Titel: Bericht über die Versuche, welche aus Auftrag des Finanzdepartements der Vereinigten Staaten von einer Commission des Franklin-Institute in Pennsylvania über die Explosionen der Dampfkessel angestellt wurden.
Fundstelle: Band 62, Jahrgang 1836, Nr. I., S. 2
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I. Bericht uͤber die Versuche, welche aus Auftrag des Finanzdepartements der Vereinigten Staaten von einer Commission des Franklin-Institute in Pennsylvania uͤber die Explosionen der Dampfkessel angestellt wurden. Aus dem Journal of the Franklin Institute im Mechanics' Magazine, No. 666 u. f. Mit Abbildungen auf Tab. II.Diese Tafel wird mit dem naͤchsten Heft ausgegeben. A. d. R. (Fortsezung von Bd. LXI. Heft 6, S. 426.) Ueber die Ursachen der Explosionen der Dampfkessel. VI. Wiederholung der Versuche Klaproths in Bezug auf die Umwandlung des Wassers in Dampf durch stark erhiztes Metall. Nachdem es allgemein bekannt ist, daß durch die Erhoͤhung der Temperatur einer Metalloberflaͤche die Verduͤnstung einer auf ihr befindlichen Fluͤssigkeit vermindert werden kann, machten wir es uns zur Aufgabe die Erscheinungen zu pruͤfen, welche unter verschiedenen Umstaͤnden mit der Verdampfung des Wassers durch Eisen und Kupfer verbunden sind; und zwar: 1) zu bestimmen, bei welcher Temperatur eine gegebene kleine Quantitaͤt Wasser in der kuͤrzesten Zeit durch Kupfer, dessen Oberflaͤche sich verschieden verhaͤlt, in Dampf verwandelt werden kann; 2) zu bestimmen, wie sich dieß unter aͤhnlichen Umstaͤnden mit dem Eisen verhaͤlt; 3) endlich diese Folgerungen auf jene Wirkung auszudehnen, welche Statt findet, wenn man verschiedene Quantitaͤten Wasser in kupferne oder eiserne Gefaͤße von verschiedener Dike, verschiedenartiger Oberflaͤche und verschiedener auf verschiedene Weise hervorgebrachter Temperatur bringt. Wir verschafften uns von beiden Metallen eine Anzahl Schaͤlchen von moͤglich gleicher Form und verschiedener Dike. Diese Schaͤlchen waren Kugelsegmente von beinahe 3 Zoll Halbmesser; drei bestanden aus Kupfer und fuͤnf aus Eisen: von lezteren waren vier aus Schmiedeisen und eines aus Gußeisen erzeugt. Um die Schaͤlchen zu erhizen verschafften wir uns zwei cylinderfoͤrmige Gefaͤße, von denen das eine Oehl und das andere Zinn enthielt; ersteres hatte beinahe 9 Zoll im Durchmesser und 4 Zoll Hoͤhe; lezteres dagegen hatte 6 1/2 Zoll Durchmesser und 4 Zoll Hoͤhe. Sie wurden beide mit Mitchell's Weingeistlampe, oder da, wo es sich um sehr hohe Temperaturen handelte, in einem Holzkohlenofen erhizt. Die Schaͤlchen waren mit Handhaben versehen, welche uͤber die Raͤnder der als Oehl- oder Zinnbad dienenden Cylinder hinausragten, so daß die Schaͤlchen auf diese Weise an Ort und Stelle gebracht und weggenommen werden konnten. Die bei diesen Versuchen in Anwendung gebrachten Thermometer waren bei dem Siedepunkte des Wassers und bei dem Schmelzpunkte des reinen Zinnes sorgfaͤltig verglichen worden. Die Versuche, zu deren Eroͤrterung wir zuerst schreiten wollen, beziehen sich auf die Verdampfung von Wassertropfen in kupfernen Schaͤlchen, deren Oberflaͤche von vollkommener Glaͤtte bis zu der durch Oxydation bedingten Rauhheit wechselte. 1) Das kupferne Schaͤlchen Nr. VII. von 7/100 Zoll Dike wurde etwas polirt, und dann in das Zinnbad gebracht, waͤhrend dieses fluͤssig war; das Zinn hielt das Schaͤlchen beim Erstarren an Ort und Stelle. Der Thermometer ward in einen kleinen Cylinder aus duͤnnem Eisenbleche, der mit Queksilber gefuͤllt war, und der sich so nahe als moͤglich an dem Schaͤlchen befand, eingesenkt. Mir dem Fortschreiten der Versuche wurde die Oberflaͤche des Kupfers immer matter, so daß nach Vollendung der beiden ersten Reihen von Versuchen die dritte durch Zunahme der Verdampfung eine merkliche Wirkung der Oxydation beurkundete. 120 Tropfen aus der angewendeten Tropfroͤhre machten 1/8 Unze aus; ein Tropfen wog demnach 0,47 Gran. Textabbildung Bd. 62, S. 3 Sowohl bei dieser, als bei den folgenden Tabellen sind unter der absteigenden Reihe die bei abnehmender und unter der aufsteigenden die bei zunehmender Temperatur erhaltenen Resultate begriffen. A. d. O. Glatte Oberflaͤche; Kupferschaͤlchen von 0,07 Zoll Dike; Absteigende Reihe; Aufsteigende Reihe; Temperatur; Tropfen auf den Mittelpunkt; Bemerkungen; Auf einen polirten Theil; Auf einen minder polirten Theil; Nicht zuruͤkgestoßen; Ein Tropfen auf die Seite der Schale 12 Secunden; Vollkommene Abstoßung; Die Temperatur auf 360°; An einer rauhen Stelle 1 1/2 Secunden Die Temperatur, bei welcher das Maximum der Verdampfung Statt fand, scheint unter diesen Umstaͤnden zwischen 327 1/2 und 329 1/2° F. gewesen zu seyn. Beide Reihen stimmten in ihren Angaben beinahe uͤberein. Die Abstoßung war bei 350° vollkommen; der auf den Mittelpunkt des Schaͤlchens gefallene Tropfen nahm die gewoͤhnliche rotirende Bewegung an und verschwand sehr langsam. 2) Die Oberflaͤche desselben Schaͤlchens ward mit Trippel und Oehl polirt, wo sich dann bei Anwendung desselben Bades folgende Resultate ergaben. Textabbildung Bd. 62, S. 4 Polirte Kupferoberflaͤche; Absteigende Reihe; Temperatur; Tropfen auf den Mittelpunkt; Bemerkungen; Vollkommene Abstoßung; Offenbar verminderte Abstoßung; Unvollkommene Abstoßung Die Temperatur, bei der das Maximum der Verdampfung Statt fand, war hier offenbar 292° F. Aus einer Vergleichung dieser Tabelle mit der vorhergehenden, aus der sich fuͤr denselben Punkt eine Temperatur von 327 1/2 bis 329 1/2° F. herauswirft, erhellt offenbar die Wirkung der Politur. Eine vollkommene Abstoßung fand noch bei 315° F. Statt. Bei Wiederholung dieser Versuche mit einer Oberflaͤche, welche durch Einwirkung der Hize und des Wassers man geworden war, stieg die Temperatur der Maximal-Verdampfung auf 325 1/2 und jene der vollkommenen Abstoßung auf 378° F., was obigen Schluß abermals bestaͤtigt. 3) Dasselbe kupferne Schaͤlchen mit reiner, aber nicht glatter Oberflaͤche, und dann mit stark oxydirter, aber nicht befetteter Oberflaͤche in ein Oehlbad gebracht, gab die aus der naͤchstfolgenden Tabelle ersichtlichen Resultate. Die Natur des Bades konnte bei einer so geringen Menge Wassers wahrscheinlich keinen wesentlichen Einfluß auf die Resultate haben, da die abkuͤhlende Wirkung, welche die Verdampfung des Wassertropfens auf die Metalloberflaͤche ausuͤbt, nur unbedeutend ist. Bei den rauhen Oberflaͤchen wird es sehr bemerkbar, wenn man dem Wassertropfen eine Neigung gibt sich zu bewegen, indem man ihn auf die Seitenwaͤnde des Schaͤlchens fallen laͤßt. Diese Neigung zur Bewegung unterstuͤzt naͤmlich die Repulsivkraft, und bedingt demnach haͤufig eine betraͤchtliche Zunahme der zur Verdampfung noͤthigen Zeit. Die erste Reihe der folgenden Tabelle enthaͤlt die Resultate der Versuche mit reiner, aber nicht glatter Oberflaͤche des Schaͤlchens; bei den Versuchen der zweiten und dritten Reihe hingegen war die Oberflaͤche stark oxydirt, aber nicht befettet. Textabbildung Bd. 62, S. 5 Temperatur nach Fahrenheit; Reine Oberflaͤche; Oxydirte Oberflaͤche; Absteigende Reihe; Aufsteigende Reihe; Seitliche Tropfen; Centrale Tropfen; Zeit in Secunden; Bemerkungen; Beinahe; Sehr kleine Tropfen werden noch abgestoßen; Kleine Tropfen abgestoßen; Verschiedene Theile des Schaͤlchens stoßen ungleich ab; Keine vollkommene Abstoßung; Beilaͤufig; Nicht abgestoßen; Vollkommen abgestoßen; Nicht vollkommen; Nicht abgestoßen; Eben abgestoßen Der Punkt der Maximalverdampfung, der bei der reinen Oberflaͤche zwischen 294 und 299° stand, wurde also durch Oxydation auf 317 1/2° und durch noch groͤßere Vermehrung der Rauhheit der Oberflaͤche auf beilaͤufig 348° F. erhoͤht. 4) Eine Vergleichung der Resultate der Verdampfung, welche auf einer Kupferflaͤche von 0,07 Zoll Dike unter verschiedenen Umstaͤnden Statt findet, ergibt sich aus folgender Tabelle, in der auch so ziemlich genau die relativen Verdampfungszeiten einer und derselben Quantitaͤt Wasser unter diesen verschiedenen Umstaͤnden angegeben ist. Die Temperatur der fluͤssigen Tropfen und der Druk, unter welchem sie verdampft wurden, brauchten nicht weiter in Betracht zu kommen, obgleich wir es fuͤr noͤthig hielten, auch diese Punkte urspruͤnglich zu bemerken, damit man nicht sagen koͤnne, wir haͤtten sie uͤbergangen.       Temperatur derMaximal-Verdampfung.      Zeit derVerdampfung.    Temperaturder Abstoßung.          Fahrenheit.    Secunden.    Fahrenheit. Stark polirte Oberflaͤche            292         3         315 Matte (tarnished) Oberflaͤche            325 1/2        < 1 Polirte Oberflaͤche            328 1/2   2 und 1 1/2         350 Rauhe, aber reine Oberflaͤche            296 1/2        3/4 Oxydirte Oberflaͤche            317 1/2        1/4         338 Sehr stark oxydirte und unreineOberflaͤche            348        1/4 Diese Resultate, welche wahrscheinlich so richtig als moͤglich seyn duͤrften, deuten an, daß die Glaͤtte der Oberflaͤche die Temperatur der Maximalverdampfung herabdruͤkt, waͤhrend sie die Zeit, welche bei dieser Temperatur zur Verdampfung noͤthig ist, steigert. Die Naͤhe, in welcher der Punkt der Abstoßung zu der Temperatur der Maximalverdampfung steht, erhellt aus jenen Faͤllen, in welchen eine vollkommene Abstoßung notirt wurde; diese Temperatur uͤbersteigt jene der Maximalverdampfung beilaͤufig um 21° F. 5) Wir stellten auch uͤber die Temperatur der Maximalverdampfung des Wassers durch Eisen, dessen Oberflaͤche sich in verschiedenem Zustande befand. Versuche an. Da diese Versuche den mit dem Kupfer angestellten vorausgingen, so war deren Anzahl etwas groͤßer, damit hier die Sorgfalt die Erfahrung erseze. Wir brauchen uͤbrigens nicht die Details saͤmmtlicher Versuche zu geben, da dieselben auf die bereits angegebene Weise angestellt wurden, und da nur die Resultate allein allgemeines Interesse haben koͤnnen. Die Temperatur der vollkommenen Abstoßung ward hiebei gleichfalls beobachtet. Ein Theil der Versuche ward in einem Oehlbade angestellt, bei anderen wurde die Waͤrme durch Zinn mitgetheilt. In folgender Tabelle sind die Resultate der Versuche mit dem schmiedeisernen Schaͤlchen Nr. III. von 3/16 Zoll Dike enthalten; die Oberflaͤche ward nach jeder Reihe mit Saͤure und Alkali gereinigt, es bestand daher mit Ausnahme der lezten eigens bemerkten Reihe bei saͤmmtlichen Versuchen kein großer Unterschied in der Reinheit. Die Erwaͤrmung geschah mit dem Oehlbade. Die Tropfen fielen aus einer Tropfroͤhre; 128 derselben gaben eine Unze Fluͤssigkeit, wonach also ein Tropfen beinahe 0,45 Gran wog. Unter den Bemerkungen findet man hier hauptsaͤchlich die Temperaturen, bei denen keine vollkommene Abstoßung beobachtet wurde; man ersieht hieraus, wie nahe jede einzelne Beobachtung dem wahren Abstoßungspunkte kommt. Diese Zahlen weichen offenbar von jenen der vollkommenen Abstoßung weniger ab, als die Temperaturen der lezteren unter einander abweichen, und die Abweichung ist wirklich weit geringer, als nach der Ungleichheit der Wirkung der kleinen Unebenheiten der Oberflaͤche erwartet werden konnte. Textabbildung Bd. 62, S. 7 Reine Oberflaͤche; Temperatur der Maximal-Verdampfung; Extreme; Mittel; Abstoßung; Bemerkungen; Reihe, aufsteigend; Die Maximalverdampfung war bei 336 1/2° voruͤber; die Abstoßung bei 378 1/2° nicht vollkommen; Abstoßung unvollkommen; Oberflaͤche oxydirt durch den Gebrauch bei den vorhergehenden Versuchen; Der Tropfen zerbricht selbst bei diesem Punkte an unregelmaͤßigen Theilen des Schaͤlchens, d.h. die Abstoßung ist unvollkommen 6) Folgende Tabelle enthaͤlt die Resultate einer anderen, mit dikerem Eisen angestellten Reihe von Versuchen; es geht daraus hervor, daß bei den vorhergehenden Versuchen die Wirkung der Abkuͤhlung unmerklich war, indem durch Zunahme der Dike kein Unterschied in der Temperatur der Maximalverdampfung eintrat. Das eiserne Schaͤlchen hatte 1/4 Zoll Dike, und wurde nach dem ersten Versuche so stark erhizt, daß sich dessen Oberflaͤche mit Oxyd uͤberzog. Die Resultate stimmen ganz mit den fruͤheren uͤberein, denn die Temperatur der Maximalverdampfung stieg. Textabbildung Bd. 62, S. 8 Mit Saͤure und Alkali gereinigte Oberflaͤche; Temperatur der Maximalverdampfung; Temperatur der Abstoßung; Seitliche Tropfen; Centrale Tropfen; Die Oberflaͤche durch Erhizung mit Oxyd uͤberzogen Nach den Versuchen des Hrn. Prof. Johnson, die einzigen, welche der Commission uͤber diesen Gegenstand bekannt sind, befindet sich die Temperatur der Maximalverdampfung zwischen 304 und 320° F. Die Abweichung dieser Angabe von den Resultaten der Commission ist wahrscheinlich durch den verschiedenen Zustand der Oberflaͤche des angewendeten Eisens bedingt. 7) Die Abstoßung, wie sie durch erhiztes Zinn hervorgebracht wird, ergibt sich aus folgenden Versuchen. Die Zinnoberflaͤche hatte hiebei die Gestalt der unteren Seite des Schaͤlchens Nr. VIII.; d.h. sie bildete einen Theil eines Sphaͤroides, welches einer Kugel von 3,35 Zoll sehr nahe kam. Die Oberflaͤche, selbst war ziemlich glatt, doch nicht ohne einige kleine Unregelmaͤßigkeiten. Textabbildung Bd. 62, S. 8 Centrale Tropfen; Temperatur; Zeit in Secunden; Bemerkungen; Seitliche Tropfen wurden nicht abgestoßen; Zehn Tropfen in 6 Secunden; Seitliche Tropfen wurden abgestoßen; Maximalverdampfung; Das Zinn war auf der Oberflaͤche nicht geschmolzen, obschon der Thermometer unten um 14° Uͤber dessen Schmelzpunkt stand. Der Thermometer ward zur Probe mit schmelzendem Zinne verglichen Alle die nach der Bemerkung „Zehn Tropfen in 6 Sekunden“ folgenden Versuche wurden angestellt, indem man auf ein Mal mehrere Tropfen, die jedoch nicht im Stande waren die Oberflaͤche abzukuͤhlen, herabfallen ließ, und indem man die zur Verdampfung aller noͤthige Zeit maaß und diese dann durch die Zahl der Tropfen theilte. Die Maximalverdampfung fand wahrscheinlich bei 419° Statt; denn die Verdampfungszeit war bis zu 444° hinauf zuverlaͤssig gestiegen; nach Abwaͤrts ist dieselbe Sicherheit jedoch nur von 321° an zu finden. Die Temperatur der Maximalverdampfung steht also an der etwas rauhen, jedoch polirten Zinnoberflaͤche gewiß uͤber jener der polirten kupfernen und jener einer glatten eisernen Oberflaͤche; die Verdampfung eines Tropfen Wassers erfolgte naͤmlich bei dieser Temperatur in einer um 1/6 kuͤrzeren Zeit, als sie auf einer polirten Kupferflaͤche von gleicher Temperatur Statt fand; naͤher kam sie noch der Verdampfungszeit auf glattem Eisen, obschon dieses leztere Metall einen weit geringeren Glanz hatte. Vollkommen richtige Folgerungen ließen sich hieraus nur nach groͤßerem Wechsel in den Metallen und haͤufiger Wiederholung der Versuche ziehen; so weit die Versuche jedoch bis jezt gehen, erhellt daraus, daß die Abstoßung nicht bloß von dem relativen Glanze oder von der Politur der verschiedenen Metalloberflaͤchen abhaͤngt. 8) Die Schluͤsse, fuͤr die wir gutstehen, sind folgende: 1) Die Temperatur der Maximalverdampfung eines Metalles nimmt mit der Zunahme der Glaͤtte seiner Oberflaͤche ab, so daß innerhalb einer bestimmten Zeit die bei dieser Temperatur verdampfte Quantitaͤt viel geringer ist. Bei Kupfer ist der Unterschied zwischen der polirten und der oxydirten Oberflaͤche durch 56° ausgedruͤkt, indem die Maximalverdampfung an ersterer bei 292 und an lezterer bei 348° eintritt. Das Verhaͤltniß der Verdampfungszeiten fuͤr diese beiden Punkte ist 13 zu 1; denn derselbe Wassertropfen braucht in dem einen Falle 3 Secunden und in dem anderen nur 1/4 Secunde zur Verdampfung. An dem Eisen gab die glatte Oberflaͤche bei 334 oder 337 1/2, die oxydirte dagegen bei 346 1/2° das Maximum der Verdampfung, wonach also hier der Unterschied geringer ist als beim Kupfer; bei sehr starker Oxydation bestand jedoch, da die Maximal-Verdampfung bei 381° eintrat, eine Differenz von beilaͤufig 45°. Die Zeit der Verdampfung wich in beiden Faͤllen nicht sehr ab. 2) Die Temperaturen der Maximalverdampfung wichen bei gleichem Zustande der Oberflaͤche fuͤr das Kupfer und das Eisen um 30 bis 40° von einander ab, wobei jene des Eisens die hoͤhere ist. Die Zeit der Verdampfung bei diesem Maximum ist fuͤr das Kupfer kuͤrzer als fuͤr das Eisen, und zwar in einem Verhaͤltnisse von 2 zu 1, oder beinahe in dem Verhaͤltnisse ihrer Waͤrmeleitungs-Faͤhigkeit, welches wie 2 1/2 zu 1 ist. 3) Die Temperatur der Maximalverdampfung fuͤr oxydirtes Eisen oder stark oxydirtes Kupfer correspondirt beinahe mit jener, bei der der Dampf eine Spannkraft von 9 Atmosphaͤren besizt, wobei jedoch der Dampf nur unter dem atmosphaͤrischen Druke erzeugt wurde. 4) Eine vollkommene Abstoßung zwischen dem Metalle und dem Wasser tritt bei 20 biß 40° uͤber der Temperatur der Maximalverdampfung ein, und zwar beim Kupfer fruͤher, als beim Eisen. Bei diesen Temperaturen befeuchtet das Wasser das Metall nicht; die Tropfen gerathen nach verschiedenen Dichtungen in rotirende Bewegungen oder bleiben zuweilen unter langsamer Verdampfung ruhig stehen; sind sie sehr klein, so springen sie manchmal auch senkrecht empor; ihre Verdampfung scheint von der dem Metalle zunaͤchst liegenden Seite auszugehen. Eine Zusammenstellung aller dieser Thatsachen ist in folgender Tabelle enthalten. Textabbildung Bd. 62, S. 10 Mittel aus drei Versuchsreihen. Zeit zwischen 1 und 1/2 Secunden. Zeit gegen 1 Secunde fuͤr 0,46 Gran Wasser. Beschaffenheit der Oberflaͤche; Kupferne Schaͤlchen; Eiserne Schaͤlchen; Temperatur der Maximalverdampfung; Zeit in Secunden; Temperatur der Abstoßung; Stark polirt; Rein, nicht polirt; Oxydirt; Stark oxydirt und nicht rein; Stark oxydirt, aber rein Es unterliegt keinem Zweifel, daß bei den Temperaturen der Maximalverdampfung eine Abstoßung zwischen dem erhizten Metalle und dem Wasser zu entstehen beginnt; denn man kann annehmen, daß der Waͤrmestoff um so rascher von dem Metalle in das Wasser uͤberzugehen streben wird, um je mehr die Temperatur des ersteren jene des lezteren uͤbersteigt, wodurch nothwendig nach dem Beginnen der abstoßenden Wirkung eine Zunahme der Verdampfung eintreten muß. Die Temperaturen der Maximalverdampfung werden in der Praxis an den Hochdruk-Dampfmaschinen erreicht. Die Locomotivmaschinen mit kupfernen Feuerzuͤgen arbeiten mit Dampf von 60 Pfd. Druk auf das Sicherheitsventil, und dieß entspricht einer Temperatur von beinahe 306° F., welche nur um 15° unter der Temperatur der Maximalverdampfung fuͤr oxydirtes Kupfer steht. Die eisernen Kessel unserer Hochdrukmaschinen erzeugen Dampf von 10 bis 11 Atmosphaͤren oder von 354 bis zu 360° F., welche leztere Temperatur beilaͤufig um 20° unter jener der Maximalverdampfung fuͤr eine oxydirte Oberflaͤche aus dikem Eisen steht. Es ist moͤglich und sogar wahrscheinlich, daß der Druk diese Resultate, welche sich, wie gesagt, lediglich unter den Einfluͤssen des atmosphaͤrischen Drukes ergaben, modificirt; wahrscheinlich wird der Druk, indem er der Abstoßung zwischen dem erhizten Metalle und dem Wasser entgegenwirkt, die Temperatur der raschesten Verdampfung hoͤher treiben. 9) So wichtig und interessant die angegebenen Resultate in praktischer sowohl, als in theoretischer Hinsicht seyn moͤgen, so kann man doch nicht sagen, daß aus ihnen Aufschluͤsse daruͤber hervorgehen, wie die ploͤzliche Beruͤhrung, in welche Wasser mit erhizten Metalloberflaͤchen geraͤth, zur Erzeugung von Explosionen mitwirkt. Man muß hier naͤmlich eine so große Wassermenge unter den verdampfenden Einfluß des erhizten Metalles geraͤth, daß hiedurch die Temperatur der Oberflaͤche wesentlich erniedrigt wird, ausgenommen es findet eine heftige Abstoßung des Wassers von dem Metalle Statt. Um die Frage von diesem Standpunkte aus untersuchen zu koͤnnen, muß wo moͤglich das Gesez ermittelt werden, nach welchem verschiedene auf erhiztes Metall gebrachte Quantitaͤten Wasser im Stande sind, dessen Temperatur so weit zu reduciren, daß das Maximum der Verdampfung eintritt. Daß ein solches Maximum wirklich gefunden werden kann, erhellt aus obigen Resultaten; denn es geht aus ihnen hervor, daß zwischen dem Wasser und dem erhizten Metalle eine Abstoßung eintritt, welche, nachdem die Temperatur der Maximalverdampfung voruͤber ist, rasch zunimmt. Nun wird aber Wasser, welches auf eine Oberflaͤche, deren Temperatur auf der Maximalverdampfung steht, gegossen wird, diese rasch unter diese Temperatur herab abkuͤhlen. Dagegen wird aber Wasser, wenn es bei einer Temperatur, bei der die Abstoßung sehr stark ist, auf die Metalloberflaͤche gegossen wird, diese nicht bis auf die Temperatur der Maximalverdampfung abzukuͤhlen vermoͤgen. Es wird daher zwischen diesen Punkten eine Initialtemperatur geben, bei der die Verdampfung am groͤßten seyn oder eine bestimmte Menge Wasser in der moͤglich kuͤrzesten Zeit verdampft werden wird. Dieses Problem war offenbar nicht so leicht zu loͤsen, wie das fruͤhere, noch konnte man eben so genuͤgende und constante Resultate erwarten. Da die Wichtigkeit dieses Gegenstandes fuͤr die Praxis jedoch gebot, die Loͤsung wenigstens zu versuchen, so schlugen wir folgende Methode ein. Wir bedienten uns wie bei den fruͤheren Versuchen desselben Oehl- und Zinnbades, um die Mittheilung der Waͤrme durch verschiedene Medien im Allgemeinen zu ermitteln. Verschiedene Metalle, Kupfer und Eisen, von verschiedener Dike und mit verschiedenartiger Oberflaͤche wurden der Probe unterworfen. Die Quantitaͤt des Wassers wurde, nachdem die abstoßende Wirkung des Metalles vollkommen entwikelt war, von so geringen Mengen an, daß die Temperatur der Metalloberflaͤche nicht dadurch vermindert werden konnte, bis auf solche Mengen vermehrt, wie sie die Schaͤlchen zu fassen vermochten. Jeder einzelne dieser Faͤlle erforderte eine muͤhselige Untersuchung. Bei den groͤßeren Quantitaͤten Wasser wurde die Temperatur des Metalles so erniedrigt, daß selbst jene des Bades dadurch beeintraͤchtigt ward; es wurde daher das Mittel mehrerer in regelmaͤßigen Zwischenzeiten beobachteter Temperaturen als die Temperatur des Bades, auf welches das Wasser gegossen wurde, und welches in Betracht der ganzen Masse den Schaͤlchen anliegenden Theilen einen dieser Temperatur entsprechenden Hizgrad mittheilte, angenommen. Das Oehlbad wurde umgeruͤhrt, um so viel als moͤglich in den verschiedenen Theilen eine Gleichfoͤrmigkeit in der Temperatur zu erzeugen. Ohne die Temperatur, bis auf welche die Theile des erhizten Metalles oder des Bades durch das Hinzugießen von Wasser vermindert werden, zu kennen, liefern diese Versuche doch genau die Antwort auf die Frage: „bei welcher Temperatur eines Metalles wird Wasser, wenn es in einer beschraͤnkten Quantitaͤt auf dasselbe gegossen wird, am schnellsten in Dampf verwandelt werden?“ Natuͤrlich muͤssen hiebei die verschiedenen Methoden, nach welchen die Mittheilung der Waͤrme bei den Versuchen und in der Praxis Statt findet, gehoͤrig in Anschlag gebracht werden. 10) Es wurde dasselbe Schaͤlchen Nr. VII, dessen wir uns bei den fruͤheren Versuchen schon bedienten, und welches einen Theil eines Sphaͤroids bildete, dessen innere Oberflaͤche sich einer Kugel von 3,09 Zoll Halbmesser annaͤherte, angewendet. Der Sinus versus des Segmentes oder die Tiefe des Schaͤlchens betrug 1,6 Zoll; die Sehne oder die Breite des Schaͤlchens 5,39 Zoll; die Metalldike 0,07 Zoll; die Oberflaͤche war glatt. Die Quantitaͤt des zuerst eingetragenen Wassers betrug 1/8 Unze oder 60 Gran Troy Gewicht; sie wurde vor dem Eintragen in das in das Bad gesezte Schaͤlchen in einem kleinen Schaͤlchen abgewogen. Ein Beobachter nahm die Temperatur des Bades und zeigte einem anderen den Augenblik an, in welchem er das Wasser einzutragen hatte; lezterer notirte die Temperatur und die Zeit. Ersterer kuͤndigte den Augenblik an, in welchem die Fluͤssigkeit zu sieden begann, und welcher gleichfalls notirt wurde. Lezterer zaͤhlte jede ganze oder halbe Minute, die voruͤberging, waͤhrend ersterer zugleich immer die Temperatur des Bades beobachtete und sonstige bemerkenswerthe Umstaͤnde, die allenfalls im Schaͤlchen vorgingen, bemerkte. Derselbe Beobachter machte auch aufmerksam, wenn die Fluͤssigkeit im Schaͤlchen zu verschwinden begann; durch ein Signal gab er den Moment des wirklichen Verschwindens an, der von dem zweiten sogleich notirt ward. Die zwischen dem Eintragen der Fluͤssigkeit in das Schaͤlchen und dem Beginnen des Siedens verstrichene Zeit wurde in allen folgenden Tabellen in Abzug gebracht, so daß also aus diesen nur die Zeit zu ersehen, die von dem Beginnen des Siedens an bis zur gaͤnzlichen Verdampfung des Wassers verstrich. Bei den hoͤheren Temperaturen betrug die Zeit, die noͤthig war, um die kleineren Quantitaͤten zum Sieden zu bringen, kaum eine halbe Secunde. Die Zeiten wurden wie gewoͤhnlich mit einem Secundenpendel, in einigen Faͤllen mit einem Viertel-Secundenpendel gemessen. Wenn bei Anwendung der groͤßeren Quantitaͤten Wasser eine entschiedene Abstoßung eintrat, so zeigten sich sehr sonderbare Erscheinungen. Das Wasser gerieth in eine kreisende Bewegung um eine Achse, die gegen den tiefsten Punkt des Schaͤlchens senkrecht oder beinahe senkrecht gestellt war. Dabei veraͤnderte sich auch dessen Gestalt, die, waͤhrend sie sonst im horizontalen Durchschnitte kreisrund war, nunmehr zu einem unregelmaͤßigen Ovale wurde, welches sich bei den Umdrehungen der Masse abwechselnd zusammenzog und ausdehnte: die Querachse zog sich zusammen, bis die Conjugata an deren Stelle trat, und umgekehrt. Die Richtung, in welcher die Rotirung Statt fand, war keineswegs gleichfoͤrmig; manchmal wurde die Masse ruhig, um dann nach der entgegengesezten Richtung in Bewegung zu kommen. Beim ersten Beginnen dieser Erscheinungen plazen manchmal einige Dampfblasen durch die Fluͤssigkeit empor, sind sie hingegen vollkommen im Gange, so wird von Unten Dampf in Menge ausgestoßen. In der That scheint es, als wenn sich zwischen dem Wasser und dem Schaͤlchen eine Schichte Dampf befaͤnde, die zuweilen, wenn sie sich an den Raͤndern verdichtet, sichtbar wird. Nimmt man die Resultate der Verdampfung von 1/8 Unze Wasser in dem Schaͤlchen Nr. VII, und zieht man nach ihnen eine Curve, deren Ordinaten die Differenzen zwischen den Verdampfungszeiten und einer bestimmten Quantitaͤt bezeichnen, waͤhrend die Abscissen die Differenzen zwischen den Temperaturen und einer constanten Quantitaͤt andeuten, so wird man eine merkwuͤrdige Regelmaͤßigkeit in den Resultaten und eine Annaͤherung gegen das Minimum in der Verdampfungszeit bemerken. Dieß gewaͤhrt gute Anhaltspunkte zur Berechnung jener Temperatur, bei welcher mit dieser Quantitaͤt Wasser die Maximalverdampfung Statt gefunden haben wuͤrde, oder jener Temperatur, uͤber welche hinaus das eingetragene Wasser nicht im Stande gewesen waͤre das Schaͤlchen bis auf die Temperatur der Maximalverdampfung fuͤr Wassertropfen abzukuͤhlen. Die offenbare Annaͤherung dieser Curve zur Ellipse (siehe Fig. 1) veranlaßte uns, die Gleichung dieser Curve zur Darstellung der Beobachtungen zu versuchen. Folgende Tabelle zeigt die Resultate der Vergleichung der Berechnung mit der Beobachtung, wobei der Querdurchmesser der Ellipse zu 262°, die Conjugata zu 200 Secunden und die Coordinaten des Mittelpunktes zu 576° und 211,5 Secunden abgenommen wurden.D.h. in der Gleichung A²y² + B²x² = A², B² ist A = 262° und B = 200 Secunden. X = 576° und Y = 211,5 Secunden sind die Coordinaten des Mittelpunktes, so daß also x = 576° – der beobachteten Temperatur, und y = 211,5 Secunden – der beobachteten Verdampfungszeit. A. d. O. Nummer des Versuches.     Beobachtete     Temperaturder Verdampfung. Beobachtete Zeitder Verdampfung Beobachtete Ordinaten. Berechnete Ordinaten. Differenz.      Fahrenheit.      Secunde.  Secunden.  Secunden. Secunden.        1          349,5        116,5       95     100,1   + 5,1        2          384          71     140,5     135,4   – 3,1        3          420,5          46     165,5     160,3   + 5,2        4          452          52,5     179     175,4   – 3,6        5          486          22     189,5     187   – 2,3        6          508          18     193,3     192,3   – 1,2        7          526          15,5     196     195,4   – 0,6        8          537,5          15,3     196,2     196,8   + 0,6        9          558          14,7     196,8     198,6   + 1,8      10          568          13     198,5     198,9   + 0,4 Eine aͤhnliche, aber mehr direct in die Augen fallende Vergleichung gibt Fig. 1, woran die obere punktirte Linie nach den Beobachtungen gezogen ist, waͤhrend die volle Linie die angenommene Ellipse andeutet. Das Zusammenfallen dieser Linien, indem nur da eine Abweichung Statt fand, wo die Natur der punktirten Linie eine Unregelmaͤßigkeit in den Beobachtungen nachweist; oder das nahe Zusammentreffen der berechneten und der beobachteten Zahlen in der Tabelle und die wandelbare Bezeichnung der Differenzen rechtfertigen uns, wenn wir fuͤr die wahre Maximalverdampfung jene Temperatur annehmen, die dem hoͤchsten Punkte der Ellipse, naͤmlich 576° F. entspricht. Bei 506° F. ist demnach ein kupfernes Schaͤlchen von 0,07 Zoll Dike, welches durch ein Medium, wie Oehl, Waͤrme mitgetheilt erhaͤlt, im Stande, der abkuͤhlenden Wirkung von 60 Gr. Wasser so weit zu widerstehen, daß die rascheste Verdampfung erzeugt wird. Die Quantitaͤt Wasser reichte dabei hin, um beilaͤufig ein Zehntheil der der Waͤrme ausgesezten Oberflaͤche zu bedeken. 11) Mit dem kupfernen Schaͤlchen Nr. IV, dessen Dike nur 0,05 Zoll betrug, und dessen Figur sich einer Kugel von 3,1 Zoll Halbmesser naͤherte, so daß die Sehne des Segmentes 5,25 Zoll und der Sinus versus 1,45 Zoll hatte, wurden 9 Versuche uͤber die Verdampfung von 1/8 Unze Wasser gemacht, und zwar unter Anwendung des Oehlbades. Von diesen 9 Versuchen sind sieben in Fig. 1 durch die mittlere punktirte Linie, welche sehr gut mit der in voller Linie gezogenen Ellipse zusammenfaͤllt, dargestellt; die beiden ausgelassenen Versuche fanden bei Temperaturen Statt, welche unter der niedrigsten der 7 in der Figur angedeuteten Temperaturen standen. Folgende Tabelle gibt eine Vergleichung der Berechnung mit der Beobachtung, wobei die groͤßere und die kleinere Achse der Ellipse zu 251° und zu 214 Secunden, und die Coordinaten des Mittelpunktes zu 576° und 254 Secunden angenommen wurden. Diese Werthe wurden zwar nicht vollkommen genau erhalten, allein sie paßten besser, als groͤßere und niedrigere Zahlen, die gleichfalls versucht wurden. Nummer des Versuches.      Temperaturder Verdampfung.      Zeit derVerdampfung Beobachtete Ordinaten. Berechnete Ordinaten. Differenz.      Fahrenheit.     Secunde.  Secunden.  Secunden. Secunden.        3          352        164       90       96,6    + 6,6        4          382,5        118     136     136,3    + 0,3        5          433          78     176     176    + 0,0        6          464,5          62     192     191,8    – 0,2        7          491          64     200     201,1    + 1,1        8          511          48,5     203,5     206,7    + 1,2        9          527          43     211       02    – 1,0 Die Temperatur, welche mit 60 Gran Wasser die staͤrkste Verdampfung gibt, ist demnach auch hier mit diesem Schaͤlchen, gleichwie mit jenem von 0,07 Zoll Dike, 576° F. Die Oberflaͤchen waren in beiden Faͤllen beinahe ganz gleich, d.h. rein, aber nicht polirt. 12) Mit dem Schaͤlchen Nr. I, welches nur 0,025 Zoll Metalldike und dabei die Form des vorhergehenden Schaͤlchens hatte, wurden unter Anwendung derselben Quantitaͤt Wasser und desselben Bades acht Versuche angestellt, von denen nur 5 zu derselben Curve zu gehoͤren scheinen, wie dieß aus der untersten Curve in Fig. 1, wo die punktirte Linie die Curve der Beobachtungen andeutet, erhellt. Diese 5 lassen sich durch einen Kreis darstellen, der nach den Beobachtungen 3, 4 und 8 einen Halbmesser von 262° hat. Die Coordinaten des Mittelpunktes sind 604° und 309 Secunden. Nummer des Versuches.      Temperaturder Verdampfung.      Zeit derVerdampfung Nummer des Versuches.      Temperaturder Verdampfung.      Zeit derVerdampfung       Fahrenheit.     Secunde.       Fahrenheit.     Secunde.        1          306,5        397        5          422        118,5        2          319        369        6          452,5        101        3          354        237        7          483,5          76        4          387        163,5        8          505          67 Die Berechnungen sezen hier die Maximalverdampfung auf 604° F., oder um 28° hoͤher als bei den beiden fruͤher angewendeten Schaͤlchen, was offenbar der minderen Dike des Metalles an diesem Schaͤlchen zugeschrieben werden muß. 13) Aehnliche Versuche wurden mit eisernen Schaͤlchen von verschiedener Metalldike angestellt, naͤmlich mit Nr. V von 0,04, mit Nr. II von 0,08, mit Nr. VI von 0,18 Zoll Dike, und mit Nr. III, welches in dieser Hinsicht zwischen Nr. II und VI in der Mitte stand. Die Dimensionen dieser Schaͤlchen wichen im Wesentlichen nicht von jenen der kupfernen Schaͤlchen ab; denn der Radius betrug an Nr. V 3,25, an Nr. II 3,1, und an Nr. VI 2,9 Zoll; die Sehne maaß an allen dreien 5,2 Zoll, und der Sinus versus hatte an Nr. V 1,3, an Nr. II 1,45, und an Nr. VI 1,6 Zoll. Wegen der Schwierigkeit hier an diesen Schaͤlchen eine gleichmaͤßige Oberflaͤche zu erzeugen und sie eine etwas betraͤchtliche Zeit uͤber in gleichem Zustande zu erhalten, waren diese Versuche viel weniger entscheidend als die mit dem Kupfer angestellten. Bei den Versuchen mit Nr. V und II gelangte etwas Oehl in das Schaͤlchen, wodurch ein Theil der Resultate beeintraͤchtigt wurde; und ebendieß war auch bei hohen Temperaturen mit Nr. I der Fall. Kleine, aus den Schaͤlchen hinausgeschleuderte Wassertheilchen sanken, ohne zu verdampfen, unter das Oehl unter, und schleuderten dann, indem sie unter dem Oehle in Dampf verwandelt wurden, unter leichten Explosionen Oehl empor. Die Oberflaͤchen waren rauh, aber rein; die Quantitaͤt des zu den Versuchen genommenen Wassers betrug 1/8 Unze Troy Gewicht. Die nach diesen Beobachtungen sich ergebenden Curven ersieht man aus Fig. 3. Ungeachtet der auffallenden Unregelmaͤßigkeiten in den drei unteren Curven erhellt doch die Wirkung der Dike des Metalles in Hinsicht auf Erhoͤhung der Verdampfung bei einer gegebenen Temperatur, indem die Curve von Nr. III hoher ist als jene von Nr. II, und jene von Nr. II hoͤher als die von Nr. V. Es erhellt ferner, daß uͤber 540° F. eine Neigung zum Maximum Statt findet, obschon bei Nr. III und Nr. V offenbar nicht weit uͤber dieser Temperatur. Es war sehr schwierig mit diesen duͤnnen Schaͤlchen das Maximum zu uͤberschreiten, indem das Oehl hiebei einen Dampf ausstieß, der sehr unangenehm auf die Augen wirkte, die noͤthige Genauigkeit sehr erschwerte, und die Arbeit sehr muͤhevoll machte. An dem Schaͤlchen Nr. VI wurde groͤßere Sorgfalt auf die Reinheit der Oberflaͤche verwendet; denn sie wurde zuerst mit Alkali vom Fette gereinigt, dann mit sehr verduͤnnter Saͤure behandele und endlich abgewaschen. Die Curve ist daher hier auch regelmaͤßiger als in den uͤbrigen Faͤllen; das Maximum ward zwischen 503 und 512° F. erreicht, also weit unter dem correspondirenden Punkte der duͤnnen eisernen Schaͤlchen. Vergleicht man die Verdampfung an dem 0,07 Zoll diken Kupferschaͤlchen Nr. VII mit jener an dem eisernen 0,08 Zoll diken Schaͤlchen Nr. II, so wird man finden, daß erstere viel betraͤchtlicher ist. In der That befindet sich auch die Curve fuͤr das Kupferschaͤlchen außer der Curve fuͤr Nr. III, waͤhrend sie beilaͤufig bei 540° F. die Curve fuͤr das eiserne Schaͤlchen Nr. VI von 0,18 Zoll Dike durchschneidet. Von 350 bis zu 508° empor wechselt die Zeit der Verdampfung in dem kupfernen Schaͤlchen von 3/4 bis zu 3/8 der Verdampfungszeit, welche sich bei correspondirenden Temperaturen mit dem eisernen Schaͤlchen von gleicher Dike ergibt. Die specifische Waͤrme des Eisens wird, da sie etwas groͤßer ist, als jene des Kupfers, die Temperatur des ersteren dieser beiden Metalle zu erhalten streben; da jedoch die Leitungskraft des Kupfers jene des Eisens um mehr als das Doppelte uͤbersteigt, so wird hiedurch die niedrigere specifische Waͤrme des Kupfers mehr als zur Genuͤge ausgeglichen werden. 14) Die Wirkung, welche eine dike Oxydschichte hervorbringt, erhellt, wenn man die punktirte Linie fuͤr das Schaͤlchen Nr. VI mit der vollen Linie vergleicht. Bei Temperaturen unter 390° F. wird die Verdampfung wahrscheinlich durch Unterbrechung der Waͤrmeleitung bedeutend vermindert; so wie jedoch die Abstoßung beginnt, wirkt die Oxydschichte hinderlich auf diese, so daß also die Temperatur der Maximalverdampfung steigt, waͤhrend die Zeit, die bei einer gegebenen Temperatur zur Verdampfung erforderlich ist, faͤllt. Man wird sich uͤbrigens erinnern, daß diese Temperatur von 390° nur um 7° von jener abweicht, die an einer oxydirten Oberflaͤche als die Maximalverdampfung fuͤr Tropfen befunden ward. Wir werden noch einmal auf diesen Gegenstand zuruͤkkommen. Wir wendeten nunmehr Quantitaͤten Wasser an, welche von 1/16 bis zu 1/4 Unze Troygewicht wechselten, um die Wirkung der Quantitaͤt auf die Temperatur der Maximalverdampfung zu ermitteln. Dabei wurden auch die Oberflaͤchen gewechselt. Die Resultate dieser Versuche ergeben sich aus folgender Tabelle. Verdampfungszeiten verschiedener Quantitaͤten Wasser bei verschiedenen Temperaturen mit dem eisernen Schaͤlchen Nr. VI von 3/16 Zoll Dike und mit Anwendung des Oehlbades. Textabbildung Bd. 62, S. 18 Der Buchstabe M bezeichnet die Temperatur der Maximalverdampfung. Temperatur nach Fahrenheit; Zeit in Secunden; Glatt, Rauh Aus einer Pruͤfung dieser Tabelle ergeben sich keine eigentlichen Maxima der Verdampfung, indem die Unterschiede in den Zeiten, welche in der Naͤhe der Punkte der raschesten Verdampfung zwischen den einzelnen Versuchen bemerkbar sind, zu groß sind, als daß in irgend einem Falle auf ein richtiges Maximum geschlossen werden koͤnnte. Vergleicht man hingegen die Temperaturen der raschesten Verdampfung, so wie sie die Tabelle fuͤr verschiedene Quantitaͤten Wasser angibt, so wird man finden, daß die Temperatur des Metalles, welche beim Daraufgießen von Wasser der groͤßten Verdampfung entsprach, bei 1/16 Unze Wasser 504°, bei 1/8 Unze gegen 507 1/2 und bei 1/4 Unze gegen 517° F. betrug. Sie stieg also bei Vervierfachung der Quantitaͤt des Wassers nur um 13°, waͤhrend die Ausdehnung der Oberflaͤche, welche direct mit dem Wasser in Beruͤhrung kam, um das Doppelte stieg. Bei diesen Temperaturen war auch wirklich die Abstoßung zwischen dem Metalle und dem Wasser bedeutend, wenn man zuerst 1/16 und 1/8 Unze Wasser in das Schaͤlchen goß. Die Wirkung der Rauhheit der Oberflaͤche ersieht man aus den drei Reihen. Bei den niedrigeren Temperaturen scheint dieselbe im Allgemeinen die Verdampfung zu vermindern; wuͤrde jedoch, wenn die Oberflaͤche glatt geblieben waͤre, eine Abstoßung Statt gefunden haben, so wuͤrde die Rauhheit die bei einer bestimmten Temperatur eintretende Verdampfung, indem sie den Punkt der Maximalverdampfung erhoͤht, beschleunigt haben. Gibt man dieß zu, so steht die Temperatur, bei der die rauhe und die glatte Oberflaͤche gleich stark verdampfen, nur um ein Geringes, uͤber der Temperatur der wirklichen Maximalverdampfung des Metalles, wenn man annimmt, daß die abkuͤhlende Wirkung des Wassers ganz aufgehoben wird, d.h. wenn das Wasser in kleinen Tropfen auf das Metall gelangt. Eine Vergleichung der ersten und zweiten Reihe sezt diesen Punkt auf 386, eine Vergleichung der dritten mit der vierten Reihe hingegen auf 388 1/2° F. Die fuͤnfte und sechste Reihe laͤßt in dieser Hinsicht einen Zweifel uͤbrig; denn hier fiele dieser Punkt nach zwei einander am naͤchsten stehenden Resultaten auf 424°, waͤhrend er sich, wenn man von zwei minder uͤbereinstimmenden Resultaten ausginge, zu 388° F. ergeben, und mithin mehr mit den anderen Reihen zusammentreffen wuͤrde. Nach den mit Wassertropfen angestellten Versuchen ergab sich die Temperatur der Maximalverdampfung in demselben Schaͤlchen mit glatter Oberflaͤche zu 334°, und mit rauher Oberflaͤche zu 346 1/2 °F.: ein Resultat, welches der wirklichen Temperatur der Maximalverdampfung unstreitig naͤher kommt, als jenes, welches so eben aus dem Medium einer betraͤchtlichen Quantitaͤt Fluͤssigkeit abgeleitet wurde. 15) Wir fanden keine entsprechende Methode, die Temperatur eines kleinen Stuͤkes Metall von der Dike des zu den Dampfkesseln gebraͤuchlichen Bleches zu bestimmen, waͤhrend dasselbe der Einwirkung von Wasser, welches sich auf oder unter dem Siedepunkte befindet, ausgesezt ist, und waͤhrend dasselbe von einer constant bleibenden Quelle her Waͤrme mitgetheilt erhaͤlt. Es schien daher am geeignetsten, die Wirkungen der Waͤrmemittheilung durch einen sehr guten Waͤrmeleiter, wie z.B. das Zinn ist, mit jenen der Mittheilung durch einen unvollkommenen Waͤrmeleiter oder Waͤrmecirculator, wie z.B. das verdikte, bei den vorhergehenden Versuchen gebrauchte Oehl einer ist, zu vergleichen. Wir sezten demnach das eiserne Schaͤlchen Nr. VIII von 0,25 Zoll Dike in ein Zinn- und in ein Oehlbad, und erhielten damit bei Anwendung gleicher Quantitaͤten Wasser folgende Resultate. Die Curven der Beobachtungen erhellen aus Fig. 4.     Temperaturnach Fahrenheit. 1/8 Unze Wasser.Zeit in Secunden. Zinnbad. Oehlbad.       455 8 1/4 16       465 12 1/2       473 7 1/4       481 11 1/2       491 6 1/4       502 10 1/2       504 6       513 6       521 10 1/2       537 10 1/2       539 6 1/2 10 1/4       555 9 1/4       559 6 7/8       567 15 1/2       568 9 1/2       591 16 Die Unregelmaͤßigkeit der mit dem Oehlbade angestellten Versuchsreihe wirft auf das hiebei erzielte Maximum einigen Zweifel; besonders da die mit einem duͤnneren Gefaͤße vorgenommene Reihe von Versuchen eine niedrigere Temperatur fuͤr die Maximalverdampfung ergab. Das nochmalige Vorkommen derselben Zeit innerhalb 19° bestaͤrkt diesen Zweifel noch mehr. Die Temperatur der staͤrksten Verdampfung war bei dem Zinnbade 508 1/2°; dabei betrug die Zeit nur 6 Secunden, waͤhrend sie sich in dem Oehlbade auf 9 1/4 Secunden, und nach den fruͤheren Versuchen wahrscheinlich auf weniger dann 8 belief. Die hier fuͤr das Oehlbad angegebene Temperatur der Maximalverdampfung betraͤgt 555°; die Differenz gegen jene des Zinnbades betraͤgt hiemit 46 1/2°. Andererseits sind die Verdampfungszeiten zwischen 559 und 568° fuͤr beide Baͤder gleich, indem die Abstoßung, welche durch die groͤßere, von dem Zinne mitgetheilte Hize erzeugt wird, jene Verminderung in der Verdampfung, welche durch die mindere, von dem Oehle abgegebene Hize bedingt ist. ausgleicht. Aus dieser Vergleichung ergibt sich, daß in der Praxis jene Metalldike, bei der die Wirkung des zum Bade dienenden Materielles oder der zur Mittheilung der Waͤrme dienenden Mittel gaͤnzlich verschwindet, noch durchaus nicht erreicht ist. 16) Bei einer geringeren Metalldike war diese durch die Natur des Bades veranlaßte Differenz natuͤrlich noch auffallender. Mit einem Schaͤlchen von 1/12 Zoll Dike ergaben sich naͤmlich bei vergleichsweiser Anwendung des Zinn- und Oehlbades folgende Resultate. Eisernes Schaͤlchen Nr. II von 1/12 Zoll Dike, mit 1/8 Unze Wasser und rauher Oberflaͤche. Im Zinnbade. Im Oehlbade. Temperatur. Zeit in Sec. Temperatur. Zeit in Sec.   446°   7 1/2   421°   71   460 1/2   6   452   57   484   6 3/4   487   51   500   6 1/2   507   47   554   8   517   44   566   8 Die durchschnittliche Verdampfungszeit im Oehlbade betraͤgt also mehr als das Achtfache der Verdampfungszeit im Zinnbade. – Diese Versuche repraͤsentiren uͤbrigens keineswegs den Fall, womit man es in der Praxis zu thun hat, und bei welchen die Mittheilung der Waͤrme durch die Flamme, durch erhizte Luft und durch directe Ausstrahlung geschieht. Das aus dieser Tabelle ersichtliche Maximum liegt zuverlaͤssig zwischen 460 1/2 und 500°; das offenbare Maximum ist 460 1/2°; das Maximum, welches sich bei Weglassung des Versuches bei 484° ergibt, ist 484°, und jenes, welches sich bei Weglassung des Versuches bei 460 1/2° herauswirft, beilaͤufig 500°. Bei dem Oehlbade wurde das Minimum offenbar nicht erreicht; denn man wird sich erinnern, daß dieses bei 570°, also bei einer um 50° hoͤheren Temperatur, als die Tabelle reicht, eintritt. Die Verdampfungszeiten im Zinnbade sind hier beinahe dieselben wie bei dem 3/16 Zoll diken Schaͤlchen. Man kann in der That die Sache so betrachten, als gelangte die Hize durch ein sehr dikes zinnernes Schaͤlchen an das Eisen, und als wuͤrde sie von einer unter einer zweiten eisernen Oberflaͤche befindlichen Flamme unterhalten. Aus diesem Grunde bringt daher eine groͤßere Dike des eisernen Schaͤlchens auch nur eine geringe Aenderung hervor. 17) Es war nunmehr unsere Aufgabe, die in die diksten eisernen und kupfernen Schaͤlchen eingetragenen Quantitaͤten Wasser so weit zu vermehren, als es der Rauminhalt dieser Schaͤlchen zuließ, damit jeder Theil des Schaͤlchens, auf den die Hize wirkte, auch die abkuͤhlende Wirkung des Wassers zu erleiden habe. Es sollte auf diese Weise die Wirkung, welche Statt findet, wenn eine große Quantitaͤt Wasser mit heißem Metalle in Beruͤhrung kommt, dargestellt werden. Natuͤrlich waren von diesen Versuchen keine anderen als allgemeine Resultate zu erwarten. Wir waͤhlten aus den bereits entwikelten Gruͤnden das Zinnbad zur Mittheilung der Waͤrme, und verhuͤteten das Hinausschleudern von Wassertheilchen durch einen zinnernen Ring, der den Dampf frei entweichen ließ, waͤhrend er der eben erwaͤhnten Unannehmlichkeit in hohem Grade steuerte. Die Temperatur des ganzen Bades ward in keinem Falle bedeutend reducirt, indem von Unten fortwaͤhrend Hize darauf einwirkte; allein dem in der Naͤhe des Schaͤlchens befindlichen Metalle ward die Waͤrme schneller entzogen, als sie ihm geliefert werden konnte. Die Temperatur des Bades konnte also auch nur jene Temperatur des Schaͤlchens andeuten, welche dieses im Augenblike des Eingießens des Wassers besaß. Folgende Bemerkungen beziehen sich auf das eiserne Schaͤlchen Nr. VIII von 0,25 Zoll Dike. Eine halbe Unze (Fluͤssigkeitsmaaß) Wasser reducirte die Temperatur des Schaͤlchens von 417° auf etwas unter 212°, also um 205° F. – 3/4 Unzen, welche bei 504° eingetragen wurden, kuͤhlten das Metall des Schaͤlchens unter den Abstoßungspunkt fuͤr Tropfen ab, oder beilaͤufig um 120°, indem die hoͤhere Temperatur des Metalles die vorgenommene Vermehrung der Quantitaͤt des Wassers mehr als ausglich. Das Schaͤlchen faßte bis zum Niveau des Bades empor beinahe 3 1/2 Unze Fluͤssigkeit; seine Oberflaͤche war oxydirt. Folgende Bemerkungen beziehen sich auf die Temperaturen des Metalles beim ersten Eintragen des Wassers. Die Temperatur der Maximalverdampfung war fuͤr 1/4 Unze Fluͤssigkeit etwas, wahrscheinlich aber nicht sehr viel, uͤber 480° F. Zwischen 569 und 628° stieg die Verdampfungszeit einer und derselben Quantitaͤt Wasser von 10 auf 20 Secunden. Auf dem Punkte der Maximalverdampfung betrug die Zeit gegen 8 Secunden. Mit einer halben Unze Wasser war die wahrscheinliche Temperatur der Maximalverdampfung gegen 508°, waͤhrend die Verdampfungszeit gegen 11 1/4 Secunden betrug. Aus mehreren Versuchen mit einer Unze Wasser, welche im Vergleiche mit einem anderen Schaͤlchen angestellt wurden, ergaben sich 555° als die Temperatur der Maximalverdampfung. Dagegen waren die Verdampfungszeiten bei 518 und 616° beinahe gleich: naͤmlich 16 Secunden. Die Temperatur der Maximalverdampfung fuͤr zwei Unzen stand uͤber 600°; die Verdampfungszeiten waren bei 580 und 602° gleich: d.h. sie betrugen 24 Secunden. Aus diesen Resultaten ergibt sich, daß die Verdampfungszeiten von Quantitaͤten Wasser, die sich wie 1/8, 1/4, 1/2, 1 und 2, oder wie 1, 2, 4, 8 und 16 zu einander verhielten, bei den der kuͤrzesten Verdampfungszeit entsprechenden Temperaturen in dem Verhaͤltnisse von 6, 8, 11, 13 und 22, oder von 1, 1 1/3, 1 5/6, 2 1/6 und 3 2/3 zu einander standen; also in einem Verhaͤltnisse, welches von dem Verhaͤltnisse der Quadratwurzeln der Quantitaͤten, welches sich zu 1, 1. 4, 2, 2. 8, 4 ergibt, nicht sehr weit abgewichen waͤre. Die Temperaturen des Metalles stiegen, wenn so viel Wasser darauf gegossen wurde, daß die ganze Verdampfung innerhalb der kuͤrzesten Zeit Statt fand, fuͤr Quantitaͤten, die von 1/8 Unze bis zu 2 Unzen oder um das Sechszehnfache wechselten, von 460° auf 600°. Das Verhaͤltniß der Temperaturen uͤber 212° war beilaͤufig wie 1 zu 1 3/5, woraus eine Annaͤherung gegen eine solche Temperatur des Metalles, bei der irgend eine große, in ein dikes eisernes Gefaͤß gebrachte Wassermenge am schnellsten verdampft werden wuͤrde, erhellt. Es wurde in dieser Hinsicht ein directer Versuch angestellt, indem wir ein gußeisernes Schaͤlchen von beilaͤufig einem halben Zoll Metalldike, welches in der Form den fruͤher beschriebenen Schaͤlchen gleichkam, und dabei gegen 10 Unzen Fluͤssigkeitsmaaß fassen koͤnnte, uͤber einem Holzkohlenfeuer erhizten. Eine Unze Wasser, welche in dieses Schaͤlchen eingetragen wurde, nachdem dasselbe bis zum Rothgluͤhen erhizt und uͤber dem Feuer erhalten ward, waͤhrte 115 Secunden an; 4 Unzen waͤhrten bei dem einen Versuche 294 und bei einem zweiten 304 Secunden; dabei blieb das Schaͤlchen nicht rothgluͤhend; das Wasser wurde anfaͤnglich abgestoßen. 18) Mit dem kupfernen Schaͤlchen Nr. VII, dessen Metall nur 0,07 Zoll Dike oder beilaͤufig 0,36 der Dike des eisernen Schaͤlchens hatte, ergaben sich bei Anwendung desselben Zinnbades und bei glatter Oberflaͤche folgende Resultate. – Bei einer Temperatur von 465 1/2° wurde 1/8 Unze Wasser abgestoßen; die Abstoßung blieb beinahe bis zum Ende des Versuches vollkommen, und die Fluͤssigkeit brauchte 175 Secunden zur Verdampfung. Bei der Initialtemperatur von 501° brauchte dieselbe Quantitaͤt Wasser 187 Secunden zur Verdampfung. Bei den hoͤheren dieser Temperaturen ward mit einem eisernen Schaͤlchen von beinahe gleicher Dike unter Anwendung des Oehlbades die Maximalverdampfung nicht erreicht. 1/4 Unze Wasser brauchte bei 469° F. 13 Secunden, und bei 529° F. 405 Secunden zur vollkommenen Verdampfung. Bei lezterer Temperatur war die Abstoßung beinahe waͤhrend des ganzen Versuches eine vollkommene. (Beschluß im naͤchsten Heft.)

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Tab. II