Augenmerk auf Verbesserung dieses schaͤzbaren Instrumentes; eine der werthvollsten Modificationen, die hieraus entsprangen, duͤrfte jedoch in Gay-Lussac's tragbarem Marinebarometer gelegen seyn, an welchem die Queksilbersaͤule an einer bestimmten Stelle verengt ist, damit das Queksilber durch die Schwankungen des Schiffes nicht zu ploͤzlichem Steigen und Fallen veranlaßt werde; die uͤbrigen Theile der Queksilbersaͤule sind hiebei natuͤrlich so weit, daß die Temperatur der Luft keinen sehr merklichen Einfluß auf die Hoͤhe des Barometerstandes haben kann. Allein sowohl dieser als alle anderen Barometer, dieselben moͤgen am Grunde mit einer Schraube und einem Kissen oder mit dem Sperrhahne des Hrn. J. F. Daniels versehen seyn, lassen bei ploͤzlichem Umkehren oder Erschuͤttern Luft in die Roͤhre eindringen. Denn, obgleich das Kissen sowohl, als der Sperrhahn das Instrument tragbar machen, so kann dasselbe doch nie als Barometer benuzt werden, ausgenommen die ganze Saͤule ist von dem hermetischen Verschlusse vollkommen befreit. In dieser Stellung, in der das Instrument allein brauchbar ist, kann dasselbe aber in Unordnung gerathen: 1) Wenn es schnell um und um gekehrt wird, wo die Luft, waͤhrend sie sich von dem Boden des Gefaͤßes an dessen Scheitel begibt, an das Ende der Queksilbersaͤule gelangt, und als leichterer Koͤrper nothwendig in derselben in die Hoͤhe steigen muß. 2) Wenn es jedes Mal, so oft es einige Minuten lang in Anwendung ist, Erschuͤtterungen erleidet, wie z.B. durch die Bewegung des Schiffes, des Wagens, des Gestraͤuches, oder eines Luftballons; denn wenn man das Queksilber in einem glaͤsernen Gefaͤßbarometer beobachtet, so wird man finden, daß durch die Erschuͤtterungen ein Wogen des Queksilbers entsteht, wodurch das Ende der Roͤhre nicht selten der Luft so ausgesezt wird, daß die Luft als leichter darin emporsteigen muß. 3) Versichert man, daß sich in dem Barometer nach einer Reihe von Jahren uͤber dem Queksilber selbst dann Luft ansammeln wird, wenn man dasselbe auch die ganze Zeit uͤber ohne alle Erschuͤtterungen in einem Zimmer aufgehaͤngt ließ. Die wahrscheinlichsten Gruͤnde hiefuͤr sind noch, daß Luft durch die Poren des Glases dringt, und daß das Queksilber nie in vollkommen innige Beruͤhrung mit dem Glase kommt, so daß also die in dem Gefaͤße enthaltene Luft durch den atmosphaͤrischen Druk in außerordentlich kleinen Theilchen zwischen das Queksilber und die Roͤhre gedraͤngt wird, und hier sowohl wegen dieses Drukes, als wegen ihrer geringeren specifischen Schwere emporsteigt. Um lezterem Uebelstande zu entsprechen, wurde von einigen am Grunde der Roͤhre ein Platinring oder ein Ring aus einer anderen Substanz angebracht, mit der das Queksilber zwar in innigere Beruͤhrung kommt, ohne jedoch selbst nach Jahren eine Verbindung damit einzugehen, durch welche eine merkliche Verminderung des Queksilbers eintreten koͤnnte. Das Barometer ist wegen der wichtigen Zweke, die es erfuͤllt, anerkannt eines der schaͤzbarsten Instrumente, und nicht leicht duͤrfte wieder eines erfunden werden, welches dieselben Eigenschaften in sich vereinte. Denn, obschon man den Druk der Luft mit mehreren Instrumenten messen kann, so wuͤrde doch, selbst wenn auf diese Weise das Gewicht derselben ganz genau zu ermitteln waͤre, die zur Erzielung dieses Resultates noͤthige lange Zeit den Versuch oder die Beobachtung beinahe unnuͤz machen, indem der Wind oder die Windstille, welche durch die Barometerbeobachtung im Voraus haͤtte angedeutet werden sollen, mittlerweile wirklich eingetreten seyn wuͤrde. Einer der Capitaͤne der zwischen New-York und Havre bestehenden Paketboote, vor dessen wissenschaftlichen Kenntnissen ich alle Achtung habe, sagte mir: „daß, wenn sich das Schiff sehr schnell bewegte, selbst das Barometer die Luftstroͤmung nicht andeuten konnte, indem sich das Schiff indessen uͤber den Einfluß des Windes, der zur Zeit der Barometerbeobachtung angedeutet ward, hinaus bewegte.“ Diese Bemerkung verdient, wie mir scheint, alle Beachtung, und wahrscheinlich duͤrfte die geringe Aufmerksamkeit, die man bisher diesem Gegenstande schenkte, eine der Hauptursachen seyn, warum der allgemeine Gebrauch des Barometers unter den Seeleuten so lange nicht in Aufschwung kam. Weit mehr trug jedoch hiezu noch die Schwierigkeit bei, mit der man sich ein gutes Instrument verschaffen, und mit der man dasselbe in gutem Zustande erhalten kann. Denn wenn sich auch ein Mann findet, der die zur Verfertigung eines guten Barometers noͤthigen Faͤhigkeiten besizt, so kann derselbe wegen der niedrigen Preise, zu denen man derlei Instrumente haben will, doch nicht die gehoͤrige Sorgfalt und Zeit darauf wenden. Beinahe alle, welche die verschiedenen Methoden Hoͤhen zu messen, genau gepruͤft haben, geben dem Barometer, das in vielen Faͤllen das einzige anwendbare Instrument ist, den Vorzug. Der Cyanometer kann z.B. nie mit Genauigkeit angewendet werden, weil das Gesicht der Menschen so hoͤchst verschieden ist, weil die Farben wegen des Farbstoffes, woraus sie bestehen, oder wegen des Materiales, auf welches sie aufgetragen sind, oder auch in verschiedenen Klimaten, sehr verschieden sind. Baron Humboldt hat uns zwar in seinen Reisebeschreibungen die von dem Cyanometer angedeuteten Grade angegeben; allein er haͤtte sich diese Muͤhe eben so gut ersparen koͤnnen, denn, wer kann sich auch nur eine Idee von der Hoͤhe eines Ortes machen, wenn man ihm sagt, der Cyanometer gibt 10 oder 60 Grad an? Als ich mich im Jahre 1828 in Paris befand, wendete ich mich an mehrere der ersten Instrumentenmacher um einen Cyanometer; allein keiner von ihnen wußte von einem derlei Instrumente. Gay-Lussac, den ich um ein solches befragte, sagte mir: „daß er demselben einen sehr geringen Nuzen beimesse, und daß man es nur in den Werken Saussure's findet, der bei seinen Reisen in den Alpen auf die Idee eines Instrumentes kam, dessen Grade den blauen Schattirungen entsprechen sollten, die man in verschiedenen Hoͤhen an dem Himmelsgewoͤlbe bemerkt. Saussure ist jedoch todt, und nur solche, die sich auf sehr bedeutenden Hoͤhen befanden, und die Farbe des Himmels im Gedaͤchtnisse behielten, sind im Stande, einen Cyanometer zu verfertigen.“ Nach diesen Erlaͤuterungen und nach den Erfahrungen, die ich spaͤter uͤber diese Farben sammelte, verfertigte ich mir ein solches Instrument; mit diesem stellte ich in verschiedenen Hoͤhen uͤber der Meeresflaͤche Versuche an, aus deren Vergleichung mit zugleich angestellten Barometerbeobachtungen die geringe Zuverlaͤssigkeit derselben hervorging. Viele, die ihre Aufmerksamkeit auf diesen Gegenstand lenkten, sind der Ueberzeugung, daß sowohl Kaͤlte als Finsterniß um so mehr zunehmen, je weiter wir uns von der Erde entfernen; ich fuͤge hiezu noch, daß es nach meiner Ansicht uͤber die Atmosphaͤre der Erde hinaus noch finsterere Nacht ist, als wir sie irgendwo kennen. Obschon nun diese Finsterniß in regelmaͤßiger Progression und in dem Maße zunehmen wird, in welchem wir uns von der Erde entfernen, so glaube ich doch nicht, daß auf diesem Wege ein Instrument ausfindig gemacht werden koͤnnte, welches sich statt des Barometers zum Messen bedeutender Hoͤhen benuzen ließe. Als ich im Jahre 1833 in New-York zum fuͤnften Male mit einem Luftballon aufstieg, mußte ich wegen des starken Windes, der eintrat, die Anker lichten, ehe ich irgend ein anderes physikalisches Instrument als einen Cyanometer, den ich gluͤklicher Weise in meiner Brieftasche fuͤhrte, in Bereitschaft hatte. Der Ballon stieg aus Ursachen, die damals in den oͤffentlichen Blaͤttern angegeben worden, einige Minuten lang mit Pfeilesschnelle empor, obschon ich unmittelbar, nachdem der Ballon die Erde verlassen, die in der Naͤhe des Scheitels des Ballons befindliche Klappe geoͤffnet hatte; denn durch die schnelle Bewegung nach Aufwaͤrts entstand ein solcher Druk oder Widerstand der Luft, daß das Gas nicht schnell entweichen konnte. Nach 30 bis 40 Minuten schwebte der Ballon in der Luft, und ich hatte damals eine groͤßere Hoͤhe erreicht, als bei irgend einem fruͤheren Versuche. Ich probirte hier meinen Cyanometer, den ich, was seinen Nuzen betrifft, eben so gut auch haͤtte zuruͤklassen koͤnnen. Der Himmel zeigte sich um einige Schattirungen dunkler, als jene Grade, denen ich die approximativen Hoͤhen beigesezt hatte; allein das Gesicht zeigte sich so unzuverlaͤssig, daß wenn ich eine der Hoͤhe entsprechende Schattirung im Cyanometer auswaͤhlte, der Himmel ein Mal zu licht, und ein anderes Mal zu dunkel erschien. Ich gab daher mit einem Instrumente, welches so wenig Nuzen versprach, alle weiteren Versuche auf; ja ich wuͤrde es gar nicht ein Mal der Muͤhe werth gefunden haben, diese Resultate bekannt zu machen, wenn es nicht zur Bestaͤtigung von Gay-Lussac's Ansicht und zum Beweise der Vorzuͤglichkeit des Barometers diente. Ich will uͤbrigens hier nicht in die Beweisfuͤhrung der Behauptung eingehen, daß die Finsterniß in dem Maße zunehme, in welchem wir uns von der Erde entfernen: eine Aufgabe, der ich nicht ein Mal gewachsen waͤre. Mein Zwek ist hier nur, die Principien, auf denen das von mir verbesserte Barometer beruht, zu erlaͤutern, und Jedermann aufzufordern, sich meines Instrumentes, welches sich hinlaͤnglich bewaͤhrt zu haben scheint, zu bedienen. Ich wuͤrde mich gluͤklich schaͤzen, auf diese Weise etwas zur Erweiterung der Wissenschaft beigetragen zu haben.