stimmung mit der Formel zeigen, die sich durch Mittel aus 3 Beobachtungen erreichen lässt 8 9,3 9,4 9 10 17,5 18,8 14,1 14,1 11,3 11,3 S Ich habe absichtlich die Versuche mit einer und zwei Flaschen nicht mitgetheilt und die übrigen Flaschen mit keiner grössern Elektricitätsmenge geladen als hier angegeben ist. Wir dürfen nämlich nicht vergessen, dass wir die Wirkung der Entladung der auf den Belegungen der Batterie angehäuften Elektricität bestimmen wollen, den Einfluss aber nicht ganz ausschliessen können, welchen die Elektricität des accessorischen Theils der Batterie auf die Entladung äussert. Dieser accessorische Theil, aus Drähten und Kugeln bestehend, zu welchen in unsern Versuchen der ganze erste Conductor der Maschine hinzukommt, enthält desto mehr Elektricität, je grösser ist, und die Schlagweite dieser Elektricitätsmenge wird proportional der Grösse dieses Bruches sein. Um den Einfluss der absoluten Elektricitätsmenge des Leiters sowohl, als den ihrer Schlagweite vernachlässigen zu können, müssen wir also in gewissen Gränzen halten und daher weder zu starke Ladungen, noch zu wenig Flaschen bei diesen Versuchen gebrauchen. Ich prüfte obige Formel noch auf folgende Weise mit Zuziehung aller Flaschen der Batterie. Setzt man =10, so wird q=3,371/5, und man kann die Elektricitätsmengen berechnen, mit welchen eine beliebige Anzahl Flaschen geladen werden muss, um bei der Entladung im Thermometer ein Sinken der Flüssigkeit um 10° zu veranlassen. Der Versuch ergab folgende Werthe von im Mittel aus zwei Beobachtungen. Die Uebereinstimmung mit der Formel ist genügend, da die Flaschen von sehr verschiedenem Alter und nur die ersten sechs so sorgfältig gearbeitet waren, dass sie als gänzlich gleich angesehen werden konnten. Um aus Versuchen dieser Art ein Gesetz über die Erwärmungen des Platindrahts abzuleiten, musste erst die Abhängigkeit untersucht werden, in welcher diese zu den beobachteten Anzeigen des Thermometers stehen. Bezeichnet T die Erwärmung des Drahtes, M seine Masse, C seine Wärmecapacität, m die Masse der Luft in der Kugel, c ihre Wärmecapacität bei wenig geändertem Volumen, A eine für den angewandten Apparat constante Grösse, so findet man T=AC+1)...(2). Die eingeklammerte Grösse bleibt bei Anwendung eines und desselben Drahtes constant, man darf daher in diesem Falle die Anzeigen des Thermometers den Temperaturerhöhungen des Drahtes proportional nehmen. Es folgt demnach aus den Versuchen T...(3), wo y für dieselbe Zusammensetzung des Schliessungsdrahtes constant bleibt. mc MC Die Temperaturerhöhung, welche durch die Entladung einer elektrischen Batterie im Schliessungsdrahte hervorgebracht wird, ist proportional dem Produkte der Quantität in die Dichtigkeit der angehäuften Elektricität. Abhängigkeit der Erwärmung eines Drahtes durch el. Entladung von seiner Dicke. Bei den angeführten Versuchen war der Platindraht im Thermometer 35" lang, ungefähr 0,1" dick. Es wurden nun gleich lange aber verschieden dicke Platindrähte in das Thermometer eingezogen und ähnliche Versuchsreihen, wie die oben mitgetheilte, angestellt. Für jede Versuchsreihe ergab sich ein Mittelwerth α in Gleichung (1), der nach der Dicke des angewandten Drahtes verschieden war. Die Durchmesser (2 r) der Drähte waren mittelst eines in einem Mikroskope befindlichen Fadenmikrometers gemessen worden, das 717 einer par. Linie angab. Radius r 0,119 0,078 0,0547 0,050 α 0,18 0,45 0,88 1,02 Führt man in die oben angegebene Gleichung (2), a als speciellen Werth von ein und ändert M nach r, so erhält man die Erwärmungen, welche dieselbe elektrische Entladung in Platindrähten von gleicher Länge und verschiedener Dicke hervorbringt. Diese Erwärmungen zeigten sich im Verhältnisse von veränderlich, wonach Gleichung (3) für verschieden dicke Drähte die Form T.... (4) erhält. Die Temperaturerhöhungen verschiedener gleich langer Drähte desselben Metalls, durch welche dieselbe elektrische Entladung gegangen ist, verhalten sich umgekehrt, wie die Biquadrate ihrer Halbmesser. Will man dieses Gesetz für Wärmemengen W ausdrücken, die durch dieselbe el. Entladung in den Drähten frei werden, so hat man Gleichung (4) mit MC (Masse und Wärmecapacität des Drahtes) zu multipliciren, wodurch man erhält W. .(5). Die in jenen Drähten frei gewordenen Wärmemengen sind den Querschnitten derselben umgekehrt proportional. r2 8 In allen diesen Versuchen sind nur r, q und s verändert worden, indem ich einer späteren Untersuchung aufbehielt, den Einfluss anderer Variablen auf die Wärmeentwickelung im Schliessungsdrahte zu bestimmen. Es muss indess bemerkt werden, dass p' und & nicht ganz unabhängig von r erschienen. Bei dem dünnsten Drahte nämlich, den ich anwendete (rad=0,0225") ergab sich die beobachtete Erwärmung bedeutend geringer, als sie nach obiger Formel hätte sein sollen. 'Ich deutete dies so, dass mit Einschaltung dieses Drahtes der Schliessungsbogen im ersten Augenblicke die Batterie nicht vollständig entlud. Bei grösserer Dicke der Drähte war der Einfluss, dep r auf die Dauer der Entladung hatte, so gering, dass er füglich vernachlässigt werden konnte. В q2 ́r2 (×+ r2)'s ' Wünscht man eine Formel für die beobachteten Thermometeränderungen, die für das Phänomen selbst weiter von keinem Interesse ist, so lässt sich diese leicht durch Verbindung der Gleichungen (2) und (4) erhalten. Diese Formel ist >= wo eine bekannte, nach der Zusammensetzung des Thermometers leicht zu berechnende, ß eine durch den Versuch zu bestimmende Constante ist. Für die mitgetheilten Versuche kann x=0,07495 B=0,0002049 gesetzt werden, wodurch der erste Faktor der Formel für die gebrauchten Drähte die Werthe von a finden lässt. Diese Werthe geben für die Drähte die Acnderungen des angewandten Thermometers in Linien welche durch die auf der an, Oberfläche 1 angehäufte Elektricitätsmenge 1 verursacht werden, vorausgesetzt, dass die Entladungen durch jeden Draht gleich schnell und vollständig statt finden. Wie man sieht, stimmen diese Werthe mit den oben aufgeführten, aus jeder Versuchsreihe besonders abgeleiteten, nahe genug überein. C. Erregung der Elektricität. I. Elektricitätserregung durch Reibung. a) Durch Reibung des Glases. Die Elektricitätserregung, die bei dem Reiben des Glases stattfindet, hat als Zweck der gebräuchlichen Elektrisirmaschinen ein besonderes Interesse. Der Bau dieser Maschinen ist bisher so ziemlich auf das Copiren einzelner gelungenen Exemplare beschränkt geblieben, in deren Beschreibung man daher die wesentlichen wie die unwesentlichsten Theile mit gleicher scrupulöser Genauigkeit angegeben findet. Es ist aber theoretisch wie praktisch wichtig, die Bedingungen zu kennen, unter welchen eine Elektrisirmaschine am besten wirken kann. Der Einfluss der ersten Conductoren ist leicht aus den Gesetzen der elektrischen Wirkungen überhaupt zu entnehmen; die Abhängigkeit aber der Elektricitätserregung des Glases von verschiedenen Modificationen des Reibens konnte nur durch die Empirie bestimmt werden. Diese Bestimmung ist vor kurzem durch Peclet geschehen in einer sehr ausführlichen, mit grosser Ausdauer durchgeführten Arbeit. 1) Wir werden uns aber nicht mit Anführung der Hauptresultate begnügen, die der Verfasser selbst in wenigen Zeilen aus seiner 61 Seiten langen Abhandlung zieht; uns scheinen die Abweichungen von den Regeln ein nicht geringeres Interesse zu haben und für die Construction und Benutzung der Elektrisirmaschine nicht minder wichtig zu sein, als die Regeln selbst. Peclet gebrauchte zu seinen Versuchen einen geschliffenen Glascylinder, der um eine horizontale Axe gedreht wurde. Auf dem höchsten Punkte desselben lag ein sorgfältig nach der Krümmung des Cylinders gefeiltes Holzstück (aus dem Holze des Vogelbeerbaums, cormier) als Reibzeug; es wurde durch Fortsätze, die in verticalen Rinnen liefen, in seiner Lage gehalten und durch aufgelegte Gewichte an den Cylinder angedrückt. Ueber das Holz wurden die verschiedenen Stoffe, die als Reiber dienen sollten, glatt ausgespannt. Da der elektrische Zustand des Glascylinders untersucht werden sollte, so 1) Annal. de Chimie tom. 57. p. 337. musste der erste Conductor, welcher, so lange er nicht mit dem Cylinder gleich stark elektrisch ist, diesen Zustand fortwährend ändert, so klein als möglich genommen werden. Derselbe bestand aus einem, unveränderlich gegen den Cylinder befestigten Metallkamm, einem dicken horizontalen, mit Wachstaft bedeckten Kupferdraht (11" lang) und einem gleichfalls horizontalen, in einer Glasröhre befindlichen Draht von 2 Länge, der als Träger des Elektrometers auf einem eigenen, mit Stellschrauben versehenen Fusse stand und mit dem ersten Drahte durch einen 1' langen dünnen Draht verbunden war. Der erste Conductor hatte also nur die geringe Oberfläche eines mässig dicken, 4 Fuss langen Drahtes. An der Endkugel desselben war ein kleiner Stahlstift eingeschraubt, von dem zwei Strohhalme mit Hollundermarkkugeln (die nach den Versuchen verschieden schwer gewählt wurden) neben einander herabhingen. Das eine dieser Pendel war in verticaler Stellung befestigt, das andere in der auf dem Stifte winkelrechten Ebene beweglich. Die Divergenz der Pendel wurde von einer kleinen 42' entfernten Oeffnung aus beobachtet und durch eine auf der Glasröhre des Drahtes befestigte verticale getheilte Scheibe gemessen. Dies einfache Elektrometer war zu allen nun folgenden Versuchen hinreichend, bei welchen es nicht auf ein Verhältniss der Elektricitätsmengen, sondern nur auf deren relative Grösse ankam. Einfluss der Zeit des Reibens auf die Elektricitätserregung. Das Reibzeug wurde mit weissem Papier, mit verschiedenen Metallpapieren, mit Seiden-, Wollen- oder Leinen-Zeugen, mit Wachstaft oder Leder überzogen. Mit jedem dieser Stoffe gerieben, erhielt der Glascylinder eine Elektricitätsmenge, die anfangs zunahm, nach kurzer Zeit aber ein Maximum erreichte, das während der ganzen fernern Reibung constant blieb. Bei gut leitenden Reibern wurde dies Maximum in 1, bei schlecht leitenden in 7 Minuten erreicht. Die erste Zeit kann als die betrachtet werden, welche der Conductor gebraucht, den elektrischen Zustand des Cylinders anzunehmen, die letztgenannte wird durch den langsamen Abfluss erklärt, den die Elektricität des Reibers durch die schlecht leitende Masse desselben hindurch nach der Erde erhält. Oft auch findet das langsame Steigen der Elektricität eine Erklärung in der Aenderung der Oberfläche des Reibers (wenn diese faserig ist) die erst nach einiger Zeit eine constante Form erhält. Bei normalen Bedingungen kann die Stärke der Elektricität des Glases als unabhängig von der Zeit des Reibens betrachtet werden. 1 |