Titel: | Ueber einige physikalische Arbeiten, welche im Sommer-Semester 1862 im physikalischen Cabinete des kgl. Cadeten-Corps zu München ausgeführt wurden. |
Fundstelle: | Band 166, Jahrgang 1862, Nr. LI., S. 221 |
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LI.
Ueber einige physikalische Arbeiten, welche im
Sommer-Semester 1862 im physikalischen Cabinete des kgl. Cadeten-Corps zu
München ausgeführt wurden.
(Fortsetzung von S. 36 dieses Bandes.)
Mader, über die Bestimmung des specifischen Gewichtes einiger
Holzarten.
II.
Ueber die Bestimmung des specifischen Gewichtes einiger
Holzarten.
Die Bestimmung geschah für 1) Lindenholz, 2) Ahorn-, 3) Nußbaum-, 4)
Birnbaum-, 5) Weißbuchen-, 6) Eichenholz und 7) Kork, so zwar, daß zu
allen Bestimmungen die Nummern 1 bis 6 in gedrehten Cylindern von circa 4 bayer. Decimalm. Linien Durchmesser und eben
solcher Höhe, der Kork als Nr. 7 aber in Würfelform mit 3–4''' Kantenlänge
verwendet wurde.
A. Bestimmung des spec.
Gewichtes ohne Berücksichtigung der Porosität des Holzes.
1ste Methode. Nachdem das absolute Gewicht der kleinen
Holzcylinder bestimmt war, wurden sie mit Schellackfirniß leicht überzogen, um dem Eindringen
des Wassers beim Untertauchen vorzubeugen; dann wurde der Gewichtsverlust eines
kleinen Blechstreifens und der Gewichtsverlust des Streifens in Verbindung mit
den Cylindern bestimmt; die Differenz gab den Gewichtsverlust des Holzcylinders
allein; mit dieser in das betreffende absolute Gewicht dividirt, ergab sich das
specifische Gewicht.
Beim Eintauchen des Holzes in Wasser dürfen keine Luftblasen daran haften, welche
das Eintauchen vermindern; bei genauen Bestimmungen ist das Gewicht des Fadens
(hier Coconfaden) womit der Körper aufgehängt wird, in Rechnung zu bringen, dann
soll die Benetzung des Fadens nur so weit als zum Untertauchen nöthig ist,
stattfinden, da bei größerer Benetzung das adhärirende Wasser das Eintauchen
vergrößert; die erhaltenen Dichten wurden auf 4° C., der größten Dichte
des Wassers, – diese gleich 1 gesetzt – reducirt.
Bezeichnet Q das absolute Gewicht des Holzcylinders,
p₁ den Gewichtsverlust des Holzes und
Bleches zusammen, p den des Bleches allein, so ist
das spec. Gewicht des Holzes S = Q/(p₁ –
p), und wenn die
Dichte des verwendeten Wassers bei der Beobachtungstemperatur t gleich D ist, so ist
S = Q . D/(p₁ –
p).
1ste Bestimmung. So war z.B. für Lindenholz:
Q
= 0,715 Gram.
p₁
= 1,859 „
p
= 0,555 „
daher
S = 0,715/(1,859 – 0,555) = 0,54831; da aber
das Wasser eine Temperatur von 14° C. hatte, wobei seine Dichte =
0,999392 ist, so wird das specifische Gewicht des Lindenholzes
S = 0,54831 . 0,999392 = 0,54798.
Die nach dieser Methode mittelst zweier Bestimmungen erhaltenen Resultate sind in
Tab. I unter Nr. 1a und 1b zusammengestellt.
2te Methode. Die abgewogenen Holzcylinder wurden in
Wasser unter den Recipienten der Luftpumpe gebracht, die Luft ausgepumpt, um so
Wasser an Stelle der in den Poren enthaltenen Luft zu bringen. Außer dem
Recipienten sinken dann die weichen Holzarten, wie Linden etc., meist unter, die
harten bleiben im Wasser schweben; von den so vollkommen durchnäßten Körpern
wurde dann mittelst der hydrostatischen Waage der Gewichtsverlust beim
Eintauchen in Wasser wie im vorhergehenden Falle bestimmt etc. Es ergaben sich
die unter Nr. 2 (Tab. I) aufgeführten Resultate.
3te Methode. Man wägt den Körper; ebenso tarirt man in
einem Glase mit aufgeschliffenem Deckel die ganze Menge Quecksilber, welche das
Glas mit aufgedecktem Deckel zu fassen vermag, drückt dann den Holzcylinder
mittelst des Deckels in das Quecksilber, so daß an diesem ein mit dem Cylinder
gleich großes Volumen verdrängt wird; durch Wägen erfährt man das Gewicht des so
verdrängten Quecksilbers; bezeichnet Q das Gewicht
des Holzes, Q₁ das des verdrängten
Quecksilbervolumens und h das spec. Gewicht des
Quecksilbers, so ist das spec. Gewicht des Holzes S
= Q . h/Q₁, was auch hier auf 4° C. zu
reduciren ist; zu den Bestimmungen darf kein zu poröses Holz verwendet werden,
da sonst das in die großen Poren eindringende Quecksilber die Resultate ungenau
macht. Die Versuchsresultate sind unter Nr. 3a und Nr. 3b in Tab. I
aufgeführt.
4te Methode. Eine praktisch leicht ausführbare Methode
besteht darin, daß man sich von den zu untersuchenden Hölzern kleine genau
abgedrehte Cylinder mit ganz ebenen Grundflächen fertiget und deren Gewicht und
Kubikinhalt bestimmt. Das gesuchte spec. Gewicht ist dann gleich dem Quotienten
aus dem gefundenen Gewichte und dem Producte aus Kubikinhalt und Gewicht der bei
der Messung als Einheit dienenden Masse Wassers.
Wegen der schwer zu bewerkstelligenden genauen Messung der Dimensionen ist diese
Methode etwas ungenau, immerhin ist sie aber praktisch leicht anwendbar.
Bezeichnet Q das absolute Gewicht des Körpers (in
Cylinderform),
ν den Halbmesser des Cylinders, h dessen Höhe,
γ das Gewicht der Kubikeinheit destillirten
Wassers von 4° C.,
so ist das spec. Gewicht S =
Q/(ν²πh)γ.
So war z.B. für Lindenholz
Q = 12,184 Gran Medic.
ν = 2,1''' bayer. Decim.
h = 4,25'''
γ = 0,3968 Gran = Gewicht einer bayer.
Kubiklinie (Decim.) Wasser von 4°C., und
Textabbildung Bd. 166, S. 223
Lindenholz S = 0,52148 u.s.w.
Die Resultate der nach dieser Methode ausgeführten Versuche sind unter Nr. 4a bis 4e in Tab. I enthalten.
Tabelle I.
Zusammenstellung der ohne Berücksichtigung der Porosität
gefundenen spec. Gewichtszahlen nebst den dazu gehörigen Grenzwerthen etc.
Namender Hölzer
Specifisches Gewicht nach vier verschiedenen
Methoden.
Nr. 1a
Nr. 1b
Nr. 2
Nr. 3a
Nr. 3b
Nr. 4a
Nr. 4b
Nr. 4c
Nr. 4d
Nr. 4e
Linden
0,54798
0,52706
0,50073
0,41523
0,54028
0,52148
0,43498
0,60528
0,53442
0,42938
Ahorn
0,66626
0,67547
0,64302
0,66584
0,65853
0,68123
0,66723
0,65908
0,68917
0,72665
Nußbaum
0,60445
0,56427
0,52240
0,56691
0,51691
0,56766
0,58776
0,65455
0,59446
0,58462
Birnbaum
0,67614
0,66134
0,61396
0,66010
0,66742
0,63628
0,67821
0,73572
0,65096
0,65910
Weißbuchen
0,69810
0,71768
0,60404
0,68959
0,66607
0,64528
0,72839
0,71849
0,65232
0,71348
Eichen
0,67275
0,63413
0,61631
0,62980
0,64993
0,61605
0,61652
0,78930
0,63458
0,62423
Kork
0,14892
0,15528
0,12815
0,15468
0,15363
0,16038
–
–
–
–
Namender Hölzer
Mittelwerth des spec. Gewicht nach
Grenzwerthe nach
Mader
Karmarsch*
Klein*
Weißbach*
Gerstner*
Mader
Karmarsch*
Klein*
Linden
0,50568
0,522
0,526
0,588
0,54
0,415–0,605
0,439–0,604
0,436–0,760
Ahorn
0,67324
0,681
0,659
0,686
0,67
0,643–0,722
0,612–0,750
0,563–0,664
Nußbaum
0,56639
0,735
–
–
0,72
0,516–0,654
0,666–0,811
–
Birnbaum
0,66392
0,689
0,675
0,648
0,79
0,614–0,735
0,646–0,732
0,604–0,748
Weißbuchen
0,68344
0,689
0,687
0,634
0,71
0,604–0,728
0,590–0,852
0,601–0,785
Eichen
0,64836
0,785
0,678
0,620
0,72
0,616–0,789
0,650–0,920
0,494–0,900
Kork
0,15014
0,246
–
–
0,24
0,128–0,160
–
–
*
Die hier aufgeführten Mittelwerthe wurden aus folgenden Werken
entnommen:
Weisbach: der Ingenieur etc.
Prechtl: technologische Encyklopädie.
B. Bestimmung des spec.
Gewichtes mit Berücksichtigung der Porosität des Holzes.
Nach der Bestimmung des absoluten Gewichtes und des Volumens der Cylinder wurden
diese in Wasser unter den Recipienten der Luftpumpe gebracht, die Luft verdünnt,
und so an Stelle der Luft, welche die Poren des Holzes ausfüllt, Wasser
gebracht; wiegt man dann die mit Wasser durchdrungenen Körper und zieht von dem
erhaltenen Gewichte das Gewicht des trockenen Körpers ab, so erhält man das
Gewicht des Wassers, welches in den Poren enthalten war. Aus dem Volumen des
trockenen Körpers kann man das Gewicht eines gleichgroßen Wasservolumens
bestimmen, und wenn man von diesem das Gewicht des in den Poren enthaltenen
Wassers abzieht, so erhält man das gesuchte Gewicht eines der vorliegenden
Holzsubstanz gleichgroßen Wasserkörpers; mit diesem Gewichte in das absolute
Gewicht des trockenen Holzes dividirt, gibt das gesuchte spec. Gewicht mit
Berücksichtigung der Porosität.
Das unter dem Recipienten der Luftpumpe in das Holz eingedrungene Wasser wird bei
längerem Liegen an der Luft wieder verdampfen, und durch den Grad der Abnahme
des Gewichtes am durchnäßten Körper kann ein Schluß auf die Geschwindigkeit der
Verdunstung und auf die Abnahme des spec. Gewichtes des Holzes bei zunehmender
Trockenheit gemacht werden.
Bezeichnet
Q das Gewicht des trockenen Holzes,
Q₁ das Gewicht des durchnäßten
Holzes,
V das Volumen des trockenen
Holzcylinders,
γ das Gewicht der Kubikeinheit
destil. Wassers bei 4°C.,
so ist das spec. Gewicht
Textabbildung Bd. 166, S. 225
so war z.B.
für Lindenholz
Q = 0,593 Gram.
Q₁ =
1,471 „
V = (ν²πh), wobei
ν = 2,1''' Decim.
h = 4,0'''
„
γ = 0,0246 Gram. = Gewicht einer
bayer. Kubiklinie (Decim.) Wasser von 4° C.
und
Textabbildung Bd. 166, S. 225
Die mittelst vier Bestimmungen ausgeführten Versuchsreihen haben die in Tabelle
II zusammengestellten Resultate ergeben.
Tabelle II.
Zusammenstellung der spec. Gewichtszahlen der Hölzer mit
Berücksichtigung der Porosität.
Namen derHölzer.
Bestimmung Nr.
Mittelwerth nach
Grenzwerthe nach
1
2
3
4
Mader
Weißbach*
Mader
Weißbach*
Linden
1,2221
1,6217
1,2066
1,2931
1,3359
1,126
1,2066–1,6217
1,126
Ahorn
1,0986
1,4190
1,1529
1,2263
1,2242
1,098
1,0986–1,4190
1,098–1,172
Nußbaum
0,9184
1,0902
1,1394
0,8433
0,9953
–
0,8433–1,1394
–
Birnbaum
1,0571
1,1800
1,1118
1,1945
1,1359
1,141
1,0571–1,1945
1,141
Weißbuchen
1,4492
1,3022
0,9795
1,4324
1,2883
1,179
0,9795–1,4492
1,035–1,179
Eichen
1,0241
1,0820
1,0141
0,8613
0,9954
1,050
0,8613–1,0820
1,050–1,171
Tabelle II.
Zusammenstellung der unter den aufgeführten Umständen
erhaltenen Resultate für das spec. Gewicht der genannten Holzarten.
Textabbildung Bd. 166, S. 227
Namen der Hölzer; Linden;
Ahorn; Nußbaum; Birnbaum; Weißbuchen; Eichen; 1a Specifisches Gewicht mit
Berücksichtigung der Porosität; im ersten Momente der Durchnässung; nach 18
Stund.; nach 36 Stund.; 1b Ohne Berücksichtigung der Porosität; 2a Mit
Berücksichtigung der Porosität; nach 1 Stunde; nach 22 Stund.; nach 25
Stund.; 2b Spec. Gewicht ohne Berücksichtigung der Porosität; 3a Mit
Berücksichtigung der Porosität; 3b Ohne Berücksichtigung der Porosität
[Die mit 1a und 1b, dann mit 2a und 2b, sowie mit 3a und 3b bezeichneten Spalten enthalten die nach
einer und derselben Methode bestimmten Zahlenwerthe.]
Aus allen diesen Bestimmungen geht hervor, daß das spec. Gewicht des Holzes nicht
als absolut genaue Zahl, sondern nur als Mittelwerth aus einer Reihe von
Ermittelungen angegeben werden kann; es folgt ferner, daß sich die sieben
Holzsorten folgendermaßen an Dichte übertreffen:
Kork, Linden, Nußbaum, Eichen, Birnbaum, Ahorn und
Weißbuchen.
Wird aber die Porosität berücksichtigt, so ist die Reihenfolge:
Nußbaum, Eichen, Birnbaum, Ahorn, Buchen, Linden.
Franz Mader, Junker
im k. b. Genie-Regiment.