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11. Ueber die Ausdehnung des Wassers und des Quecksilbers; oon A. a a t t h i e f s e n .

I n einer Mittheilung iiber die chemische Natur der Legi- rungen ’) habe ich darauf hingewiesen, dafs die physikali- schen Eigenschaften derselben in zwei Classen geordnet werden konnen, namlich in solche, welche die chemische Natur der Legirungen nicht erkennen lassen, und solche, welche dieselben andeuten. Von dieser Betrachtungsweise ausgehend , wurde ich veranlafst die Eigenschaft der Aus- dehnung durch die Wgrme zu untersuchen; ich wollte SO- wohl das Gesetz auffiiiden, welchem die Legirungen in dieser Beziehung folgen, als auch bestimmen, welcher von den beiden Classen diese Eigenschaft unterzuordnen sey.

Zu diesem Zwecke erschien es zuerst nothwendig, die Ausdehnungs-Coefficienten der Metalle zu bestimmen, welche fur die Anfertigung der Legirungen benutzt wurden. Es war hierbei zu bedenken, dafs Stabe, welche die Iineare Ausdehnung n i t genugender Genaukkeit aweigen sollen, eine grofse Menge des reinen Metalks erfordern wurden, in der That eine solche Menge, welche praktisch nicht herzustellen war. Man hatte daher zu einer soIchen Me- thode Zuflucht zu nehmen, nach welcher die Versuche mit geringen Quantitaten der Metalle und ihrer Legirungen ausgefiihrt werden konnten, und diejenige, welche sich SO- fort darbot, war: das Gewicht des Metalles oder der Le- girung in Wasser von verschiedener Temperatur zu bestim- men. Diesen Weg haben schon H a l l s t r 6 m und H a g e n eingeschlagen, urn den Ausdehnungscoefficienten fur Was- ser aufzufinden.

Zur Priifung der Methode wurde die Ausdehnung des Quecksilbers bestimmt, wobei die Berechnungen auf die von K o p p angegebenen Coefficienten fur die Ausdehnung 1) Report of the British Association f o r the Advancement of Science

for 1863, p . 37.

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des Wassers gegrtindet wurden. Gegen meine Erwartung indessen stimrnte der auf diese Weise abgeleitete CoGffi- cient mit dem von R e g n a u l t gefundenen nicht tiberein, sondern wich im Gegentheile hedeutend davon ab. Hier- durch war angezeigt, daCs entweder die Methode, oder dak die Coefficienten entweder to11 K o p p oder von R e g n a u l t oder von Beiden fehlerhaft segen. Nach sorgfailtiger Beob- achtung koirnte ich keinen Fehler in der angewandten Me- thodc entdecken , welche mir stets iibereinstimmende Re- sultate ergab; es war daher geboten, von Neuem die Aus- dehnungscoefficienten fur Wasser und fur Quecltsilber festzustelleo, and die Wiederholung dieser schon afters ausgefulrrten Sestiinti~ungen bildet den Gegenstand der ge- genwartigen Abhandlung. Ich habe dieselbe in vier Ab- schnitte getheilt:

I. Ueber die Uestimmung des Cotfficienten ftir die lineare Ausdehnung gewisser Glassttibe.

11. Ueber die Methode, welche zur Bestimmung der Coefficienten fiir die cubische Ausdehnung v m Wasser uiid Quecksilber benutzt wurde.

ten fur Wasser.

cienten fur Quecksilber.

III. Ueber die Bestimniung des Ausdehnungscoefficien-

IV. Ueber die Bestimmung des Ausdehnungscoeffi-

1. Ueber die Bebtimmung den Co6fficieirten fiir die lineare Ausdchaong gewieser Gbestlbe.

Ich verdanke der Gtite des Hrn. F. O s l e r itlBirming- ham, welcher ein warmes I n t e n s e an ineiner Arbeit nahm, zwei GlasstAbe, welche er eigens fur diese Versuche in seiner Fabrik anfertigen IieB. Vou den Endeii derselben wareii Stucke abgeschnitten, gescbliffen uud polirt, welche zu den Wagungen in Wasser von verschiedener Tempe- ratur dielien sollten. Die Miscliung fur den Glmatz, aus dem die Stabe hergestellt waren, war annahernd 3 Ge- wicht.,theile Sand, 2 Rlei und l Alkali.

Poggendorff’s Annal. Rd . CXXVIII 33

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Die Anordnung des Apparates, welcher zur Messung der Liingenausdehnung diente, ist in Fig. 3 Taf. IX ange- geben, welchc einiger Erkliirung bedarf.

Der Glasstab lag in dem laneen, atis Zinkblech ver- fertigtem Troge A, Fig, 3, und seine Enden ragten aus zwei in &R kleineren Seiten befindlichen Oeffnungen hervor. In dime waren zwei Zinkrohren a , a Fig. 4 eingelqthet, jede ungefahr 50"" lang; sie dienten sowobl dam, deli Glasstab zu unterstiitzen als aoch den Trog wasserdicht zu inachen. Der grofsere Theil der Riibren lag im Itinern des Troges; iiber den Wseren Theil konnteci leich t Stiicke vulkanisirten Kautschucke gezogen werdea, welcbe, wen11 der Stab durch sie hindurchging, eiuen wasserdichten Verschlufs bewirkten. Die wenigen aufserbalb des Troges liegenden Millimeter der Zinkriiiire waren bestimmt, die Enden des Glasstabes (ungefiihr 5 his 10u~") wenn nicht ganz auf dcrselben, so doch auf eiiier niirgiichst annalirrnden Temperatur des Ra- des zii erhalten. Drei andere Lager fiir den Glasstab bbb,

. Fig. 4, waren im Innern des Troges augebracht. Die Ian- gen Seiten und der Deckel des Troges hatten dopyelte Wande; seine Liiuge, Breite und Hohe, iin Inneru. gemessen, war ungefahr resp. 1800, 180 und 150"". In einer Oeffnung in der Mitte des Deckels war das Thermometer T befestigt, dessen Ge kifs sich in gleicher Horizontalebene mit dein Glasstabe befand: ein zmeites Thermometer 2'' stand dicht beim ersteren, urn die Teuiperatur der Quecksilbersauie anzugeben, welche nicht v o n Wasser umgeben war; d. h. sein Gefafs war in der Mitte zwischen dem oberen Ende des Quecksiiberfadeus des Therinoineters T und dem Deckel.

Damit der Apparat die tlothweudige Festigkeit besitze und die Ausdehnung des Glases nur i n einer Richtung an- gezeigt werde, war folgeude Anordnung getroffen. In der Wand des Ziinmers war ein Loch ausgehilhlt, urn das Ende e der RBhre B, Fig. 3 , aufzunehmen. Diesw Theil des Ap- parates ist in Fk. 5 besonders abgebildet; er besteht aus einer starken Glasrare von 300""' Llinge, deren etwas

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ausgebrochene Enden Rich fest gegen zwei Zinkkappen an- lagern, so, dak Wqsser, welches bei d eintritt, zuerst seine Richtung gegen das Ende der Zinkkappe nehmen muf's, alsdann durch die Glasrbhre flierst und letztere auf ahnliche Weise bei e verlaht. Kautschuckringe verbinden die Zink- kappen mit der Glasrbhre wasserdicht. Das Ende der Rbhre B oder vielmehr die eine Zinkkappe ist mit Cement in der Wand befestigt; die Rijhre selbst ruht auf zwei Mauersteiiien, mit welchen sie ebenfalIs durch Cement ver- bunden ist, und bildet auf diese Weise einen festen un- beweglichen Widerstand, gegen den sioh das eiue Ende des Glasstabes anlegen kann. Die Verbindung zwischen dem andern Ende des Glasstabes uiid dem Mehapparate ist durch eine ahnliche, aber bewegliche und 350m1n lange Glasriihre vermittelt. Uin derselben ein inbglichst festes Lager zu geben, war sie durch eine andere Rohre von etwas grbfserern Durchmester hindrtrchgeschoben, welche durch Cement an dew Steine C ( F i g 6 Taf. IX) festge- halten wurde. In Folge dieser Vorrichtung konnte sich die Rbhre vorwiirts uiid ruckwjirts bewegen, ohne ihre Lage auberdem zu veriindern. Vermittelst der Syiralfe- der i drtickte sie gegm den Glasstab, wahrend ein voii ihr herabbangendes Gewicht h der aufwarts ziehenden Rich- tung der Feder entgegenwirkte. Durch die Kraft anderer ahnlicher Federn hh (Fig. 4) im Troge wurde das andere Ende des Glasstabes mit der unbeweglichen Rohre in uu- veranderbcher Beriihrung erhalten.

Der game Apparat stand auf einem festen, gernauerten Boden, so dafs selbst genaue Beobachtuugen angestellt wer- den konnten, wenu Personen im Ziinmer hin- und her- gingen.

Zuin Messen diente die Mikroineterschraube D (Fig. 3 Taf. IX); an ihrem Ende trug sie ein Messingplattchen, durch welches ein bewegliches, rundes und mit Achat iiber- kleide t es Stuck d erselben Legirri ng 11 in d i m hging. Beim Umdrehen der Schratibe druckte das Messingstiick , sobald

33 *

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es die Zinkkappe beriihrte, gegen den kurzen Arm des Hebels 1 und zeigte so den Punkt der Beriihrung an. Urn genaue und sergleichbare Ablesungen zti erhalteu , wurde die Sctiranbe iiiinier so lange gedreht , bis das rechtwinklig gehogeiie Ende des langen E-Iebelarines die Linie atif den1 dar- unter befindlichen Tischchen beriihrte. Uin den Fehler durch Parallaxe zu vermeiden, geschah die Ahlesuog durch die Riihre E. Fig. 3 Taf. IX, die an ihrem oberen Ende eine sehr €cine Oeffnung hatte, und an deren unterem l h d e ein Vergriiherurigsglas angehracht war. Bei dieser Eiiirichtung konnten nut ein wenig Uebung (und naturlich bei Vermeidiirig des todten Ganges der Schraube) Able sungen bis zix grofser Geriauigkeit gemaclit werden, in der T h a t leiclit bis zu O"''n,OOi.

Der L~agenwerth ciner Uindrehung der Mikrometer- sclirauhe wurdc durch Messcn con Drahten, deren Durch- iiiesser bckannt war, ermittelt. Diese Drahte waren frtiher in Hcidelherg in K i r c h h o f f ' s Laboratoriurn init e h e r ca- Iibrirten Milirometerschraubc tinter dem Mikroskupe ge- inessen worden. Da ich hestandig deiiselben Apparat be- nutzt hatte, uni deu Durchmesser ron allen Drahten zu messen fiir meine Versuche iiber elektrisclie LeitfaliigLeit, w e l c h ich in Geuieinschaft init Andern arigestellt habe, so dachte irb, dafs sich durch den fortwahreoden Gebrauch der Werth der Mikroineterschraube geliidert baben kiinnte. Als ich inich daher ~ I L I Hrir. B. S t e w a r t wandte, stellte mir dcr selbe gutigst die Normal- Alaafsschraube, kelche in K e w benutzt wird, zur Verfugung, und als ich verinittelst derselben den Lsnqenwerth einer Uindrehung ineiiier Mi- kroint.tersrht aube von Neuein bestiomte, fand ich denselben glcich Wntu,; 85, fast i n absoluter Uehereinstitiiinu~ig mit dem friiherii Werthe, rrBin1ic.h Om", 184; ich nahm das Mittel, namlich O"'", 1845. Der Uinfang des Schraubenkopfes war in 2OCI Tireile getheilt, Ton denen also eiii jeder ungefahr 6)"'l1',0OP entsprach. Eioe geringe Correction war fur die Bewegung des Hcbels anzubringen, da sic11 derselbe zu-

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gleich und in fester Vereinigung snit dcr Schraube bewegte. Die relativen Langen der Hebelarme waren ungefahr 1 :250, so dafs eine riickgangige Beaegung der Schraube, uiii fiir die Ausdehiiung des Glasstabes zu erlauben, in der Able- sung einen Fehler von ungefahr Omm,005 veranlafste, da die Ausdehnung des Stabes 1"",3 betrug; in andern Wor- ten, da der Drehungppunkt des Hebels verhderlich war, so wiirde die Schraube zu vie1 gedreht werden miissen, damit die Spitze des Hebels mit der Linie auf dern Tisch- chen zusammenfiel, und der Werth fur die Ausdehnung wurde zu gering ausfallen. Durch directe Bestimmungen wurde ermittelt, dafs die Correction fur 6 Umdrehungen der Schraube Omm,O05 betrug.

Bei einer sorgfgltig ausgcfiihrten Calibrirung der Schraube ergab ein TheiI derselhen ( 8 Umdrehungen) fiir die Lauge einer jeden einzelnen Windung fast absoliit denselben Werth; dieses Theiles der Schraube bediente ich niich bei rneinen Versuchen. Die Richtigkeit der beiiutzten Ther- mometer war durch Vergleichung mit den Normalthermo- metern i n Kew festgestellt worden; ihr Nullpunkt wurde von Zeit zu Zeit von Pteuem bestimmt. Die Corrgtion fur die nicht ins Wasser tauchende Quecksilbersaule wurde verinittelst K op p ' s Formel ausgefiihrt :

N ( T - t ) .O,OOO1545, worin N bedeutet die Anzahl der iiicht vom Wasser um- gebenen Grade, T die uncorrigirte Temperatur des Was- sers und t die Temperatur des Thermometers, dessen Ge- fafs sich dicht beim andern befindet, in der Mitte zwischen dem Ende des Quecksilberfadens und der Mitte des Korkes. Der Coefficient bezeichnet die scheinbare Ausdehnung des Quecksilbers in Glas.

Nach dieser Erklarung der einzelnen Theile des Appa- rates will ich dazu iibergehen, die Art und Weise zu be- schreiben, in der die Bestimmuagen ausgefiihrt wurden. Nachdem der Apparat zusammengesetzt war, wurde der JI'rog mit Wasser gefiillt, indem der Hahn F mit der Was-

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serleitung verbunden wurde; war der Trog voll, so liefs man das Wasser noch fur eine halbe Stunde durchfliefsen, wahrend es durch eine am anderen Elide oben angcbrachte Rbhre abzog. Naeh dieser Zeit wurde die Verbindung rnit F unterbrochen wid mit d hergestellt; das Wasser flofs dann durch B, von c durch die KaatschuckriShre nach f, trat in die Rohre C und entwich bei g in cinen Abzugs- canal. Nachdem die Temperaturen an den Thermometern abgelesen waren und die Stellung der Schraube hemerkt war, wenn sie das Ende der Rohre C berfihrte, warden die I8 B u 11 sen’schen Brenner angezundet; nach und nach und gleichzeitig mit der Ausdehnung des Glas- stabes wurde die Scliraube rucIrw&rts gedreht. War das Wasser im Sieden, so wurden die Temperaturen abgelesen und die veranderte Stellung der Schraube aufgezeichnet, wenn sie gegen C anlag. Das Wasser mufste Stunde lang im Sieden erhalten werden, bevor die Ablesungen constant wurden. Urn zu niedrigen Temperaturen wieder zuruckzugehen, wurde die Verbindung der Wasserleitung mit P wieder hergestellt und dieselbe so lange unterhalten, his $as abfliefsende Wasser dieselbe Temperatnr als das einfliefsende zeigte; alsdanri wurde die Leitung wieder mit d verbunden. Es nahm ungefiihr 3 bis 4 Stuntfen, elie die Temperatur constant wurde. Es mag hier erwzhut werden, dafs Schirme zwischen den Enden des Troges und den Rohren B und C aneebracht wareii, urn eine Temperatur- erhohung durch strahlende W6rme vom Troge her zu ver- meiden, wenn BeobachtunBen bei hohen Temperaturen ge- macht wurden. Ein Thermometer, nahe beim Schirm am Mekapparate, zeigte keine Veranderung wahrend der Dauer eines Versuches, was theilweise auch darin seine Erklarung finden mag, dafs das Zimmer, in welchem die Beobachtun- gen angestellt wurden, von sehr grofsen Dimensionen war.

Nur , wenn ubereinstirnmende Resultate beim Erwtir- men und Abkuhlen des Glasstabes erhalten wurden, wurden die Beobachtungen als zuverliissig betrachtet. Da die

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geringste Verschiebung in irgend einem Theile des Appa- rates die grbfsten Ihterschiede in diesen Werthen hervor- rufen m u h e , so war es i m Anfange schwer, gute Resul- tate zu gewinnen, aber nach einiger Uebung wurdea Werthe gefunden, welche gut mit einander ubereinstimmten; sie finden sich in Tab. I.

1, 2 und 3 sind Beobachtungen am Glasstab I, wenn ihn nur zwei Spiralfedern in seiner Lage im Troge fest- hielten ;

3 und 4 sind Beobachtungen am Glasstab I, nachdem der Apparat auseinauder genomyen und wieder zusammen- gestellt war; der Glasstab war umgedreht und wurde durch vier Federn in seiner Lage erhalten;

6 und 7 sind Beobachtungen a m Glasstab I1 mit Be- nutzung von 4 Federn;

8 giebt Beobachtungen am Glasstab I1 mit Benutzung von 4 Federn, nachdem der Glasstab umgedreht und der Apparat yon Neuern adjustirt war.

Tabelle I1 enthalt eiuige Messungen, welche beweisen, dafs die Ausdehnung in Lange zwischen Oo und looo fur diese Glasstabe als proportional der Zunahme der Tempe- ratur angesehen werden kann.

1. T,, a und b beobachtet wahrend Erwtirmen des Troges fur Versuch 4, Tabelle I.

2. T,, a und b beobachtet wahrend Erwlrmen des Troges fiir Versuch 5, Tabelle I.

3. Ta, a und b beobachtet wiihrend ErwHrmen des Troges fur Versuch 7, Tabelle I.

4. T,, a uud b beobechtet wikhtend Erwiirmen des Troges fur Versuch 8, Tabelle I.

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Tabelle I.

I 18O,6 100°,3 17O,9 2 17,H ,100,2 18,I 3 18,2 100,3 lS ,6 d 19 ,2 100 ,O 18 16 5 18,6 100,O 19,4 t i 18,6 100,G .18,8 7 18,d 100,4 19 ,0 8 20 ,6 100 ,5 19 ,4

1,098 1,092 1,099 1,073 1,087 1,091 I ,09 I 1,069

1,098' 1,090 1,09 1 1,078 1,O 70 1,084 1,090 1,072

1,341 1,331 1,325 1,328 1,339 1,335 1,328 1,324 1,335 1,327 1,330 1,325 1,330 1,339 1,337 1,332 Mittel: 1,331

Tabelle 11. 1000 LOOb

a b -- TZ-T, Ta-T, No. TI T2 T3

1 19",2 60°,7 100°,O 0,549 0,524 1,323 1,333 2 18 ,6 63 ,4 100 ,O 0,598 0,489 1,335 1,336 3 18 ,4 66 ,O 100,4 0,633 0,458 1,330 1,380 4 20 ,6 59 ,2 100 ,5 0,512 0,557 1,326 1,349

TI, T, ued T3 bezeichnen die wahren Temperaturen des Wassers, a und b die wahre Ausdehniing des Glas- stabes innerhalb dieser Ternperaturen in Millimetern , und in den beiden letzten Columnen findet sich die Ausdehnung der Glasstabe fiir lWo, berechnet aus den verschiedenen Beobachtungen. Da es nicht leicht war, die Teroperatur bei T, (Tab. I ) constant zu erhalten, so sind die Werthe T2 und a Mittel mehrerer Ablesungen. Die Lange der zwei Glasstabe war dieselbe, namlich 1825"" und ibr Durch- messer ungehhr 20"'".

Es betragt daher die Langenzunahiue fur 1 Meter zwi- schen Oo und looo

oder die Eineare Ausdehnung der Glasstabe wird ausge- druckt durch die Formel:

0'"'",729,

L,= Lo ( 1 + 0,00000729 t ) ,

52 1

und die cubische Ausdehnung durch die Formel: V, = V , ( 1 + 0,00002187 t ) .

Bei der Ausfiihrung der obigen Versuche wurde eine interessante Beobachtuag gemacht. Wenn der Glasstab fiir eine erste Bestimmung am Morgen erwfrmt wurde, SO

war der abgeleitete Wertb fur die Ausdehnung des Glas- stabcs grilfser, als derjenige, welcher aus einer syatern Re- stimlzlung an demselben Tage gefunden wrirde. Dieb be- weist, daB der Stab nach dem Erwarmen erst nach eini- ger Zeit seine Normallange wieder einnimmt; ein allmah- licher Wechsel in der Lange ist selbst nach 12 bis 15 Stunden wahrnehmbar. Tab. 111 enthalt einige bierauf be- ziigliche Beispiele.

Tabelle 111.

1 19O,6 100°,5 19O,O 1,110 1,085 1,372 1,331 2 17 ,4 100 ,3 18 ,3 1,133 1,090 1,367 1,337 3 17 ,2 100 ,5 18 ,5 1,138 1,089 1,366 1,332 4 18 ,2 l(I0 ,O 19 ,O 1,126 1,087 1,376 1,342

Hiernach ist beim ersten Erwarinen der xnittlere Werth

dcs Glasstabes zwischeo Oo rind 100°b . , . 1"",370; das Mittel der in Tab. I aufgefiihrten Versuche ist 1"",33 I

Die Vergleichung beider Werthe ergiebt fur die Aus-

fur die Ausdehnuug

dehnung somit einen Unterschied von ungefihr 3 Proc.

11. Ueber die Methude, welche m r Restimrniiog der Coefficipolen fur die cubisclre Ausdehouog VOII Wasser uod Quecksilber

benutgt wurde.

Die Anordnung des fur die Bestimmungen benutzten Apparates ist aus Fig. 7 Taf. IX ersichtlich. In dem Bo- den der M7aage und in dein Brette, auf welchem dieselbe stand, war ein Loch ausgeschnitten, durch welches ein

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Platindraht 'von der Waagscbaale herabhing. An diesem Drahte von ungefahr tImm,5 Durchmesser, welcher in einen Haken endigte, war ein zweiter und feinerer PIatindraht (0"'"',04 Durchmesser ) befestigt, und an letzterem hing das Metallstuck in dem Wasser, welches sich im Kasten unter der 'Waage befand. Der Kasten konnte in seinem Innern nngefahr 4 Liter Wasser aufnehinen, war aus Zink mit doppelten VVlnden verfertigt und in Holz eingeschlossen ; sein Deckel bestand aus zwei Halften, so dafs man die- selben abnebmen oder ariflegen konnte, ohne den feinen Draht zu beruhren. Mehrere Oeffuungen befanden sich in dem Deckel CC (Fig. 8 Taf. IX); aa fur den Ruhrer, b fur ein Zugrohr; c fur den feinen Platindraht und d fur ein Thermometer. Der Riibrer bestand aus einem vier- eckigen Stuck Zinkblecti, dessen FIache sich parallel mit dem Deckel des Kastens aufwarts und abwarts bewegte; an dasselbe waren zwei Kupferdrahte R R geliithet, welche aufserhalb des Kastens durch einen starken als Handhabe die- nenden Draht (Fig. 7 Taf. IX) vermittelst Kleinmschrauben verbunden waren. In der Mitte des Riihrers war ein kreisrun- des Loch ausgeschnitten, geniigend grofs, urn fur den Cylin- der aRaum zu lassen. Das Zugrohr b (Fig. 7 und 8) war aus Zink verfertigt und an die eine Halfte des Deckels ange- liithet; es diente dazu, die bei hohen Temperaturen ge- bildeten Wasserdllmpfe abzufiihren und deren Verdichtung an dem Platindrahte zu verhindern. Zu diesem Zwecke war das Ende des Kohres- in ein Kamin geleitet, in wel- chem ein grofser Gasbrenner einen Zug erzeugte. Durcb Versuche bei niedrigen Temperaturen wurde ermittelt, dafs der, erzeugte Zug nicht den geringsteii Einflub auf die W~gungen austibte, da die letzteren genau dieselben waren, mochten sie mit Benutzung des Zugrohres oder obne das- selbe ausgefiihrt seyn.

In der Mitte des Kastens stand der Silber-Cylinder A: geftillt mit destillirtem Wasser , in welchem das Metall- oder GIasstiick gewogen wurde. Wie es die Figur zeigt,

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befand sich das GefAfs des Thermometers in demselben Niveau mit dem Metallstuck. Urn Verdampfung des Was- sers zu vermeiden durch den Luftstrom, welcher bei Be- nutziing des Zugrohres bei c eintrat, und damit keine Staub- theilchen in diis Wasser fallen konnten, war der Cylinder mit einem Platindeckel versehen, welcher aus zwei Hiilften bestand und zwei L6cher hatte, das eine fur den feinen Draht, das andere fur das Thermometer l).

Das Wasser in dem Kasten wurde durch Dampf cr- hitzt, welcher durch eine Rohre zugefiihrt wurde, die den Cylinder umgab : ein kleiner Scliirin von Zinkblech ver- hinderte, dafs der Dainpf in directe Beruhrung mit dem Cylinder kam. Im Allgemeinen war die Beohachtungs- methode die folgende: Die zu untersuchende Substanz wurde geschliffen oder gegossen in eiiie Form lhnlich Fig. 9 Taf. IX;%n einer Schlinge, gebildet durch den feinen Platindraht, hing sie in das im Cylinder befindliche destil- lirte Wasser. Der Cylinder stand auf eineol DreifuEs, das Wasser wwde zum Sieden erhitzt und darin fiir eine halbe Stunde erhalten. In einem andern silbernen Gefiifse wurde kochendes V-asser in Rereitschaft gehalten, urn das verdampfende Wasser zu ersetzen. Nach eiiier halben Stunde wurde der Cylinder in den Kasten gebracht, der bereits mit Wasser von einer angemessenen Temperatur gefiillt war; Platindeckel wurden iiber den Cylinder, Zink- und Hohdeckel fiber den Kasten gelegt, wobei nattirlich grofse Sorgfalt darauf genommen wurdg , dafs der feine Draht unbehindert schwingen konnte. Bei den bei hohen Temperatoren angestellten Verauchen wurde Dampf in den Kasten geleitet, am die Temperator constant zu erhalten; diefs wurde erreicht vermittelst eiiies kleinen Dampfkessels,

1 ) Zur moglichsten Verminderung des Luftzuges bei c nnd als Schutz gegen Stauh, war aufserdem noch die Oeffauog in dent Kastwsdeckel bei e rnit einem Stuck Zinkhlech bedeckt, welches wie Fig. 10 Taf. IX ausgeschnitten war; das Loch in der Mitte hatte ungefihr 2mm Durch- messer.

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welcher durch Gas erhitzt wurde und sich in einiger Ent- fernung vom Apparate befand. Durch sorgfiiltiges Regu- liren der Gasflamme war es in der That Ieicht, irgend eine Tcmperator zwisrhen 50'' und 100O fiir beliebige Zeit con- stant zu erhalten. Eine an dem Kasten angebrachte Rtbhre gestatfete dem Wasser Abffufs, sobald es eine gewisse Holie erreiclit hatte. Wenn sich die Temperatur nicht mehr anderte , wurde zur ersten Vpagrung geschritten. In der einen Schaale der Waage, welche deutlich 0,0001 Grm. anzeigt, befanden sich griif'sere Gewichte, FO d d s diese Seite die schwerere war; das (Yeichgewjcht wurde durch kleinere Gewichte in der anderen Schaale, v o n welcher der Platiudraht hinabhing, hergestellt. Die in einem Glas- kasten von der gewBhnlichen Form stehende Waage be- fand sich in einern zweiten Glaskasten l ) (in der Figur nirht abgebildet), um den Vortheil einer rnoglichst uxiver- anderlichrn Temperatur zu gewinnen ; dieselbe schwankte wahreud einer ~'ersuchsreihe nicht mehr als uin 1". Wenn das richtige Gewicht erlnittelt war, was bei Wagungen in Wasser bis zu einer 'Geuauigkeit von 0,0001 Grni. zu er- reichen war, so wurde dasselbe gleichzeitig mit den Tem- peraturen aufgezeirhnet; ietztere zeigteu drei Thermometer an, das eine T i n dem Kasten, das zweite T' in der Mitte des aufserhalb des Kastens befindlichen Quecksilberfadens von T und das dritte im Gehiiuse der Waage; sie wa- ren alle auf die in Theil 1 dieser Abhandlnng beschrie-' hene Weise gepruft und corrigirt. Das in das Was- ser reichende Th'ermometer T wurde aus der En t fe~mng \;on einem zweiten Beobachter abgelesen. Nach Aufzeich- nung aller dieser Daten wurde eine zweite und eine dritte Wtigung vorgenomrnen, und da sich unterdesseii- die Tem- perajur nur uiri ein oder zwei Zehntel eines Grades an- derte, so konnte man leicht erkennen, ob die erhaltenen Zahlen unter einander uhereinstiinrnten. War diefs nicht

1) Auch ifer uuter der Waagc Lelindliche iibiigc Thcil des Apparates hefand sich in einern besonderm C I.rskastcn.

525

der Fall, so wurden neiie Wagungen gemacht, und wenn diese wiederum von einander abwichen, so stellte sich in vielen Fallen heraus, dafs sich eiii feines Staubtheilchen an deli Draht im Wasser angehsngt hatte. Diefs kommt in der Tha t so oft vor, dafs stets mit besonderer Sorgfalt nach Beendigung der Wagungen darauf geachtet wurde, ob sich nicht irgend ein fremder Korper an den feinen Draht angesetzt hatte. n’en11 die Reobachtungen bei der einen Temperatur voltstaildig waren, so wurde der Cylin- der wieder aus dem Kasten entfernt, das Wasser von Neuem fur eine halbe Stunde lang ausgekocht und die WIgungen fur eine jede verschiedene Temperatur in der eben be- schriebenen Weise wiederholt.

Die Waage war sorgfaltig adjustirt; wenn man zwei Gewichte von 50 Grin. in den Waagschaleu vertauschte, konnte nicht der geringste Gewichtsunterschied bemerkt werden. Die Gewichte wurden von Zeit zu Zeit unter einander verglichen; das 50 Grm. Gewicht stimmte rnit den Normalgewichte in Kew iibereiu. Irgend welrhe Aen- derung in den kleineren Gewichten wurde berichtigt. Ein Barometer und ein Thermometer. in der Wnage wurden des Tages wenigstens cin Malt bei mehreren Versuchen nach jeder Beobachtung abgelesen, um die Gewichte auf den leeren Raum zu reduciren.

Auf die Gewichtsbestimmungen hatte der Umstand kei- nen Einflufs, dafs bald mehr, bald weniger von dem feinen Platindrahte ins Wasser tauchte; dagegen liefseii sich be- stimmbare Unterschiede erkennen, wenn ein Draht von etwas grofserem Durchmesser benutzt wurde. Das Ge- wicht eines Meters des feinen Platindrahtes betrug nur 0,06 Grin. und der Fehler war deshalb so gering, dafs er vernachlassigt werden koiinte. Nur 60 bis ‘iO’””, haupt- sachlich nothwendig ziir Bildung der Schlinge, befanden sich im Wasser; das Gewicht betrug daher ungefiibr 0,004 Grm., welche im Wasser 0,0002 Grin. verlieren warden. Da es sich indessen nur um die Unterschiede im Gewichts-

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verluste im W asser bei verschiedenen Temperaturen han- delte, so war eine Aenderang im Volumen dieser 0,0002 Grm. so unmefsbar klein, dafs sie in den Rerechnungen nicht be- rucksichtigt werden konnte.

Das Thermometer T wurde fiir den Theil des Queck- silberfadens, welcber nicht ins Wasser tauchte, nach der in Theil I beschriebenen Weise corrigirt.

Ill. Ueber die Bestimmung cles Ausdebnun~:8coefficien~n

Urn die Coefficienten fiir die Ausdehnung des Wassers zu bestiinmen, wurden die Glasstiicke, welche von den Enden der Glasstabe abgeschnitten waren und welchen durch Schleifen die Form eines doppelten Keiles ertheilt war, in Wasser von verschiedener Temperatur gewogen. Die Flachen der Glnsstiicke besafsen den hochsten Grad von Politur, und an dem einen Ende waren Einschnitte eingeschliffen, in welcbe sich die Schlinge des Platindsahtes einlegte.

Zwjschen jeder Beobacbtung bei verschiedenen Tempe- raturen wurde das Wassex im Cylinder von Neuem ge- kocht, urn die Luft auszutreiben, welche wahrend der Zeit des Wagens etwa absorbirt seyn mochte. Das benutzte Wasser war voii eioer kupfernea, innen verzinnten Blase destill-irt und die Diimyfe waren in einem Schlangenrohre von Zinn condensirt; es wiirde in einem grofsen Glasge- f a t e fur den Gebrauch aufbewahrt.

Die Resultate der verschiedeneii Wagungen finden sich in Tab. IV, V, VI. (Mle Gewichte sind in Grammen an- gegeben und die Wiigungen auf deli leeren Raurn re- ducirt.)

fur Wasser.

Tabelle IV. Versiiche mit, einem vou Glasstab 1 abgescbnilteueo Glaaducke.

(Erste Heibe.)

60,35 8 ,45

19 ,76 30 ,45 60 ,80 73 ,30 86 ,40 94 ,30

T

- 4O,OO 6 ,60

16 JO

23 ,I0

1'2 ,26

20 ,45

21 $80 27 ,10 32 ,H5 4 3 $5 44 ,50 48 ,90 61 ,00

85 ,I0 98 ,70

I 4 ,50

Absoluter Gewiclits- 1 4 a t

verlust in Wasser I T - 15,5327 0,0635693 15,7317 0,0635775 l5,7 I13 0,0636757 15,67 16 0,0638520 15,5558 0,0643561 15,3776 0,0651340 15,2542 0,0856794 15,172 I 0,0660462

A bsolurer Gewichts- veIiost in Wasser.

15,4057 15,4057 15,4005 15,39 I7 15,3822 15,3530 15,3679 15,3592 15,3353 15,2808 35,2i36 15,2 J 52 15,158U 15,04R7 34,9584 14,8126

n,o(i49167 0,06415204 0,0649504 0,0649939 0,065039'3 9,0650820 0,065 I060 0,0651 461 0,0652589 0,0655035 0,063936'2 0,0656646 0,0660653 0,8665685 0,06i02 16 0,0656558

Voluruen dcs Was- iers bei t o

1,oooonu

1,0005 18 1,001 189

1,000057

I,nO I888 1,002546 1,002915 1,003534 1,005224

1,009544

1,017555 1,035443 1,032424 1,012894

1,00%)39

1 ,Ol 1520

Berechnet

1,000000 1,000055 1,000525 1,00117i 1,001889

Dikrenz

+ 0,000002

+ 0,000012 - 0,000001

- 0,000007

Tabelle V. Versuohe mit eioem rweilen, voo Glasslab I nbgescbnitteoeo

Gtaestiicke. (Zweite Reihe).

Voltmen des Wassers bei t o

I,(H10015 1,000 I44 1,001689

1 ,0 I2393 1 ,@24628 1,033209

1,00446.3

1,9811980

528

Tabelle VI.

20 ,90 11,3258 0,0883344 33 ,35 11,2934 0,08b6099 46 ,40 I 1,2376 i 0,0890769

0,089675 I 70 $5 11,1067 0,0901744 60 ,40

86 ,SO 0,091 1 I73 98 ,40 1 10,9096 0,09 18596

, 10,9957

Versuche init eiuem von Glasstab 11 ahgescliiiilteuen Glasslucke. (Ilrilte Reihe.)

1 Wnssers bci t o hbso luw Gewicllts- Volmnen des verlriqt in Wasser

1,000192 1,001929 1,005055 1,010352 1,017136 1,022599 1,033495 1,04 1926

In der ersten Columne sind die corrigirten Tempera- turen angegeben; die Zahlen iu der zweiten driicken iu Grammen den Gewichtsverlust in Wasser aus, oder die Differenz zwischen dem Gewichte des Glasstiickes irn leeren Raume und im Wasser bei den verschiedenen Ternpera- turen.

Die Wertbe in der dritten Reihe wurden auf folgende Weise ertialten:

1st a der Coefficieut der cubischen Ausdehiiuug des Glases, dessen Voluinen bei O 0 = V,, so ist das Volumen des Glases bei to naturlich V , ( I t a t ) . Dieser Ausdruck bezeichnet aber gleichfalls das Voluineii des verdrangten mTassers, dessen "Gewicht g, durch ist. Uaher ist

Po ( l + n t ) i 9

das Volulnen einer Einheit Wasser ner, das Volumen eines gegebenen proportionul dem Ausdruck :

l + a t Rf

den Versuch bestihnt

bei t " , oder allgeinei- Gewichtes Wasser ist

In der vierteii Columne i s t das Voluinen Wasser bei 4O gleich 1 gesetzt (Tab. I V ) und um die Werthe in Tab. V und VI auf dieselbe Einheit zu reduciren, wurde ails den fiinf ersten Beobacbtungen der ersten Reihe (Tab. I V ) eine Formel berechnet, welche die Ausdehnung des Was- sers zwischen do und 20°,4 ausdruckt. Diese Formel, nach welcher die berechneten Werthe ( Tabelle IV) erhalten sind, war V, 1 + 0000084465 ( t - 4)2 - 0,00000008900 ( t - 4)'.

529

Mit Hiilfe dieser Formel k6nnen wir die Volumina des Wassers bei 5O,35 und S0,9O berechnen, und wenn wir diese identisch mit den Verhaltnibzahlen annehmen, welche fur die Volumina Wasser bei denselben Temperaturen ge- funden worden sind, so kannen wir in der zweiten und dritten Reihe (Tab. V und VI) die Volumina des Wassers bei verschiedenen Temperaturea auf dieselbe Einheit be- ziehen.

Tabelle VII giebt die auf diese Weise fur die Ausdeh- nung des Wassers erhaltenen Werthe fur alle drei Reihen.

Tabelle VIL.

Reihe No.

1 2 1 2 3 1 1 2 1 3 1 1 I 2 3 1 1, 1 3 1 2 3 1 3 2 1 1 2 3 2 3 I

'emperatur = t

4O,00

6 ,60 8 ,45 8 ,90

16 ,70

5 ,35

19 ,25

19 ,75 20 ,45 20 ,90 23 ,10 24 ,80 27 , I 0 30 ,45 32 ,35 32 $5 43 ,25 44 $0 46 ,40 48 ,90 50 $0 60 ,40 66 ,00 70 ,35 73 ,30 74 $0 85 ,10 86 ,40 86 $0 94 ,30 98 ,40 98 ,70

3eobachtetes Vo- m e n des Wasaera

bei t o = Vt

1,000000 1,oono I 5 1,000057

1,000199

l,oo 1189

1,000144

1,0005 18

1,OO 1689 1,OO 1888 1 ,00 1929 1,002546 1,002915 1,003534 1,004463 1,005055 1,005224

1,009544 1 ,0 I0352 1,011520

1,017 136 1,017555

1,024628 1,025443 1,032424 1,033209 1,033495 1,038980 1,041926 1,042194

1,009039

1,012393

1,022599

Poggendorffs Annal. Bd. CXXVllI.

ereelioetes Vo- meh des Was- sers bei t o

1,000000 1 ,000012 1,000049 1,000149 1,000 181 1,000510 .

1,oo I762 1 ,oo 191 1

1,001175

1,002007 1,0025 12 1,002932 1,003534 1,004475 1,005041 1,005201 1,009020 1,009540 1,010352 1,011464 1,012342 1 ,O 17 178 1,017502 1,0%2858 1,024662 1,025413 1,032387 1,033284 1,033561 1,0359 I 7 1 ,04 I964 1,042179

Dilrereoz

0,000000 3 8 6

11 8

14 73 23 78 34 17 0

18 14 23 19 4 0

64 51 42 63 59 34 30 37 75 66 63 38 16

530

Ein einziger Ausdruck, mit Hiilfe dessen man die VO- lumina berechnen kbnnte, wiirde zu viele Glietler erfor- dern. Man fand, dafs die Resultate durch folgende For- meln z. B. nirht mit genugenrler Genauigkeit zu erhalten sind; zwischen 4 O uod 100' v, = a + b t + cta + d P v, = 1 + a ( t - 4) + b ( t - 4)2 -I- c ( t - 4)' + d ( t - 4)4.

Ich benutzte daher zwei Formeln, urn die Ausdehnung des Wassers zwischen 4d und 100 auszudrucken; die eine gilt fur Temperaturen zwischeu 4' und 32' und ist V, = 1 - 0,0000025300 (t - 4) + 0,0000083890 ( t - 4)l

- 0,00000007173 ( t - 4)'; die andere fur Temperaturen zwischen 32" und 100° ist:

V, = 0,999695 + 0,0000054724 f 2 - 0,0000000 I 1260 t3. Bei Berechnung der ersten Formel wurden die Beoh-

achtungen bei lY0,75 und 20°,90 ausgelasscn, da sich durch vorausgegangene Berechnungeu ihre Fehldiaftigkeit un- zweifelhaft herausgestellt hatte.

Um zu beweisen, dafs Verunreinigungen des Wassers, welches fur die eben beschriebenen Versuche gedient batte, die R esiiltate iiicht heeinflussen konnte, stellte ich eine kurze Reihe von Versuchen mit gewohnlichem Wasser an. Ich will keineswegs sagen, daCs das Wasser, dessen ich inich bedient hatte, unrein im gewiShnlichen Siniie des Wortes gewesen ware; es war sorgfiiltig destillirt, aber diejenigen welche es versucht haben, absolut chemisch reines Wasser darzustellen , werden wiasen, wie schwierig es ist, rin Wasser zu erhalten, welrhes nirht bei dcr Ver- dampfung einen wenn aurh uoch so geringen Ruckstand liefse.

K r e m e r s ') hat in seinen Arbeiten uber die Ausdeh- nung von Salzldsungru dargethan, dafs selbst ein bedew- tender Procentgehalt von Salzen nur wenig Einflufs auf

1 ) P o g g . Ann. Bd. 114, S. 41; ibid. Bd. 100, S. 394.

53 1

die Ausdehnung des Wassers, in welchem sie geltist siod, ausiibt. Tab, VIII enthalt einige Beispiele.

Tabelle VIII.

1) Ausdehiiung des Wassers zwischeii O o und looo. 2, Ausdehnung fur Wasser zwischen 19O,5 uud looo,

enthaltend 5,2 Proc. Chlorkalium. 3, Ausdehnung fur Wasser zwischen 19O,5 und looo,

enthaltend 4,7 Proc. Chlornatrium. 4, Ausdehnung fur Wasser zwischeu 19O,5 und loo",

enthaltend i ,5 Proc. schwefelsaures Natron. 6, Ausdehnu~ig fur Wasser zwisclien lY0,5 uod looo,

enthaltend 5,1 Proc. schwefelsaures Kali. 6 , Ausdehnung fur Wasser zwischen 19#,5 und looo,

berechnet nach obigeii Formeln, das Volumen des Wassers bei 1b0,5 =I 1,00000 angenommen.

Fur die in Tab. IX gegebene Reihe diente gew6hnli- ches Wasser von der im Laboratorium angelegten Leitung. Das Wasser wurde znr Fallung der durch freie Kohleu- saure in Lissung gehaltenen Carbonate gekocht, d a m fil- trirt und mit 25 Proc. destillirten Wassers vermischt. Das letztere geschah, urn das Niederfallen irgend eines Salzes zu verhiuderu, weiin dns W'asser zur Austreibung der at- mosphtirischen Luft gekocht wurde. Die 25 Proc. wurden in der That. I I I I ~ hinzugefugt, urn den durch Verdampfung verursachten Verliist z4 ersetzen. Die Bestiminungen mit diesem Wassrr warden auf die gewiihnliche Weise aus- 'gefuhrt; das beiiutzte Glasstuck war dasselbe als in Reihe 3 (Tab. VI).

34"

532

Tabelle IX.

4bsoluterGe- 1 +at Volumen des wichtsverlust -- Wassers in Wasser g t bei t o

T

- 2Oo,i0 55 ,65 95 $0

Berechnet Differenz

Die berechneten Volumina in der vorhergeheiiden Tab. sitid mit Hiilfe der beiden oben gegebenen Formeln ab- geleitet; der bei 20°,7 beobachtete Werth wurde gleicb dem berechneten angenommen, um die ubrigen mit deneii vergleichen zu ksnnen, qelche reines Wasser ergeben hatte.

Fur den bequemeren Gebraudh Anderer habe ich in Tab. X das Volumen berechnet, welrhes das Wasser fiir einen jeden Grad einuimmt, weiin das Volumen bei 4 O

= 1,000000 ist; in der letztm Columne finden sich die Unterschiede zwischen den Volumina fur je 2 Grade.

Die Teinperatur 32O oder der Vereinigungspunkt beider Formeln wurde durch die Auflilsung der folgenden Glei- chung gefunden: 1 - 0,0000025300 ( t - 4) + 0,0000083890 ( t - 4)' - 0,00000007 173 ( t - 4)8 = 0,99695 + 0,0000054724 t' - o,oonooo I 1260 t S ,

woraus sich

ergiebt. Das rnit der ersten Formel berechnele Volumen

Das mit der zweiten Formel herechnete Vo-

das Mittel bcider Werthe ist in- der Tabelle aufgefiihrt.

t = 320

bei 32" ist . .' . . . . . . . . . . 1,004932

lumen bei 32O ist . . . . , . . . : 1,004930;

533

Volumeo 4es W a s - sers bei

To

Tabelle X.

Differenz fur lo

TO C.

- 4 5 6 7 (I 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

' Volumen To des V'as- C. sers bei

Voluinen des W a s - Differeoz sers bei fur 1"

To

Differenz fur lo

1,000000 1,000006 1,000028 1,000066 1,000119 1,000188 1,000271 1,000369 1,000479 1,000604 1,000742 1,000892 1,001054 l,OOlda7 1,001412 1,001608 1,001814 1,002029

1,002188 1,002531

1,003241 1,003507 1,003780 1,004059 1,004345 1,004635 1,004931 1,005249 1,005578 1005916 1:006261

1,002254

1,0029a2

TO C.

- 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 $0 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68

0 9 0 0 0 0 ~ ~

38 53 69 83 98

llo

:g 150

;ti 185 196 206

, 215 225 234 243 251

266

i;i ii: 296 318 329 338

09000345

259

71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93

95 96 97

94

1;023252 1,025861 1,024477 1,025099 1,025727 1,026361 1,027000 1,027646 1,028296 1,028953 1,029615 1,030283 1,030956 1,031634 1,032311) 1,033OOi 1,033701 1,034400 1,035104 1,035813 1,036527 1,037245 1,037969

1,039429 1,040166 1.040907

i,o3a697

1 ;006979 1,007351 1,007730 1,0081 I8 1,0085 I4 1,008918 1,009331 1,009751 1,010159 1,01061 4 1,0 I 1059 I ,0115 10 1 ,O I1969 1,012435 1,012909 1,013391 1,013859 1,014376 1,014859 1,015390 I ,O 15907 1 ,O 1 6432 1,016964 1,017502 1,018047 1,018599 1 ,o 19 158 1,019724 1,020296 1,020874 685

0,000591

3i2 379 388 396 404 413 420 428 435 445 45 1 469 466 474 48'2 488 497 503 51 1 517 525 532 538 545 552 559 566 572 578

98 99

LOO

1;041653 75L 1,042404 1,043159 09000755

604 609 616 622 618 634 639 646 650 657 662 668 673 678 684 689 694 699 704 709 7 14 718 724 728 732 737 741 746

Der Vergleichung halber lasse ich in Tab. XI die Werthe folgen , welche von versehiedenell Beobachtern uber die Ausdehnung des Waseers angegeben werden ; in allen Fal- len ist sein Volumen bei 40 = 1,000000 angenommen.

534

TabeIIe XI. T. - 40

10 15 20 30 40

‘in 60

80 90

100

1,0000n0 1.000247 1,oonsis 1 ,on I690

I,0l1890 1 ,n I 671 s 1 ,or237 1 1,028707 1,035524 1,043114

1,004187 1,005654

D e s p r e t a a ) P i e r r e ’ )

I ,onoonn I,O(IO’L71 3,000850 1,001 i 1 7

1,007636

1,flli24:3 1,023064 1,029486 I.OJlj4.21

1,004 I95

1 ,o I 1949

H a g e n ’ )

i,oooonu 1,000269 I ,oons49 1,00 I i Z 1 1,0042511 1,0077 I1 1,011994 1,0 Ii00l 1,022675 1,038932 1,035715 1,042969

I a t th i eZ3 e n

1,oonooo 1,00027 I 1 ,OUO892 1,OO I Y 14 1,004345 1,007730 1,011969

1,022648

1,0358 13 1,043150

i,n169fi4

1,02&95:1

S r e t z und P i e r r e bedienten sieh bei ihren Bestimniungen aile derselben Methode ; sie bestiminten die Ausdehnung des Wassers in Glasgefalsen , Dilatornetel n. H a g e u benutzte den Wsguugsprocefs, aber bei hohen Temperaturen nahm derselbe keine besondern Vorsichts- maaksregeln, uni die Condensation des Dampfes auf der Oberflacbe des feinen Platindrahtes zu verhiiten. Diefs mag der Grund dafiir seyn, dais seine Wertbe bei 9O0 und 100” uiedriger sind, als die VOII mir gefundenen. Ei- nige aiidere Uemerkungcn uber diese Tabelle lasse ich besser nach der Beschreibung ineiiier Experimeute uber die Ausdehnung des Quecksilbers folgen.

1V. Ueber die Bestimmnug des AiisdeLoiiugscoefficienten fiir Qiiecksilber.

Das *fur die folgenden Versuclie benutzte Quecksilber wtirde gereinigt durch Digerircn mit Salpetei same, b e - stillation, wiederholter Behandlung mit Salpetersaure und eine zweite Destillation; es wurde unter einer Lasuiig von salpetersaurem Quecksilberoxydul aulbewahrt. Kurz vor

L ) Pogg. Ann. n d . XCII, S. 48. 4) Ann. de ehim. et de phyrr. T. TdXX ( lmr s i r . ) p . 1. 3) Ann. de chim. ot de phys.

yon F r a n h e n h e i m , Pogg. Ann. Ud. XCVI, S. 451. 4 ) Ahhandlungen d. k. Akad. drr Wissensch. zu Berlin, 1866.

T. X I I I (3’”’’ st+.) p . 325. Berechrret

535

den) Gebrauche wurde es noch einmal init Salpetersaure fur einige Zeit suf dem Wasserbade digerirt, vollst3ndig mit destillirtem VI7asser gewaschen uiid danii auf dem W a s . serbade, zuletzt iiber der nackteu Flamme getrocknet.

Um das Metall in Wasser vnn verschiedener Tempe- ratur zu wiegen, bediente ich mich kIeiner Eimer, unge- fahr 20"" Inng und 1.5"" weit, wclche aus den Enden d d - ncr Reagensriihren verfertigt wnren Quer iiber die Oeff- nung war ein dunner Platindraht ins Glas eingeschmolzen, an welchem der bei Beschreihung drs Apparates erwahnte diinne Draht befestigt werden konnte. Tier Ausdehnungs- co6ffirient dieser Glassorte wurde durch Wagen eines Stiirkes von dersclben Qualitiit in Wasser bei hohen und niedrigen Temperaturen bcstirnmt. Zu diesem Zwecke wurde eine Rohre in der Flamme ausgezogen rind ihr eine Form wie Fig. 9 Taf. I X gegeben; ehe sie indessen zugeschmol- zen wurde, wurde ein k1einc.s Stuck Blei hineingelegt, darnit sie im Wasser uetersinken klinne.

Die Wagungen ergaben folgende Resultate: Absoluter Gewichtsvei lust

T in Wasser gt(t+a' t ) 11,70 7,72250 7,72595 95,20 7,41775 7,74250

Die Werthe in der dritten Columne wurden erhalten durch Multiplication des beobachteten Gewictitsverlustes in Wasser niit dem Volumen ( 1 + a't), welches das Was- ser bei der Temperatur einnahm, bci der die Wagung aus- gefiihrt wurde (Tab. X). Denn wenn die Gemicbte des verdrtingten W assers auf 4 O redricirt werden , so druck en die resultirenden Gr8fsen die Volumioa des Glases bei den verschiedenen Temperaturen in Cubikceiit. aus. Aus den eben angefuhr ten Versuchen ergiebt sich fur den Ausdeh- nungscoefficienten dieses Glases ZVI iFchen 11",7 rind 95",2

wenn wir das Volumen bei 11",7 = 1 annehmen, oder zwischen Oo und 100°

0,002566,

0,0021 43,

536

Volumina

Glases g t ( l + a ' t ) des

wenn das Volumen bei Oo = 1 ist. Der Ausdruck, um die Ausdehnung dieser Glassorte zu corrigiren, ist daher

V, = Vo ( 1 + 0,00002566 t ).

Bei Ausfiihrung der Versuche wurde der Eimer zuerst in der Luft gewogen und dann im Wasser des Silbercy- linders eine halbe Stunde lang gekocht, um alle anhangende Luft zu entfernen. In der Zwischenzeit wurde das Queck- silber, wie schon beschrieben, getrocknet wid, wenn noch heifs, in den Eimer gegossen, welcher gerade uber das Was- ser hervorragte, aber noch ganz mit Wasser gefullt war. Auf diese Weise konnte man den Eimer mit Quecksilber fullen, ohne dafs sich Luft zwischen das letztere und das Glas anlagerte. Das Kochen wurde dann noch fur eine VierteIstunde fortgesetzt und endiich die Beobachtungen in der gewiihnlichen Weise gemacht.

Tab. XI1 enthalt die 5 Reihen Beobachtungen, welche an verschiedenen Proben von Quecksilber angestellt wur- den. Um das Gewicht des Quecksilbers zu bestimmen, wnrde dasselbe nach Beendiguug der Wagungen in einen Porcellantiegel gegossen , im Wasserbade getrocknet und gewogen.

Beob- Berech- achtete nete

Volumina des Quecksilbers

T.

- 4O,2

'4i ,3 71 ,4 95 ,4

Gewichts- verlust in Wasser

3,47615 3.46245 3,43380 3,39170

Ylo,5 41 ,7 69 ,3 95 ,3

3,69250 3,68090 3,64740 3,60060

Tabelle XII.

Differenz

Erste Reihe.

Zweite Reihe.

2,97704 3,00031 3,O 1333 3,02629

3,19497 3,2 1243 3,22838 3,24347

+ 0,0001 1 - 21 4- 22

9 -

- 2 + 2 + 27 - 32

Volurnina des

Glases rr.

7

6O,5 44 ,6 67 ,9 91 ,0

40,7 34 ,4 63 ,5 94 ,3

6",1 47 ,6 96 ,5

Beob- Berech- achtete nete

Volurnina des Quecksilbers

Gewichts- verlust in

Wasser

3,54240 3,53020 3,50235 3,45580

4,54765

4,60700 4,43905

4,54395

4,78140 4,76285 4,66395

g t ( l+a ' t ) Differeox

Dritte Reihe.

Vierte Reihe.

Fiinfte Reihe.

4,78155 0,47255 4,30900 4,81445 1 0,47305 1 4,34140 4,85335 0,47365 4,37970

3,04355 3,06148 3,07730 3,09164

4,07522 4,09702 4,11844 4,14186

4,30901 4 3 4 137 4,37974

- 0,000oj + 6 4- 20 - 19

7 + 3 - 46

-

+ 41

1 + 3 - 4

-

Das Gewicht des fur die Reihe 1, 2 und 3 beoutzten Eimers, auf den leeren Rarim reducirt, war 1,2523 Grin. rind er verlor in Wasser bei 11°,2 0,4989 Grm. Das Gewicht des Eimers in Reihe 4 und 5 war 1,1750 Grm. und er verlor in Wasser von S0,5 0,47245 Grm. Leiten wir aus diesen Daten das Volumen bei Oo ab, so finden wir fur den ersten Eimer 0,49895 Cubikcent. und fur den zweiten 0,47245 Cubikcent. Die Correctionsformel fur die ~

Ausdehnung des ersten Eimers ist daher

und fur den zweiten V, = 0,49895 (1 + 0,00002566 t ) ,

V, = 0,47245 (1 + 0,00002566 t ) . Die Voluinina des Glases wurden von den Volumina

des verdrangten Wassers abgezogen, urn die Volumina des Quecksilbers zu finden; denn

wenn V,, das Volumen des Quecksilbers bei Oo, b sein Ausdehnungscocfficient, g t ( 1 -+ a, t ) das Volumen des

g t ( 1 + a, t ) = y, (1 3- b t ) + Yo ( 1 + at),

538

verdrangten Wassers und V , ( t + a t ) das Volumen des Eilners ist.

Berechnen wir aus einer jeden Reihe den Ausdehnungs- coefficienten fur Quecksilber, und leiten wir vermittelst dessrlben die Voluinina von Quecksilber bci Oo ab, so ge- langen wir zu folgenden Ausdriicken:

fur Keihe 1 : V , t = 2,97477 + 0,0005400 t

3 : V, t = 3,03998 + 0,0005496 t >, 11 2 : Vl t = 3,18832 + 0,0005782 t

4: V , t = 4,07 I68 + 0,0007364 t 8) 1) 5 : V , t = 4,30424 -+ 0,0007816 t

Die mittelst dirser Formeln berechneten Werthe stim- meii, wie ersichtlich, mit den beobachtetcn nahe uberein; wir ksnnrn indessen die Forineln auch folgeudermaaf'sen sc h rei ben

1. V,t=2,97177 +(1+0,0001815t) 2. V , t = 3,18822+(1+0,0001813t) 3. V, t = 3,039S8 + ( I + 0,0O0180R t ) 4. V , t = 4,07 168 + ( 1 + 0,0001808 t ) 5. V , t = 4,30524 + (1 + 0,0001816 t )

8) rn

u 8)

wenn die Coefficienten auf ein rind dieselbe Volumenein- heit des Quecksilbers bei O0 bezogen werden.

Das Mittel der Coefficienten jst 0,000 16 1 2,

eine Grdfse, welche nahe mit der von R e g n a u l t gefun- denen iibereinstimmt, namlich

0,0001 815. Die obigen funf Reihen lieferii gleichzeitig den Beweie,

dafs die Luft, Helche vom Wasscr wahrend der zum 175%- gen nothwendigen Zeit absorbirt wird, keinen Einflds auf die Resultate ausiibt; denn ill Reihe 1 und 2 wurde das Wasser nur, urn es von Luft zu befreien, und einmal wahrend der Reobachtungen nusgeliocht ; die Wagnngen wurden zuerst bei den hohco Temperaturen und dann beim Abkiihlen bei den niederen Temperatureu ausgefiihrt,

539

wehrend das Wasser im Kasten gar nicht umgeriihrt wurde. Reihe 3 wurde unter denselbcr; Bedingungen ausgefiihrt, nur dafs das Wasser zwei Ma1 ausgekocht wurde, namlich vor den Wligungen bei 94O und -1J",,G. In Reihe 4 wurde das Wasser zwei Ma1 ausgeliocht, namlich vor den Beob- achtungen bei 95O,3 und j0 ,7 und vor deneu bei 63',5 und 31",4, wahrend das Wasser im Kasten umgeriihrt wurde. In Reihe 5 endlirh wurde das Wasser vor einer jeden Beobachtung ausgekocht mit Benutzung des Riihrers wahrend der Beobachtungszeit.

. -- Im Eingange dieser Abhandlung habe ich als Grund,

weshalb ich die vorgehends beschriebene Untersucbung unternommen habe, angegeben, daFs ich den Ausdehnungs- coefficienten far Quecksilber niclit in geniigender Ueber- eiostimmung mit dem von R e g n a u l t gegebenen erhalten konnte, als ich meine Berechnungen auf K o p p' s Coeffi- cieiiten fur die Ausdehnung des Wassers griindete. Leiten wir dieseu Werth aus Tab. XI1 ab mit Henutzung von K o p p ' s Coefficienten (naturlich das Volumen bei 4 O = 1 gesetzt), so finden wir als Mittel

Y , t = V,,, ( 1 + 0,000 1780 t ) derselbe Werth, basirt auf Berechnung mit Werthen in Tab. X, ist

V l t = V,, (1 + O,fN)01812t). R e g n a u l t fand fur die Ausdehnung des Quecksilbers

diirch directe Messung V , t = V,, (I + O~l0Ol815t).

Bei einer Vergleichung der Zahleo in Tab. XI ist ersicht- lich, dafs D e s p r e t z und ineine Weithe nahe ubereinstim- men, wahreiid die Resultate von K o p p uiid D e s p r e t z von einandef ahweichen, obwohl sie auf deiiiselben Wege erhalten worden sind. Beiiicksichtigen wir diese Umstiiude, so werden wir zum Schlusse gensthigt, dak die von K o p p gefundenen Coefficienten fiir die Ausdehnung des Wassers zu niedrig sind,

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1 ) weil der Ansdehnungscoefficient fur Quecksilber nie- driger als der von R e g n a u l t gefundene ausfallt, wenn er vermittelst K op p’s Coefficienten abgeleitet wird.

2) weil K o p p ’ s Coefficienten niedriger sind als die von andern Beobachtern gefundenen, und

3) weil der Ausdehnungscoiiffirient fur Quecksilber, wenn er von deinjenigen fur Wasser hergeleitet wird, wel- chen die eben erwahnten Beobachter gefunden hahen, nahe mit dem von R e g n a u 1 t gegebenen tiberein- stimmt; denn hatte ich D e s p r e t z CoEfficienten an- statt meines eigenen benutzt, so’ wiirde ich nahezu denselben Ausdehnungscoefficienten fur Quecksilber erhalten haben.

Zum Schlusse spreche ich Denjenigen meinen Dank aus, welche mich bei der Ausfuhruug dieser Untersuchung un- terstutzt haben, Hrn. Prof. H i r s t , welcher die Giite hatte, die Methodeii der Reduction und Berecbnung anzugeben, Hrn. B a s s e t und Hrn. Dr. M. B e r e n d fur die gescbickte Hiilfe, welche sie mir im experimentellen Theile der Ar- beit angedeihen lielben, und Hrn. Dr. c. V o g t fur die Uebernahme des groberen Theiles der Berechnungen.