http://rcin.org.pl http://rcin.org.pl http://rcin.org.pl http://rcin.org.pl E. M A C H DIE PRINCIPIEN DER WÄRMELEHRE http://rcin.org.pl Von demselben Verfasser: Die Geschichte und die Wurzel des Satzes der Erhaltung der Arbeit. Prag. 1872. C a l v e ' s c h e Buchhandlung. 8». 58 S. Optisch-akustische Versuche. Prag. C a l v e ' s c h e Buchhandlung. 1873. 8». 110 S. Grundlinien der Lehre von den Bewegungsempfindungen. Leipzig. E n g e l m a n n . 1875. 8» 127 S. Die Mechanik in ihrer Entwickelung historisch-kritisch dargestellt. Leipzig. B r o c k h a u s . 2. Aufl. 1889. 8». 492 S. Beiträge zur Analyse der Empfindungen. Jena. F i s c h e r . 1886. 8«. 168 S. Populär-wissenschaftliche Vorlesungen. 1896. 8«. 335 S. Leipzig. J o h a n n A m b r o s i u s B a r t h . http://rcin.org.pl DIE P R I N C I P I E N D E R W Ä R M E L E H R E H I S T O R I S C H - K R I T I S C H E N T W I C K E L T VON DR. E. MACH TEOFESSOE AN DEE UNIVEESITÄT WIEN M I T 1 0 5 F I G U R E N U N D 6 P O R T R Ä T S L E I P Z I G V E R L A G VON JOHANN AMBROSIUS B A R T H 1896 http://rcin.org.pl Alle Kechte, insbesondere das der Uebersetzung, vorbehalten. http://rcin.org.pl Vorwort. D a s vorliegende Bach stellt sich eine analoge Aufgabe wie meine „Mechanik".^) Dasselbe strebt nach erkenntniss- l-ritischer Außlärimg der Orundlagen der Wärmelehre^ legt die Thatsachen dar, unter deren Eindruck die Begriffe der Wärme- lehre entstanden sind, und zeigt wie weit und warum erstere von letzteren durchleuchtet werden. Auch in Bezug auf dieses Gebiet habe ich meinen Standpunkt bereits in altern Schriften angedeutet.2) Das Buch ist, so wie die „Mechanik", einerseits das Ergebniss und anderseits die Grundlage meiner Vorlesungen. Es mag wohl schon manchem Lehrer vorgekommen sein, dass er, her- gebrachte allgemein angenommene Ansichten mit einer gewissen Begeisterung vorbringend, plötzlich merkte, dass die Sache nicht mehr recht von Herzen ging. Stille nachträgliche üeberlegung f ü h r t dann gewöhnlich sehr bald zur Entdeckung logischer Un- gehörigkeiten, die,, einmal erkannt, unerträglich werden. So ent- standen allmählich viele der hier vorgebrachten Einzelerörterungen, mit welchen ich meinem principiellen Streben, auch aus diesem Kapitel der Physik müssige, überflüssige Vorstellungen und un- berechtigte metaphysische Ansichten zu entfernen, zu entsprechen hoffe. Man suche in dieser Schrift, obgleich sehr zahlreiche Quellen benutzt wurden, kein Ergebniss der Archivforschung-, es handelt Die Mechanik in ihrer Entwicklung. Leipzii? 18S3. 2) Die Geschichte und die Wurzel des Satzes der Erhaltung der Arbeit. Prag 1872. — lieber den Unterricht in der Wärmelehre. Zeitsc-hr. f. phys. und ehem. Unterricht. Berlin, Springer, 1887, I. http://rcin.org.pl VI Vorwort. sich hier viel mehr u m den Zusammenhang und das Wachsihum der Gedanlien., als um interessante Curiositäten. Auch biogra- phische Einzelheiten wird man hier n u r wenige finden. W o von Personen die Kede ist, kommen diese lediglich als intellectuelle u n d allenfalls als ethische Individualitäten in Betracht, und ich denke, das historische Bild, das sich hierbei vor uns entwickelt, kann dadurch nur gewinnen. Sollte ein zulässiger Umfang des Buches nicht überschritten werden, so musste ich mich auf Principielles beschränken. Gegenstände, welche von Anderen ausführlich behandelt sind, und über die ich Förderliches nicht milzutheilen wüsste, wie die dynamische Gastheorie und die Thermochemie, sind hier über- gangen oder n u r gestreift worden. Es ist begreiflich, dass die neuesten Schriften nicht mehr berücksichtigt werden konnten. So kam namentlich die Schrift von M a n e u v r i e r über die Ge- schichte des Verhältnisses C/c f ü r mich zu spät, doch stimmt meine historische Darstellung mit der seinigen im "VVesenthchen überein. Die historischen und kritischen Kapitel habe ich in die Reihen- folge gebracht, in welcher mir die mannigfaltigen Wechsel- beziehungen der behandelten Fragen am besten hervorzutreten schienen. N u r einige Kapitel allgemeinern und abstraktem er- kenntnisstheoretischen Inhaltes, die ich als zusammenhängende erkenntnisspsychologische Skizzen bezeichnen möchte, sind zur Bequemlichkeit jener Physiker, welchen solche Lektüre weniger zusagt, an den Schluss gestellt worden. I n letzteren musste des Zusammenhanges wegen manches wieder berührt werden, was in den „populär-wissenschaftlichen Vorlesungen" behandelt ist, deren Publikation bei Abfassung dieser Schrift nicht in Aussicht genommen, und von mir nicht beabsichtigt war. Die hier und dort gegebenen Ausführungen ergänzen sich gegenseitig. W i e n , August 1896. E. Mach. http://rcin.org.pl I n h a l t . Seite Vorwort y Einleitunpr 1 H i s t o r i s c h e Uebersicht der E n t w i c k l u n g der Thermometrie 3 Kritik des Temperaturbegriffes 3 9 Uober die B e s t i m m u n g hoher Temperaturen 5 8 N a m e n u n d Zahlen 6 5 D a s Continuum 71 Historis c h e Uebersicht der Lehre von der W ä r m e l e i t u n g 7 8 Rückblick auf die E n t w i c k l u n g der Lehre von der W ä r m e l e i t u n g 1 1 5 Historische Uebersicht der Lehre von der W ä r m e s t r a h l u n g 1 2 5 Rückblick auf die E n t w i c k l u n g der Lehre von der W ä r m e s t r a h l u n g 1 4 9 Historische U e b e r s i c h t der E n t w i c k l u n g der Calorinietrie 1 5 3 Kritik der calorimetrischen Begriffe 1 8 2 D i e calorimetrischen E i g e n s c h a f t e n der Gase 1 9 5 D i e E n t w i c k l u n g der Thermodynamik. D a s C a r n o t ' s c h e Princip 2 1 1 D i e E n t w i c k l u n g der Thermodynamik. D a s M a y e r - J o u l e ' s c h e Princip. D a s Energieprincip 2 3 8 D i e E n t w i c k l u n g der Thermodynamik. D i e V e r e i n i g u n g der Principien 2 6 9 Kürzeste E n t w i c k l u n g der t h e r m o d y n a m i s c h e n H a u p t s ä t z e 3 0 2 D i e absolute (thermodynamische) Temperaturscale 3 0 7 Kritischer Rückblick auf die E n t w i c k l u n g der Thermodynamik. D i e Quellen des Energieprincipes 3 1 5 E r w e i t e r u n g des C a r n o t - C l a u s i u s ' s c h e n Satzes. D i e Conformität und die Unterschiede der Energien. D i e Grenzen des Energieprincipes 3 2 8 D a s physikalisch-chemische Grenzgebiet 3 4 7 D a s Verhältniss physikalischer und chemischer V o r g ä n g e 3 5 4 D e r Gegensatz zwischen der m e c h a n i s c h e n u n d p h ä n o m e n o l o g i s c h e n P h y s i k 3 6 2 D i e E n t w i c k l u n g der W i s s e n s c h a f t 3 6 5 D e r Sinn für das Wunderbare 3 6 7 U m b i l d u n g und A n p a s s u n g im n a t u r w i s s e n s c h a f t l i c h e n D e n k e n 3 8 0 D i e Oekonomie der W i s s e n s c h a f t 3 9 1 D i e V e r g l e i c h u n g als w i s s e n s c h a f t l i c h e s P r i n c i p 3 9 6 D i e Sprache 4 0 7 http://rcin.org.pl VIII Inhalt. Seite D e r Begriff 4 1 4 D e r Substanzbegriff 4 2 2 Causalität und E r k l ä r u n g 4 3 0 Correktur w i s s e n s c h a f t l i c h e r A n s i c h t e n durch zufällige U m s t ä n d e 4 3 8 D i e W e g e der Forpchung 4 4 8 D a s Ziel der F o r s c h u n g 4 5 9 A n h a n g . P r e m i e r Essai pour determiner les variations de ttmperatiire e c t . par Mr. G a y - L u s s a c 4 6 1 http://rcin.org.pl Einleitung. E s i s t d a r c h d i e G e s c h i c h t e l ä n g s t e r w i e s e n , d a s s d i e e i n e r g e g e b e n e n Z e i t g e l ä u f i g e n , d u r c h f r ü h e r e A r b e i t e r w o r b e n e n D e n k w e i s e n d e m w i s s e n s c h a f t l i c h e n F o r t s c h r i t t nicht immer- förderlich s i n d , s o n d e r n o f t g e n u g a u c h hemmend i m " W e g e s t e h e n . W i e d e r h o l t s e h e n w i r g a n z a u s s e r h a l b d e r S c h u l e s t e h e n d e M ä n n e r , w i e B l a c k , F a r a d a y , J . R . M a y e r u . A . o h n e H ü l f e d e r S c h u l e , j a g e g e n d i e s e l b e , m ä c h t i g e w i s s e n - s c h a f t l i c h e F o r t s c h r i t t e h e r b e i f ü h r e n , d i e g a n z o d e r g r o s s e n t h e i l s i h r e r Unbefangenheit, i h r e r F r e i h e i t v o n h e r g e b r a c h t e n S c h u l - a n s c h a u u n g e n z u z u s c h r e i b e n s i n d . W e n n g l e i c h d i e p s y c h i s c h e S t ä r k e u n d F r e i h e i t , w e l c h e z u s o l c h e n I j e i s t u n g e n n ö t h i g i s t , k e i n K u n s t p r o d u c t , k e i n E r z i e h u n g s - e r g e b n i s s , s o n d e r n g e w i s s n u r e i n N a t u r p r o d u c t u n d n u r d i e G a b e E i n z e l n e r i s t , s o k a n n d o c h d i e f r e i e B e w e g l i c h k e i t d e r G e d a n k e n s e h r b e d e u t e n d d u r c h d i e w i s s e n s c h a f t l i c h e Erziehung g e f ö r d e r t w e r d e n , w e n n d i e s e l b e s i c h n i c h t a u f E n t w i c k l u n g d e r z u r B e w ä l t i g u n g v o n Tagesfragen n ö t h i g e n F ä h i g k e i t e n b e - s c h r ä n k t . H i s t o r i s c h e S t u d i e n g e h ö r e n s e h r w e s e n t l i c h m i t z u r w i s s e n s c h a f t l i c h e n E r z i e h u n g . W i r l e r n e n h i e r b e i a n d e r e A u f - g a b e n , a n d e r e V o r a u s s e t z u n g e n , a n d e r e A n s c h a u u n g e n , d e r e n E n t s t e h e n , W a n d l u n g u n d V e r s c h w i n d e n , s o w i e d i e B e d i n g u n g e n s o l c h e r V o r g ä n g e k e n n e n . U n t e r d e m E i n d r u c k a n d e r e r T h a t - s a c h e n , w e l c h e e h e m a l s i m V o r d e r g r u n d s t a n d e n , b i l d e t e n s i c h a n d e r e B e g r i f f e a l s h e u t e , w u r d e n a n d e r e A u f g a b e n g e s t e l l t u n d g e l ö s t , w o n a c h neue a n d e r e n S t e l l e t r a t e n . G e w ö h n e n w i r u n s , e i n e n B e g r i f f l e d i g l i c h a l s M i t t e l z u e i n e m b e s t i m m t e n Z w e c k z u b e t r a c h t e n , s o s i n d w i r a u c h g e n e i g t i m g e g e b e n e n F a l l d i e n ö t h i g e n W a n d l u n g e n i n u n s e r m D e n k e n e i n t r e t e n z u l a s s e n . E i n e A n s i c h t , d e r e n E n t s t e h u n g s g e s c h i c h t e w i r k e n n e n , i s t u n s w i e e i n e m i t B e w u s s t s e i n seihst erworbene A n s i c h t v e r t r a u t , u n d d o c h i n i h r e m Werden e r i n n e r l i c h . S i e g e w i n n t n i e d i e - s e l b e I J n V e r ä n d e r l i c h k e i t u n d A u t o r i t ä t , a l s j e n e , d i e u n s a n - ' M a c h , W i i r m e . 1 http://rcin.org.pl 2 Einkitung. erzogen ist, die wir fertig übernommen haben. Wir ändern die selbsterworbene Ansicht leichter. Diese A r t der Forschung bietet noch einen andern Yortheil. Die Entwicklung, Wandlung, das Yergehen der Ansichten lehrt uns unsere eigenen unbewusst sich bildenden Meinungen in Bezug auf ihren Bildungsvorgang entschleiern, beobachten und kritisiren. Diese stehen uns, so lange wir ihre Bildung nicht begriffen haben, wie eine fremde Macht gegenüber, sie erscheinen u n s unüberwindlich. Es soll hier ähnlich, wie es in Bezug auf Mechanik in einer andern Schrift geschehen ist^), die Entwicklung der Begriffe der Wärmelehre dargelegt werden. Die Aufgabe ist zwar durch einige Vorarbeiten erleichtert, doch im Ganzen weitaus ver- wickelter, als in dem vorher erwähnten Falle. Während drei Männer in etwa einem Jahrhundert die Mechanik, in den Prin- cipien wenigstens, ausgebaut haben, nahm die Wärmelehre einen andern Weg. Viele Forscher betheiligten sich an dem Ausbau. Langsam, suchend, vermuthend, vielfach fehlend fügten sie einen kleinen Fortschritt zum andern, und n u r sehr allmälig er- reichten unsere Kenntnisse ihre heutige Ausdehnung und relative Festigkeit. Der Grund liegt auch auf der Hand. Die Bewegungen der Körper sind dem Gesichts- und Tastsinn zugänglich, und können ihrem ganzen Verlauf nach beobachtet werden. Die Wärmevorgänge sind viel weniger anschaulich. Zunächst n u r einem Sinn direct zugänglich, und n u r mit Unterbrechungen in besonderen Fällen wahrnehmbar, meist n u r , wenn sie ab- sichtlich verfolgt werden, spielen sie in unserm ganzen psychi- schen Leben, in unserer Phantasie eine geringere Rolle. Erst mittelbar und umständlich werden dieselben dem herrschenden Gesichts- und Raumsinn zugänglich gemacht. Die ijitelWktuellen Mittel der Untersuchung fallen deshalb hier schon in den An- fängen mehr ins Gewicht, und mit diesen schleichen sich darum schon in die ersten Beobachtungen unbewusst gewonnene, u n - aufgeklärte, scheinbar der Erfahrung vorausgehende und über dieselbe hinausreichende (metaphysische) Ansichten und Vor- urtheile ein. Die Mechanik in ihrer Entwicklung. Leipzig. Brockliaus 1883. http://rcin.org.pl Historische TJebersicht der Entwicklung der Thermometrie. 1. U n t e r den E m p f i n d u n g e n , als deren E r r e g u n g s b e d i n g u n g e n wir die u n s u m g e b e n d e n Körper a n s e h e n , bilden die JFärme- empfi7idun(jen eine besondere Reihe (kalt, kühl, lau, w a r m , heiss), oder eine besondere Classe u n t e r einander verwandter Elemente. Die Körper, welche als E r r e g e r solcher E m p f i n d u n g e n auftreten, zeigen ein an diese E m p f i n d u n g s m e r k m a l e g e b u n d e n e s eigen- thümliches physikalisches Verhalten, sowohl f ü r sich, als gegen- über andern Körpern. E i n sehr heisser K ö r p e r glüht, leuchtet, schmilzt, verdampft oder v e r b r e n n t in der L u f t , ein kalter er- starrt. An einer heissen Eisenplatte verdampft ein W a s s e r - tropfen zischend, Wcährend an einer kalten derselbe friert u. s. w. Den Inbegriff dieses an das W ä r m e e m p f i n d u n g s m e r k m a l g e b u n - denen physikalischen Verhaltens des Körpers (die Gesammtheit dieser Reaktionen) n e n n e n wir seinen Wärmexustand. 2. W i r w ü r d e n die hierher gehörigen physikalischen Vor- gänge n u r schwer u n d u n v o l l k o m m e n verfolgen, w e n n wir auf die W ä r m e e m p f i n d u n g als Merk- A mal des W ä r m e z u s t a n d e s be- schränkt wären. Mischen wir (Fig. 1) in einem Gefäss B kaltes Wasser aus A mit heissem Wasser aus 0, halten die linke H a n d einige S e k u n d e n lang in das Gefäss J., die rechte ebenso in C und f ü h r e n d a n n beide H ä n d e nach Ii, so erscheint dasselbe Wasser der linken H a n d warm, der rechten aber kalt. Die L u f t eines tiefen Kellers er- scheint im Sommer kalt, im W i n t e r w a r m , w ä h r e n d m a n sich 1* B F i g . 1. http://rcin.org.pl Histolische Uebersicht der Entwicklung der 1 herniometrie. 4 doch überzeugen kann, dass ihre physikalische "Wärmereaktion in beiden Fällen nahezu die gleiche ist.^) Die Empfindung ist nämlich nicht n u r bestimmt durch den Körper, der dieselbe erregt, sondern auch durch den Zustand des Organs, auf welchen auch die vorausgegangenen Zustände desselben Einfluss haben. So erscheint uns dasselbe Lampen- licht hell, wenn wir aus einem dunkeln Raum, dagegen matt, wenn wir aus dem Sonnenschein kommen. Die Sinnesorgane sind eben nicht der Förderung der physikalischen Erkenntniss, sondern der Erhaltung günstiger Lebensbedingungen angepasst. So lange es sich n u r um unsere Empfindung handelt, hat diese allein zu entscheiden. E s ist dann zweifellos, dass ein physikalisch gleich reagirender Körper uns einmal warm, ein andermal kalt erscheint. Es hätte aucli gar keinen Sinn, zu sagen, dass der Körper, den wir warm empfinden, eigentlich kalt ist. W o es sich aber um das physikalische Yerhalten eines Körpers (gegen andere Körper) handelt, müssen wir uns nach einem Merkmal dieses Verhaltens umsehen, welches von der veränderlichen, schwer und umständlich controlirbaren Be- schaffenheit unseres Sinnesorganes unabhängig ist. Bin solches Merkmal ist gefunden worden. 3. Es ist seit langer Zeit bekannt, das derselbe Körper, je nachdem er unter sonst gleichen Umständen kälter oder wärmer erscheint, auch ein kleineres oder grösseres Volum annimmt. Insbesondere ist diese Volumsänderung sehr auffallend an der Luft. Sie war schon H e r o n von A l ^ a n d r i e n bekannt2). Doch scheint erst G a l i l e i , der grosse Begründer der Dynamik, den glücklichen Gedanken gefasst zu haben, das Volum der L u f t als Merkmal ihres Wärmexustarides zu benutzen, und auf diese Weise ein Thermoskop, beziehungsweise ein Thermometer zu construiren. Als selbstverständlich wurde angenommen, dass ein solcher Apparat auch den Wärmezustand der berührten Körper angiebt auf Grund der naheliegenden Beobachtung, nach welcher ungleich warme sich berührende Körper alsbald sich gleich warm anfühlen. 4. H e r o n verwendet die ihm bekannte Luftausdehnung 1) Derartige Bemerkungen m a c h t schon S a g r e d o in einem Brief an G a l i l e i vom 7. Februar 1615. Vergl. B u r c k h a r d t , Erfindung des Ther- mometers. Basel 1867. Heronis Alexandrini spiritalium liber. Amstelodami 1680. http://rcin.org.pl Hist ol ische Uebersicht der Entwicklung der 1 her nio metrie. 5 d u r c h W ä r m e v o r z u g s w e i s e z u r H e r s t e l l u n g v o n K u n s t s t ü c k e n . D i e F i g u r 2 , w e l c h e d e r A m s t e r d a m e r A u s g a b e v o n 1 6 8 0 , S . 5 3 , e n t l e h n t i s t , s t e l l t e i n s o l c h e s K u n s t s t ü c k v o r . S o b a l d a u f d e m h o h l e n A l t a r F e u e r e n t z ü n d e t w i r d , t r e i b t d i e E r w ä r - m u n g L u f t i n d i e K u g e l , a u s d i e s e r W a s s e r i n d a s a u f g e h ä n g t e G e f ä s s , w e l - c h e s d u r c h s e i n G e w i c h t d i e T h ü r e d e s T e m p e l s C ö f f n e t . N a c h d e m E r - l ö s c h e n d e s F e u e r s s c h l i e s s t s i c h d i e T h ü r e w i e d e r . A e h n l i c h e E x p e r i - m e n t e w a r e n g a n z i m G e - s c h m a c k D r e b b e l s v o n b A l k m a r , d e r s e i n e r Z e i t d e n R u f e i n e s T a u s e n d - k ü n s t l e r s g e n o s s , u n d 1 6 0 8 e i n e n „ T r a k t a t v o n d e r N a t u r d e r E l e m e n t e " p u b l i c i r t h a t . i ) I n l e t z t e r e m w i r d a u c h e i n i n F i g . 3 d a r g e s t e l l t e s E x p e r i m e n t b e - s c h r i e b e n . A u s d e r e r h i t z t e n R e t o r t e t r i t t d i e L u f t i n B l a s e n a u s d e r u n t e r W a s s e r b e f i n d - l i c h e n M ü n d u n g u n d w i r d n a c h A b k ü h l u n g d e r R e t o r t e d u r c h d a s e i n d r i n g e n d e W a s s e r e r s e t z t . P o r t a b e s c h r e i b t d a s - s e l b e E x p e r i m e n t s c h o n f r ü - h e r ^ ) , u n d b e s t i m m t s o g a r d e n G r a d d e r A u s d e h n u n g d e r L u f t , i n d e m e r d i e G r e n z e d e s L u f t - r a u m s v o r d e r E r h i t z u n g u n d n a c h d e r A b k ü h l u n g d u r c h e i n e n S t r i c h b e z e i c h n e t , o h n e a b e r 1) N a c h B u r c k h a r d t a. a. 0 . existirt eine deutsche Ausgabe vom Jahre 1608. 2) I tre libri de Spiritali dl Giambattista della Porta. Napoli 1606. http://rcin.org.pl 6 Historische Uebersicht der Entwicklung der Thermomeirie. a n d i e C o n s t r u c t i o n e i n e s T h e r m o s c o p e s z u d e n k e n . I n e i n e r S c h r i f t v o n E n s l ^ ) , w e l c h e e i n e U e b e r s e t z u n g d e r „ R 6 c r e a t i o n m a t h 6 m a t i q i i e " 2 ) i s t , w i r d S . 1 3 2 d u r c h d i e U n t e r s c h r i f t d e r i n F i g . 4 w i e d e r g e g e b e n e n A b b i l - d u n g d i e E r f i n d u n g d e s T h e r - m o m e t e r s D r e b b e l z u g e s c h r i e - b e n . A u s d e n U n t e r s u c h u n g e n v o n E . W o h l w i 1 1 3 ) ^ ^ d F . B u r c k h a r d t ^ ) g e h t j e d o c h h e r v o r , d a s s d i e s e A n n a h m e g a n z u n b e g r ü n d e t i s t . A u c h S a n c t o r i u s i n P a d u a , d e m m i t R e c h t w i c h t i g e A n w e n - d u n g e n d e s T h e r m o s k o p e s z u - g e s c h r i e b e n w e r d e n , i s t n i c h t d e r E r f i n d e r d e s s e l b e n . ^ ) V i v i a n i g i e b t i n s e i n e r B i o g r a p h i e G a l i l e i ' s a n , d a s s d i e s e r n a c h 1 5 9 2 d a s T h e r m o m e t e r e r f u n d e n h a b e . G a l i l e i s e l b s t s c h r e i b t s i c h d i e s e E r f i n d u n g z u , u n d d i e s e M e i n u n g w i r d v o n S a g r e d o , w e l c h e r a u c h S a n c t o r i u s k e n n t , i n e i n e m B r i e f a n G a l i l e i v o m 1 5 . M ä r z 1 6 1 5 g e t l i e i l t . 5 . N a c h B u r c k h a r d t ' s U n t e r s u c h u n g e n , w e l - c h e n w i r h i e r m e h r f a c h f o l g e n , k a n n n i c h t w o h l g e z w e i f e l t w e r d e n , d a s s G a l i l e i z u e r s t d i e A u s - d e h n u n g d e r L u f t z u r K e n n z e i c h n u n g d e r W ä r m e - z u s t ä n d e b e n u t z t h a t , d a s s e r a l s o d e r E r f i n d e r d e s T h e r m o m e t e r s i s t . D i e F o r m d i e s e s T h e r m o m e t e r s , u n d j e n e d e r d e m s e l b e n n a c h g e b i l d e t e n , i s t i m W e s e n t l i c h e n d u r c h d i e F i g . 5 d a r g e s t e l l t . E i n H a u p t m a n g e l d e r V o r r i c h t u n g b e s t e h t i n d e r A b - h ä n g i g k e i t d e r A n g a b e n d e r s e l b e n v o m L u f t d r u c k , i n F o l g e w e l c h e r n u r u n m i t t e l b a r n a c h e i n a n d e r a n g e s t e l l t e V e r s u c h e v e r g l e i c h b a r e R e s u l t a t e g e b e n . D i e E i n t h e i l u n g i s t m e i s t g a n z w i l l k ü r l i c h . H i e r b e g i n n t n u n d i e e i g e n t l i c h e E n t w i c k l u n g s g e s c h i c h t e d e r w i s s e n s c h a f t l i c h e n Thaumaturgus mathematicus. Coloniae 1651. 2) In erster Auflage 1624 erschienen. Pogg. Ann. Bd. 124, S. 163. B u r c k h a r d t , Die Erfindung des Thermometers. Vergl. B u r c k h a r d t a. a. O. http://rcin.org.pl Histolische Uebersicht der Entwicklung der 1 herniometrie. 19 Thermometrie, deren Skizze wir im Folgenden geben wollen. Hierbei soll die Anordnung der Thatsachen so gewählt werden, dass es durch diese selbst schon ersichtlich wird, wie ein Ge- danke durch den andern angeregt, ein Schritt durch den voraus- gehenden vorbereitet war. Die i'orm des Luftthermometers ist mannigfaltig verändert worden. Das von G u e r i c k e construirte Ther- mometer weicht eigentlich n u r äusser- iich durch einen grösseren mecha- nischen A u f w a n d von der oben be- schriebenen Grundform ab^). Da- gegen ist das von S t u r m beschriebene Instrument'^) ein ganz geschlossenes DifFerentialthermometer, welches vom Luftdruck schon unabhängig ist. Die Luft in der Kugel (Fig. 6 a) ist durch eine Flüssigkeitssäule abgeschlossen, welche bei FJrwärmung in den länge- ren Schenkel ausweicht, dessen Luft- raum aber gegen die äussere Luft abgesperrt ist. Ein heberförmiges, beiderseits geschlossenes Luftthermometer, wel- ches dem Differentialthermometer in der Gestalt ähnlich war, jedoch nur mit einer luftgefüllten und einer leeren Kugel, hat der Franzose H u b i n ^ ) erfunden (Fig. 6b). Eine ähnliche, weniger vollkommene Anordnung rührt von D a - lenco^) her. 6. Ganz neue Gedanken werden von A m o n t o n s ' ^ ) in die Thermometrie eingeführt. Seine Thermometer bestehen aus einer grössten Theils mit Luft gefüllten Glaskugel A (Fig. 7) von unge- fähr 8 cm Durchmesser. Diese Luft ist gegen die äussere durch Fi«'. 6. G u e r i c k e , Experimenta Magdeburgica 1672. 2) Collegium Experimentale sive Curiosum. Nürnberg 1676. ») Vgl. K e y h e r , Pneumatica 1725, S . 193. Traite des barometres et thermometres. ö) Histoire de TAcadamie des scieucea. Paris, Annee 1699, 1702, 1703. http://rcin.org.pl Histolische Uebersicht der Entwicklung der 1 herniometrie. 8 Quecksilber abgesperrt, welches noch einen Theil der Kugel A und der ungefähr 1 mm weiten vertikalen Röhre B C erfüllt. Bei E r - w ä r m u n g der Kugel Ä ändert sich das Yolum der in derselben enthaltenen L u f t n u r unbedeutend, wohl aber die Spannkraft derselben und hiermit die Höhe der getragenen Quecksilber- säule mn. A m o n t o n s , der die Arbeiten von M a r i o t t e kennt und sich auf dieselben beruft, findet, dass der Gesammtdruck (mit Einschluss des Atmosphärendruckes), welchen die in kaltes Wasser eingetauchte Luft (in A) trägt, sich u m ein Drittel vermehrt, wenn A in siedendes Wasser eingetaucht wird. Diese Druckvermehrung beträgt immer ein Drittel des gesammten ^ Anfangsdruckes, ob dieser gross oder klein, ob viel oder wenig Luft in der Kugel ent- halten ist. Die Siedetemperatur betrachtet A m o n t o n s eben auf Grund dieses Versuches schon als unveränderlich. Um ausgiebigere Druckvariationen zu erhalten, füllt er die Kugel A mit Hülfe einer einfachen Vorrich- tung so mit Luft, dass dieselbe bei der Siede- _ hitze einen Gesammtdruck von 73 Zoll Queck- Pig. 7. Silber trägt. Bei „temperirter" Luft ist dann die Säule um 19 Zoll kürzer. Diese Luftthermometer sind zwar nicht unabhängig vom Luftdruck, der Einfluss derselben lässt sich aber durch Berück- sichtigung des Barometerstandes immer in Abrechnung bringen. A m o n t o n s kommt dann auf die geringe Vergleichbarkeit der damals gebräuchlichen Weingeistthermometer zu sprechen, u n d unternimmt es, dieselben nach seinem Thermometer zu graduiren. Auch höhere Temperaturen versucht er zu bestimmen, indem an einer Eisenstange das eine Ende glühend gemacht, die Stelle des eben schmelzenden Talgs aufgesucht, deren Temperatur mit dem Luftthermometer bestimmt, und die Temperaturen der übrigen Stellen nach einem allerdings nicht einwurfsfreien Intra- und Extrapolationsverfahren ermittelt werden. In einer seiner Abhandlungeni) sieht A m o n t o n s die Ex- Memoires de l'Academie. Paris, Annee 1703. S. 50 u. f. f. http://rcin.org.pl