Titel: | E. H. Amagat's Apparat zur Messung der Zusammendrückbarkeit von Flüssigkeiten. |
Fundstelle: | Band 262, Jahrgang 1886, S. 364 |
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E. H. Amagat's Apparat zur Messung der
Zusammendrückbarkeit von Flüssigkeiten.
Mit Abbildungen auf Tafel
24.
Amagat's Messung der Zusammendrückbarkeit von
Flüssigkeiten.
Nach der Revue industrielle, 1886 * S. 325 bezieh. den
Comptes rendus, 1886 Bd. 103 S. 429 setzt sich der
von E. H. Amagat angegebene Apparat zur Messung der
Zusammendrückbarkeit von FlüssigkeitenVgl. Amagat's Apparat zur Messung der
Zusammendrückbarkeit verdünnter Gase * S. 115 d. Bd. aus zwei
Theilen zusammen, der Einrichtung zum Pressen der zu untersuchenden Flüssigkeit und
jener zum Ablesen des angewendeten Druckes.
Der Preſsapparat besteht aus einem guſsstählernen, 1m,20 langen Hohlcylinder B (Fig.
11 Taf. 24) von 8cm Wanddicke und 3cm lichtem Durchmesser. Dieser Cylinder ist mit
einem starken Eisenmantel A umgeben und wird senkrecht
in einem groſsen kupfernen Behälter befestigt, eine Anordnung, welche die Versuche
in schmelzendem Eise oder in einem Wasserstrome von gleichbleibender Temperatur
vorzunehmen gestattet. In die Ausbohrung des Cylinders B wird der eigentliche Druckapparat (sogen. Piëzometer), in welchem die zu
untersuchende Flüssigkeit eingeschlossen ist, geschoben. Beim Beginne des Versuches
bedient man sich einer Druckpumpe, welche durch das Rohr F des Ansatzes D Glycerin in den Apparat
drückt. Hat der Druck 200, 300 oder 600at, je nach
Umständen, erreicht, so schraubt man den Einlaſskanal in D zu und setzt die Pressung unter Handhabung der mit langen Kreuzarmen
versehenen Centralschraube E fort; letztere wirkt auf
einen Stahlcylinder, welcher, unter sanfter Reibung nachgebend, ein in Kapselform
gedrücktes Leder vor sich her schiebt. Da die untere Mündung des Druckapparates in
Quecksilber taucht, so steigt dieses in der Preſsröhre in die Höhe, zum Zeichen,
daſs sich der Rauminhalt der zu untersuchenden Flüssigkeit in Folge des gewaltigen
Druckes vermindert.
Die Messung des Rauminhaltes während dieses Vorganges geschieht nach dem von Prof. Tait in Edinburg mitgetheilten Verfahren. In die
Preſsröhre ist nämlich eine Reihe von Platindrähten eingeschmolzen, welche durch
eine Spirale mit einander verbunden sind. Diese Spirale, deren Verlängerung unter
sorgfältiger Isolirung durch die Wand des Stahlcylinders B geführt ist, stellt von Draht zu Draht einen Widerstand von 2 Ohm dar.
Da nun der Strom einer galvanischen Batterie seinen Weg durch den Stahlcylinder und
das Quecksilber nimmt, in welches die Preſsröhre taucht, so erkennt man mittels des
Galvanometers genau den Augenblick, wo das in Folge der Zusammendrückung der
Flüssigkeit in die Röhre steigende Quecksilber einen Platindraht nach dem anderen
erreicht, und ist somit in den Stand gesetzt, die dem jeweiligen Drucke
entsprechenden Rauminhalte der Flüssigkeit oder auch des Gases, wenn dieses der
Gegenstand der Untersuchung sein sollte, zu messen.
Der in Fig. 12
Taf. 24 abgebildete Druckmesser, welcher durch ein an
die Hülse I (Fig. 11) sich
anschlieſsendes starkes Stahlrohr G mit dem
Presfapparate in Verbindung steht, ist mit zwei Differentialkolben ohne jede
Liderung ausgestattet. Der kleinere Kolben p, welcher
die hohen Pressungen aufnimmt, wird dadurch gedichtet, daſs man denselben gleich am
Anfange gut einölt und dann in o ein wenig Melasse
gieſst. Auf diese Weise bewahrt der Kolben p unter
luftdichtem Schlüsse seine volle Beweglichkeit, ein Erfolg, welcher mit Wasser oder
Glycerin nicht zu erzielen wäre. In die Mitte des groſsen Kolbens P ist ein Kopf f von
gehärtetem Stahl geschraubt, auf welchem der kleine Kolben p ruht. Zur Erleichterung der Schmierung ist der Kolben P mit Einkehlungen u
versehen und liegt derselbe auf einer Schicht Ricinusöl. Die folgende
Flüssigkeitsschicht besteht aus einer Mischung von Wasser und Glycerin, unter
welcher Quecksilber sich befindet. Der Kolben P hat
einen nach Maſsgabe des Verhältnisses der Kolbenquerschnitte von p und P verminderten Druck
auszuhalten, welcher durch die Höhe der Quecksilbersäule im Glasrohre T gemessen wird. Ein ruckweises Steigen der letzteren
wird aber dadurch verhütet, daſs man mit Hilfe des zwischen zwei Zapfen c gesteckten Hebels m
beiden Kolben gleichzeitig eine Drehung ertheilt. Die Preſspumpe R dient zur Regulirung der Flüssigkeitsmenge, welche
erforderlich ist, um den groſsen Kolben P innerhalb der
gewünschten Grenze seines Hubes zu erhalten. Die durch eine Schraube verschlieſsbare
Oeffnung bei d hat den Zweck, die Luft unter dem Kolben
P entweichen zu lassen. Das Verhältniſs der
Kolbenquerschnitte ist ein solches, daſs das Quecksilber in T bei einem Drucke von 1500at auf 2m steigt. In Amagat's
Laboratorium beträgt diese Steighöhe 5m und
gestattet die Ablesung eines Druckes von mehr als 3000at. Unter diesem Drucke erwärmt sich die Flüssigkeit im Preſsapparate Fig. 11 und
das den Druck übertragende Glycerin beträchtlich, ein Umstand, welcher die Versuche
sehr langwierig macht; denn es dauert ziemlich lange, bis die Temperatur der
Flüssigkeit, welche ein geringes Wärmeleitungsvermögen besitzt, sich mit der Umgebung
wieder ins Gleichgewicht gesetzt hat.
Amagat's Untersuchungen, welche sich zunächst auf Wasser
und Aether erstreckten, geben insbesondere näheren Aufschluſs über die Verminderung
des Coefficienten der Zusammendrückbarkeit mit zunehmendem Drucke, wie folgende
Ziffern zeigen:
Wasser von
17,6°
Druck zwischen
1
und
262at
0,0000429
262
„
805
0,0000379
805
„
1334
0,0000332
1334
„
1784
0,0000302
1784
„
2202
0,0000276
2202
„
2590
0,0000257
2590
„
2981
0,0000238
Aether
von 17,6°
Druck zwischen
1
und
154at
0,000156
154
„
487
0,000107
487
„
870
0,000083
870
„
1243
0,000063
1243
„
1623
0,000051
1623
„
2002
0,000045
Bei 3000at zeigt sich der
Rauminhalt des Wassers um 0,1 und der Coefficient für Zusammendrückbarkeit um die
Hälfte vermindert.
Der beschriebene Apparat hat nicht nur einen wissenschaftlichen Werth, sondern
derselbe läſst sich auch in der Praxis zur Messung hoher Drücke vielfach
verwenden.