Titel: | ZUR THEORIE DES WASSERDAMPFES. |
Autor: | E. Wertheimer |
Fundstelle: | Band 326, Jahrgang 1911, S. 677 |
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ZUR THEORIE DES WASSERDAMPFES.
Von E. Wertheimer.
WERTHEIMER: Zur Theorie des Wasserdampfes.
Inhaltsübersicht.
Eine neue Form der Zustandsgleichung, indem spezifisches Volumen
und Uebersetzungsgrad (Abstand vom Kondensationspunkt) als unabhängige Variable
gewählt werden. Formeln für wichtige thermodynamische Ausdrücke und Prozesse nach
dieser Methode.
–––––
Wir wollen im folgenden zwei Gleichungen für Wasserdampf aus der Erfahrung ableiten,
nämlich
\left(\frac{\partial\,p}{\partial\,T}\right)_v=\frac{p_a}{k}
und
C_v=\frac{3\,v\,.\,p_s}{k}
wo k eine Konstante ist. Die
erste dieser Gleichungen drückt den Temperaturkoeffizienten der Spannung direkt
durch die Sättigungsspannung aus, die zweite gibt eine Beziehung zwischen der
spezifischen Wärme bei konstantem Volumen einerseits und der Dichte und
Sättigungsspannung andererseits. Die zweite der Gleichungen steht offenbar mit der
ersteren in innerem Zusammenhang.
Wir wollen uns auf den Nachweis beschränken, daß die Gleichungen die
Erscheinungen in Uebereinstimmung mit der Erfahrung darstellen und von einer
theoretischen Begründung Abstand nehmen. Die Gleichungen erhalten damit allerdings
nur den Wert empirischer Formeln. Da sie jedoch gestatten, wichtige thermodynamische
Ausdrücke und Prozesse quantitativ zu berechnen, so dürften sie auch als solche für
die Technik Interesse haben. Immerhin sei der Hinweis gestattet, daß die
Gleichung
\left(\frac{\partial\,p}{\partial\,T}\right)_v=\frac{p_s}{k}
sich theoretisch aus einer a. a. O.S. Physik. Zeitschrift XII, 91,
1911. aufgeführten Gleichung für den Sättigungszustand:
p_s+A\,{p_s}^2=\frac{R}{m}\,.\,k\,\left\{\frac{1}{v}+\frac{B}{v^2}=C\,.\,{T_s}^{16}\right\}
herleitet.
Die Isochoren des
Wasserdampfes.
Trägt man die Temperatur T als Abszisse und den Druck
p als Ordinate eines rechtwinkligen
Koordinatensystems auf und betrachtet die Isochoren des Wasserdampfes, d. h,
Zustände bei konstantem spezifischen Volumen, so sind nach den Messungen von Knoblauch, Linde und Klebe in MünchenMitteilungen über Forschungsarbeiten aus dem
Gebiete des Ingenieurwesens, 1905, Heft 21, ferner Zeuner, Techn. Thermodyn.
II, 3. Aufl., S. 337 u. ff. diese Isochoren gerade Linien, welche
von einem Punkt der Sättigungskurve ausgehen. Die geradlinigen Isochoren verlaufen
um so steiler, je größer der Sättigungsdruck ist. In der nebenstehenden Figur ist
dieses Verhalten graphisch zum Ausdruck gebracht. Es bedeuten darin Cs einen Teil der Sättigungskurve, C1, C2 und C3 einige Isochoren.
Textabbildung Bd. 326, S. 677
Es soll nun im folgenden gezeigt werden, daß die Isochoren der Münchener
Beobachtungen sich in einfacher Form darstellen lassen durch die Gleichung
p-p_s=\frac{p_s}{k}\,.\,(T-T_s) . . . 1)
wo k für alle Isochoren eine
Konstante ist. Der Sättigungsdruck ps und die Siedetemperatur Ts sind die Anfangswerte einer jeden
Isochore, wie sie durch den Schnittpunkt der Isochore mit der Sättigungskurve
bestimmt sind. Man sieht sofort, daß die Tangente der Isochore
\left(\frac{\partial\,p}{\partial\,T}\right)_v=\frac{p_s}{k}
. . . . 1a)
mit wachsendem ps wächst, wie es die Beobachtungen verlangen. Wir
wollen nun nachweisen, daß sie nicht tiur qualitativ, sondern auch quantitativ
stimmt, daß also k für alle Isochoren eine Konstante
ist.
Aus Gleichung 1 ergibt sich die Konstante
k=p_s\,\frac{T-T_s}{p-p_s} . . . . 2)
eine Gleichung, in der zwei Differenzen (T – Ts) und (p – ps) erscheinen. Um
Beobachtungsfehler möglichst auszuschalten, werden zweckmäßig diese Differenzen
möglichst groß zu wählen sein. Das bedeutet in der Figur, wo (T – Ts) und (p – ps) die Katheten sind,
daß wir diese letzteren in möglichst großem Abstand vom Schnittpunkt mit der
Sättigungskurve messen wollen. Wir beschränken uns daher auf alle diejenigen (13)
Messungen, bei denen das größte gemessene T und p die Bedingungen erfüllen,
T – Ts > 10° C und gleichzeitig
P – Ps > 50 mm Hg.
und erhalten die nachstehende Tabelle: Aus der Tabelle
erhalten wir
353 < k < 366,
und zeigt uns eine Betrachtung der Tabelle noch folgendes:
Während k – und zwar ganz unregelmäßig – um weniger als
vier v. H. variiert, wächst ps auf mehr als das Achtfache. Mit Rücksicht auf unsere Gleichung
\left(\frac{\partial\,p}{\partial\,T}\right)_v=\frac{p_s}{k}
werden wir also wohl schließen dürfen, daß k tatsächlich eine Konstante ist, und daß die kleinen
Abweichungen auf Beobachtungsfehlern beruhen. Für die Genauigkeit der im folgenden
entwickelten Formeln wird natürlich eine ganz exakte Bestimmung von k, die uns auch den Münchener Versuchen noch nicht
möglich war, sehr wichtig sein. Vorläufig werden wir als Mittelwert annehmen
dürfen
k = 360 2')
Da ein Fehler von zwei v. H. in den meisten Fällen von der
Größe der Beobachtungsfehler sein wird, so dürfte die tatsächliche Abweichung von
diesem Mittelwert bei den später entwickelten Formeln nicht sehr ins Gewicht
fallen.Aus den Battellischen Beobachtungen hatten wir früher (s.
Phys. Zeitschrift 1. c.) die Konstante k bedeutend kleiner, nämlich zu 330,
bestimmt, wo sich jedoch bereits die Tendenz zeigte, daß sie tatsächlich
größer sein mußte. Wir finden letzteres bei einer Nachprüfung bestätigt.
Abgesehen von der Schwierigkeit, Isochoren exakt aus den B a 11 e 11 i sehen
Isothermen zu berechnen, dürfte der Unterschied auf die von den Münchener
Forschern 1. c. diskutierten Kondensationserscheinungen zurückzuführen
sein.
Die spezifische Wärme bei konstantem
Volumen.
Die spezifische Wärme bei konstantem Volumen läßt sich schreiben
c_v=\left(\frac{\partial\,u}{\partial\,T}\right)_v=\left(\frac{\partial\,u}{\partial\,p}\right)_v\,.\,\left(\frac{\partial\,p}{\partial\,T}\right)_v
Planck, Thermodyn. II. Aufl., 55.
wo uns jetzt
\left(\frac{\partial\,p}{\partial\,T}\right)_v durch
Gleichung la bekannt ist.
Wir haben also nur noch
\left(\frac{\partial\,u}{\partial\,p}\right)_v zu bestimmen.
Da sich hierin u auf die Masseneinheit bezieht, setzen
wir
u = v • U,
also
\left(\frac{\partial\,u}{\partial\,p}\right)=v\,.\,\left(\frac{\partial\,U}{\partial\,p}\right)_v,
wo mit U jetzt die Volumeneinheit
bezeichnet werden soll.
ps
ts = Ts – 273
p
t = T – 273
k
799
101,43
900,1
146,37
355,2
1162
112,36
1281,9
149,20
357
1616
122,56
1739,5
149,82
356,7
1816
126,33
2059
174,96
363,4
2145
131,90
2286,7
156,02
365,1
2645
139,08
2824,6
163,72
363,3
3597
150,25
3846,5
175,64
366
3939
153,70
4073,7
165,95
358,2
3990
154,19
4127,3
166,57
359,8
4598
159,65
4728,3
169,86
360,3
5412
166
5560,1
175,87
360,7
5942
170,04
6172
184
360,6
6631
174,65
6833,2
185,41
352,9
Um die Größe von \left(\frac{\partial\,U}{\partial\,p}\right)_v zu
ermitteln, wollen wir einen adiabatischen reversiblen Vorgang betrachten. Hierfür
gilt, wenn S die Entropie bedeutet,
d\,s=0=c_v\,.\,\frac{d\,T}{T}+\left(\frac{d\,P}{d\,T}\right)_v\,.\,d\,v
also den obigen Ausdruck für cv eingesetzt,
0=v\,.\,\left(\frac{\partial\,U}{\partial\,p}\right)_v\,.\,\left(\frac{\partial\,p}{\partial\,T}\right)_v\,.\,\frac{d\,T}{T}+\left(\frac{\partial\,p}{\partial\,T}\right)_v\,.\,d\,v
oder
\frac{d\,T}{T}=-\frac{d\,v}{\left(\frac{\partial\,U}{\partial\,p}\right)_v\,.\,v}
. . . 3)
Diese Gleichung 3 gilt ganz allgemein für jede Substanz.
Um in Uebereinstimmung mit der Erfahrung zu bleiben, muß man nun bei einem solchen
Prozeß für Wasserdampf nach Zeunerl. c. II, 221, 222, 260, 261 und 233
Gleichung 50. Es ist\frac{T}{T_1}=\left(\frac{p}{p_1}\right)^{\frac{k-1}{k}}=\left(\frac{v_1}{v}\right)^{k-1}k = konst. = 1,333, also\frac{T}{T_1}=\left(\frac{v_1}{v}\right)^{1/3}Wie die Gleichungen 3 und 3 b zeigen, kann bei der Relation zwischen v
und T der Ausdruck k nur die Bedeutung eines Zahlenfaktors haben,
während bei den Relationen zwischen p und T sowie p und v im Gegensatz
dazu k mit dem Verhältnis der spezifischen Wärmen
\frac{c_p}{c_v} in innerem Zusammenhang
steht.Es läßt sich dieses streng zeigen. Die Brauchbarkeit der Zeunerschen Gleichungen dürfte sich in erster
Linie daraus herleiten, daß die Gleichung T • v⅓ streng richtig
ist. setzen
T · v⅓ = konst. . . . . 3a)
woraus die Differentialgleichung resultiert
\frac{d\,T}{T}=-\frac{d\,v}{3\,v} . . . .
3b)
Ein Vergleich von 3 und 3 b liefert uns auf Grund der
Erfahrung
\left(\frac{\partial\,U}{\partial\,p}\right)_v=3,
d.h. also, die Energie wächst auf einer Isochoren dreimal so
schnell wie der Druck. Wir erhalten demnach
c_v=v\,.\,\left(\frac{\partial\,U}{\partial\,p}\right)_v\,.\,\left(\frac{\partial\,p}{\partial\,T}\right)_v=\frac{3\,p_s\,.\,v}{k}
4)
also die von uns gesuchte Gleichung.
Wenn wir in Gleichung 4 ebenso wie in Gleichung 1a für einen isochoren Prozeß einen
einfachen Ausdruck finden, so kann das nicht überraschen. Die Einfachheit der
Ausdrücke resultiert aus der Einfachheit der physikalischen Vorgänge, wie folgende
Betrachtung zeigt. Wir schreiben den ersten Hauptsatz in den drei Formen nach Clausius, wie sie Zeunerl. c. I, 24 bis 26. gibt,
an:
d\,Q=
d\,U+d\,L
d\,Q=
\overbrace{d\,W+d\,J}^{}+d\,L
\underbrace{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }^{}
d\,Q=
d\,W+d\,H
dann ist bei konstantem v
d Q = d W = d U
und
d H = d J + d L = 0,
d.h., es wird weder äußere Arbeit (d
L) noch innere (Disgregations-) Arbeit (d J)
geleistet. Der Prozeß besteht nur in der Verstärkung der Molekularbewegung (d W). Bilden wir das Integral
\int_{T_s}^T\,\left(\frac{\partial\,u}{\partial\,T}\right)_v\,d\,T=c_v\,\int_{T_s}^T\,d\,T=\frac{3\,p_s\,v}{k}\,\int_{T_s}^T\,d\T,
so erhalten wir
u-u_s=\frac{3\,p_s\,.\,v}{k}\,(T-T_s) . . .
5)
Erweitern wir andererseits unsere Gleichung 1 mit dem
konstanten v, so finden wir
p\,.\,v-p_s\,.\,v=\frac{p_s\,.\,v}{k}\,(T-T_s) .
. . 1b)
In den Gleichungen 5 und 1 b haben wir zwei
Energiegleichungen. Sie zeigen uns: bei einem isochoren Prozeß des Wasserdampfes,
der also einen sehr einfachen physikalischen Vorgang darstellt, tritt der dritte
Teil der zugeführten Energie durch die Arbeit der äußeren Kräfte äußerlich in
Erscheinung.
Thermodynamische Konsequenzen der
Gleichungen 1 und 4.
Die praktische Brauchbarkeit unserer Gleichungen 1 und 4 beruht in erster Linie
darauf, daß die zusammengehörigen Sättigungswerte ps, Ts und v in einem weiten
Bereich experimentell bekannt sind. Es variieren zwar die Messungen der einzelnen
Beobachter untereinander So hat man für den normalen Siedepunkt also
ps = 760 mm Hg.
Ts = 373,
z.B. das spezifische Volumen
1,674 nach den Münchener Forschernvergl. jedoch Zeuner, l. c. II, 342.
1,667 nach Battellivergl.
jedoch Zeuner, l. c. II, 342.
1,651 nach Zeuner,Zeuner, l. c. II, 51.
jedoch ist die Gültigkeit der im folgenden entwickelten Gleichungen nicht an
einen speziellen Wert von v geknüpft. Denn wir nehmen
nur an, daß für den Sättigungszustand die uns in ihrer strengen theoretischen Form
unbekannten Funktionen
Ps = f(v)
und
Ts = F(v)
wirklich existieren, d.h. daß der Sättigungszustand durch eine Variable bestimmt ist, was jedenfalls richtig ist,
und stellen die Integrale in solcher Form auf, daß sie sich in
allen Fällen graphisch berechnen lassen. Man wird also bei der graphischen
Auswertung die zuverlässigsten experimentellen Werte der Sättigungsgrößen einsetzen
können.
Es dürfte jedoch der Hinweis interessieren, daß unsere Gleichung 1 in Verbindung mit
diesen beiden Funktionen von v die vollständige
Zustandsgleichung des Wasserdampfes darstellt, nämlich
p=f\,(v)\,.\,\left\{1+\frac{T-F\,(v)}{k}\right\}.
Die Gleichung enthält, wie es sein muß, jetzt nur die drei
Größen p, v und T. Wegen
der Form dieser Gleichung ist es offenbar für die mathematische Behandlung
zweckmäßig, als diejenige Variable, von der wir den Sättigungszustand abhängig
machen, das spezifische Volumen v zu wählen. Demgemäß
versehen wir alle anderen Größen des Sättigungszustandes mit dem Index s, um sie
äußerlich als Funktionen von v, welches selbst ohne Index bleibt, zu kennzeichnen,
wie wir es schon früher mit ps und Ts
getan haben. So bezeichnen wir die Energie des Sättigungszustandes z.B. mit us.
Wir wenden uns jetzt der Ableitung der Gleichungen zu.
Für eine Energieänderung gilt allgemein
d\,u=\left(\frac{\partial\,u}{\partial\,T}\right)_v\,.\,d\,T+\left(\frac{\partial\,u}{\partial\,v}\right)_T\,d\,v,
und da
\left(\frac{\partial\,u}{\partial\,T}\right)_v=c_v=\frac{3\,p_s\,v}{k},
und
\left(\frac{\partial\,u}{\partial\,v}\right)_T=T\,.\,\left(\frac{\partial\,p}{\partial\,T}\right)_v-p=\frac{T\,.\,p_s}{k}-p,
ferner nach Gleichung 1
\frac{T\,p_s}{k}-p=\frac{T_s\,p_s}{k}-p_s=p_s\,\left\{\frac{T_s}{k}-1\right\},
so kommt
d\,u=\frac{3\,p_s\,v}{k}\,d\T+p_s\,\left\{\frac{T_s}{k}-1\right\}\,d\,v
für den Sättigungszustand wird
d u = d us
und
d T = d Ts,
also
d\,u_s=\frac{3\,p_s\,v}{k}\,d\,T_s+p_s\,\left\{\frac{T_s}{k}-1\right\}\,d\,v
. . 6a)
Die Gleichung zeigt uns unter anderem, daß cv, wofür wir oben den Ausdruck
\frac{3\,p_s\,V}{k} einsetzten, im Sättigungszustand nothwendig entweder konstant oder Funktion von v sein muß, denn alle Größen der Gleichung 6a müssen
sich durch v ausdrücken lassen.Die in einer früheren Arbeit (1. c.) gemachte
Annahme, daß cv konstant, nämlich gleich
\frac{3\,R}{m} sei, erwies sich bei näherer Prüfung
als nicht mit den Tatsachen vereinbar. Integriert gibt 6a
u_s=\frac{3}{k}\,\int\,p_s\,v\,d\,T_s+\int\,p_s\,\left\{\frac{T_s}{k}-1\right\}\,d\,v+\mbox{Konst.}
Im allgemeinen interessieren ja nur Energiedifferenzen. Bilden
wir z.B. die Energiedifferenz zwischen 0° C und 100° C, so erhalten wir
\underset{_{T_s=373\ T_s=273}}{\ \
u_s-u_s=}\frac{3}{k}\int_{273}^{373}\,p_s\,v\,d\,T_s+\int_{210,680}^{1,674}\,p_s\,\left\{\frac{T_s}{k}-1\right\}\,d\,v
Hierbei bedeutet
210,680 das spez. Volumen des Dampfes bei 0° C nach Zeuner,
1,674 das spez. Volumen bei 100° C nach den Münchener
Versuchen.
Die Integration von 6 gibt unsere frühere Formel 5
u=\frac{3\,p_s\,v}{k}\,.\,(T-T_s)+u_s
für die Entropie gilt
d\,s=\frac{3\,p_s\,v}{k}\,\frac{d\,T}{T}+\frac{p_s}{k}\,d\,v
. . . . 8)
oder etwas anders geschrieben
d\,s=\frac{p_s\,v}{k}\,\left{\frac{3\,d\,T}{T}+\frac{d\,v}{v}\right}=\frac{p_s\,v}{k}\,\{\mbox{d.
logn. }(v\,.\,T^3)\} 8a)
und integriert für den Sättigungszustand
S_s=\frac{1}{k}\,\int\,p_s\,v\,\{\mbox{d. logn.
}(v\,.\,{T_s}^3)\}+\mbox{konst.} . . 9)
ferner für ungesättigte Zustände aus 8 und 9
S=\frac{3\,p_s\,v}{k}\mbox{ logn.
}\frac{T}{T_s}+S_s 10)
Für die spezifische Wärme bei konstantem Druck erhalten wir
aus den allgemeinen Gleichungen
c_p=c_v+T\,.\,\left(\frac{\partial\,p}{\partial\,T}\right)_v\,.\,\left(\frac{\partial\,v}{\partial\,T}\right)_p
und
\left(\frac{\partial\,v}{\partial\,T}\right)_p\,.\,\left(\frac{\partial\,p}{\partial\,v}\right)_T=-\left(\frac{\partial\,p}{\partial\,T}\right)_v
unter Benutzung unserer Gleichungen 1a und 4
c_p=\frac{3\,p_s\,.\,v}{k}\,\left\{1+\frac{1}{3}\,.\,\frac{T}{v}\,.\,\left(\frac{\partial\,v}{\partial\,T}\right)_p\right\}
. 11)
und
c_p=\frac{3\,p_s\,.\,v}{k}\,\left\{1-\frac{1}{3}\,.\,\frac{T}{k}\,.\,\frac{p_s}{v}\,.\,\left(\frac{\partial\,v}{\partial\,p}\right)_T\right\}
. 11a)
und für das Verhältnis und
K=\frac{c_p}{c_v}=1+\frac{1}{3}\,.\,\frac{T}{v}\,.\,\left(\frac{\partial\,v}{\partial\,T}\right)_p
. . 12)
und
K=\frac{c_p}{c_x}=1-\frac{1}{3}\,.\,\frac{T}{k}\,.\,\frac{p_s}{v}\,.\,\left(\frac{\partial\,v}{\partial\,p}\right)_T
12a)
Für die spezifische Wärme des gesättigten Dampfes
h=\frac{d\,u_s}{d\,T_s}+p_s\,\frac{d\,v}{d\,T_s}
findet man leicht aus 6a
h=\frac{3\,p_s\,v}{k}\,\left\{1+\frac{1}{3}\,.\,\frac{T_s}{v}\,.\,\frac{d\,v}{d\,T_s}\right\}
. . 13)
Trotz ihrer einfachen Form dürfte jedoch die Gleichung 13
wenig brauchbar sein, da die Genauigkeit der experimentellen Daten von
\frac{d\,v}{d\,T_s} für die Formel nicht ausreichen dürfte.
Dagegen wird sich das Integral
\int\,h\,d\,T_s=\frac{1}{k}\,\int\,\frac{p_s}{{T_s}^2}\,d\,(v\,.\,{T_3}^8)+\mbox{konst.}
. 14)
welches sich leicht aus 13 ergibt, in der Praxis verwerten
lassen.
Der Vollständigkeit halber seien noch Ausdrücke für die in den Gleichungen 11
auftretenden Differentialquotienten mitgeteilt, jedoch leiden sie in verstärktem
Maße an dem oben angeführten Mangel der Gleichung 13. Es ist
\left(\frac{\partial\,v}{\partial\,T}\right)_p=\frac{p_s}{p_s\,\frac{d\,T_s}{d\,v}-(k+T-T_s)\,\frac{d\,p_s}{d\,v}}
. 15)
und
\left(\frac{\partial\,v}{\partial\,p}\right)_T=\frac{k}{(K+T-T_s)\,.\,\frac{d\,p_s}{d\,v}-p_s\,\frac{d\,T_s}{d\,v}}
. 15a)
Für den Spezialfall des Sättigungszustandes vereinfachen sich
die Gleichungen 15 dadurch, daß
T – Ts = 0
wird und herausfällt.
Es lassen sich ferner für einige thermodynamische Prozesse Formeln ableiten. Für die
Gültigkeit der Formeln wird jedoch die ausdrückliche Voraussetzung gemacht, daß mit
dem Prozeß keine Kondensation des Dampfes verknüpft ist. Dann gilt nach 8 a für
einen adiabatischen reversiblen Vorgang (d s = 0), wie
schon früher angegeben,
v • T3 = konst. 16)
für die Entropieänderung bei einem isothermen reversiblen
Prozeß erhält man aus 8 (d T = 0)
S_2-S_1=\frac{1}{k}\,\int_{v_1}^{v_2}\,p_s\,d\,v
. . . . 17)
für die hierbei aufgenommene Wärme
\int\,d\,q=\frac{T}{k}\,\int_{v_1}^{v_2}\,p_s\,d\,vDie Formeln sind bei Berechnungen durch das
Arbeitsäquivalent passend zu ergänzen. . . . . 18)
für die dabei geleistete Arbeit
L=\int_{v_1}^{v_2}\,p\,d\,v=\int_{v_1}^{v_2}\,p_s\,\left\{1+\frac{T-T_s}{k}\right\}\,d\,v
19)
wo T eine gegebene Konstante ist.
Die Energieänderung bei einem isothermen Prozeß ist nach 6
d\,u=p_s\,\left\{\frac{T_s}{k}-1\right\}\,d\,v,,
somit
u_2-u_1=\int_{v_1}^{v_2}\,p_s\,\left\{\frac{T_s}{k}-1\right\}\,d\,v
. . . 20)
und für einen isodynamischen Prozeß (Drosselung) gilt
d\,u=0=\frac{3\,p_s\,v}{k}\,d\,T+p_s\,.\,\frac{T_s-k}{v}\,d\,v
demnach
3\,d\,T=-\frac{T_s-k}{v}\,d\,v
und
T_2-T_1=-\frac{1}{3}\,\int_{v_1}^{v_2}\,\frac{T_s-k}{v}\,d\,v
. 21)
Die linke Seite der Gleichung 21 kann also bei Expansion einen
positiven oder negativen Wert annehmen, ebenso wie für Wasserstoff experimentell festgestellt ist.Helmhol tz, Theor. Physik, VI, 412,
Anmerkung.
Bei der Integration der Gleichung 17 und 18 wird man sich der bekannten Zeunerschen Formel1.
c. II, 36.
ps – V11 = C
bedienen können, jedoch ist zu beachten, daß die (l. c.)
gegebenen Konstanten Werte von v ergeben, welche von
den Münchener Messungen um etwa 2 v. H. abweichen.
Ueber den Geltungsbereich der Gleichungen möchten wir noch das folgende sagen: Wir
haben vorstehend die Gleichungen aus den Münchener Messungen hergeleitet, können
also auch nur die Gültigkeit der Formeln auf Grund der Erfahrung für den Bereich
dieser Messungen behaupten. Speziell geben uns die Münchener Versuche keine Auskunft
darüber, ob die Gleichung 1 für einen unbeschränkten Abstand vom Kondensationspunkt
gilt, d.h. ob die Isochoren unbegrenzt gerade Linien bleiben. Auf Grund der Battellischen Messungen und aus theoretischen
Betrachtungen heraus möchten wir folgende Annahmen machen, die allerdings noch der
sicheren experimentellen Bestätigung bedürfen:
Die Gleichungen 1 und 4 gelten bei jedem spezifischen Volumen, solange der
Sättigungsdruck (ps)
dieses betreffenden Volumens nicht kleiner als 20 mm Hg. und nicht größer als 20 at
ist, also für alle praktisch zur Verwendung kommenden Dichten.
Die Gleichungen gelten ferner ohne Rücksicht auf die Siedetemperatur ( Ts) des betreffenden
spezifischen Volumens, solange der Abstand vom Kondensationspunkt (T – Ts) nicht größer
als 100 – 150° C wird, also wiederum genügend weit für praktische Zwecke. Es müssen
also die beiden Bedingungen
20 mm Hg. < ps < 20 at
und
T – Ts < 100 – 150° C
gleichzeitig erfüllt sein.
Zur bequemen Handhabung der Gleichungen dürfte noch die Aufstellung einiger
geeigneter Tabellen, die das für unsere Formeln stets sehr wichtige spezifische
Volumen leicht ermitteln lassen, erforderlich sein.