Beschreibung einer verbesserten Luftpumpe
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[3] Die neue Einrichtung der Luftpumpen welche Herr Cuthberson in dieser Abhandlung beschreibt, besizt so wichtige Vorzüge vor den mehrentheils sehr kostbaren und so wenig dauerhaften Werkzeugen dieser Art, daß seine Erfindung gewiß allen Beifall verdient. Da ich für die Physikalische Instrumentensammlung der Staatswirthschafts Hohen Schule zu Heidelberg eine Luftpumpe von neuer Art in Vorschlag zu bringen hatte, so rieth ich zwar zu einer Hurter und Haasischen, suchte aber zuvor zuverlässige Nachrichten über ihren Werth von einem Besizer einzuziehen. Herr Prof. Lichtenberg zu Göttingen hatte die Gewogenheit mir von dem Herrn Prof. Tralles zu Bern zu melden, daß derselbe mit einer solchen Pumpe versehen sey, und rieth besonders nach mündlichen Nachrichten des Herrn De Luc’s zu einer solchen Hurter und Haasischen. Als Beitrag über den Werth dieser Pumpen, will ich hier die Nachricht mittheilen, welche der Herr Prof. Tralles auf meine Nachfrage über ihre Vorzüge und Dauer, mir zu überschreiben so gütig war. [4] Wenn Sie die Haasische Luftpumpe, für die Herr Hurter ein Patent hat, aus Cavallos Beschreibung, und der Uebersezung davon in Lichtenbergs Magazin, kennen, schreibt Herr Prof. Tralles, so muß ich zuvor berichten, daß die Luftpumpe ganz und gar nicht mehr diese Einrichtung besizt. Herr Haas hat die Exantlationsmaschine von der Compressionsmaschine getrennt, und also aus einer Maschine zwei gemacht, und nicht zum Nachtheil derselben. Die Pumpe ist viel einfacher dadurch geworden, folglich weniger Zufällen ausgesezt. Die Compressionsmaschine ist von der gewöhnlichen kleinen Handcompessions-Pumpe, in dem Cylinder der unten ein nach aussen sich öfnendes Ventil, und oben ein kleines Loch hat, nicht weiter verschieden, als daß vom untern Ende des Stiefels eine Röhre aufwärts zum Teller geht, auf welchen man einen starken gläsernen Recipienten anschrauben kann. Alles ist auf einem eigenen Gestelle, und oben liegt eine gläserne Röhre mit einer Scale, in welcher die Stelle welche ein Quecksilbertropfen in derselben einnimmt, den Grad der Verdichtung der Luft anzeigt. Was die Luftpumpe betrift, so glaube ich allerdings, daß sie bei einer recht guten Ausführung über alle bekannte Vorzüge hat. Allein das [5] Exemplar, welches Herr Hurter dem Stande Bern geschickt hat, ist davon ausgeschlossen. Der mattgeschliffene metallene Teller hat kleine Grübgen, welche man freilich gröstentheils nur durch eine Linse erblicken kann, die aber doch zu groß sind, um nicht der Luft einen Durchgang zu gewähren. Um mich hievon zu überzeugen, habe ich einen Recipienten gehörig aufgesezt, und aussen um seinen Rand auf den Teller Oel gethan. Bei Verdünnung der Luft unter dem Recipienten drückte die äussere Luft das Oel ausserhalb des Recipienten zwischen Teller und Glas durch, innerhalb desselben, und deutliche Luftblasen sahe ich dabei allemahl welche inwendig zerplazten. Die Ränder der Glocken sind gut geschliffen, an ihnen liegt der Fehler nicht. Dieser Umstand aber mag vielleicht verhindern, daß ich in dem Recipienten nicht einmahl die Luft auf 200 mahl verdünnen kann. Jezt um zu wissen ob der Körper der Luftpumpe nicht vielleicht noch Fehler hätte, schraubte ich in das Loch mitten im Teller eine darzu gehörige Schraube recht luftdicht ein, so daß der zu evacuirende Raum bloß die Röhre und ein kleines Glas mit einem kurzen Barometer war. Die ersten Züge gehen vortreflich, allein bei zwei Linien Barometerhöhe hält die Verdünnung auf, trete [6] ich alsdenn aufs Pedal so scheint das Quecksilber in der Röhre beim schnellen aufwinden des Stempels seine Erhöhung in der Mitte der Glasröhre verliehren zu wollen, allein das hört im Augenblick auf, und alles bleibt wie vorher. Hier wüßte ich den Fehler nirgends anders als im Pedale zu suchen: denn im Anfang einige Tage lang würkte das Pedal. Auf Ihr Schreiben nahm ich die Luftpumpe von neuem vor, machte alle sichtbare Theile so in Ordnung, daß hier keine Luft irgendwo eindringen konnte, allein die Erfahrung war wie oben, bis auf zwei Linien, verändert hatte sie also in der Zeit nicht mehr, das Pedal aber kann ich ganz und gar nicht gebrauchen. Indessen liegt dieses fehlerhafte nur am Künstler, nicht an der Konstruktion der Pumpe selbst. Der Herr von Saussüre und Herr Paul haben sie mir sehr gelobt, bevor ich Herrn Hurter den Auftrag machte etc. Er hat z. B. an einem Orte mit Zinn gelöthet, und da ich die Pumpe bekam, war die Löthung vom Quecksilber zerfressen. Diese Pumpe mit dem Apparate kommt zusammen auf 83 Pfund Sterling. Mit dem Apparate selbst bin ich inzwischen besser zufrieden. [7] Dieser Nachricht des Herrn Prof. Tralles zufolge war es daher nicht rathsam, daß wir eine Hurter und Haasische Pumpe wählten, und schlug unser verehrungswürdiger Freund der Herr Doktor Ferd. Dejean Herrn Cuthberson, der durch seine Verbesserungen der Elektrisirmaschinen, so wie durch seine Arbeit an der Teylorschen zu Harlem, bekannt ist, in Verfertigung der besten Pumpen vor. Auf mein erstes Schreiben berichtete mir Herr Cuthberson seine neuen Veränderungen, und bestellte ich bei ihm eine einfache Pumpe dieser Art, welche wir bald nachher nebst dieser Abhandlung erhielten. Ohnerachtet ich von der Dauer dieser Pumpe, welche aber wahrscheinlich die der andern Arten übertreffen muß, noch nichts zu sagen im Stande bin, so kann ich doch versichern ihre Verdünnungskräfte nach des Verfassers Erfahrungen, beträchtlich gefunden zu haben, nur ist wegen der geringen Länge des Cylinders die Auslerung groser Recipienten etwas langwierig. Ich werde in der Folge weitere Beobachtungen über diese Pumpe mittheilen, und bemerke nur noch, daß Herr Cuthberson eine Pumpe von dieser Art mit gedoppelten Cylindern für 330 Holländische Gulden, eine etwas geringere 1 Zoll kürzere für 230 fl., die beste Art mit einfachem Cylinder [8] für 180 fl., gemeine von dieser Art wie jene 140 fl. und den Apparat für 100 fl. verläßt, ein Preiß welcher gegen die Smeatonschen, und Hurter und Haasischen Pumpen, bei ihrer wahren Güte beträchtlich geringer ist.
Heidelberg den 8. April
1788.
D. G. A. Suckow.
Herzogl. Zweibrückischer Hofrath und
öffentlicher ordentlicher Professor der
Staatswirthschafts Hohen Schule.
[9] Keiner Erfindung hat die Naturkunde mehr als der von der Luftpumpe zu verdanken; selbst in ihrem ersten Zustande so unvollkommen auch dieser war, gab sie Gelegenheit zu manchen wichtigen Entdeckungen, welche seit der Zeit so vermehrt und zu einem Grad erweitert worden sind, von welchem die ersten Erfinder sich keinen Begrif zu machen im Stande waren; auch kann man sicher behaupten daß die Wissenschaft in dem Verhältniß zugenommen habe, in welcher dies Werkzeug verbessert worden ist. Eine vollkommnere Einrichtung desselben war daher auch ein wichtiger Gegenstand der Aufmerksamkeit der besten und erfindungsreichsten Künstler. Mancherlei Versuche sind zu dieser Absicht gemacht worden, und ist nicht zu leugnen, daß die Luftpumpe viele Verbesserungen dadurch erhalten habe; die Erfindung welche ich inzwischen dem Publiko hier vorlege, wird, wie ich glaube, ihr noch eine grösere Vollkommenheit, und vielleicht eine so grose verschaffen, als die Natur dieses Werkzeugs je zulassen mag.
Die vor mehrern Jahren gebräuchlichsten Luftpumpen waren entweder mit Hähnen oder ledernen Ventilen versehen, um der Luft den Rükgang in den Recipienten zu verschliessen, aus welchem sie gezogen worden. Die Pumpen mit Hähnen, wenn sie gut gearbeitet und neu waren, fand man zur Verdünnung der Luft viel kräftiger, als die mit den Ventilen, wenn sie aber einige Zeit gebraucht waren, wurden sie schlechter als die leztern: denn da die Hähne bei jedem Stempelzug gedrehet wurden, so schliffen sie sich durch die Reibung gar bald aus, so daß die Maschine für den geringsten Versuch unbrauchbar blieb, und da kein Mittel vorhanden war diesem Fehler abzuhelfen, so erhielten die Pumpen mit Ventilen als die dauerhaftesten den Vorzug. Diese hatten aber dem ohnerachtet auch eine Unvollkommenheit, da die äussere Luft immer auf das Ventil im Stemper preßte, und die Hebung desselben hinderte, wenn die Schnellkraft der Luft in dem Recipienten sehr durch die Verdünnung vermindert worden war.
Diese Unvollkommenheit wurde durch Herrn Smeaton zu London gänzlich gehoben, welcher
[11] der Luftpumpe die größte Verbesserung seit ihrer ersten Erfindung verschafte. Seine Einrichtung der Pumpe findet man in den Philosoph. Transactions von den Jahren 1751 und 52 beschrieben a)[1]. So schäzbar aber diese Erfindung war, so behielt sie doch eine Unvollkommenheit welche darinnen bestund, daß die Pumpe, wenn sie einige Zeit nicht gebraucht worden war, nicht mehr so stark als sonst verdünnen wollte, welches von dem Drucke des Stempels auf dasjenige Ventil herrührte, das sich bei dem Durchgang der Luft aus dem Recipienten öfnet, und sich schließt damit solche nicht zurukgehe, ausser dem aber noch mehr von dem verdikten Oele, welches die Bewegung des Ventils vorzüglich verhinderte. Jenen von diesen Mängeln schafte ich dadurch weg, daß ich das Ventil auf die eine Seite des Cylinders brachte, und gebe ich in der teutschen Uebersezung von Priestley’s Observations and experiments
[12] on different kind’s of air, Vol. II eine Beschreibung dieser Verbesserung b)[2].
Allein nach dieser Einrichtung erschienen neue Mängel, welche voraus zu sehen unmöglich war; inzwischen konnte man doch mit diesen Pumpen trockene atmosphärische Luft über 600 mahl verdünnen. Ich gedenke besonders der trockenen Luft, weil wenn jemand dies vom Dampf verstehen wollte, die Birnprobe eine Verdünnung von 100,000 zeigen würde; allein von dieser Erscheinung werde ich weiter unten reden. Dies schien nun die äusserste Vollkommenheit zu seyn, welcher die Luftpumpe fähig war. Die Ursache daß die Verdünnung zu keinem höhern Grad getrieben werden konnte, war die geschwächte Schnellkraft der in dem Recipienten zurück bleibenden Luft, welche, da sie in eben dem Verhältniß abnimmt, als die Menge der Luft vermindert wird, endlich zu kraftlos ist, das Ventil, welches zwischen dem Recipienten und dem Cylinder die Verbindung
[13] bindung macht, zu heben, daß die Luft nicht aus jenem in diesen tretten kann.
So schwer es scheint diesem Fehler abzuhelfen, so wurde es doch von verschiedenen geschickten Künstlern versucht, und waren die Herren Hurter und Haas so glücklich einen Weg zu finden, diesen Fehler wenigstens zum Theil zu heben, und so kam die Luftpumpe einen Grad weiter zu ihrer Vervollkommnung. Eine Beschreibung einer solchen Pumpe nach ihrer Einrichtung ist vom Herrn Tib. Cavallo im 73sten Vol. P. II der Philosoph. Transactions für das Jahr 1783 mitgetheilt worden c)[3].
Diese Verbesserung besteht in einer durch eine lederne Büchse gehende Stange (pin) durch welche man vermittelst eines Pedals das unterste Ventil heben kann, wenn die Schnellkraft der Luft nicht hinreicht solches zu öfnen. Da sich aber diese Stange in einer senkrechten Lage befindet, welche nicht schicklich war das Leder mit Oel versehen zu halten, mithin die Ventile von Leder
[14] der oder von geöltem seidenen Zeuge sehr leicht in Unordnung kommen konnten, so verlohr die Maschine bald ihre Dichtigkeit, und die Erfindung war von geringem Werthe. Ausserdem war aber kein Mittel vorhanden das Ventil im Stemper zu heben, eine Verbesserung welche eben so nöthig als die andere gewesen wäre, da es klar ist, daß die Luft, welche sich zwischen den beiden Ventilen in dem Cylinder befindet, eine grösere Zusammendrückung leiden mußte das Ventil im Stemper zu heben, als wenn es auf eine andere Art geöfnet worden wäre.
Bei genauer Betrachtung aller dieser Unvollkommenheiten, und der Prüfung der Mittel sie zu heben, kam ich auf eine Einrichtung des Stempers, nach welcher, ohne von Hähnen, noch von ledernen, geölten seidenen, oder andern Arten von Ventilen Gebrauch zu machen, der Stempel sich durch seine eigene Bewegung im Stiefel öfnet und schließt, und zwar ohne daß man zu befürchten hätte, daß er nicht luftdicht bliebe, wenn er nur gut gearbeitet ist. Allein das unterste Ventil zu heben war die vorzüglichste Schwierigkeit, und ohne dies bewerkstelligt zu haben, war die andere Verbesserung von geringem Belang. Es
[15] war leicht dies durch eine äussere Verrichtung möglich zu machen, worzu sich verschiedene Mittel fanden, welche aber die Maschine bei wenigem Gebrauch leicht wandelbar gemacht hätten. Ich verwarf solche daher, in der Hofnung eine Methode zu finden, dies durch einen innern Mechanismus zu bewirken, welcher nicht so leicht in Unordnung gebracht werden könnte.
Da ich mit meinem Freund dem Herrn Paats van Troostwyk, welcher durch seine Schriften als ein vorzüglicher Naturkündiger bekannt ist, so wie als einer der grösten Beförderer der Künste und Wissenschaften, auf welchen dieses Land stolz seyn kann, hierüber zu Rathe gieng, so schlug er vor, das Ventil unmittelbar an zwei metallene Stangen zu befestigen, welche durch den Stempel gehen sollten. Dieser Rath war gewiß ausführbar, inzwischen blieb es sehr schwer einen solchen Stemper luftdicht zu machen, erforderte auch so viele innere Einrichtung, daß es kaum möglich gewesen wäre alle Theile mit der Genauheit auszuarbeiten, welche die Natur dieses Werkzeuges verlangte.
Nach mancher Ueberlegung hierüber kam ich
[16] auf ein bequemes und ausführbares Mittel, ohne Gebrauch von einer Art von Ventilen meine Absicht zu erreichen. Es bestand darinnen eine metallene Stange für das Innere der Kolbenstange anzubringen, deren Ende beim herabgehen des Stempers die Oefnung verschliessen sollte, welche mit dem Recipienten in Verbindung stund, und solche beim Aufziehen des Stempers öfne. Zu meiner grösten Zufriedenheit fand ich dies ausführbar, und ganz meiner Erwartung entsprechend.
Da der Zusaz des Herrn Smeatons zu der gemeinen Luftpumpe, welcher die Absicht hatte, die aus den Recipienten gezogene Luft zu verhindern nicht wieder in die Stiefel zuruck zu gehen, oder mit andern Worten, eine Verbindung zwischen dem Innern der Stiefel und der äussern Luft zu machen, auch hier nothwendig war, so erfand ich eine Stange, welche in das Loch herabfallen muste, wenn die Luft durch solches heraus gegangen war. Dies machte die Verbesserung vollständig und die Maschine eigentlich zu einer Luftpumpe ohne Hähne und Ventile, welche die Vortheile von beiden vereinigte, ohne die Unbequemlichkeiten einer von jenen Verrichtungen zu haben.
Die 1ste Tafel stellt diese Pumpe in einer perspektivischen Abbildung mit ihren 2 vorzüglichsten Proben vor, welche auf ihre Pläze aufgeschraubt sind. Man gebraucht nicht beide, ausser in Fällen wo die äusserste Genauheit nöthig ist, bei gemeinen Versuchen kann dagegen die eine weggenommen und ihre Stelle mit einer Schraube verschlossen werden. Wenn man sich der Birnprobe bedienen will, muß zuvor ein runder Teller, welcher breit genug ist den Recipienten darauf zu stellen, in das Loch bei A geschraubt werden, im Fall man aber diese Probe nicht gebraucht, muß dies Loch mit einer Schraube verschlossen bleiben. Will man alle drei Proben gebrauchen, so muß, wenn der Recipient ausgelert worden, die Verschliesungsschraube an dem Boden, B, der Pumpe geöfnet werden, um die Luft in den Recipienten zu lassen; werden aber die Proben nicht sämtlich gebraucht, so kann die Schraube in A, oder eine von den andern zweien (a, b) welche statt der Proben eingesezt worden; zu dieser Absicht geöfnet werden d)[4].
Die 2te Tafel stellt den Durchschnitt von allen wesentlichen Theilen der Pumpe vor, ausser der Winde an welcher sich nichts neues befindet,
[19] und dem hölzernen Gestelle, welches hinlänglich in der ersten Tafel abgebildet worden.
Die erste Figur liefert den Durchschnitt von einem Cylinder der Pumpe, mit allen innern Theilen und zwar im 4ten Theil der wahren Gröse; die 2, 3, 4 und 5te Figur stellen die verschiedenen Theile des Stempers vor, welche zu mehrerer Deutlichkeit in der halben Gröse abgebildet sind.
In der 1sten Figur stellt C D den Cylinder der Pumpe, F den Hals von Leder, G ein hohles Cylindrisches Gefäs welches das Oel aufnimmt, und R. ebenfalls ein Oelgefäß vor, welches das Oel das mit der Luft durch das Loch a a getrieben worden, in soferne der Stemper heraufgezogen ist, empfängt, und nachdem es voll geworden, das mit der Luft herauf gebrachte Oel, durch die Röhre T in das Oelgefäß G übertretten läßt. c c ist eine Stange welche von dem Durchgange der Luft gehoben wird, und sobald solche durch die
[20] Oefnung a a heraus gegangen, fällt die Stange durch ihr eigenes Gewicht wieder herab, verschließt die Oefnung, und hindert daß keine Luft durch diesen Weg in den Cylinder kommen kann. Bei d d sind 2 meßingene Platten befestigt, welche die Stange c c in einer solchen Richtung erhalten, daß die Oefnung genau geschlossen werde. H ist ein walzenförmiger Stab, an welchen der Stemper I. befestigt ist; dieser Stab ist hohl ausgearbeitet um den langen Stab q q aufzunehmen, welcher die Oefnung L, die mit dem Recipienten auf der Platte in Verbindung steht, öfnet und verschließt. m stellt ein Stück der Röhre vor, (durch welche die Stiefel mit dem Recipienten verbunden sind) deren eines Ende in L angeschraubt ist, das andere aber in der Mitte der Recipientenplatte. M ist eine Verschliesungsschraube der untern Oefnung, O P eine dünne Stellschraube deren eines Ende in die Stange q q welche das Loch L öfnet und verschließt angeschraubt worden, an das andere Ende aber ist eine Nuß befestigt, welche, indem sie den engsten Theil der Oefnung versperrt, den Stab (q q) hindert zu hoch hinauf zu steigen. Die Stangen mit dieser Schraube sind noch deutlicher in der 2ten und 6ten Figur zu sehen, und bewegen sich in
[21] der ledernen Büchse r r, 2te und 5te Figur in dem mittlern Stücke des Stempers. In der 4ten und 5ten Figur sind die 2 vorzüglichsten Stücke, welche den Stemper ausmachen, vorgestellt, und diese geben mit den Stücken der 3ten und 6ten Figur das Ganze der 2ten Figur. Die 5te Figur stellt ein kegelförmig abgedrehtes Stück Meßing, mit einer Leiste am Grunde vor, in selbiges ist über 2/3 der Länge eine Schraubenmutter eingeschnitten; der übrige Theil der Höhlung aber in welcher sich keine Schraubenmutter befindet, ist, bis auf eine dünne Platte auf dem Grunde, deren Oefnung genau der Dicke der Stange q q gleich ist, von gleichem Durchmesser mit der Schraubenmutter. Der innere mit keiner Schraubenmutter versehene Theil des Kegels ist mit einer geölten ledernen Büchse ausgekleidet, durch welche die Stange q q luftdicht hinauf und herab schlupfen kann. Um das Leder r r herab zu pressen ist die Schraube (o o) angebracht, und diese mit einer zur Stange q q passenden Oefnung versehen. Die 4te Figur a a a a stellt die äussere Seite des Stempers vor, dessen innere Höhlung genau nach der äussern Fläche der 5ten Figur abgedreht ist; b b sind über 60 Stücke rund geschnittene Leder, mit einer gleich grosen meßingenen
[22] Platte c c, über welcher sich eine Schraube d d befindet, um die Leder so sicht als nöthig ist zusammen zu pressen. Die Schraube p p der 3ten Figur, paßt in die Schraubenmutter der 5ten Figur. Wenn nun die Stange in der 6ten Figur in die Oefnung der 5ten Figur gebracht, diese Verbindung in die 4te Figur, und das Ende p p der 3ten Figur an den obern Theil der 5ten Fig. angeschraubt wird, so macht dies den ganzen in der 2ten Figur vorgestellten Stemper aus. In der 1sten Figur stellt H den nemlichen Theil als H in der 2ten Figur vor, nemlich die Stange an welcher der Stemper befestigt ist. Wird diese daher aufwärts bewegt, wovon man die Würkung durch Verbindung der 5ten mit der 4ten Figur erkennt, so treibt sie die Luft über sich weg, wird er aber herab gestossen, so öfnet sich der Stemper so weit, als der Rand a a (das herab tretten des Stücks der 5ten Figur) zuläßt, und verschaft der Luft einen Ausgang. In der 7ten Figur ist A A die Platte für den Recipienten, B B ein langes viereckiges Stück Meßing, welches an der untern Seite der Platte angeschraubt, und so durchbohrt ist, daß die Oefnung auf die Mitte der Platte und auf die drei Schraubenmuttern b b c paßt.
Diese Beschreibung aller Theile aus welchen die Pumpe besteht, kann einen hinlänglichen Begrif geben, wie nun die Verdünnung der Luft durch sie bewürkt wird. Zum Grunde gesezt, daß der Stempel auf dem Boden des Cylinders, und ein Recipient auf der Platte stehe, so ist das Innere des Cylinders vom obern Theil des Stempers bis zu a (in der 1sten Figur) voll von Luft und der Stemper geschlossen; wird er nun durch die Stange H aufwärts gezogen, so wird er in seinem Gange die Luft durch die Oefnung a a in das Oelgefäß R und von da durch die Röhre [c?] in die Atmosphäre vor sich her treiben. Der Stemper ist alsdann bis zu dem obersten Theil des Cylinders getrieben, und hat die Stange q q fast den in der 1sten Figur abgebildeten Stand, wie sie eben aus der Oefnung L in die Höhe gestiegen, und von der Nuß o im höher steigen gehindert wird. Wenn der Stemper aufwärts bewegt worden, so dehnt sich die Luft in dem Recipienten aus, und tritt durch die gekrümmte Röhre m o (1te und 7te Figur) in das innere des Cylinders. Auf solche Art wird dieser mit Luft erfüllt, die bei jedem Stemperhub in dem Verhältnisse verdünnt wird, welches der Inhalt des Recipienten
[24] der Röhre und des Cylinders gegen den Inhalt des Cylinders allein besizt. Wird aber der Stemper wieder herab getrieben, so zwängt er den kegelförmigen Theil (5te Figur) so weit aus der innern Höhlung (4te Figur) als die grösere Breite des Randes a a der 2ten Figur zuläßt, und bleibt so weit offen, daß die Luft frei durchgehen kann, und da zugleich das Ende der Stange q q gegen die Oefnung L getrieben wird, so verschließt sie solche, und verhindert daß keine Luft in den Recipienten zurück tretten kann. Wenn daher der Stemper nieder gedruckt wird, so läßt er die Luft an der Seite des kegelförmigen Theils (4 und 5te Figur) heraus gehen, und wenn er auf den Boden des Stiefels gekommen, hat er die Luftsäule über sich. Beim Aufziehen schließt sich hingegen der Stemper nieder, treibt diese Luft aus, und verschaft durch die Oefnung L einer neuen Luft aus dem Recipienten freien Durchgang. Bei Wiederhohlung dieses Verfahrens wird nun die Luft unter dem Recipienten so stark verdünnt, als ihre ausdehnende Kraft es zuläßt: denn diese Pumpe ist nicht wie die gewöhnliche mit Ventilen versehen, welche bei sehr verminderter Elastizität der Luft sich nicht mehr heben können. Hier ist alles so eingerichtet, daß die Oefnung
[25] durch die Bewegung des Stempers bewirkt wird, und nichts vorhanden, was die Luft hinderte sich aus den äussersten Grad ausdehnen.
Beim Verdünnen mit dieser Maschine sind keine andern Regeln als bei den gewöhnlichen Pumpen zu beobachten, noch eine besondere Vorsicht nöthig, diese ordentlich zu befolgen, ausgenommen, daß das Oelgefäß G über die Hälfte voll Oel gehalten werden muß. Hat die Pumpe einige Zeit ungebraucht gestanden, so ist nöthig ein oder zwei Eßlöffel voll Oel durch das mittlere Loch der Recipientenplatte hinein zu bringen, wenn der Stemper ganz auf den Boden gebracht worden. Dreht man alsdenn die Winde vor und ruckwärts, um den Stemper zu heben und nieder zu stossen, so dringt das Oel durch alle Theile der Pumpe, und der überflüßige Theil durch die Röhre T in das Oelgefäß G. An dem obern Ende der walzenförmigen Stange H ist ein viereckigtes Loch zu der Absicht angebracht, daß etwas Oel aus dem Gefässe G hinein dringen könne, damit das geölte Leder (5te Figur r) durch welches die Stange q q schlupft, immer hinlänglich damit versehen sey e)[5].
Soll die Pumpe entweder zu gleicher Zeit, wenn sie zum verdünnen gebraucht wird, oder besonders, zum Zusammenpressen der Luft dienen, so muß das Stück welches die gekrümmte Röhre T enthält, abgenommen, und das Stück welches die 8te Figur darstellt, an dessen Stelle aufgeschraubt werden. In der 8ten Figur ist dieser Theil für eine Pumpe mit zwei Stiefeln vorgestellt, für eine mit einfachem Stiefel gebraucht man aber nur den Theil b a a, wo das gedoppelte Stück nach der punktirten Linie a a abgeschnitten ist. In diesem Stücke befindet sich (bei a a) eine Schraubenmutter, welche das Ende einer langen meßingenen Röhre aufnimmt, an welche eine Blase, wenn sie zu dem Versuche hinreicht, befestigt, oder ein Glas welches besonders zu dieser Absicht eingerichtet ist, angeschraubt werden muß, da die Luft welche aus dem Recipienten gezogen worden, mit Gewalt in die Blase oder das Glas, welche mit jener Röhre verbunden sind, getrieben wird. Hat aber die Pumpe zwei Stiefel, so muß das Stück nach der 8ten Figur gebraucht, und
[27] die lange meßingene Röhre in die Schraubenmutter C geschraubt werden.
Die 9te und 10te Figur stellen die 2 Proben oder Zeiger vor, welche hinlänglich im 24 und 25 §. erläutert sind; wenn diese gebraucht werden, so muß die Probe welche die 9te Figur abbildet, entweder in die Mutter c oder b der 7ten Figur, und die Probe, welche die 10te Figur darstellt in die untere Schraubenmutter a b, 7te Fig. eingeschraubt werden.
Will man die Pumpe als eine einfache gebrauchen, entweder zum verdünnen oder zusammenpressen der Luft, so muß die Schraube K durch welche die gezahnte Stange mit dem Cylindrischen Stab (H) verbunden ist, heraus genommen werden. Stößt man alsdenn den Stemper ganz herab, so dient die Maschine als einfache Pumpe zum ausleren, und soll sie zum zusammendrücken gebraucht werden, so muß die im 17ten §. bemerkte Einrichtung in Ansehung der gekrümmten Röhre und des Stücks welches die 8te Figur darstellt, getroffen werden.
Nach der Beschreibung dieser verbesserten
[28] Luftpumpe, welche ausserdem daß sie verdünnt, noch andere Bequemlichkeit, vor allen Arten dieser Maschinen besizt, muß ich noch eine kurze Nachricht von manchen Versuchen beibringen, um zu zeigen wie stark sich die Luft durch diese Pumpe verdünnen lasse.
Ehe ich aber auf die Versuche selbst kommen kann, wird es nicht überflüßig seyn, einige Beobachtungen über die Verdünnungsproben beizubringen, und von der einen verbesserten Probe Nachricht zu geben, deren ich mich bedient habe: denn die gemeinen Proben sind viel zu unvollkommen für Pumpen, welche in grosen Graden verdünnen, und sowohl in ihrer Einrichtung als der Art ihres Gebrauchs so mangelhaft, daß ich mich nicht darauf verlassen konnte.
Zuerst prüfte ich diese Pumpe mit einem kurzen Barometer, wie es von Herrn Nairne in seiner Nachricht von Versuchen mit der Luftpumpe beschrieben ist, und in welcher das Quecksilber etwas gekocht worden war. Bei dem ersten Versuche fand ich daß das Quecksilber so tief fiel, daß es nur 1/40 Zoll höher stand, als die Oberfläche in der Kapsel, und dieser wurde mit gleichem Erfolg
[29] verschiedene mahle denselben Tag wiederhohlt. Als ich aber nach zwei Tagen den nemlichen Versuch machte, so fiel das Quecksilber gleich tief mit dem in der Kapsel, und nachher noch tiefer wenn der Versuch zu verschiedenen Zeiten wiederhohlt wurde. Es ist klar, daß dies bei reinem und luftlerem Quecksilber nicht zu erwarten gewesen wäre, und schloß ich daher, das Quecksilber müßte in der bei diesem Versuche vorgegangenen Bewegung Luft eingesaugt haben, woraus denn auf die Verdünnung nichts zu folgen sey.
Ich nahm hierauf mein Zuflucht zu der langen Barometerprobe, welche mit dem Normalbarometer, welches Nairne in der angeführten Abhandlung beschreibt, aus einer gleichweiten Röhre bestund; in dieser Probe stieg das Quecksilber zu einer so genauen Höhe mit dem in dem Barometer, daß es schwer war sie mit hinlänglicher Genauheit zu messen. Ich verfertigte daher eine Scale von gleicher Länge mit der am Barometer, und fand daß das Quecksilber in der Probe, zuweilen zu einer gleichen, zu anderer Zeit aber zu einer grösern Höhe stieg, als in dem Barometer. Es war klar, daß dieser Unterschied nicht von der Verdünnung herrühren konnte, sondern
[30] von einem gewissen Fehler im Maase abhangen muste. Bei wiederhohlten Versuchen fand ich auch daß es nur geschah, wenn die Probe in einer andern Richtung, als die, welche das Barometer hatte, hieng, und schloß ich daß es von diesem Umstand herrühren müsse. Auch fand ich, daß das Licht wie es auf die zwei Scalen fiel, einen Augenbetrug verursachte, und diese Probe Irrungen, besonders bei Pumpen von einer solchen ausserordentlichen Verdünnungskraft, aussezte. Es war daher nothwendig eine genauere Probe zu versuchen, und diese welche ich jezt beschreiben werde, ist nicht nur von den oben bemerkten Fehlern frei, sondern wie ich glaube, auch so genau als nur ein solches Werkzeug seyn kann. Aus dieser Ursache, und da sich diese Probe nicht wohl versenden läßt, muß ich für diejenigen eine hinlängliche Beschreibung beifügen, welche solche einrichten wollen.
Ich nahm zwei Barometerröhren von gleicher Weite mit der welche an der Luftpumpe befestigt war, und füllte diese mit Quecksilber, welches viermahl sorgfältig darinnen gekocht wurde. Hierauf wurden sie geprüft in wie weit sie beide einen gleichen Stand des Quecksilbers zeigten, welchen ich
[31] auch ganz übereinstimmend fand. Allein um mehrerer Genauigkeit willen, kochte ich das Quecksilber in der einen Röhre noch viermahl, um zu versuchen, ob dies einen Unterschied in dem Stande des Quecksilbers bewürken würde, wovon ich aber nichts bemerkte. Meine Absicht bei dem wiederhohlten Kochen des Quecksilbers in der einen Röhre war, sie so vollkommen zu machen, dass sie elektrisirt im Dunkeln nicht leuchtete, wohin ich es aber nicht zu bringen im Stande war. Inzwischen gab doch keine von den Röhren ein Licht im Dunkeln von sich, wenn das Quecksilber darinnen geschüttelt wurde, welches ein gewisses Merkmahl ihrer hinlänglichen Vollkommenheit war. Das Ende der einen von diesen Röhren brachte ich in den Behälter für die Proben (Z. 1 Tafel) zu der an die Pumpe geschraubten Röhre (x. 1 und 2te Taf. 10 Fig.) mit welcher sie dergestalt verbunden wurde, daß sie mit solcher immer einen gleichlaufenden Stand behielt, und brachte eine bewegliche Scale von einem Zoll Länge daran, welche in 40 gleiche Theile getheilt wurde. (1 und 2te Taf. 10 Fig. q r s t). Bei dem Gebrauch der Probe muß nun die Scale beständig so gestellt werden, daß ihr oberster Rand, noch ehe man zu verdünnen anfängt, der Höhe des eingekochten Quecksilbers
[32] gleich stehe, um den Unterschied der Quecksilberstände bis auf den hundersten Theil eines Zolles mit der grösten Genauheit beobachten zu können, welches, da beide Röhren nahe mit einander verbunden sind, auch ohne Irrung geschehen kann, selbst wenn sie nicht genau senkrecht stünden, indem nicht die Höhe einer einzelnen Quecksilbersäule, sondern der Unterschied zwischen beiden hier zu bestimmen ist.
Noch bediente ich mich einer zweiten Probe, welche ich wegen ihrer Gestalt einen doppelten Heber nennen muß. 2te Tafel 9te Figur und 1. Tafel E F I h. Sie ist ebenfalls mit der äussersten Genauheit verfertigt, und das Quecksilber sorgfältig gekocht, auch eine Scale (m n o p 9 Figur 2. Taf.) zur Messung der Höhen des Quecksilbers in den beiden Schenkeln angebracht. Diese Scale war gleichfalls einen Zoll lang, und in gleichviel Theile mit der vorigen getheilt. Da aber die Richtigkeit der Probe erforderte, daß die Schenkel senkrecht und gleichlaufend stunden, so war ich genöthigt ein anderes Befestigungsmittel der Scale zu wählen, welches ich darinnen fand, sie an einen Halter, welcher an den einen Schenkel des Hebers befestiget war, zu hängen, und
[33] mit den Drähten (t u) ein Gewicht (F) zu verbinden, durch welches die obere Schärfe der Scale immer wagrecht bliebe, wobei denn kein Stand der Heberschenkel eine Irrung veranlassen konnte. Bei Vergleichung dieser beiden Proben fand ich, daß sie immer einen gleichen Grad der Verdünnung anzeigten. Ausserdem richtete ich noch eine Birnprobe, wie sie von Herrn Smeaton gebraucht worden, zu, um meine Versuche mit denen zu vergleichen, welche ehedem von dem Herrn Nairne und andern gemacht worden. Ich gebrauchte sie nicht um ihre Genauheit zu bestättigen, denn ich kenne keine unvollkommnere Probe, sondern wählte sie, weil man noch keine andere hat, durch welche eine Bestimmung desjenigen erhalten werden kann, was nach geschehener Verdünnung von Luft oder Dämpfen unter dem Recipienten bleibt f)[6].
Vermittelst dieser Probe fand Herr Nairne
[34] daß alle Körper während dem Evacuiren eine Art von Dunst oder Dampf geben, welcher durch seine Ausdehnung fast alle zurück bleibende Luft austreibt. Ist aber der Druck der Luft wieder hergestellt, so verliehrt er seine Ausdehnungskraft und ist wieder in seinen vorigen Zustand verdikt. Daher zeigt diese Probe zuweilen eine Verdünnung bis auf 1/1000000 Theilgen, wenn die andere Probe kaum eine 200 mahlige oder noch geringere angiebt. Verschiedene sehr genaue Versuche hierüber, welche von drei Edelleuten, die ich zu bedienen die Ehre habe, angestellt worden, werden nächstens bekannt gemacht werden. Vor der Hand habe ich die Erlaubniß folgender Vorsichten zu gedenken, welche zu genauen Versuchen unumgänglich nöthig sind.
Erstens muß bei Versuchen über die Stärke der Verdünnung dieser und anderer Luftpumpen, der Recipient nicht wie gewöhnlich auf geöltes oder mit Wasser angefeuchtetes Leder gesezt, sondern nachdem die Platte für den Recipienten so trocken als möglich gemacht worden, das innere des Recipienten über Feuer erwärmt, oder aber mit einem warmen Tuche ausgerieben werden, biß es elektrisch geworden ist. Alsdenn läßt man
[35] den Recipienten auf die Platte sezen, und entweder mit blosem, oder mit Oel vermischtem Schweinsfett den äussern Rand desselben einschmieren. Unter dieser Vorsicht wird nun die Pumpe ihre stärksten Verdünnungskräfte zeigen, und das was in dem Recipienten zurück bleibt, und die Pumpe nicht weiter verdünnen kann, wird blose Luft seyn. Soll nun die Birnprobe gebraucht werden, so muß sie und ihr Recipient auf gleiche Weise von Feuchtigkeit gereinigt seyn, und in diesem Zustande zeigen alle drei Proben fast den nemlichen Grad der Verdünnung. Da es aber ohnmöglich ist die Birnprobe gleich trocken mit dem Recipienten auf der Platte zu machen, so finden sich immer einige Verschiedenheiten zwischen dieser und den beiden andern Proben, welche leztere allein die wahre Verdünnungskraft der Maschine anzeigen.
Zweitens. Sollen Versuche blos die äusserste Verdünnungskraft der Pumpe betreffend, ohne Absicht die Beschaffenheit des in dem Recipienten bleibenden Rückstandes zu prüfen, angestellt werden, so kann man den Recipienten wie gewöhnlich auf nasses Leder sezen, und ist nicht nöthig solches zu trocknen. Ist nachher die Verdünnung so weit als möglich getrieben, so wird die Heber-
[36] und Barometerprobe einen geringern Grad zeigen, als in dem vorigen Versuche, läßt man aber die Luft wieder hinzu, so zeigt die Birnprobe eine Verdünnung von einigen tausend Theilen mehr an als zuvor. Wird in diesem Falle die wahre Menge der nach der Verdünnung im Recipienten zurück bleibenden Luft gesucht, so kommt die Birnprobe der Wahrheit näher als jede andere, da bei der größten Verdünnung das angefeuchtete Leder eine Art von elastischem luftartigen Wesen gehen läßt, welches den Recipienten erfüllt, und die zurück gebliebene Luft heraus treibt. Die zwei erstern Proben zeigen daher nur den Grad der Verdünnung an, welcher von dem ganzen im Recipienten gebliebenen Rückstand abhangt, nemlich von der elastischen Flüßigkeit und der zurück gebliebenen Luft. Die Birnprobe hingegen zeigt blos den Verdünnungsgrad an, welcher sich allein auf die zurück gebliebene Luft bezieht, indem diese den elastischen Dampf wieder in seine vorigen Grenzen treibt, in denen er ohne Würkung ist.
Drittens hat man gefunden, daß mehrere Körper diese elastische Flüßigkeit geben, wenn der Druck der Luft stark genug vermindert worden ist, und nicht blos feuchtes oder geöltes, sondern
[37] ein Stück gewöhnlich trockenes Leder von ohngefähr einem Quadratzoll, oder ein Stück trockenes oder grünes Holz, sind zu dieser Absicht hinlänglich.
Viertens. Nach einem Versuche wo sich diese elastische Flüßigkeit erzeugt hat, muß man vorzüglich darauf bedacht seyn, die Pumpe davon zu reinigen, ehe man einen neuen Versuch unternimmt, indem diese Flüßigkeit nicht nur in dem Recipienten, sondern auch in den Röhren und dem Cylinder zurück bleibt, sich also bei einer neuen Verdünnung wie vorher ausdehnt, und einen irrigen Schluß veranlassen kann.
Die beste Art eine Pumpe von dieser Flüßigkeit zu reinigen, besteht darinnen, einen weiten Recipienten nach der im 27 §. gegebenen Vorschrift so stark als möglich auszuleren. Der elastische Dampf, welcher in dem Cylinder und der Röhre zurück geblieben, zerstreut sich alsdann in dem Recipienten, und wird um so viel dünner als zuvor, als der Inhalt des Recipienten, des Cylinders und der Röhre, gröser ist als der Inhalt der beiden leztern. Ist der Recipient groß, so ist eine Auslerung hinreichend, die Pumpe so
[38] stark zu reinigen, daß der Rückstand von keinen Folgen seyn kann. Wäre aber der Recipient klein, so muß die Auslerung 2 bis 3 mahl wiederhohlt werden, und da der Verdünnungsgrad der Pumpe im trockenen Zustande bekannt ist, so zeigt der Heber- oder Barometerprobe, wenn die Pumpe völlig gereinigt worden.
Noch wird es nicht überflüßig seyn zu bemerken, daß sowohl die Platte als die Ränder der Recipienten für diese Pumpe so genau auf einander gepaßt sind, daß kein Leder erforderlich ist. Da aber doch der Recipient die Platte leicht zerkrazen und verderben könnte, so ist es immer am sichersten auf den Rand desselben etwas Schweinsfett mit einem Pinsel aufzutragen, und im Fall das Fett etwas zu dick seyn sollte, so kann es ohngefähr mit dem vierten Theil Oel verdünnt werden. Ohnerachtet ich von der Beimischung des Oels keinen Nachtheil bemerkt, so ist es doch besser wenn man das Fett ohne solches gebrauchen kann; es verhindert die Beschädigung der Platte, und entbindet keine Dämpfe. Mit Alaun bereitetes weises Kalbsleder giebt einen grosen Theil elastischer Flüßigkeit von sich, daher es der Verdünnungskraft der Pumpe nachtheilig ist. Ist
[39] es aber in Schweinsfett geweicht worden, so scheint es diese Eigenschaft zu verliehren, und kann bei gemeinen Versuchen ohne Nachtheil gebraucht werden; zugleich erspahrt es den unangenehmen Gebrauch des Fettes, und läßt sich immer fertig halten.
Bei den folgenden Versuchen habe ich mich immer der Heber- und langen Barometerprobe bedient, welche im 24 und 25 §. beschrieben worden. Es wäre zwar eine von diesen hinlänglich gewesen, die Ursache aber warum ich beide gebrauchte, war, daß, wenn sich durch eine Luftblase ein Zufall in der einen ereignet hätte, die andere den Fehler entdecken, und einen falschen Schluß aus dem Versuche verhüten möchte. Da die Birnprobe nicht durchgängig nöthig war, so bediente ich mich nur ihrer, wenn die Beschaffenheit des Versuchs solche forderte, in welchen Fällen ich es anzeige.
Waren die beiden Proben an ihre Pläze geschraubt, und die Oefnung der Recipientenplatte mit einer Schraube verschlossen, so konnte die Pumpe so stark als möglich verdünnen, und der Unterschied der Quecksilberhöhen beider Proben,
[40] betrug 1/40 Zoll. Das Normalbarometer zeigte damahls eine Höhe von ohngefähr 30 Zollen, daher der Druck der Luft auf die Oberfläche des Quecksilbers in den Schenkel A des Hebers, und auf dem Schenkel X der Barometerprobe ohngefähr um 1/1200 vermindert war, oder nach dem gemeinen Ausdruck, die Luft in den beiden Proben eine 1200 mahlige Verdünnung zeigte.
Aus diesen versuchen erhellet nun nach der Uebereinstimmung der Barometerproben, daß diese Pumpe 1200 mahl verdünnte, mithin 600 mahl stärker als eine andere. Herr Nairne beschreibt am angeführten Orte, einen oder zwei Versuche in welchen seine Pumpe 600 mahl verdünnte, und Herr G. Cavallo in der Beschreibung der verbesserten Luftpumpe sagt: „Ohnerachtet diese Pumpe nicht luftdicht war, und vor länger als 6 Wochen nicht zerlegt und gereinigt worden, während welcher Zeit sie beständig gebraucht, und dem Staube einer Werkstatt ausgesezt war, so zeigte sie doch in diesen ungünstigen Umständen eine Verdünnung von 600 mahlen, und aus den obigen Versuchen kann man wie ich glaube schliessen, daß sie in ihrem guten Zustand die Luft über 1000 mahl verdünnen könne.“ Inzwischen
[41] zwischen geben die Worte des Herrn Cavallo noch keine Gewißheit, daß seine beschriebene Pumpe die Luft würklich stärker als 600 mahl verdünne, auch habe ich nicht erfahren, daß sie zu einer grösern Vollkommenheit gebracht worden sey.
Wenn bei dem lezten Versuche der ausgelerte Recipient so stehen blieb, so fiengen die Proben sogleich an zu fallen, und in 10 Minuten oder etwas kürzerer Zeit blieben sie stehen, wo sie eine Verdünnung von ohngefähr 300 mahl zeigten. Herr Cavallo beobachtete dies und scheint es einer geringen Menge elastischer Flüßigkeit zuzuschreiben, welche sich aus dem Oele in der Pumpe entbunden habe.
Die folgenden Versuche bestättigen auch solches: denn nimmt man die Schraube aus der Recipientenplatte, und bedeckt solche nachdem sie wohl getrocknet worden, mit einem mit Fett versehenen Recipienten, und evacuirt solchen, so zeigen die Proben nicht allein die vorige Verdünnung, sondern bleiben auch ohne Aenderung so stehen. Die elastische Flüßigkeit, welche in dem vorigen Versuche die Proben zum fallen brachte, ist hier zwar in nicht geringerer Menge, aber wie
[42] Herr Cavallo bemerkt ihre Verhältnisse zu dem ausgelerten Plaze zu gering, um eine sinnliche Würkung auf die Proben zu äussern. Wir können daher schliessen, daß je weiter der Recipient ist, desto besser der Versuch vor sich gehe.
Oft habe ich bei Auslerung eines Recipienten nach dem lezten Versuch gefunden, daß die Barometerstände so nahe an einander kamen, daß der Unterschied kaum den 100sten Theil eines Zolles betrug, welches eine Verdünnung von mehr als 420 mahlen anzeigte.
Ich untersuchte hierauf die Verdünnungskraft der Pumpe mit der Birnprobe, welche auf einen kleinen auf A 1ste Tafel geschraubten Teller gesezt wurde. Da die Pumpe so stark verdünnt hatte, daß die Heber- und Barometerprobe sie von 1200 mahlen zeigte, so stieß ich die Birnprobe in das Quecksilber, und lies die Luft hinzu, wo ich fand, daß die Luft bis auf den 1/1600 Theil ausgezogen worden.
Den vorigen Versuch wiederhohlte ich, nur mit dem Unterschied, daß statt die Platte mit einem Recipienten zu versehen, ich ihre Oefnung
[43] mit einer Schraube verschloß. Die Heber- und Barometerprobe zeigte die nämliche Verdünnung wie vorher, die Birnprobe aber noch eine grösere als in dem leztern Versuche.
Ich wiederhohlte diesen Versuch noch einmahl, aber statt die Oefnung der Platte mit einer Schraube zu verschliessen, sezte ich einen Recipienten in welchen ein Stück gemeines weises Leder, ohngefähr einen Quadratzoll groß, gethan worden, auf. Es war ohnmöglich die Heber- und Barometerprobe weiter zu bringen, als daß sie eine Verdünnung von 200 mahlen zeigten, hingegen die Birnprobe gab bei Zulassung der Luft eine Verdünnung von 100,000 mahlen an. Hieraus läßt sich schliessen, daß das Leder eine elastische Flüßigkeit von sich gegeben, welche durch ihre Ausdehnung eine grösere Verdünnung der Luft verursachte, als sonst möglich gewesen wäre; da sie aber in ihrer Ausdehnung den Recipienten und die beiden Proben füllte, so verhinderte sie die Anzeige einer grösern Verdünnung, da bei fortgeseztem evacuiren sich immer mehr elastische Flüßigkeit aus dem Leder entband, welches alle Mühe vereitelte, an den Proben eine stärkere Verdünnung wahrzunehmen. Ueber die Ursache hievon sehe man den 28 §.
Es ist daher klar, daß man die Birnprobe nicht eher zu gebrauchen nöthig habe, als bei Versuchen, wo die Entbindung einer solchen elastischen Flüßigkeit zu erwarten stehet, und man die eigentliche Menge der zurück bleibenden Luft schäzen will. Die andern Proben bleiben die genauesten in der Bestimmung der Auslerung, und ist einmahl der höchste Grad der Verdünnung dessen die Pumpe fähig, bestimmt, so kann man gewiß seyn, daß sie in ähnlichen Umständen auch in dem nemlichen Grad verdünne. Sollten daher nach Beobachtung der im 27 §. gegebenen Vorschriften diese zwei Proben jenen Grad nicht anzeigen, und keine sichtbaren Ursachen hievon angegeben werden können, so ist zu vermuthen, daß die im 41 §. bemerkten schuld daran sind.
Nachdem ich die Pumpe von der elastischen Flüßigkeit gereinigt hatte, welche sich während dem lezten Versuch darinnen entwickelt, so befestigte ich vermittelst einer krummen metallenen Röhre eine dritte Barometerröhre, welche ich in den nemlichen Behälter senkte, in welchem die andere Probe stand. Nach der möglichst stärksten Verdünnung sonderte ich diese Röhre durch
[45] Hülfe einer Schmelzlampe ohngefähr einen Zoll über dem Quecksilber ab, welches in dessen Stande keine Veränderung verursachte. Diese so gefüllte Röhre zeigte die Veränderung in der Atmosphäre so genau als irgend ein Barometer, und wenn das Quecksilber durch Neigung der Röhre bis an das obere Ende getrieben worden, so schien sie nicht die geringste Menge von Luft zu enthalten.
An das eine Ende einer Glasröhre, von ohngefähr zwei Zoll Weite, und zwei und einen halben Fuß Länge wurde eine metallene Fassung mit einer ledernen Auskleidung befestigt, durch welche ein metallener Stab, der ohngefähr zwei Zoll in die Röhre reichte, gesteckt, und sie durch solchen mit dem Hauptleiter einer starken Elektrisirmaschine verbunden wurde. Das andere Ende war am Grund eben, und wurde, mit Schweinsfett versehen, auf die Recipientenplatte gesezt. Die Röhre wurde hierauf evacuirt, und während dem verschiedene mahle elektrisirt. Die Erscheinungen waren die gewöhnlichen, zuerst Flammen, dann Lichtstreifen, bis die Probe eine Verdünnung von ohngefehr 300 mahlen anzeigte, wo das blasse etwas roth und purpurfarben schillernde
[46] Licht beständig und gleichförmig wurde. Bei 600 mahliger Verdünnung, bekam aber das Licht eine mattere weise Farbe, und da die Verdünnung auf 1200 mahl gestiegen war, verschwand das Licht in der Mitte der Röhre, und zeigte sich nur an den beiden Enden. In diesem Zustande leitete die Röhre so gut, daß der Hauptconduktor mit dem sie verbunden war, kaum sichtbare Funken gab. Diese Erscheinung bewog mich diesen Versuch zu wiederhohlen, und die leitende Kraft der Röhre unter verschiedenen Graden ihrer Auslerung zu prüfen.
Nachdem ich die Röhre weggenommen, und sie so trocken als möglich gemacht hatte, wurde sie wieder auf den Teller gesezt, und wie zuvor mit dem Hauptleiter der Elektrisirmaschine verbunden, welcher zweizöllige Funken gab. Da die Luft ohngefehr zehnmal verdünnt worden, blieben die Funken von der nemlichen Länge, zuweilen erschien aber ein Lichtpinsel von drei Zoll Länge, welcher vom Stabe in das Glas fuhr. Bei 20 mahliger Verdünnung waren die Funken des Leiters nicht über einen Zoll lang, und das elektrische Licht erschien in der ganzen Röhre in getheilten Streifen. Da die Proben eine 30 mahlige
[47] Verdünnung zeigten, waren die Funken nur noch halb zöllig, und das Licht zeigte sich in sehr langen purpurfarbenen Streifen, welche von einem Ende der Röhre bis zum andern rauschten. Bei 100 mahliger Verdünnung waren die Funken nur noch 1/8 Zoll lang, und das Licht durch die ganze Röhre ununterbrochen sichtlich, von der nemlichen nur schwächern Farbe wie zuvor. Nach 300 mahliger Verdünnung blieben die Erscheinungen sowohl in Ansehung der Funken als des Lichts gröstentheils die nemlichen. Als die Luft aber 600 mahl verdünnt worden, waren die Funken noch 1/10 Zoll lang, und das Licht in der Mitte der Röhre von schwacher weiser Farbe, an den Enden derselben aber röthlich. In der Mitte der Röhre war aber kaum einiges Licht zu bemerken, und an den Ende war es auch schwächer, doch röthlich nach 1200 mahliger Verdünnung. Endlich wurde die Verdünnung auf 1400 mahl, dem höchsten Grade dessen die Pumpe fähig war, gebracht, wo ein Raum ohngefähr von 6 Zoll Länge in der Mitte der Röhre ganz ohne Licht war, an den Enden sich aber ein schwaches Licht zeigte, frei von aller Röthung, und die Funken des Leiters hatten ohngefähr noch 1/40 Zoll Länge.
Ein Stück weises Kalbsleder ohngefähr einen Quadratzoll groß, wurde auf den Teller der Pumpe gelegt, und die Röhre wie in dem vorigen Versuche mit der Elektrisirmaschine verbunden, und während dem evacuiren wie vorher elektrisirt. Alle Erscheinungen waren die nemlichen bis zur hundert mahligen Verdünnung, wo das Licht in der Mitte der Röhre zu verschwinden anfieng, und als die Verdünnung auf 200 mahl gestiegen war, als so weit sie sich bringen lies, so verschwand das Licht in der ganzen Länge der Röhre, an beiden Enden zeigte sich aber ein schwaches Licht von 3/8 Zoll im Durchmesser, und die Funken des Leiters waren kaum bemerkbar. Wurden sowohl in diesem als dem vorigen Versuche die Funken vom Leiter durch die Röhre getrieben, so erschien das Licht in ihrer ganzen Länge, ohnerachtet es hier viel schwächer als in dem vorigen Versuche war.
Ich will diese Versuche mit der Beschreibung von einigen beendigen, in welchen die elastische Flüßigkeit in gewissem Betracht sichtbar gemacht worden ist, um die bereits bemerkten Würkungen derselben sinnlicher darzustellen. Es läßt sich
[49] sonst nicht wohl begreifen, wie ein Stück so dünnes Leder so viel von dieser Flüßigkeit liefern kann, daß die Pumpe ohne solche 1400 mahl, mit dieser aber nur 250 mahl verdünnen könne.
Zu diesem Versuche müssen die Stücke T T der ersten Tafel mit den gekrümmten Röhren weggenommen, und dafür das Stück C 8te Figur der 2ten Tafel gebracht werden, an welches man den halb voll Wasser gefüllten Heber D schraubt. An ein Stück Leder wie es in dem vorigen Versuche gebraucht worden, bindet man ein Stück Blei, um es zum untersinken zu bringen, thut es in ein Glas, und übergießt es mit klarem Oele, daß es einen halben Zoll damit bedeckt ist. Hierauf sezt man das Glas unter einen Recipienten, welcher nicht gröser, als eben nothwendig ist, nachdem seine Ränder zuvor mit Schweinsfett eingeschmiert worden. Man fange alsdann zu evacuiren an, welches aber sehr langsam geschehen muß, damit das Wasser im Heber nicht durch den schnellen Ausgang der Luft heraus getrieben werde. Zuerst wird das Leder seine Luft auf die Oberfläche heraus lassen, welche in Blasen durch das Oel in den Recipienten tritt, hierauf aus dem Cylinder in den Heber, wo es in Blasen durch das
[50] Wasser in die Luft gehen will. Ist aber der Druck der Luft so sehr vermindert, daß die Proben einen festen Stand behalten, so erhält die elastische Flüßigkeit des Leders eine luftartige Form, und steigt auf gleiche Weise durch das Oel in den Recipienten, doch wird man finden, daß bei aller Lebhaftigkeit mit welcher die Blasen durch das Oel dringen, man keine bemerkte, welche durch das Wasser gienge, indem die elastische Flüßigkeit von der im Heber befindlichen Luft verdichtet, und in ihre vorige nicht sichtliche Gestalt versezt wird. Hat diese elastische Flüßigkeit Freiheit sich auszudehnen, so zeigt sie keine Zeichen von Feuchtigkeit, durch den Druck der Atmosphäre aber verdichtet, wird sie ganz in Feuchtigkeit verwandelt, welches der folgende Versuch erheitert.
Man nehme eine zwei Schuh lange und im Durchmesser halbzöllige Glasröhre, welche an dem obern Ende zugeschmolzen, an dem untern aber mit einer so breiten meßingenen Fassung versehen ist, daß sie auf der Platte der Pumpe stehen und evacuirt werden kann, und thue in solche nachdem sie gereinigt und getrocknet worden, ein trockenes Stück Leder. Nach der Auslerung lies ich die Luft indem ich die Röhre neigte, damit
[51] keine Feuchtigkeit vor dem Durchgange der Luft hinein kommen konnte, wieder hinzu, wo ich dann fand, daß sich eine Feuchtigkeit nahe bei dem obern Ende der Röhre angesezt hatte.
Aus den vorigen Versuchen erhellt nun, daß eine Pumpe von dieser Einrichtung alle die Vorzüge besizt, welche die Naturkündiger und Künstler so lange zu erreichen gewünscht haben, und ist sie also zu derjenigen Vollkommenheit gerbacht, welche die Natur dieser Maschine zuläßt. Man kann die Vortheile dieser Verbesserung auf folgende bringen, nemlich
1) Auf ihre vorzügliche Kraft der Verdünnung, welche sich nach genauern als bisher gebräuchlichen Methoden 600 mahl, und unter manchen besondern Umständen 800 mahl stärker ergab, als Herr Nairne in den äusserst günstigen Umständen mit seinen Pumpen verdünnen konnte, oder wie auch Herr Cavallo mit der Pumpe der Herren Hurter und Haas, welche damahls die beste war, würklich gethan zu haben scheint. Ausser ihrer ausserordentlichen Verdünnungskraft, hat aber die hier beschriebene Maschine noch manche Vorzüge, welche jene nicht besaß.
2) Ist sie nicht so leicht dem Verlust ihrer [52] Luftdichtigkeit ausgesezt. Dieser Unvollkommenheit war jene durch die Stangen welche die untere Klappe heben, so wie überhaupt durch die Ventile, unterworfen, da hingegen die Erfindung bei dieser Luftpumpe die Stelle der Ventile ersezt, und sie mithin diesem Mangel nicht bloß gestellt ist; da auch die Einrichtung vom Meßing gemacht worden, so wird die Pumpe immer luftdichter, je mehr sie gebraucht worden.
3) Beim Gebrauch erfordert sie nicht mehr Aufmerksamkeit als jede ähnliche Maschine; es ist hier kein Gebrauch des Fusses nöthig, und besteht die Arbeit bloß darinnen, die Winde nieder und aufwärts zu bewegen.
4) Auch darf man nichts unangenehmes von dem Oele in der Pumpe befürchten, da es immer wieder in den obern Theil derselben getrieben wird, wo es beständig erforderlich ist. Die Erfindung durch welche die Herren Hurter und Haas verhinderten, daß das Oel aus ihrer Maschine heraus getrieben wurde, war in der That sehr gut zu dieser Absicht eingerichtet, und entsprach dem Zweck so lange, bis das Oelgefäß voll war, welches gleichwohl unvermeidlich war, wenn das Werkzeug einige Zeit gebraucht worden, wo es aber nicht bald genug erkannt werden konnte, um Zufällen abzuhelfen.
[53]
Bei dieser so wie bei allen andern Luftpumpen ist der mögliche Grad der Verdünnung nach den verschiedenen Zeiten abänderlich, und hängt von der Beschaffenheit der Atmosphäre zu der Zeit wo der Versuch gemacht wird, ab. Der höchste Grad der Verdünnung zu 420 mahl, dessen im 38 §. Erwähnung geschehen ist, konnte nur bei völlig trockenem Zustand der Luft erhalten werden. Eine Verdünnung von 1200 mahl ist nur bei sehr klarem Wetter möglich, ist aber die Luft sehr feucht, so wird die Verdünnung auf gleiche Weise verhindert, und zuweilen so stark als durch das Stück Leder dessen im 41 §. gedacht worden. Die vorigen Versuche beweisen, daß Feuchtigkeit welche auf einige Art in die Pumpe und den Recipienten kommen kann, nach aufgehobenem Druck der Luft, die Gestalt eines elastischen Dampfes annehme, und in dem Recipienten den Raum der ausgezogenen Luft erfülle. Herr Nairne beobachtete das nemliche bei seiner Pumpe, aber er scheint nicht auf den Zustand der Atmosphäre als der Ursache hievon Rücksicht genommen zu haben. Ohnerachtet aber die Feuchtigkeit der Luft die Auslerung verhindert, so ist sie doch bei weitem kein Hinderniß der Verdünnung
[54] der Luft, wie dies die Birnprobe beweißt. Daß aber der Zustand der Atmosphäre in Rücksicht ihrer Wärme einen sehr grosen Einfluß auf den Grad der Auslerung habe, erhellt aus Herrn Nairnes Abhandlung, in welcher er sagt, daß wenn das Wetter so warm gewesen, daß das Fahrenheitische Thermometer bei 57° stand, er die Barometerprobe nicht weiter bringen konnte, als daß sie eine Verdünnung von 56 mahlen zeigte; stand aber das Thermometer auf 46°, so zeigte sich eine 84 mahlige Verdünnung. Wenn also eine so geringe Veränderung der Wärme der Atmosphäre, eine so grose Verschiedenheit in der Auslerung von seiner Pumpe bewürken konnte, so kann man vermuthen daß sie auch einigen Einfluß bei Pumpen von gröserer Würkung habe.
Ich habe nie gefunden daß unter besonderer Vorsicht die Feuchtigkeit der Atmosphäre die Auslerung der Pumpe so weit verhindert hätte, daß die Heber- und Barometerprobe eine Verdünnung von 300 mahlen angezeigt hätte. Welcher Wärme Grad inzwischen der günstigste sey, kann ich aber dermalen nicht bestimmen; aus den vorigen Versuchen erhellt indessen, daß die Leere desto vollkommner werde, je trockner die Luft ist. Ich
[55] zweifle nicht, daß in der günstigsten Temperatur der Luft, diese Pumpe noch stärker verdünne als 420 mahl, indem ich diesen Grad nur hier erhalten, und es wenige Länder giebt, wo die Luft mit mehrerer Feuchtigkeit beladen wäre, als in diesen.
Da der bemerkte elastische Dampf, welcher sich aus verschiedenen Körpern bei aufgehobenem Drucke der Luft entbindet, unauslerbar, oder wenigstens nur auf einen gewissen Grad auslerbar zu seyn scheint, so werden noch einige Beobachtungen zur Erläuterung dieser Erscheinung meinen Lesern nicht unangenehm seyn. Herr Nairne zeigt daß er gefunden, wie dieser Dampf während dem Auspumpen entstehe, und bei fortgesezter Arbeit der Grad der Verdünnung welchen die Barometerprobe zeigte, stufenweis abnahm. Indessen kann dies nur bei Pumpen mit Ventilen Plaz haben, und wird durch den Wiederstand derselben gegen den Durchgang dieser Dämpfe veranlaßt: denn bei der beschriebenen Pumpe habe ich dies nie gefunden, im Gegentheil, daß man der wahren Leere desto näher komme, je länger man zu pumpen fortfährt. Herr Nairne erwähnt einer Beobachtung vom Herrn Cavendiß, daß Wasser, wenn der Druck der Luft auf einen gewissen Grad abgenommen, in Dampf verwandelt worden sey, und bei wieder hergestelltem Druck sich sogleich wieder in Wasser verwandelt habe. Diese Eigenschaft des Wassers ist wie ich glaube jezt allgemein bekannt, und da das Wasser ohne Zweifel der Grund der elastischen
[56] Flüßigkeit ist, so erhellt die Ursache warum sie nicht vollkommen ausgelert werden kann.
Sezt man einen von Körpern welche dies elastische flüßige Wesen liefern, oder um den Versuch zu vereinfachen, Wasser unter den Recipienten, so wird es, wenn die Menge gering ist, bei gehöriger Verdünnung gänzlich verfliegen, und in einen elastischen Dampf verwandelt werden, welcher sich in den Recipienten und die Pumpe zerstreut. Bei aufgezogenem Stemper wird er in den Stiefel tretten, und wenn er hinab getrieben worden, geht etwas durch ihn hindurch, der gröste Theil bleibt aber zwischen den Seiten des Stempers und Stiefels, und also auf dem Boden des leztern. Alle diese Dämpfe werden nun beim Herabgehen des Stempers verdichtet, und erhalten ihre vorige Gestalt; beim Aufziehen des Stempers werden sie aber wieder ausgedehnt, und leiden also eine wechselsweise Zusammendrückung und Ausdehnung, ohne daß sie ganz entweichen könnten. Es bleibt daher immer ein Rest elastischer Flüßigkeit übrig, welcher, so gering er auch seyn mag, sich ausdehnt, und eine vollständige Leere im Recipienten verhindert. Je länger inzwischen das evacuiren fortgesezt wird, desto mehr kommt man derselben näher.
Hierzu gehören 2 Kupfertafeln, die im Text selbst erkläret sind.
[57] 
[58] 
Anmerkungen des Autors
- ↑ a) Eine Abbildung und Beschreibung findet sich auch in A. G. Kästners Anfangsgründen der angewandten Mathematik, 5, 6 und 7 Tafel, und in Erxlebens Anfangsgründen der Naturlehre 4te Auflage, mit Zusäzen von G. C. Lichtenberg Götting. 1787, wo sie nach Nairnes und Blunt’s Verbesserungen beschrieben und abgebildet ist.
- ↑ b) In Priestley’s Versuchen und Beobachtungen über verschiedene Gattungen der Luft. 2ter Band, finde ich keine Anzeige von dieser Einrichtung.
- ↑ c) Man sehe auch Lichtenbergs Magazin für das neueste aus der Physik und Naturgeschichte, 3ter B. 1stes Stück S. 97.
- ↑ d) Zu leichterer Uebersicht aller Theile der Pumpe will ich eine vollständigere Beschreibung dieser Tafeln welche um die Helfte verkleinert sind, beifügen. C C sind die beiden Cylinder, deren Profil sich aus der 1. Fig. der 2ten Tafel ergiebt, R ist das Oelgefäß mit der gekrümmten Röhre T, H H sind die beiden Kolbenstangen welche mit den gezähnten Stangen P.P. verbunden sind, und R * stellt die Kurbel vor, durch welche die Stangen in Bewegung gesezt werden. M. ist der Teller oder die Platte der Pumpe, V ihre mittlere Oefnung, welche mit der Röhre m m m 1 und 7te Fig. der 2ten Tafel in Verbindung steht. Die Oefnungen A, b und a sind durch die Röhre S mit der Oefnung V. des Tellers in Verbindung, und können von diesen 4 Oefnungen alle oder nur einige gebraucht werden. b. dient für die sogenannte Heber-Probe, welche mit dem Schenkel E in diese Oefnung geschraubt wird, F ist ihre Scale und I das daran befindliche Gewicht. An die Oefnung a ist die Barometerröhre X X geschraubt, an welcher sich das eigentliche Barometer Y Y mit der Scale q r s t befindet. Beide sind in den Quecksilberbehälter Z gesenkt, welcher auf dem Brette Q Q steht und vermittelst der Schraube W höher oder niedriger gestellt werden kann. Kommt nun auf den Teller M ein Recipient zu stehen, so kann ausser den beiden Proben a und b, in A ein Teller noch für die Birnprobe eingeschraubt werden, im Fall aber diese so wie eine der Proben a und b nicht gebraucht würden, verschlieset man diese Oefnungen mit Schrauben. Die 2te Figur der 2ten Tafel stellt den hölzernen Querriegel vor, welcher in der 1sten Figur nur mit punktirten Linien angezeigt worden. Er ist zwischen den beiden Füssen N N durch die Schrauben O O gehalten.
- ↑ e) Eine Unbequemlichkeit äussert sich gleichwohl hier von dem Eindringen des Oels in das obere und untere Barometer, besonders in das leztere.
- ↑ f) Die Heber und Barometerprobe, sind eingentlich Elasticitätszeiger, die Birnprobe hingegen der Dichtigkeitszeiger. Herr Cuthberson urtheilt von lezterer nicht richtig, wenn er sie die unvollkommenste nennt, da doch seine folgenden Versuche beweisen, dass sie, nicht aber die Barometerproben, die wahre Verdünnung anzeigt.