XLIV. Weitere Versuche uͤber die Elektricitaͤt des Wasserdampfes; von Hrn. L. Pattinson. Schreiben an die Herausgeber des Philisophical Magazine, Decemberheft 1840, S. 457. Mit Abbildungen auf Tab. III. Pattinson, uͤber die Elektricitaͤt des Wasserdampfes. Seit meinem lezten Schreiben vom 19. Nov. (S. 25 im 1sten Januarheft des polytechn. Journals) in Betreff der Elektricität des aus zwei Dampfkesseln bei den Kohlengruben in Cramlington austretenden Dampfes, wurde dieser Gegenstand von mir und Anderen weiter verfolgt, wobei man aus dem Dampfe verschiedener Kessel, nach jeder Richtung, Funken erhielt. Das Verfahren war im Allgemeinen das schon früher beschriebene; man ließ nämlich den Dampf durch das Sicherheitsventil des Dampfkessels entweichen, und prüfte seine Elektricität, indem man auf dem Isolirschämel stehend eine Schaufel oder einen Eisenstab hineinhielt. Manchmal waren die Anzeichen nur sehr schwach, und oft zeigte sich kaum eine Spur von Elektricität in dem Dampfe; in diesen Fällen waren aber die Versuche gewöhnlich unter ungünstigen Umständen angestellt worden und aus allem bisher Geschehenen geht mit Sicherheit die Annahme hervor, daß der Dampf immer mehr oder weniger elektrisch ist. Doch ist er, wie ich sogleich zeigen werde, nicht immer unter demselben Druke gleich stark elektrisch. Hr. Armstrong war der erste, welcher Versuche mit einem Locomotiv-Dampfkessel (von der Newcastle-North-Shields-Eisenbahn) anstellte, womit er sehr auffallende Resultate erhielt. Die Directoren der Newcastle-Carlisle-Eisenbahn gestatteten mir mit den Kesseln ihrer Locomotiven zu experimentiren, und ich will nun die Resultate dieser Versuche mittheilen, bei deren Ausführung mir, wie früher, Hr. Henry Smith und Hr. Anton Hall, der Maschineningenieur dieser Eisenbahn, behülflich waren. 1) Es wurde ein 1/2 Zoll diker und 5 Fuß langer, der Leich tigkeit wegen hohler Kupferstab angeschafft; an dessen einem Ende befand sich eine Kugel von 2 Zoll Durchmesser, an dem anderen rechtwinklich umgebogenen Ende aber zehn oder zwölf scharf zugespizte Drähte, die sich, um die Elektricität des Dampfes vollkommener auf zusammeln, nach allen Richtungen ausbreiteten. (Fig. 16.) 2) Die Locomotive „Wellington“ wurde unmittelbar nach ihrer Ankunft (mit Passagieren) auf der Station zu einem Versuch benuzt. Der Dampf blies gerade gewaltig aus dem Sicherheitsventile, bei einem Druke von 52 Pfd. auf den Zoll. Als man den Conductor mit seinen abwärts gekehrten Spizen in diesen Dampfstrom hielt, wobei das denselben haltende Individuum auf dem Isolirschämel stand, sprangen 3 bis 4 Zoll lange Funken von dieser Person zu dem Dampfkessel über. Wenn man das Ventil eine oder zwei Minuten niederdrükte und dann plözlich aufhob, so daß eine große Menge Dampfes rasch entweichen konnte, waren die Funken am größten. Bei diesem Verfahren waren die Funken oft 4 Zoll lang und belästigten die Person auf dem Schämel sehr, auch wenn sie von einer in ihrer Hand gehaltenen Messingkugel gegeben wurden. Sehr groß waren die Funken, wenn die Spizen des Conductors ungefähr 2 Fuß hoch über das Ventil, noch größer aber, wenn sie viel höher gehalten wurden; und es wurden in der That auch Funken erhalten, wenn der Conductor ganz außerhalb der Dampfwolke eine Streke davon entfernt gehalten wurde, denn die Luft in der Holzhütte, worin wir operirten, war bald durchaus elektrisch geworden. Die Elektricität war positiv. 3) Der Dampf im Kessel wurde nun nach und nach ausgelassen, um zu sehen, wie sich der elektrische Zustand mit dem Druk ändert. Bei 40 Pfd. auf den Zoll nahmen die Funken sehr ab; der größte maß keine 3 Zoll mehr. Bei 39 Pfd. erreichte der größte nicht mehr 2 Zoll; bei 20 Pfd. war er nur 1 Zoll lang; bei 10 Pst. nicht mehr als von 1/4 bis zu 1/2 Zoll lang; und bei 5 Pfd. auf den Zoll Druk war der Funke kaum mehr sichtbar. Wenn man aber das Ventil bei irgend einem Druk einige Minuten niederdrükte, so daß der Dampf sich ansammeln mußte und es dann plözlich wie der öffnete, so nahmen die elektrischen Erscheinungen für einen Augenblik immer wieder bedeutend zu. 4) Ein anderer Dampfkessel von der Locomotive „Bliz“, welche ebenfalls gerade von einer Fahrt kam, und den Dampf bei einem Druk von 50 Pfd. auf den Zoll heftig ausblies, diente jezt zu denselben Versuchen, wie vorher der „Wellington“. Als man den mit Spizen versehenen Conductor in den Dampf hielt, sowohl wenn dieser regelmäßig aus dem Ventil blies, als wenn er beim plözlichen Oeffnen desselben mit großer Heftigkeit ausgestoßen wurde, gab er keinen über 1/4 Zoll langen Funken. Wir bliesen hierauf einen Theil des Wassers aus dem Dampfkessel des „Blitzes“, bis es nur mehr die inneren Röhren bedekte, und als nachher der bei 50 Pfd. Druk auf den Zoll entweichende Dampf geprüft wurde, fand man den Funken auf beinahe 2 Zoll in der Länge angewachsen. Doch war der Dampf des „Blitzes“ viel weniger elektrisch als der des „Wellington“ beim gleichen Druk, unter allen bei unseren Versuchen obwaltenden Umständen. 5) Der starke Strom von Dampf und Wasser, der aus dem Dampfkessel des „Blitzes“ trat, als man das Wasser, wie wir so eben erzählt, ausblies, ward auf Elektricität geprüft; es konnten aber keine. Anzeichen derselben wahrgenommen werden. 6) Ein sehr großer Conductor von 2 Zoll im Durchmesser haltenden Zinkröhren wurde folgendermaßen angefertigt: man machte aus dieser Röhre drei Ringe, von 3 Fuß, 2 Fuß und 1 Fuß Durchmesser. Diese Ringe wurden durch Seitenstüke in einer Entfernung von anderthalb Fuß so mit einander verbunden, daß sie ein Stük eines hohlen Kegels bildeten, der 3 Fuß hoch war, an einem Ende 3 und am anderen 1 Fuß Durchmesser hatte. Die Innenseite dieses Kegels wurde kreuzweise mit Kupferdraht überspannt und das Ganze mit zugespizten Drahtborsten nach jeder Richtung versehen. (Fig. 17.) Mittelst einer langen Eisenstange, die aufrecht in einen Harzkübel gestekt war (sowohl um sie zu isoliren, als um ihr als Fuß zu dienen) und eines aus derselben hervorgehenden horizontalen Armes, welcher an der verticalen Stange auf und ab zu schieben war, konnte der große Conductor in jeden Theil der aus dem Sicherheitsventile tretenden Dampfwolke gebracht, und die abgegebene Elektricität von ihm aus nach jeder Richtung geführt werden. Man hatte zur Vorsicht alle Theile dieses Conductors abgerundet, um scharfe Spizen und Eken so viel als möglich zu vermeiden. Als mit diesem Conductor in dem Dampfstrome des „Wellington“ Versuche angestellt wurden, fanden wir uns getäuscht, indem er keine längeren Funken warf, als der kleine zugespizte Kupferstab, mit welchem wir vorher experimentirt hatten. Der Funke war dem Volum nach größer, besaß aber keine größere Intensität. Er durchzukte nie mehr als einen Raum von 3 Zoll, seine Wirkung aber auf die ihn empfangende Person war sehr heftig und schmerzend. Wir hatten die Absicht zu bestimmen, wie stark große Flaschen vom Dampfe geladen werden können, um einen Begriff von der Menge der abgegebenen Elektricität zu erhalten; aber der Abend war sehr nebelig und die Luft so feucht, daß keine hinlängliche Isolirung bewerkstelligt werden konnte, und wir mußten daher diesen Versuch aufgeben. 7) Als man den großen Conductor mit seinem unteren Ende oder der Spize 2 Fuß hoch über dem Ventil in die Dampfwolke hielt, bekam man zahlreiche und starke Funken; wenn man aber zu gleicher Zeit die Spizen des kleinen Conductors von einer mit dem Boden communicirenden Person 1 Fuß hoch über dem Ventil unter dem großen Conductor in den Dampf halten ließ, war die von dem großen Conductor abgegebene Elektricität bei weitem geringer. 8) Die ganze Maschine (der Wellington) wurde nun mittelst Winden von den Schienen abgehoben und auf Blöke von ausgetroknetem Holze gestellt, um sie vollkommen zu isoliren. Als man jezt den Dampf beim Ventil ausließ, wurde der Kessel und die Maschine stark negativ elektrisch, indem auf irgend einen Theil der Maschine gebrachte Spizen den der negativen Elektricität eigenthümlichen Stern gaben und an der Maschine hängende Fäden durch (elektrisch) erregtes Siegellak zurükgestoßen wurden. Der Dampf wurde zu gleicher Zeit stark positiv, und wenn eine mit dem Conductor in Verbindung stehende, in den Dampf gehaltene Spize, einer an dem isolirten Kessel befestigten Spize genähert wurde, so waren der auf dem ersten erscheinende Büschel und der Stern auf dem lezten ganz über einstimmend mit dem elektrischen Zustande eines jeden. 9) Ich wiederholte Volta's Versuch, indem ich eine glühende Kohle auf den Dekel eines Goldblatt-Elektrometers legte und einige Tropfen Wasser darauf sprizte, wobei die Blättchen mit negativer Elektricität stark divergirten. Ich bemerkte, daß wenn die Kohle sehr heiß und daher die Dampfentwikelung sehr heftig war, auch jedesmal die freigewordene Elektricität sehr stark war. 10) Hierauf isolirte ich eine eiserne Pfanne von 12 Zoll Durchmesser und 2 Zoll Tiefe, und befestigte an derselben einen Harzkügelchen-Elektrometer, dessen Kügelchen 3/8 Zoll im Durchmesser hatten und dessen Fäden 5 Zoll lang waren; ferner befestigte ich einen Metalldraht an der Pfanne, dessen zugespiztes Ende 1/20 Zoll von der Spize eines anderen, mit dem Boden communicirenden Drahtes entfernt war. Die eiserne Pfanne wurde dann mit sehr heißen, aus einem Windofen kommenden Kohlen gefüllt, und als einige Unzen Wasser auf diese gegossen wurden, entwikelte sich ein sehr starker Dampf; in demselben Augenblike divergirten die Harzkügelchen um 1 Zoll, und es sprangen Funken zwischen den Metalldrähten über. Dieser Versuch wurde einigemal wiederholt. Diese Versuche sezen uns, wie ich glaube, in den Stand, die elektrischen Erscheinungen des Dampfes vollkommen zu erklären. Es waltet kein Zweifel ob, daß der von Dr. Faraday in seiner Anmerkung zu Hrn. Armstrong's Abhandlung in Ihrem lezten Heft ausgesprochenen Vermuthung gemäß „diese Elektricitäts-Entwikelung durch Verdampfung dieselbe ist, welche den Naturforschern in einem geringeren Grade schon bekannt ist.“ Die Elektricität scheint in dem Augenblik der Verdampfung erzeugt zu werden, und der Dampf, welcher sich innerhalb des Kessels sammelt, wird positiv elektrisch, während das Wasser und der metallene Kessel zu gleicher Zeit negativ elektrisch werden. In diesem Zustand sind beide Elektricitäten latent, wie die Elektricitäten der beiden Platten eines erregten Elektrophors; aber in dem Augenblik, wo der Dampf entweichen kann, wird seine positive Elektricität, welche mit ihm fortgeht und dem Einflusse der äquivalenten Menge negativer Elektricität im Kessel entrükt wird, frei, und deßwegen ist der Dampf positiv elektrisch. Derselbe Fall ist es mit dem Kessel, in welchem, sobald der Dampf entweicht, negative Elektricität frei wird, was, wenn man den Kessel isolirt, augenscheinlich wird. Wenn stark mit Wasser gemischter oder sogenannter nasser Dampf einem Kessel entströmt, so kann dieser offenbar nicht stark elektrisch seyn, indem das negative Wasser den positiven Dampf zu neutralisiren strebt, und dieß mag vielleicht zum Theil der Grund seyn, warum die Wirkung verstärkt wurde, als man das Wasser im Kessel der Locomotive „Blitz“ sinken machte, so wie auch der Verstärkung der Intensität bei jedem Dampfkessel, welche man beobachtet, so oft das Ventil gewaltsam niedergehalten und plözlich wieder geöffnet wird; doch scheint dieß den Wechsel und die Verschiedenheit der Intensität bei verschiedenen Kesseln und gleichem Druk noch nicht hinreichend zu erklären. Es ist daher wahrscheinlich, daß eine chemische Reaction zwischen dem Metall des Kessels und dem Wasser bei der Erhöhung des elektrischen Zustandes des Dampfes in dem Augenblike seiner Erzeugung thätig ist; doch bedarf dieser Theil des Gegenstandes sicherlich noch einer weiteren Untersuchung. Bei weitem die stärksten Wirkungen wurden bisher von Locomotivkesseln erhalten, worin das Wasser in Berührung mit messingenen Röhren erhizt wird; inwiefern dieser Umstand auf die Erzeugung von Elektricität Einfluß hat, müssen fernere Versuche entscheiden. Es ist gewiß etwas sonderbar, wenn man die glänzenden Locomotivmaschinen, welche man täglich sieht, als außerordentlich große Elektrisirmaschinen betrachten will; doch sind sie dieß unbestritten; der Dampf entspricht der Glasscheibe einer gewöhnlichen Elektrisirmaschine, der Kessel dem Reibzeuge, und ein dem entweichenden Dampf eigens ausgesezter Conductor gibt Ströme von Elektricität von sich. Bentham: Grove, Gateshead, 21. Nov. 1840.