XIX. Ueber thermoelektrische Pyrometrie; von C. Schinz. Mit Abbildungen auf Tab. II. Schinz, über thermoelektrische Pyrometrie. Im Februar 1862 beschrieb ich in diesem Journal (Bd. CLXIII S. 321) einen pyrometrischen Apparat, welcher auf dem Principe der Leitungsfähigkeit der Ofenwände für die Wärme beruht. Leider hat diese Methode sich zur Bestimmung höherer Temperaturen nicht bewährt; meine im Laboratorium bis 500° und 600° C. reichenden Versuche hatten übereinstimmende Resultate gegeben, aber bei Temperaturen, welche zwei- bis dreimal die eben genannten überschreiten, ändert sich die Leitungsfähigkeit des feuerfesten Thones so merklich, daß damit keine brauchbaren Resultate erhalten werden können. Schon zu der Zeit, wo ich mich mit diesen Versuchen beschäftigte, hatte ich zwischen dem thermoelektrischen Pyrometer von Pouillet und dem beschriebenen Apparat zu wählen; die so leicht stattfindende Veränderung des Flintenrohres von Pouillet einerseits und andererseits der unvollkommene und wenig empfindliche Meßapparat, dessen er sich zur Bestimmung der Stromintensität bediente, bestimmten mich aber, dem Principe der Wärmeleitungsfähigkeit der Ofenwände den Vorzug zu geben. Ein dritter Vorschlag, bestehend in der Anwendung eines thermoelektrischen Elementes von Platin-Palladium, welches bei hohen Temperaturen weniger leicht als Eisen der Veränderung unterworfen ist, beschäftigte mich damals ebenfalls, allein der Mangel an einem hinlänglich empfindlichen und zuverlässigen Rheometer zur Bestimmung der Stromintensitäten bestimmte mich, auch diesem Vorschlage keine Folge zu geben. Nachdem sich nun gezeigt hatte, daß bei hohen Temperaturen die Leitungsfähigkeit nicht als pyrometrisches Mittel dienen kann, so begrüßte ich freudig ein Jahr später (Mai 1863) die in den Annales de Chimie et de Physique, 3e série p. 49 von Ed. Becquerel mitgetheilte Arbeit über ein Pyrometer, das eben auf der Stromintensität des thermoelektrischen Elementes Platin-Palladium beruht. Der von Ed. Becquerel beschriebene Apparat war indessen zu sehr ein Cabinetsstück, als daß derselbe sich sofort hätte in die Praxis übertragen lassen; doch enthielt er scheinbar alle Elemente, um ihn nach einigen Modificationen auch in den Werkstätten der pyrotechnischen Industrie verwendbar zu machen. Sowohl das dringend gefühlte Bedürfniß, für die Praxis ein leicht zu manipulirendes, zuverlässiges und auf gewöhnliche Thermometergrade reducirbares Pyrometer zu besitzen, als die Aussicht, vermittelst der von Ed. Becquerel mitgetheilten Resultate dieses Problem zur Lösung zu bringen, bestimmten mich dann, sogleich diese Arbeit zu unternehmen. Indem ich aber dabei auf die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Becquerel'schen Arbeit zählte, hatte ich mich bitter getäuscht; ich hatte Schritt für Schritt Unzuverlässigkeiten und Fehlerquellen in derselben zu constatiren, diese nach und nach zu beseitigen und alle Apparate wiederholt neu zu construiren, so daß die nun vollendete Arbeit zwei Jahre Zeitaufwand und sehr bedeutende Kosten veranlaßt hat. Als Rheometer hat sich Becquerel eines sogenannten Magnetometers bedient, welches in einem stark magnetischen Stabe besteht, der an einem Coconfaden aufgehängt ist; über dem Magnetstabe befindet sich ein Spiegel, auf dem man auf einige Meter Entfernung die Ablenkung vermittelst eines Fernrohres und eines Tangenten-Maaßstabes abliest; der Magnetstab selbst ist in einem mit Kupferdrähten umwundenen Rahmen eingesenkt. Das Rheometer soll nach Becquerel nur auf 3 bis 4° abweichen und der Rest der Stromintensität durch eingeschaltete Widerstands-Drahtspulen gemessen werden. Die Empfindlichkeit dieses Magnetometers ist wahrhaft staunenerregend, so daß ich bei den ersten Versuchen glaubte nun wirklich einen solchen Grad der Vollkommenheit erreicht zu haben, daß ich trotz aller Complicirtheit desselben es für gerechtfertigt gehalten hätte, dasselbe in die Praxis überzuführen. Bei meinen Versuchen mit diesem Magnetometer kam ich endlich auch dazu, das Platin-Palladium-Element steigend höheren Temperaturen auszusetzen. Für Temperaturen die etwa bis 400° giengen, fand ich zwar die erzeugten Stromintensitäten etwas weniger schnell mit der Temperatur wachsend als Becquerel angibt; allein solche Differenzen werden und müssen sich immer ergeben, wenn die als Elemente angewandten Metalle nicht identisch sind; wenigstens stiegen die Intensitäten ziemlich regelmäßig rascher als die denselben entsprechenden Temperaturen. Als ich aber circa 448°, die Temperatur des schmelzenden Antimons, erreicht hatte, blieb mein Strom-Meßapparat völlig unbeweglich, ja er hatte sogar die Tendenz rückwärts zu gehen, so daß also die beiden Drähte Platin-Palladium sich gerade so verhielten wie viele andere Metalle, welche bei gewissen Temperaturen stillstehen und dann bei Glühtemperatur einen negativen Strom erzeugen, während er bei niedrigen Temperaturen positiv war. Obgleich ich den Versuch mehreremale wiederholte und selbst verschiedene Platindrähte mit dem Palladiumdrahte verband, so erhielt ich doch immer dasselbe Resultat. Ich wandte mich nun. brieflich an die Lieferanten der Platin- und Palladiumdrähte, die HHrn. Desmontis und Quenessen in Paris, theilte denselben die erhaltenen Resultate mit, forderte sie auf, mit Hrn. Becquerel zu conferiren und mir solche Drähte zu verschaffen wie die, von denen Becquerel angibt, daß sie ihm von 0° bis 1150° Temperatur ziemlich gleichförmig wachsende Intensitäten geliefert haben; mein erster Brief wurde höflich beantwortet, aber das gegebene Versprechen, die Drähte zu liefern, wurde nicht gehalten und spätere Briefe, in denen ich Erfüllung des Versprochenen verlangte, blieben ohne Erwiederung. Der Palladiumdraht, welchen ich besitze, hat übrigens alle chemischen und physikalischen Eigenschaften des Palladiums, so daß kaum zu begreifen ist, wie eine solche absolute Verschiedenheit der Resultate erhalten werden konnte. Es blieb mir also nichts anderes übrig, als zu dem Elemente Platin-Eisen, welches Pouillet angewandt hatte, zurückzugreifen; statt aber einen Flintenlauf zu wählen, nahm ich einen runden Eisenstab von 7 Millimeter Durchmesser und ließ mir gleich einen großen Vorrath solcher Stäbe von einer und derselben Drahtrolle zurichten, damit ich dieselben auswechseln konnte, wenn einer sich veränderte. Diese Stäbe sind an beiden Enden rechtwinkelig durchbohrt, so daß am einen Ende der Platindraht, am anderen ein Eisendraht durch einen eisernen Keil solid befestigt werden können. Das so zugerichtete Element schiebe ich dann in eine 15 Millimeter weite Röhre von Eisen oder auch von feuerfestem Thone und umgebe darin das Element mit feinem Quarzsand. Statt der 7 Millim. dicken Eisenstäbe 2 Millim. dicken Draht zu nehmen, geht nicht, indem solcher Draht trotz der Umhüllung mit Sand schon in einer Operation verbrennt, während 7 Millim. dicke Stäbe kaum angegriffen werden. Bei fortgesetzten Versuchen mit dem Platin-Eisen-Element und dem Magnetometer ergab sich nun, daß letzteres trotz seiner merkwürdig gesteigerten Empfindlichkeit unanwendbar ist, denn gerade diese Empfindlichkeit hat auch gezeigt, daß alle Magnetometer, d.h. alle Strommesser in welchen die magnetische Kraft durch den elektrischen Strom zu überwinden ist, unbrauchbar sind, weil die Declination der Magnetnadel nicht – wie man vermuthen möchte, wenn man in den Lehrbüchern der Physik von den täglichen Schwankungen liest – eine allmähliche ist, sondern oft innerhalb einer Stunde 15 Minuten beträgt, so daß nach sehr kurzer Zeit die Nadel nach Aufhebung des Stromes eben so wenig auf 0° zurückgeht, als dieß mit einer astatischen Nadel der Fall ist. Es besteht nur der Unterschied, daß das Magnetometer selbst diese Declination von 15 Minuten angibt, während sie beim gewöhnlichen Galvanometer der Beobachtung entgeht. 100 Stromintensitäten entsprachen am Magnetometer ungefähr 2° 51' = 171 Minuten; wenn daher wegen der Declination die Beobachtung auf 15 Minuten unsicher wird, so entspricht das 8 bis 9 Intensitäten, und da diese Stromstärke von 31,5 oder 108,5 statt 100 Intensitäten auf den Rheostatendraht wirkt, so multiplicirt sich also auch hier der Beobachtungsfehler mit der Länge des abgewickelten Drahtstückes, und eine Uebereinstimmung der Resultate ist weder zu erwarten noch erhalten worden. Wie eine so bedeutende Fehlerquelle Hrn. Becquerel entgehen konnte, ist kaum begreiflich. Es mußte also das Magnetometer abgedankt werden; ehe ich aber von dem Meßapparate spreche, der dann endgültig dieses ersetzt hat, will ich noch der complicirten Rechnungen erwähnen, welche der magnetometrische Meßapparat erforderte. Die Leitungsfähigkeit sowohl der Leitungsdrähte vom thermoelektrischen Elemente in das Rheometer, als die der Windungen in diesem selbst, wechselt mit der Temperatur derselben; diese Drähte absorbiren also je nach der Temperatur die sie haben, mehr oder weniger von der Stromintensität. Um nun diesen Einfluß, welcher eine nicht ganz unbedeutende Fehlerquelle ist, zu umgehen, bestimmte Becquerel vor jedem Versuche die Intensität des Stromes, indem er das thermoelektrische Element in einen Strom von Wasserdämpfen brachte und bezeichnete die so erhaltene Stromstärke mit 100 Intensitäten, so daß er die darauf folgenden Versuche immer auf diese Urintensität 100 bezog. Vor jedem Experimente diese Vorbestimmung machen zu müssen, ist nicht nur sehr zeitraubend und umständlich, sondern es verbirgt dieselbe nicht einmal übereinstimmende Resultate; denn in einem Raum, worin solche Versuche gemacht werden, kann die Temperatur nicht constant bleiben und somit auch nicht die Leitungsfähigkeit der Drähte; obgleich ich meinen Ofen in einem abgesonderten Zimmer habe, so steigt doch selbst in dem Zimmer, worin sich das Rheometer befindet, die Temperatur binnen wenigen Stunden um mehrere Grade. Es ist also viel sicherer, diesen Einfluß der Temperatur durch Rechnung einer Correction zu unterwerfen, indem man bei jedem Versuche die Temperatur der Luft bestimmt. Was nun die Sache einigermaßen complicirt macht, ist, daß für jede Intensitäts-Bestimmung zuerst die normale Stromstärke bestimmt werden muß. Wäre z.B. bei 13,5° Temperatur die normale Stromstärke von 100 Intensitäten am Tangenten-Maaßstabe = 180 Millimeter, die Temperatur der Luft aber bei Beginn des Versuches = 21°, so sind jene 180 durch 1 + xt zu dividiren, wo x = dem Widerstands-Coefsicienten für 1° Temperatur ist. 21 – 13,5 = 7,5 = t, daher 180/(1 + 0,004091 . 7,5) = 173,53. Eine andere Fehlerquelle, welche Becquerel ganz außer Acht gelassen hat, bildet die wechselnde Intensität des Erdmagnetismus, welche die Magnetnadel in den Meridian zurückzutreiben strebt. Auch diese Variationen sind viel häufiger als man glaubt, wovon ich mich durch einige Tage fortgesetzte Versuche überzeugt habe; wenn die Schwingungsdauer des Magnetstabes nur 2,7 Secunden war, wurde sie zuweilen innerhalb 24 Stunden = 3,0. Nehmen wir nun die normale Schwingungsdauer = 3 Secunden = z an, so ist, die durch den Strom überwundene magnetische Kraft = 1 gesetzt, diese Kraft (z₁/z = 2,7²/3² = 0,81) nur noch 0,81, wenn die Schwingungsdauer sich auf 2,7 Secunden vermindert hat, und wir haben daher die normale Tangente 180 für die Stromstärke 100, welche durch Temperaturerhöhung auf 173,53 erniedrigt wurde, durch 0,81 zu dividiren, wodurch diese Tangente 173,53/0,81 = 214,23 Millim. wird. Somit haben jeder Bestimmung mit dem Magnetometer die Correctionen für Temperatur und für magnetische Intensität vorauszugehen, und ist dann der Index am Tangenten-Maaßstabe statt auf die normalen 180 Millimeter für 13,5° Temperatur und 3 Secunden Schwingungsdauer, auf die corrigirte Tangente 214,23 Millim. zu stellen. Nun erfährt aber auch der Rheostatendraht durch die Temperatur eine Modification seines Widerstandswerthes, folglich muß auch dieser corrigirt werden. Wenn daher der Werth einer Rheostatenspirale von Neusilber bei der Normaltemperatur = 38 Intensitäten ist, so wird er bei der Temperatur 21° = 38/(1 + x₁t), wo x₁ = dem Leitungscoefficienten für 1°, den ich zu 0,0003768 bestimmt habe. Hätten wir daher beispielsweise 3,79 Spiralen abgewickelt, um den Index am Tangenten-Maaßstabe auf 214,23 zu erhalten, welche 100 Intensitäten anzeigen, so wären diesen 100 zuzuzählen (3,79 . 38)/(1 + 0,0003768 (21 – 13,5)) = 143,64. Auch diese Fehlerquelle hat Becquerel außer Acht gelassen. Nachdem ich nun auf diese Weise eine Menge negativer Erfahrungen gemacht hatte und dabei veranlaßt war, mir über alle Einflüsse und Bedingungen genaue Rechenschaft zu geben, kam ich endlich auf den Gedanken, statt dem thermoelektrischen Strome die variable Kraft des Magnetismus entgegenzusetzen, denselben durch die Torsion eines Metallfadens zu ersetzen, wodurch es zugleich möglich wird, des Rheostaten gänzlich zu entbehren und dadurch den ganzen Apparat sehr zu vereinfachen. Dieses unbestreitbar richtige Princip ließ nur noch das Problem übrig, dem Apparate die größtmögliche Empfindlichkeit zu geben; dieses erreichte ich, indem ich als Torsionsfaden einen Silberdraht von 1/10 Millim. Durchmesser wählte, demselben 900 Millimeter Länge gab und daran eine 300 Millim. lange vollkommen asiatische Nadel in einem großen Rheometerrahmen mit dicken Kupferdrähten aufhieng; indem ich ferner dem Theilkreise zur Messung der Torsion 490 Millim. Durchmesser gab, so daß die auf demselben befindlichen 720 Theilstriche etwas mehr als 2 Millimeter von einander entfernt sind, was auch diese Theile noch auf halbe Theile abzuschätzen gestattet. Die Wahl der Dicke des Torsionsdrahtes ist von großer Wichtigkeit, weil hauptsächlich von dieser die Empfindlichkeit des Instrumentes abhängt, denn die von dem Strome zu überwindende Torsionskraft ist umgekehrt proportional dem Querschnitte. Je dünner und länger daher der Draht ist, desto größer wird der Torsionswinkel für eine und dieselbe Stromstärke ausfallen. Indessen findet sich da bald eine Grenze, theils in der leichten Zerbrechlichkeit sehr dünner Drähte, theils in dem Umstande, daß bei zu großer Empfindlichkeit es auch viel schwieriger würde, die asiatische Nadel immer genau auf Null zu bringen. Das praktisch richtigste Verhältniß ist, wenn der Faden für die Stromintensität, welche durch 1000° Temperatur hervorgebracht wird, sich etwa um 360° dreht, so daß bei den höchsten Temperaturen nicht über 1 1/2 Umdrehungen erforderlich sind. Allerdings wird dadurch bei niedrigen Temperaturen die Torsion für einen Grad Temperatur sehr klein, bei höheren Temperaturen aber immerhin 1 bis 2 Grade, was, da unser Kreis 720 Theile umfaßt, 2 bis 4 Theile oder Intensitäten ausmacht. Die Torsionskraft des Fadens, welche dem thermoelektrischen Strome entgegengesetzt wird, kann durch mancherlei Umstände modificirt werden, z.B. durch Lähmung nach längerem Gebrauche, durch Veränderung der angehängten Gewichte (astat. Nadel), durch Temperatur, besonders durch Verkürzung oder Verlängerung des Fadens, und ein und derselbe Draht, welcher durch dasselbe Zieheisen gezogen ist, zeigt bei verschiedenen Stücken desselben etwas wechselnde Torsionskraft. Wenn daher wegen des Einflusses dieser Umstände es nicht möglich ist, immer genau dieselbe Kraft dem Strome entgegenzusetzen, so geht daraus die Nothwendigkeit hervor, diese genau zu prüfen und für Abweichungen von der normalen Kraft eine Correction eintreten zu lassen. Um diese Prüfung vorzunehmen und darnach die Correction, kann man einfach die am Silberfaden hängende astatische Nadel in Schwingung versetzen, indem man durch ein Stück Eisen die Nadel um 10° bis 20° ablenkt. Dadurch wird die Torsion wirksam und dieselbe nöthigt die Nadel zurückzukehren; sie kehrt aber nicht bloß in ihre frühere Lage auf den Nullpunkt zurück, sondern erlangt, wie das Pendel, eine gewisse Geschwindigkeit, welche sie fast eben so weit über den Nullpunkt zurücktreibt, als sie vorher zum Abweichen gebracht wurde. Es entstehen Schwingungen, deren Dauer dem Quadrate der Torsionskraft proportional ist. Wenn also im einen Falle die Dauer einer Schwingung 25 Secunden, im anderen Falle 26 Secunden wäre, so würde die Torsionskraft, im ersten Falle gleich 1 gesetzt, im zweiten Falle = 25²/26² = 0,92458 seyn. Ein und derselbe thermoelektrische Strom wird daher im zweiten Falle eine 0,92458 Mal größere Wirkung Hervorbringen und um daher die Correction zu machen, genügt es die beobachtete Torsion mit 25²/26² zu multipliciren. Natürlich soll zu den Beobachtungen die Torsion immer so gleich als möglich seyn; da aber kleine Abweichungen unvermeidlich sind, so ist eine häufige Messung der Torsionskraft durchaus nothwendig. Zu dieser Messung sind einige Vorsichtsmaßregeln nothwendig. Der Betrag der Schwingungen soll nur klein seyn, so daß die Nadel keinen großen Weg zu machen hat und sich daher langsam bewegt. Nie soll eine Schwingung allein gemessen werden, sondern deren wenigstens vier. Man nimmt eine gute Secundenuhr, setzt den Secundenzeiger in dem Momente in Bewegung, wo die Nadel auf dem Nullpunkte angekommen ist und arretirt dann wenn diese zum fünften Male den Nullpunkt berührt; die Zahl der verflossenen Secunden, durch 4 dividirt, gibt die Dauer einer Schwingung. Ein frisch eingehängter Silberfaden gibt stets weniger Schwingungen, als dann, wenn die Nadel schon mehrere Tage daran gehangen hat, wenn auch diese nur ein sehr geringes Gewicht hat; man muß daher das Gewicht der astatischen Nadel nicht größer als nöthig machen, immerhin aber der Art, daß der Faden vollkommen geradlinig herabhängt. Es bleibt noch zu bemerken, daß zwei Torsions-Rheometer, auch wenn sie genau dieselben Schwingungszeiten hätten, dennoch möglicherweise nicht dieselbe Torsionskraft haben können, weil nicht die Torsionskraft allein wirkt, sondern auch noch die Masse der astatischen Nadel; um daher die Stromstärke eines thermoelektrischen Elementes zu bestimmen, sollte man immer dasselbe Torsions-Rheometer anwenden, welches nachher zu den pyrometrischen Versuchen benutzt wird. Die Corrections-Coefficienten für Schwingungszeiten von 24 bis 30 Secunden, für die Normalzeit 25 Secunden, sind in der unten folgenden Tabelle B angegeben. Für Platin-Eisen-Elemente, mit denen man hohe Temperaturen messen will, sollte die Schwingungszeit so nahe als möglich 25 Secunden betragen. Die Einwirkung der Temperatur auf die Leitungs- und Rheometerdrähte ist natürlich die gleiche, welches auch das Meßinstrument für die Intensität der Ströme sey, und es muß daher auch für diese die Correction vorgenommen werden. In der unten folgenden Tabelle A finden sich die Corrections-Coefficienten für die Lufttemperaturen von 0° bis 35°. Dagegen fällt nun glücklicher Weise sowohl die Correction als überhaupt die Anwendung und Beobachtung des Rheostaten weg, indem eine volle Torsion des Silberfadens genügt, um selbst diejenigen Stromintensitäten zu messen, welche der Temperatur 1000° entsprechen. Es versteht sich, daß die astatische Nadel stets auf dem Nullpunkte der Gradbogen zu stehen hat, zwischen welchen dieselbe sich zu bewegen strebt, und daß nur der Hebel an der Rotationsachse auf dem Theilkreise zu bewegen ist. Da nun die Gradbogen, zwischen welchen sich die asiatische Nadel bewegt, 150 Millimeter Radius haben, so ist das Einstehen auf dem wirklichen Nullpunkte leicht zu beobachten, und sollte selbst darin ein sehr kleiner Beobachtungsfehler gemacht werden, so ist derselbe ganz ohne Einfluß, insofern er nicht mehr durch einen Rheostatendraht multiplicirt wird. Der Rheometerrahmen ist von dickem Kupfer angefertigt, so daß, wenn der Strom durch die Windungen geht, ein Gegenstrom entsteht, der die Schwingungen der Nadel sehr verkürzt. In der That weicht die Nadel nicht mehr als 1 bis 2 Grade ab, wenn man den Torsionsachsen-Hebel allmählich mit der steigenden Stromintensität vorwärts schiebt und die Nadel kommt ohne zu oscilliren mit der steigenden Stromintensität allmählich wieder auf Null; eine Eigenschaft, welche die früher versuchten Rheometersysteme durchaus nicht hatten. Auch geht die Nadel nach Abstellung des Stromes stets genau auf Null zurück, wenn man den Torsionshebel ebenfalls auf Null einstellt. Dieses Torsions-Rheometer hat endlich einen nicht unbedeutenden Vorzug vor den von mir aufgegebenen Strommessern darin, daß man jeden der 720 Grade des Theilkreises für die Torsion als eine Stromintensität nehmen kann, ohne daß man nöthig hat durch Rechnung dieselbe auf eine bestimmte Einheit zurückzuführen, wie dieß bei den anderen Strom-Meßapparaten der Fall war. Dieses Torsions-Rheometer ist in den Figuren 1 und 2 abgebildet. Das Gestell desselben besteht aus zwei Holzkreuzen a, a', welche durch drei hohle Messingsäulen b, b', b'' mit einander verbunden sind; die Füße dieser Säulen sind mit Stellschrauben C, C', C'' versehen, um das Ganze in vollkommen verticale Richtung zu bringen. Auf dem oberen Kreuze a ruht der in 720 Theile getheilte Theilkreis D, D, welcher 49 Centimeter äußeren Durchmesser hat und in dessen Mitte ein hohler Zapfen e (Fig. 1) sich dreht, auf dem der Zeiger f befestigt ist. Ueber diesem Zapfen e ist ein Messingstück g, welches ebenfalls hohl ist und das die durch den Zapfen e durchgehende Zange h mittelst einer Schraube festhält; durch eine andere Schraube wird das Stück g mit dem Zeiger f befestigt, so daß die Zange h mit dem Zeiger f sich dreht. Die Zange h nimmt den Torsionsdraht i auf; derselbe hat 90 bis 100 Centimeter Länge und einen sehr kleinen Durchmesser. Da die Zange h eine gewisse Länge hat, so ist es möglich dem Drahte i, i eine größere oder kleinere Länge zu geben. Unten an dem Draht i, i hängt die astatische Nadel k, k von trapezoidaler Form, aus Uhrfederstahl gefertigt, 30 und 20 Centimeter lang. An der unteren Nadel K, K hängt ein kleines Messinggefäß, um durch Anlegen von Gewichten den Draht i, i mehr oder weniger belasten zu können. Der Rheometerrahmen L, L ist von starkem Kupfer gefertigt; der auf demselben aufgewundene Draht hat 2 Millimeter Stärke und eine Gesammtlänge von 18,2 Meter. Da der Rahmen aus Kupfer besteht, so ist besondere Sorgfalt auf die Isolirung der Kupferdrähte zu verwenden. Dieser Rahmen ist auf der Holzscheibe M, M befestigt, mit einer messingenen kreisförmigen Zarge umgeben und diese durch eine runde Glasplatte mit kleiner Oeffnung in der Mitte, durch welche der Draht i, i geht, gedeckt. Die Scheibe M, M trägt den conischen Zapfen n, der sich in einem messingenen Futter m, welches im Holzkreuze a' befestigt ist, frei dreht. Ueber dem Rheometerrahmen ist das Messingblech o, o angebracht, welches an beiden Enden mit den Gradbogen p, p (Fig. 2) versehen ist, auf denen die obere Nadel k, k schwebt. Da die Nadel immer auf dem Nullpunkte der beiden Bogen p, p erhalten werden soll, so brauchen diese nur einen kleinen Umfang zu haben. Das Problem eines thermoelektrischen Pyrometers ist aber seiner Lösung noch sehr ferne, nachdem die Mittel gefunden sind, die erzeugten Stromintensitäten mit Genauigkeit zu messen; ja es ist sogar das Auffinden dieser Mittel unmöglich, ohne gleichzeitig die Mittel zu besitzen, diese Stromintensitäten mit der Temperatur zu vergleichen, welche jene hervorbringt, und dieser zweite Theil der Aufgabe bietet kaum weniger Schwierigkeiten dar, als der erste. Selbst die Bestimmung niedriger Temperaturen innerhalb der Grenzen des Quecksilberthermometers erheischt zahlreiche Vorsichtsmaßregeln, um sicher zu seyn, daß das thermoelektrische Paar wirklich die Temperatur angenommen hat, welche das controlirende Thermometer anzeigt, und diese Schwierigkeit wird noch bedeutend dadurch erhöht, daß wirklich genaue Thermometer kaum existiren. Da indessen hier von Pyrometern die Rede ist, so übergehen wir die Bestimmung niedriger Temperaturen und betrachten nur die Mittel, höhere Temperaturgrade zu bestimmen. Solcher Mittel gibt es eigentlich nur eines, nämlich die Ausdehnung der Gase durch Temperaturerhöhung; nur kann dasselbe verschieden angewandt werden. Anfangs glaubte ich der Regnault'schen MethodePolytechn. Journal Bd. CLXII S. 361. den Vorzug geben zu müssen. Dieselbe besteht darin, daß man eine Röhre von Porzellan oder Eisen an beiden Enden mit capillaren Ausmündungen versieht, welche mit Zweiweghahnen endigen. Man umgibt für einen ersten Versuch die Röhre mit Eis und läßt von der einen Seite wohl gereinigtes getrocknetes Wasserstoffgas einströmen, das die Luft in der Röhre verdrängen soll, indem man die in der Röhre enthaltene Luft und den überschüssigen Wasserstoff entweichen läßt. Ist die Röhre mit Wasserstoff gefüllt, so wird der Einströmungshahn so gestellt, daß nun trockene atmosphärische Luft in die Röhre dringt; der Ausflußhahn wird so gestellt, daß die nun aus der Röhre dringenden Gase in eine rothglühend erhaltene, mit getrocknetem Kupferoxyd gefüllte Röhre ziehen; das Kupferoxyd verbrennt dann allen Wasserstoff und bildet Wasser, das in einer vorgelegten Chlorcalciumröhre aufgefangen und nach beendeter Operation gewogen wird. Dadurch erfährt man, welches die Capacität der Röhre ist. Hätten wir z.B. 0,512 Gramme Wasser erhalten, so entsprechen diese 0,056888 ... Grm. Wasserstoff, und da 1000 Kubikcentimeter Wasserstoff bei 0° und 760 Millim. Barometerstand = 0,08939 Grm. wiegen, so folgt daraus, daß die Capacität der Röhre = 636,32 Kubikcentimeter ist. Soll nun eine Temperatur bestimmt werden, so wird dieselbe Operation wiederholt, mit dem Unterschiede, daß jetzt die Röhre in den Raum gebracht wird, dessen Temperatur man messen will. Die Einführung von Wasserstoff wird erst dann unterbrochen und durch Einführung von Luft ersetzt, wenn die Röhre diejenige Temperatur erlangt hat, welche man messen will. Hätten wir nun bei dieser Bestimmung 0,256 Grm. Wasser erhalten = 0,028444 Grm. Wasserstoff = 318,21 Kubikcentimeter, so wäre die Temperatur der Röhre eine solche gewesen, die den Wasserstoff in der Röhre gerade auf das Doppelte ausgedehnt hätte, und wäre folglich zwischen 272° und 273° gelegen, denn 636,32 × 2 = 1272,64 und 636,32 (1 + a 272) = 1270,90 636,32 (1 + a 273) = 1273,20. Nichts kann verführerischer erscheinen, als diese Methode der Temperatur-Bestimmung, da das erhaltene Wasser neunmal mehr wiegt als der Wasserstoff, welchen man bestimmen will. Leider bietet aber die praktische Ausführung dieser Methode solche Schwierigkeiten dar, daß ich nach wenigen Versuchen mich veranlaßt sah dieselbe gänzlich aufzugeben. Es fehlt nämlich an einem Kriterium, welches uns sagt, wann die Röhre wirklich durchaus mit Wasserstoff gefüllt ist und wann dieselbe wieder ganz von demselben entleert ist. Besonders ist dieß schwierig, wenn die Röhre in Eis getaucht ist, und es ist überhaupt nicht abzusehen, ob bei der Temperatur von 0° je der Inhalt der Röhre sich mit Wasserstoff fülle oder vollständig entleere. Als ich im Verlaufe von zwei Stunden wohl 18 Liter Wasserstoffgas durch die Röhre bei 0° geführt hatte (bei einer Röhrencapacität von nur 0,242 Liter), erhielt ich durch Verbrennung bloß etwa 1/3 so viel Wasser als ich hätte erhalten sollen. Ich glaube nicht, daß ohne Hülfe einer Luftpumpe, vermittelst welcher die Röhre wohl 30 Mal entleert und mit Wasserstoff wieder gefüllt würde, es dahin zu bringen sey, die Röhre wirklich vollkommen mit reinem Wasserstoff zu füllen, und zur Verdrängung des Wasserstoffes bei 0° bleibt uns nicht einmal das Hülfsmittel der Luftpumpe. Diese Bestimmung des Volumens der Röhre ist, bei 0° wenigstens, gewiß unmöglich richtig ausführbar. Ist hingegen die Röhre rothglühend, so kann es keine große Schwierigkeit bieten, dieselbe mit Wasserstoff zu füllen, da alsdann auch die kleinste Luftmenge schnell vom Wasserstoff verbrannt wird; aber auch dann fehlt es an einem Kriterium, durch welches man erfährt, wann aller Wasserdampf und aller Stickstoff wirklich evacuirt sind. Dieses Alles berechtigt zu dem Schlusse, daß diese Methode zu viele Unsicherheit bietet, um darauf genaue und richtige Temperatur-Bestimmungen gründen zu können. Andere Methoden, durch Ausdehnung der Luft die Temperatur zu bestimmen, beruhen auf dem Messen des Volumens der ausgedehnten Luft. Denken wir uns irgend ein Gefäß, welches mit einem Gas-Entwickelungsrohre versehen ist und auf der anderen Seite eine Quecksilberwanne mit Meßapparat, in welchem das aus dem Gefäße verdrängte Gasvolumen gesammelt wird. Bringen wir nun das Gefäß in den Raum, dessen Temperatur wir messen wollen, so wird das in demselben enthaltene Gas sich ausdehnen und in die Meßröhre über der Quecksilberwanne entweichen. Wäre beispielsweise die Capacität des Gefäßes bei 0° gerade aus 100 Kubikcentimeter = V und wir tauchen dasselbe in einen Raum ein, der 500° Temperatur hat, so wird der Inhalt von V = 100 zu V' = V (1 + at) = 100 (1 + 0,003665 . 500) = 283,25 Kubikcentimeter; da nun aber das Gefäß nur 100 Kubikcentimeter enthalten kann, so werden 283,25 – 100 = 183,25 Kubikcentimeter in die Meßröhre verdrängt werden; da aber diese nicht 500° Temperatur hat, sondern eine viel niedrigere, so wird das Volumen viel kleiner als 183,25 K. C. Wenn wir aber die Temperatur des Gases in der Meßröhre genau kennen, so können wir nach den gewöhnlichen Methoden dessen Volumen bei 0° und 760 Millim. Barometerstand bestimmen. Ist nun die Temperatur des Gefäßes wirklich 500°, so wird das verdrängte Volumen bei 0° = 183,25/(1 + a 500) = 64,695 K. C. seyn; und da 100 – 64,695 = 35,305 K. C. = dem Inhalte des Gefäßes bei 500° ist, so muß 35,305 × (1 + a 500) wieder 100 Kub. Centim. geben. Dieß ist im Allgemeinen eine der Methoden, nach welchen wir durch die Ausdehnung der Luft volumetrisch die Temperatur bestimmen können. Eine zweite Methode besteht darin, daß man das im Gefäße enthaltene Gas so weit comprimirt, daß es sein Volumen behält und dann die wirksame Temperatur aus der angewandten Pressung bestimmt. Das Volumen des Gases im Gefäße sey wieder bei 760 Millim. Barometerstand und 0° Temperatur = 100 K. C.; es werde nun das Gefäß abermals in einen Raum eingetaucht, dessen Temperatur 500° ist, so wird das Volumen von 100 K. C. sich auf 100 . (1 + a 500) = 283,25 auszudehnen streben; verbinden wir aber das Gefäß mit einem Manometer, welches hinreichenden Druck auszuüben im Stande ist, um das Volumen auf 100 K. C. zu erhalten, so wird dieser Druck V : V' = p : p' = 100 : 283,25 = 760 : 2152,7 und ist dieser Druck, statt berechnet, beobachtet, so können wir aus demselben auf die unbekannte Temperatur schließen. Um nun diese beiden Methoden mit einander zu vergleichen und deren Werth prüfen zu können, wollen wir die Werthe zusammenstellen, welche dieselben für die Temperaturen 0° bis 1300°, um je 100° steigend, ergeben. Die Columne A gibt die Temperaturen an; B das Volumen welches 100 Kubikzentimeter Gasbei denselben anzunehmen streben; C das aus dem Gefäße ausgestoßene Volumen beider Temperatur des Gefäßes; D dasselbe Volumen auf 0° reducirt; E die Volumen-Differenzen für je 100° Temperatur; F den erforderlichen Druck um das ausgedehnteVolumen auf 100 K. C. zu comprimiren, wobei G derselbe Druck unter Abzug von 760 Millim.Barometerstand ist; H Druck-Differenzen für je 100°. A. B. C. D. E. F. G. H. 0° 100 0 0 760 0 100° 136,65   36,65 26,820. 1038,55   278,55 200° 173,30   73,30 42,239 15,419 1317,1   557,1 278,6 300° 209,95 109,95 52,369 10,130 1595,6   835,6 278,5 400° 246,60 146,60 59,449   7,080 1874,1 1114,1 278,5 500° 283,25 183,25 64,695   5,246 2152,7 1392,7 278,6 600° 319,90 219,90 68,740   4,055 2431,2 1671,2 278,5 700° 356,55 256,55 71,953   3,213 2709,8 1949,8 278,6 800° 393,20 293,20 74,568   2,615 2988,3 2228,3 278,5 900° 429,85 329,85 76,734   2,166 3266,8 2506,8 278,5 1000° 466,50 366,50 78,563   1,829 3545,4 2785,4 278,6 1100° 503,15 403,15 80,124   1,561 3823,9 3063,9 278,5 1200° 539,80 439,80 81,474   1,350 4102,4 3342,4 278,5 1300° 576,45 476,45 82,651   1,177 4381,0 3621,0 278,6 Aus diesen Rechnungsresultaten ist ersichtlich, daß bei Beobachtung der ausgestoßenen Volumina die Differenz für 1° Temperatur bei 1300° nur noch 1,177/100 = 0,01177 Kubikcentimeter wird, ein Volumen das selbst mit den vollkommensten Meßapparaten nicht mehr bestimmt werden kann, und daß daher diese Methode für höhere Temperaturen sich nicht eignet; denn wenn auch die Capacität des Gefäßes statt 100 K. C. 500 K. C. wäre, so würde diese Differenz für 1° Temperatur zwar 0,0589 K. C. werden, welches Volumen aber ebenfalls kaum meßbar ist und außerdem müßte die Capacität der Meßröhre, welche im vorigen Falle 82 bis 85 K. C. war, 413 bis 420 K. C. werden, wodurch die Bestimmung von 0,0589 K. C. wieder um so viel schwieriger wird. Weit günstigere Resultate würde die Methode der Druck-Bestimmung geben, indem der Druck durch alle Temperaturen gleichmäßig pro 1° Temperatur um 278,6/100 = 2,786 Millimeter wächst. Aber bei der Temperatur 1300° müßte das Manometer eine Quecksilbersäule von 3,621 Meter, beinahe 5 Atmosphären, tragen; dieß wäre nicht nur äußerst unbequem und unpraktisch, sondern es läßt sich auch gar nicht erwarten, daß das Gefäß auf welches die Temperatur wirkt, unter solchem Drucke dicht bleiben oder seine Form, also seine Capacität, beibehalten würde. Eine Combination dieser beiden Methoden, wie sie Becquerel angewandt hat, vermeidet zwar diese Extreme, aber sie wird immer noch nicht hinlänglich genaue Resultate geben, da 400 Millim. Manometerdruck der größte Werth ist, den wir veranlassen dürfen, aus Gründen, die wir anzuführen alsbald Gelegenheit haben werden. Es gibt nun aber noch eine vierte Methode, welche offenbar viel sicherere und genauere Beobachtungen geben muß, und deren Becquerel erwähnt, von der er aber merkwürdiger Weise keinen Gebrauch machte. Sie besteht darin, daß man das Gas in dem Gefäße im erwärmten Raume sich frei ausdehnen läßt, bis man sich der Temperatur nähert, welche man messen will, und dann die Verbindung mit der Manometer-Meßröhre herstellt. Das in die Meßröhre austretende Volumen wird in diesem Falle verhältnißmäßig klein werden, erlaubt daher auch eine enge Meßröhre anzuwenden, in welcher bei 1/2 Quadrat-Centimeter Querschnitt 1 Millim. Höhe = 0,05 K. C. mißt. Es ist dabei nur nöthig, bei gleich bleibender Temperatur das ausgestoßene Volumen unter zwei verschiedenen Drucken zu beobachten. Wir wollen nun zunächst den Apparat Fig. 3 und 4 beschreiben, welcher zu solchen Messungen dient. V ist das Gefäß, welches in den Raum eingeführt wird, worin sich das Gas ausdehnen soll; die von demselben ausgehende Röhre m, welche in den Dreiweghahn 0 eingekittet ist, muß möglichst capillar seyn, da die Temperatur des darin eingeschlossenen Gases nicht genau bestimmt werden kann und daher leicht Irrthümer entstehen könnten, wenn dieses Volumen groß wäre. Die kurze Röhre r, welche von dem Hahne ausgeht, dient dazu, den Apparat durch eine Kautschukröhre mit einer Luftpumpe oder einem Gasreservoir in Verbindung zu bringen. Die zwischen dem Hahn o und der Meßröhre a befindliche Röhre ist von Glas und ebenfalls von möglichst kleinem Durchmesser. Die Meßröhre a wird am zweckmäßigsten von 8 Millimeter innerem Durchmesser genommen werden, was ungefähr dem Querschnitte 0,5 Quadrat-Centimeter entspricht, und machen wir deren Länge 33 bis 35 Centimeter, so wird dieselbe ein Volumen von 15 K. C. fassen, dessen Bruchtheile sich bis 0,05 K. C. genau bestimmen lassen. Diese Meßröhre a steht mit dem eisernen Dreiweghahn z in Verbindung und durch diesen mit der Manometer-Röhre b, wie Fig. 3 zeigt. Die Beobachtungen werden genauer, wenn man der Meßröhre a und der Manometer-Röhre b denselben Durchmesser gibt, weil dann der convexe Quecksilberspiegel in der Meßröhre die Concavität des Spiegels in der Manometer-Röhre aufhebt. Die Länge der Röhren a und b soll nicht 33 bis 35 Centimeter übersteigen, weil bei größerer Länge die Temperatur derselben nicht genau gemessen werden könnte. Um die Temperatur genau messen zu können, sind die Röhren a und b mit einer nicht unbedeutenden Menge Wasser umgeben. Genaue Bestimmung der Temperatur dieser Röhren ist aber eine wesentliche Bedingung für die Operation selbst, denn ohne diese ist es weder möglich das Gasvolumen in der Meßröhre genau zu bestimmen, noch kann die Quecksilbersäule in der Manometer-Röhre richtig auf 0° zurückgeführt werden, was unumgänglich nothwendig ist. Ein eingehängtes genaues Thermometer, welches in 1/5° getheilt ist, dient zum Ablesen dieser Temperatur. Die scheinbare Ausdehnung des Quecksilbers in Glas ist 0,00013135, daher dient die Formel: h₁ = h/(1 + 0,00013135 . t')  in welcher h die beobachtete Höhe der Quecksilbersäule und t die Temperatur des Wassers ist, zur Reduction dieser Säule auf 0°. Hätte z.B. diese Säule 300 Millim. Höhe und die Temperatur des Wassers wäre 23,7°, so ist die reducirte Höhe h₁ = 300/(1 + 0,00013135 . 23,7) = 299,07 Millim.; diese Differenz von beinahe 1 Millim. darf nicht vernachlässigt werden. Das zur Ausdehnung bestimmte Gefäß V wurde früher aus Platin angefertigt; es scheint aber nach den Untersuchungen von Deville und Troost sich dasselbe nicht dicht zu verhalten und die eingeschlossene Luft sowohl chemisch als dem Volumen nach verändert zu werden, daher fertigt man dieses Gefäß aus innen und außen glasirtem Porzellan oder auch aus Eisen an; in letzterem Falle ist jedoch das Gefäß nicht mit atmosphärischer Luft, sondern mit Stickstoff zu füllen. Ist dieses Gefäß von Porzellan, so muß die Capillarröhre m ebenfalls von Porzellan gemacht und vermittelst des Knallgas-Gebläses in dem Halse des Gefäßes fest gelöthet werden. Ehe die Capillarröhre in dem Halse des Gefäßes V befestigt wird, ist die Capacität des letzteren nach bekannten Methoden genau zu bestimmen. Die Capacität der Capillarröhren m und n darf nicht mehr betragen als 1/200 derjenigen des Gefäßes V, wenn die Temperatur-Bestimmungen genau ausfallen sollen. Nehmen wir an, das in den Capillarröhren m und n enthaltene Gas habe die mittlere Temperatur zwischen der Temperatur des Gefäßes V und der Meßröhre a; erstere sey 1300° und letztere 20°, so ist die mittlere Temperatur = t₁ = 660°. Bezeichnen wir mit f den kubischen Ausdehnungs-Coefficienten des Eisens = 0,0000355, mit k denjenigen des Glases = 0,000025. Es seyen ferner, wie in dem Apparate von welchem Becquerel Gebrauch machte, die Capacitäten der Röhren m und n bei 0° = 0,60 und 0,15 K. C., so wird deren Inhalt bei der mittleren Temperatur t₁ Textabbildung Bd. 177, S. 101 folglich das Gasvolumen in beiden Röhren zusammen = 0,224198 K. C., eine Quantität, welche unmöglich vernachlässigt werden darf, weil sie über 4 mal so groß ist als der Beobachtungsfehler bei 8 Millim. weiten Röhren = 0,05 Kub. Cent.; muß aber dieser Quantität Rechnung getragen werden, so wird dadurch die Berechnung der Beobachtungsresultate unendlich viel länger und complicirter. Ich verdanke es den Bemühungen des Hrn. J. Fink in Straßburg, daß ich diese schleppende Rechnung umgehen kann, indem er mir diese Capillarröhren von Eisen und von Messing mit bloß einem halben Millimeter innerem Durchmesser durch Ziehen gebohrter dickerer Röhren herstellte. Dadurch ist der Inhalt der Röhre m bei 0° auf 0,05²π × 30 = 0,0585 Kub. Cent. und derjenige der Röhre n = 0,05²π × 10 = 0,0195 Kub. Cent. reducirt worden, und das Gasvolumen in denselben bei der Temperatur t₁ = 660 ist: Textabbildung Bd. 177, S. 101 also noch nicht einmal halb so groß als der Beobachtungsfehler von 0,05 Kub. Centimeter. Nun ist unter Vernachlässigung des äußerst kleinen Volumens in den Röhren m und n, der Inhalt des Apparates bei 760 Millim. Barometerstand und 0° Temperatur Textabbildung Bd. 177, S. 101 wenn T die Temperatur im Gefäße V bezeichnet, v das Volumen in der Meßröhre a und t die Temperatur des Wassers, welches dieselbe umgibt; d₀ die Dichte des eingeschlossenen Gases und p = h + B, wo h = der auf 0° reducirten Quecksilbersäule in der Röhre b und B = dem ebenfalls auf 0° reducirten Barometerstande. Wird nun die Quecksilbersäule in b erhöht und dadurch das Volumen v bei gleich bleibender Temperatur zu a = v₁, d.h. kleiner, so wird h₁ + B = p' und der Inhalt des Apparates stellt sich dar durch Textabbildung Bd. 177, S. 101 Machen wir diese beiden Ausdrücke gleich, und eliminiren wir gleiche Factoren, so wird Textabbildung Bd. 177, S. 102 Wäre z.B. die Capacität des Gefäßes V bei 0° = 100 Kub. Cent. und wir schließen den Hahn o in dem Momente wo der Apparat 40 K. C. Gas von 0° enthält, erwärmen aber diese auf 1000°, so werden sie das Volumen 40 . (1 + a 1000) = 186,600 K. C. einnehmen. Die Capacität des Gefäßes V wird bei dieser Temperatur V . (1 + fT) = 100 . (1 + 0,0000355 . 1000) = 103,55 K. C., folglich enthält das Gefäß V = 103,550 K. C. Gas und 186,600 – 103,550 = 83,050 K. C. sind in die Meßröhre a ausgestoßen. Da sie aber in dieser Röhre, wie wir annehmen wollen, auf 20° abgekühlt werden, so ist das Volumen des Gases in derselben nicht mehr 83,050, sondern auf 0° reducirt = 83,050/(1 + a . 1000) = 17,803, dann auf die Temperatur des die Meßröhre umgebenden Wassers von 20° = 17,803 (1 + a 20) = 19,108. Da aber die Röhre a selbst sich durch die Temperatur 20° ausdehnt, so ist scheinbar das Volumen 19,108/(1 + ft) = 19,108/(1 + 0,00025 . 20) = 19,099 = v. Dabei ist angenommen, daß das Ganze unter dem normalen Barometerstande von 760 Millim. gewesen sey; bringen wir nun die 186,600 K. C. Gas von 1000° unter 1060 Millim. Quecksilberdruck, so wird deren Volumen (186,600 . 760)/1060 = 133,790 K. C. und in die Meßröhre a gelangen 133,790 – 103,550 = 30,240 K. C.; diese zuerst auf 0° reducirt = 30,240/(1 + a 1000) = 6,482, dann auf die Temperatur des Wassers = 6,482. (1 + a 20) = 6,957 und wegen der Ausdehnung der Meßröhre selbst = 6,957/(1 + 0,000025 . 20) = 6,954 = v'. Führen wir nun diese Werthe in obige Formel ein, so erhalten wir Textabbildung Bd. 177, S. 102 Hätten wir das Gasvolumen im Gefäße V bei 100 K. C. belassen, so würde dasselbe bei 1000° = 466,5 geben und in die Meßröhre würden gelangen 466,5 – 103,55 = 362,95 von 1000° = 77,801 bei 0° = 83,505 bei 20°, welche = 83,464 = v wegen Ausdehnung des Glases; unsere Meßröhre müßte folglich eine Capacität von über 100 Kub. Cent. haben, um damit Temperaturen über 1000° bestimmen zu können. Eine Meßröhre aber, welche 100 K. C. faßt und nicht länger als 30 Centimeter seyn darf, würde einen Querschnitt von 3,333... Quadrat-Centimetern erfordern und ein Kubikzentimeter würde in dieser Röhre nur eine Höhe von 0,333... Millimetern einnehmen, so daß die Beobachtungen höchstens auf 1 Kub. Centm. genau werden könnten, eine Quantität, welche ganz und gar unzulässig ist. Daraus geht hervor, wie unendlich viel sicherer und genauer diejenige Methode ist, wobei man das Gasvolumen für jeden Versuch anders nehmen kann. Um zu jeder Zeit das Volumen des Gases wechseln zu können, dient die Woulf'sche Flasche i, i (Fig. 3), welche Schwefelsäure enthält, über die das in der Thierblase k enthaltene Gas streichen muß, um in den Apparat zu gelangen; die Figur zeigt wie diese Flasche durch ein Kautschukrohr mit dem Hahn o verbunden ist. In dem Momente, wo der Hahn o so gedreht wird, daß nur noch V und a mit einander communiciren und die Flasche i abgeschlossen wird, steht das Quecksilber in a und b gleich und man kann also leicht vor Schluß des Hahnes das Volumen v in a nach Belieben größer oder kleiner nehmen. Es ist nothwendig, daß der Apparat absolut trockenes Gas enthalte, da die Elasticität des Wasserdampfes erstens der Temperatur nicht proportional ist und zweitens unendlich viel größer als diejenige der Gase. Deßhalb wird zum ursprünglichen Füllen des Apparates zwischen dem Hahn o und der Flasche i eine kleine Luftpumpe eingeschaltet, der Inhalt von V öfter leer gepumpt und dann wieder aus der Flasche k gefüllt; zu diesem Zweck ist die Luftpumpe mit zwei Hahnen versehen, um sie gegen die Flasche i hin absperren zu können, wenn in V das Vacuum gemacht werden soll. Was die Größe des Gefäßes V anbetrifft, so ist es natürlich um so vortheilhafter je größer dasselbe wird, da alsdann die Differenzen v – v' oder p' – p, welche bestimmend sind, um so größer ausfallen. Wäre z.B. diese Capacität statt 100 K. C. = 200 K. C., so würde der Werth v – v' statt 12,145 = 21,253 bei gleichem Manometerstand, wodurch natürlich die Beobachtung schärfer wird. Bei der Capacität 200 K. C. würde sich berechnen v zu = 27,469 und v' zu = 6,216; bei der Capacität 100 K. C. würde sich berechnen v zu = 19,117 und v' zu = 6,961; da aber unsere Meßröhre nur noch 0,05 K. C. zu beobachten gestattet, so würden die Beobachtungen etwa v = 27,5 u. v' = 6,25 für v = 19,15 u. v' = 7,00 gegeben haben, und substituiren wir diese Werthe in der Formel, so gibt das Rechnungsresultat für V = 200 Kub. Cent. = 1001° Temperatur und für V = 100 K. C. = 1005°. In der Wirklichkeit wird zwar das Volumen in der Meßröhre immer so gewählt, daß man keine Bruchtheile von Kubikcentimetern hat, da aber auch dabei Beobachtungsfehler von 0,05 K. C. vorkommen können, so wird immerhin das Resultat um so genauer, je größer die Capacität des Gefäßes V ist. Das von mir angewandte Gefäß faßt 246 Kubikcentimeter. Um nun das thermoelektrische Paar genau in dieselbe Temperatur zu bringen, durch welche das Gas in V ausgedehnt wird, legt man dasselbe in die eiserne Röhre x, x, welche in das Gefäß V eindringt. An die Enden der Platin- und Eisendrähte sind feine gezogene Kupferröhrchen so fest aufgesteckt, daß sicherer Contact stattfindet, und diese Verbindungsstellen sind in enge Glasröhren eingesteckt, die in dem würfelförmigen Gefäße W mit Wasser umgeben sind, dessen Temperatur durch ein gutes Thermometer bestimmt wird. Becquerel hat diese Verbindungsstellen ebenfalls in Glasröhren gebracht, dieselben aber statt mit Wasser mit Eis umgeben; dieß hat allerdings den Vortheil, daß die Temperatur ohne Correction erhoben wird, aber in der Praxis könnte es oft an Eis fehlen und daher habe ich Wasser vorgezogen. Es genügt, die gefundene Temperatur um so viel kleiner zu setzen, als die Temperatur des Wassers in W beträgt. Die Messingscala g, g, welche die Volumina der Meßröhre a angibt, ist natürlich fest, die Scala h, h hingegen verschiebbar; letztere wird mit ihrem unten liegenden Nullpunkte so weit hinauf geschoben, bis dieser mit dem Stand des Quecksilbers in der Meßröhre a in eine Linie fällt und dann kann die Höhe der Quecksilbersäule in der Manometer-Röhre b direct an der Scala h, h abgelesen werden. Da die elektromotorischen Eisen- und Platindrähte nicht bloß an ihrer, der zu messenden Temperatur zugekehrten Verbindungsstelle eine höhere Temperatur annehmen, sondern auf eine gewisse Länge davon afficirt werden, so entsteht daraus eine Fehlerquelle, weil durch Temperatur-Erhöhung die Leitungsfähigkeit dieser Drähte für den elektrischen Strom bedeutend vermindert wird. Der Platindraht von 2 Millimeter Durchmesser hat z.B. bei 13,5° Temperatur den Widerstand 3,638432, wird aber dessen mittlere Temperatur = 800°, so wird dieser Widerstand : 3,638432 . (1 + 0,001861 . 800) = 10,065339, wodurch also der Strom bedeutend geschwächt wird. Der Eisendraht von 8 1/2 Millimeter Durchmesser hat bei 13,5° Temperatur den Widerstand: 0,14209 und bei 800° = 0,33232. Um nun diese Fehlerquelle unwirksam zu machen, ist es nothwendig, den Leitungsdrähten zwischen dem Rheometer und den elektromotorischen Drähten ebenfalls einen großen Widerstand zu geben, wodurch der Normal-Widerstand gleichförmiger wird. Haben diese Leitungsdrähte von Kupfer 1 Millimeter Durchmesser, so ist ihr Widerstand bei 13 1/2° C. und pro 1 Meter Länge = 1; haben dieselben 1,1 Millim. Durchmesser, so ist er = 1,06. Würde daher die Gesammtlänge des Leitungsdrahtes nur 1 Meter seyn und dessen Durchmesser 1,1 Millim., so wäre der Gesammt-Widerstand der Kette bei 13,5° = 3,638432 + 0,142090 + 1,06 = 4,840522 und bei der Temperatur der elektromotorischen Drähte von 800° = 10,665339 + 0,33232 + 1,06 = 11,457659. Geben wir aber dem Leitungsdrahte von 1,1 Millim. Durchmesser 20,26 Meter Länge, so wird der Gesammt-Widerstand der Kette bei 13 1/2° = 3,638432 + 0,142090 + (20,26/1,06) = 22,893729 und bei 800° Temperatur 10,065339 + 0,33232 + (20,26/1,06) = 29,510866, und die Quotienten dieses Widerstandes sind 22,893729/4,840522 = 4,7308, und 29,510866/11,457659 = 2,5758. Somit wird durch die Verlängerung der Kette der Fehler beinahe um die Hälfte kleiner; da nun aber die Windungen um den Rheometerrahmen noch hinzukommen, so wird dieser Quotient in Wirklichkeit: Textabbildung Bd. 177, S. 105 was sich schon eher ausgleicht und um so mehr genügt, wenn die elektromotorischen Drähte so in den Raum eingetaucht werden, daß sie sich annähernd auf gleiche Länge erwärmen. Diese Nothwendigkeit langer Leitungsdrähte gewährt den Vortheil, daß das Torsions-Rheometer in großer Entfernung von dem heißen Ofen, an welchem man experimentirt, aufgestellt werden kann. Da die elektromotorische Wirkung von der physikalischen Beschaffenheit der die Kette bildenden Metalle abhängt, so ist es durchaus nothwendig, daß stets dieselben identischen Metallstäbe oder Drähte zur Bestimmung der Temperatur verwendet werden, denn verschiedene Drähte, die von ein und derselben Rolle abgeschnitten sind, können sich wesentlich anders verhalten und müssen genau auf ihre Stromstärke geprüft werden, ehe sie zur Messung von Temperaturen dienen können. Folgendes ist nun die Methode, um das Verhältniß der Stromstärke zur Temperatur festzustellen. Das thermoelektrische Element wird, wie in Figur 3, in die Röhre x, x gebracht und mit dem Torsions-Rheometer verbunden. Man erwärmt nun das Gefäß V sehr allmählich durch glühende Kohlen, welche man in den Ofen A, A bringt, und stellt den Hahn o wie in der Figur, so daß das aus V durch die Temperatur ausgestoßene Gas nach der Blase k gedrängt wird, während in a und b das Quecksilber im Niveau bleibt. Man schiebt den Zeiger f, f, welcher ursprünglich auf 0° auf dem Theilkreise stand, so vorwärts, daß die astatische Nadel k, k annähernd auf dem Nullpunkte der Gradbogen p, p bleibt. Nach einiger Uebung gelangt man leicht dahin, durch die Menge der Kohks im Ofen und durch Verengerung oder Erweiterung der Luftzutritts-Oeffnung constante Temperaturen zu erhalten. Man erkennt, daß die Temperatur constant geworden, wenn die Nadel k, k auf demselben Punkte bleibt, ohne daß man den Zeiger f, f verrückt. Man notirt alsdann die Zahl der Grade, welche der Zeiger f, f auf dem Theilkreise D, D anzeigt, die Temperatur der Luft des Raumes in dem der Apparat steht = t und die Temperatur des Wassers im Gefäße W = t₀, da mittelst dieser die wirkliche Stromintensität berechnet werden muß. Man dreht nun den Hahn o so, daß V mit der Meßröhre a verbunden, die Verbindung mit i und k hingegen aufgehoben wird. Ist nun die Temperatur wirklich constant geworden, so wird auch das Quecksilber in den Röhren a und b auf gleichem Niveau stehen bleiben. Am bequemsten ist es, vor der Stellung des Hahnes o durch den Hahn z so viel Quecksilber abzulassen, daß in der Röhre a gerade 13 Kub. Cent. Gas enthalten sind, und dieser Stand der Meßröhre = v wird notirt, ebenso der Stand der Manometer-Röhre = h, welcher, wenn wir so operiren, gleich Null ist. Man gießt nun vorsichtig in die Röhre b Quecksilber, bis das Volumen in a = v' nur noch 1 Kubikcentimeter ist. Um dieß zu bewirken, wird aber der Quecksilberspiegel in b höher stehen als in a; man zieht nun den Maaßstab h, h in die Höhe, bis sein Nullpunkt auf dem Theilstriche 1 der Scala g, g, welche das Volumen anzeigt, einsteht, und liest dann die Höhe der Quecksilbersäule in b über diesem Punkt ab, die = h' ist. Endlich liest man noch die Temperatur des Wassers ab, das die Röhren a und b umgibt = t₀. Hätten wir nun z.B. v = 13; v' = l; h = 0; h' = 125 Millimeter; t₀ = 21,2° und den Barometerstand 746,78 Millimeter bei 0°: so reduciren wir h' = 125 Millimeter auf 0° = 125/(1 + 0,00013135 . 21,2) = 124,75 Millim. = h', und die gesuchte Temperatur ist dann p = h + B = 746,78 p' = h' + B = 871,53 Textabbildung Bd. 177, S. 107 Hätten nun die thermoelektrischen Beobachtungen die Werthe z = 25,5''; t = 20,5°; t₀ = 25,4° und T₂ = 514 gegeben, so ist die auf das elektrische Paar wirkende Temperatur-Differenz = 775,36 – 25,4 = 750° gewesen, und dieser entspricht die Stromintensität 377, auf z = 25'' und t = 13,5° reducirt Textabbildung Bd. 177, S. 107 Da die thermoelektrischen Stromintensitäten keineswegs den Temperaturen welche sie hervorgebracht haben, proportional sind und sogar sehr viele Unregelmäßigkeiten zeigen, so ist es nothwendig solche Versuche für nicht sehr entfernte Temperatur-Intervalle anzustellen, um dadurch das Gesetz dieser Stromintensitäten festzustellen. Ein Beispiel einer solchen Versuchsreihe wird diese Bestimmung am besten klar machen. Die wirksamen Temperatur-Differenzen waren: 483,6;   584,85;   615,8;   661,74;   780,86;   867,1;   885,75 und   997,5° C. = T die denselben entsprechenden Stromintensitäten oder Rheometer-Anzeigen auf 13,5° Temperatur und 25 Secunden Oscillationsdauer = z = 207,50;     233,99;     264,90;     294,64;     376,73;     472,99;     505,73 und 655,33 = J die Quantitäten J/T = 0,42909;  0,40009;  0,43017;  0,44528;  0,48246; 0,54548;  0,57097 und 0,65698 = R. Die Differenzen dieser Quotienten geben, durch die Temperatur Differenzen dividirt, = (R – R')/(T – T') = B 0,00028643;   0,00096951;   0,00032891;   0,00031141;   0,00073076;   0,0013677 und 0,0008867. Aus den Werthen R ist ersichtlich, daß bei den hier gewählten Metallen und bei der Beschaffenheit derselben die Stromintensität zwischen den Temperaturen 207,5 und 233,99 abnimmt und dann wieder ohne große Regelmäßigkeit zunimmt. Um nun diese Werthe in eine Reihe zu bringen, hat Becquerel die Formel: J = TA + T²B gewählt, welche wohl hinlänglich genau und bequem ist. Stellen wir diese Versuchsreihe zusammen, so ergibt sich: T J J/T  = R Differenzen. B A für dieTemperatur-Intervalle. 483,6 207,50 0,42909 584,85 233,99 0,40009 – 0,02900 0,00028643 0,56759    483,6   und 584,85 615,8 264,90 0,43017 0,03008 0,00096951 0,16692    584,85 und 615,8 661,74 294,64 0,44528 0,01511 0,00032891 0,22764    615,8   und 661,74 780,86 376,73 0,48246 0,03718 0,00031141 0,23617    661,74 und 780,86 867,1 472,99 0,54548 0,03302 0,00073076 0,08816    780,86 und 867,1 885,75 505,73 0,57097 0,02549 0,00136770 0,63962    867,1   und 885,75 997,5 655,33 0,65698 0,08601 0,0008867 0,11077    885,75 und 997,5. Rechnen wir darnach die Reihe für je 50° Temperatur-Differenz, und nehmen wir an, die letzten Werthe von A und B erstrecken sich bis 1400° Temperatur, so ergibt sich: T J T J 500° 212,20          1000°   658,91 550° 225,53 1050°   732,26 600° 248,87 1100°   809,45 650° 286,92 1150°   890,52 700° 317,91 1200°   975,38 750° 352,30 1250° 1064,15 800° 397,15 1300° 1156,71 850° 453,04 1350° 1253,17 900° 523,73 1400° 1353,53 950° 589,39 Da der Zweck eines solchen Pyrometers der ist, Temperaturen zu messen, welche weit über 500° gehen, so kann man sich auf die Graduirung zwischen 500° und 1300° beschränken; weiter zu gehen, wird wohl kaum möglich seyn, da das Gas-Ausdehnungsgefäß, welches zur Graduirung dient, über 1300° erhitzt, seine Form verlieren und seine Capacität ändern dürfte, bei jedem Material woraus dasselbe angefertigt seyn möchte. Bisher ist es nicht einmal möglich gewesen, die Graduirung über 1000° auszudehnen, da das Luftpyrometer, trotz aller Sorgfalt bei dessen Construction, über diese Temperatur hinaus undicht wird, daher auch die Werthe J in vorstehender Tabelle über 1000° hinaus unsicher sind. Um wo möglich die Graduirung noch auf höhere Grade ausdehnen zu können, werde ich versuchen das Gasreservoir des Luftpyrometers so zu construiren, daß alle Verbindungsstellen außerhalb des Ofens reichen, so daß die Ausdehnung des Metalles nicht mehr schädlich einwirken kann. Obgleich Deville und Troost das Porzellan als das einzige brauchbare Material zur Anfertigung von Gaspyrometern erklären, sind auch sie nicht über 1000° hinausgegangen, und jedenfalls hat das eiserne cylindrische Reservoir den großen Vorzug, daß ihm eine viel größere Capacität gegeben werden kann; ferner ist eine Endosmose bei der Beobachtungsweise mit veränderlichen Gasquantitäten weit weniger zu fürchten als bei der bisher üblichen Methode, und was mich endlich noch am meisten für das eiserne Reservoir bestimmt, ist die Möglichkeit, eine sehr capillare Verbindungsröhre mit dem manometrischen Apparate anzuwenden, welche deren Capacität zu vernachlässigen gestattet; denn wenn diese Röhre einen größeren inneren Querschnitt hat und das Reservoir eine viel kleinere Capacität, so werden die Messungen trotz aller Corrections-Rechnungen doch nie genaue Resultate geben. Bei Pressungen von 150 Millimet. Quecksilber im Maximum, wird auch die Deformation des cylindrischen eisernen Reservoirs kaum mehr zu fürchten seyn als bei Porzellan. Auch ist das Einschieben des thermoelektrischen Paares nur bei eisernen, nicht bei porzellanenen Reservoirs möglich. Um nun durch die Stromintensität des thermoelektrischen Pyrometers die Temperatur erkennen zu können, ist es am bequemsten, aus einer solchen Versuchsreihe die Intensität für alle Temperaturgrade zu berechnen und daraus eine Tabelle zu bilden, in welcher man die gefundene und auf z = 25'' und t = 13,5° reducirte Intensität aufschlägt und der daneben stehenden Temperatur die Temperatur t₀ zufügt. Becquerel hat auch die Methode eingeschlagen, das thermoelektrische Pyrometer durch die Schmelzpunkte und Siedepunkte einiger Metalle zu bestimmen, welche Punkte zuerst durch das Gas-Pyrometer bestimmt waren. Da er aber nur Gold und Silber im chemisch reinen Zustande hatte, so ist diese Methode wenigstens einstweilen ganz unzuverlässig; sie könnte aber sehr bequem seyn, wenn man ganz reine Metalle dazu verwenden würde, deren genaue Schmelz- und Siedepunkte bis jetzt noch nicht bekannt sind. Es verdient indeß doch die Methode Erwähnung, durch welche Becquerel die Schmelzpunkte von Silber, Gold und Kupfer bestimmte, denn ich glaube er ist der erste, welcher dazu den richtigen Weg einschlug. Wenn auch die Leitungsfähigkeit der meisten Metalle sehr groß und deren latente Schmelzwärme sehr klein ist, so ist doch für das kleinste Korn dieser Metalle immer eine gewisse Zeit erforderlich, ehe dasselbe in der ganzen Masse eine gleichförmige Temperatur angenommen hat und es kann daher die Temperatur in dem Momente, wo man die Flüssigkeit dieser Masse erkennt, schon eine höhere geworden seyn als diejenige war, welche diesen Zustand herbeiführte. Ferner ist es äußerst wahrscheinlich, daß alle schmelzbaren Körper durch den Einfluß der Wärme wenigstens für einen Moment in den breiartigen Zustand übergehen, ehe sie wirklich flüssig werden; das Eisen z.B. nimmt diesen Zustand sogar zwischen einem sehr großen Temperatur-Intervall an, bis es völlige Flüssigkeit erlangt, und der Uebergang vom breiartigen Zustand in den flüssigen ist unter gewöhnlichen Umständen nicht wahrnehmbar. Alle diese Unbestimmtheiten und Unsicherheiten verschwinden, wenn man, wie Becquerel gethan hat, die zu schmelzende Substanz als feinen Faden oder Draht anwendet, diesen in einer Muffel aufhängt und die Temperatur so langsam steigert, daß man den Moment wahrnehmen kann, wo der Faden sich zu verkürzen anfängt, bis er nach einigen Secunden gänzlich abgeschmolzen ist, ohne daß sich die Temperatur in dieser Zeit merklich ändert. Will man das thermoelektrische Pyrometer durch solche Schmelzpunkte graduiren, so ist es durchaus nothwendig, daß das Ende des thermoelektrischen Paares so nahe als möglich an den verticalen Faden, in der Mitte seiner Höhe, hinrage. Dazu ist nun allerdings das Platin-Eisen-Paar weniger geeignet, denn man kann dasselbe ohne Umhüllung nicht in eine Muffel bringen, ohne daß das Eisen sich bedeutend oxydirt; es muß dasselbe in eine eiserne oder thönerne Röhre eingesenkt und in dieser mit Sand umgeben werden, und dann ist es noch fraglich ob die Temperatur des Pyrometers derjenigen des schmelzenden Metalles ganz identisch sey. Pouillet hat das Platin-Eisen-Element mit einem Flintenlauf construirt, in dessen Schwanzschraube der Platindraht eingeschweißt war, so daß letzterer mitten durch das Rohr gieng, ohne solches innerhalb der Schwanzschraube zu berühren. Das in's Feuer gesenkte Ende mit der Schwanzschraube wurde dann mit feuerfestem Thon überklebt. Da aber ein solcher Ueberzug leicht springt und wenig Sicherheit gegen rasche Oxydation gewährt, so fand ich es für besser, das thermoelektrische Element in eine Thonröhre einzuschließen und in dieser mit Sand zu umgeben. In den „Relations des expériences entreprises par ordre de M. le Ministre des travaux publics etc.“ sagt Regnault, daß die Versuchsresultate mit einem Platin-Eisen-Element mit demselben Apparate nicht genau gleich ausgefallen seyen, und er schließt daraus, daß thermoelektrische Ströme zur Bestimmung von Temperaturen nicht zulässig seyen. Allerdings gelingt eine genaue Uebereinstimmung nicht immer, da es sehr schwer ist die Temperatur des thermoelektrischen Paares derjenigen gleich zu machen, welche das controlirende Gas-Pyrometer oder das schmelzende Metall anzeigt; dieß ist bei niedrigen Temperaturen weit mehr der Fall als bei höheren, weil die Umhüllung des thermoelektrischen Elementes um so mehr Zeit braucht als die Temperatur klein ist, bis sie die Temperatur des Raumes angenommen hat, in die sie getaucht wird; wenn aber hinreichende Sorgfalt und Geduld verwendet worden, um wenigstens 15 Minuten eine constante Temperatur zu unterhalten, so werden die Versuchsresultate immer sehr annähernd gleich ausfallen; und hat man zur Graduirung des thermoelektrischen Pyrometers die nöthige Sorgfalt nicht fehlen lassen, so ist es dann leicht bei wirklichen Temperatur-Bestimmungen solche Zahlen zu erhalten, welche der Wahrheit sehr nahe kommen, indem man die Temperatur längere Zeit auf das Element einwirken läßt, ehe man die Stromintensität bestimmt. Uebrigens hat es offenbar bisher auch an einem brauchbaren Meßapparat für die Stromintensität gefehlt und ohne diesen können derartige Versuche nie gleiche Resultate geben. Thermoelektrisches Pyrometer zur Bestimmung der Temperatur der Ofenwand-Flächen. Wäre die Wärmeleitungsfähigkeit des Materiales, aus dem unsere Oefen gebaut sind, bei jeder Temperatur constant, so würde es genügen diese Leitungsfähigkeit ein für allemal zu bestimmen, und es wäre dann leicht, aus der gefundenen Ofentemperatur den Wärmeverlust zu berechnen, welcher durch die Ofenwände mittelst Transmission an die äußere Luft stattfindet. Da dieß aber nicht der Fall ist, so ist es nothwendig die Temperatur der äußeren Ofenwand-Flächen genau zu bestimmen, woraus dann die Transmission welche dieser Temperatur zukommt, sehr leicht und sehr annähernd zu erheben ist. Es gilt dafür die bekannte Formel von Dulong Smaφ (a ± 1) + Lntb und es handelt sich nur darum, die Temperatur der Luft = φ und die der Ofenwand = t₁ zu bestimmen, um den Werth t = t₁ – φ zu erhalten. Die Werthe von S sind für fast alle Baumaterialien gleich 3,62, die Werthe von L wechseln mit der Lage und der Höhe der transmittirenden Flächen und sind für horizontale Flächen = 1,778 und für verticale Flächen von 2 3 5 8 12 15 Meter Höhe L = 2,21; 2,13; 2,05; 1,99;   1,95 u.   1,92 Unter diesen Annahmen habe ich eine Tabelle gefertigt für Temperatur-Differenzen von 1° bis 400°, so daß man einfach die Temperatur-Differenz der Ofenwand-Fläche gegen die Luft aufzuschlagen hat, um die entsprechende Wärmemenge zu finden, welche per 1 Quadrat-Meter Fläche und per Stunde transmittirt wird. Da man nicht den Wärmeverlust zu kennen wünscht, der in einem gegebenen Augenblicke stattfindet, sondern einen mittleren Werth, so ist in dieser Tabelle der Werth φ = 10° C. angenommen; somit ist t stets um 10° niedriger als die Temperatur der Ofenwand-Fläche. Wäre letztere z.B. 379°, so ist t = 369; wäre die Fläche eine verticale von circa 2 Meter Höhe, so finden wir in der Tabelle den entsprechenden Werth = Smaφ (a ± 1) + Lntb = 7767,7 + 1784,4 = 9552,1 W. E. Es versteht sich, daß die Wandflächen-Temperatur an verschiedenen Stellen gemessen werden muß, und daß das Endresultat als Summe von Flächen verschiedener Temperatur in Rechnung zu bringen ist. Solche Messungen lassen sich nun sehr leicht durch ein elektromotorisches Element ausführen, welches so angeordnet ist, daß die elektromotorischen Drähte mit der Ofenwand in innige Berührung gebracht werden können. Zu diesem Ende habe ich den Apparat Fig. 5 und 6 construirt. Derselbe besteht in einem Messingblech-Cylinder, welcher an beiden Enden mit quadratischen Holzscheiben versehen ist, auf denen der Cylinder horizontal ruht. An der oberen Wölbung des Cylinders ist eine Dille angebracht, welche einerseits dazu dient, denselben mit Wasser zu füllen, andererseits ein Thermometer einzusenken das die Temperatur des Wassers angibt. Der Achse des Cylinders parallel gehen zwei Glasröhren durch denselben, welche an beiden Enden um einige Centimeter hervorragen und die elektromotorischen Drähte aufnehmen. Diese Drähte sind am einen Ende breit geschlagen und mit kleinen Nieten von einem der elektromotorischen Metalle fest über einander genietet. Dieses flach geschlagene und übereinander gelegte Stück ist gerade so lang als die Distanz der beiden Glasröhren, und von da biegen sich die Drähte rechtwinkelig in die Glasröhren ein und ragen am anderen Ende derselben um 1 Centimeter hervor, um sie durch Klemmschrauben mit den zum Torsions-Rheometer führenden Leitungsdrähten in Verbindung zu setzen. Sind indessen beide Drähte ein anderes Metall als dasjenige der Leitungsdrähte, so sind beide elektromotorische Drähte innerhalb der Glasröhren mit dem Metalle zu verbinden, aus dem die Leitungsdrähte bestehen, damit diese Verbindungsstellen die Temperatur des die Glasröhren umgebenden Wassers annehmen. Da ich zu diesem Apparate Kupfer und Messing als elektromotorisches Element gewählt habe und die Leitungsdrähte von Kupfer sind, so ist nur der Messingdraht innerhalb der Glasröhre durch ein feines Kupferröhrchen verlängert. Der Cylinder ist von solcher Größe gewählt, daß er mit Wasser gefüllt 2–2 1/2 Kilogramme wiegt; dadurch wird erstens die Wassermenge so groß, daß deren Temperatur nicht gar zu schnell steigt und zweitens wird der gegen die Ofenwand fest angedrückte Apparat vermöge seines Gewichtes an seiner Stelle unbeweglich bleiben und die innige Berührung mit der Ofenwand erhalten. Ich habe gefunden, daß Kupfer und Messing bei niedriger Temperatur intensivere Ströme geben als alle anderen Elemente mit Ausnahme von Wismuth und Antimon, die aber, besonders ersteres wegen seines niedrigen Schmelzpunktes, in diesem Falle sich nicht eignen würden. Folgendes ist das Gesetz, nach welchem die Stromintensitäten den Temperaturen folgen, für diejenigen Drähte aus denen mein Apparat construirt ist. T J J/T (R – R')/(T – T')= B A für die Intervalle   50   14,652 0,29304 0,0013320 0,22644 =       50    – 100 100   35,964 0,35964 0,0003560 0,32404     100    – 150 150   56,610 0,37740 0,0002108 0,34578     150    – 200 200   77,587 0,38794 0,0000200 0,38394     200    – 250 250   97,235 0,38894 – 0,0004465 0,50057     250    – 295,8 295,8 109,00 0,36894 0,00027716 0,28652     295,8 – 374,6 374,6 146,22 0,39033 Es ist unnütz, hier die Rechnungsresultate mitzutheilen, welche aus diesen Beobachtungen sich für die Temperaturen zwischen 50 u. 374,6° ergeben, da jeder andere Draht ähnlicher Metalle einem etwas variirenden Gesetze folgt, daher Jeder der von einem solchen Apparate Gebrauch machen will, für seine Drähte entweder selbst oder durch den Mechaniker der ihm den Apparat liefert, das Stromintensitäts-Gesetz durch Versuche feststellen oder feststellen lassen muß. Es versteht sich, daß die beobachtete Torsion wie bei dem Platin-Eisen-Pyrometer jedesmal auf z = 25'' und t = 13,5° zu reduciren ist und daß die Temperatur des Wassers im Kühlgefäße von derjenigen abzuziehen ist, welche der reducirten Stromintensität entspricht. Das bei der Beobachtung auszufüllende Schema ist also: die Schwingungszeit der Nadel am Rheometer = z, die Temperatur des Raumes und folglich der Leitungs- und Rheometerdrähte = t, die Temperatur des Kühlwassers, in welches das Element eingetaucht ist = t₀. Hätten wir z.B. z = 26'', t = 28°, t₀ = 36° u. T₂ = 136, so ist die auf z = 25'' u. t = 13,5° reducirte Stromintensität: Tabelle A Log für       28° = 0,97494 – 1 „ B    „   für z = 26'' = 0,96594 – 1 Log T₂ = 2,13354 ––––––––– 2,07442 = N . 118,69 = J. Nun entspricht dieser Intensität nach obigen Versuchsresultaten die Temperatur T = 316°, von welcher aber t₀ =   36° abzuziehen ist. –––––– Somit ergibt sich 280° als gemessene Ofenwand-Temperatur. Zur Messung der inneren Ofen-Temperatur hat man z.B. z = 26,5'' = Log 0,98280 – 1 t = 20,5° = Log 0,98776 – 1 T₂ = 377° = Log 2,57634 –––––––– 2,54690 = J = 352,29, welche der Temperatur 750° entsprechen; davon ist aber der Werth t₀, zu 37° angenommen, in Abzug zu bringen, wodurch die gemessene Temperatur = 713° wird. Schließlich habe ich noch dem Herrn Mechanicus Oechsle in Pforzheim, welcher mich durch die Anfertigung der thermoelektrischen Apparate, und Hrn. Johann Fink in Straßburg, welcher mich hauptsächlich bei der Anfertigung der luftpyrometrischen Apparate und dann mit Aufopferung bei den Versuchen unterstützte, meinen öffentlichen Dank abzustatten. Straßburg, den 5. Juni 1865. TabelleA. Corrections-Coefficienten für den Leitungswiderstand von Kupferdrähten, Normaltemperatur = 13,5° C. x = 0,004097. TemperaturderLuft = t Log 1/(1 + xt) TemperaturderLuft = t Log 1/(1 + xt) TemperaturderLuft = t Log 1/(1 + xt)       0 0,02338       12   0,00266       24 0,98171 – 1       0,5 0,02554       12,5   0,00178       24,5 0,98086 – 1       1 0,02169       13   0,00039       25 0,98001 – 1       1,5 0,02084       13,5   0,00000       25,5 0,97916 – 1       2 0,01999       14   0,99911 – 1       26 0,97831 – 1       2,5 0,01914       14,5   0,99822 – 1       26,5 0,97746 – 1       3 0,01829       15   0,99734 – 1       27 0,97662 – 1       3,5 0,01744       15,5   0,99646 – 1       27,5 0,97578 – 1       4 0,01658       16   0,99558 – 1       28 0,97494 – 1       4,5 0,01572       16,5   0,99469 – 1       28,5 0,97410 – 1       5 0,01486       17   0,99381 – 1       29 0,97326 – 1       5,5 0,01400       17,5   0,99294 – 1       29,5 0,97243 – 1       6 0,01314       18   0,99206 – 1       30 0,97159 – 1       6,5 0,01224       18,5   0,99120 – 1       30,5 0,97076 – 1       7 0,01141       19   0,99033 – 1       31 0,96992 – 1       7,5 0,01055       19,5   0,98945 – 1       31,5 0,96910 – 1       8 0,00967       20   0,98859 – 1       32 0,96828 – 1       8,5 0,00880       20,5   0,98776 – 1       32,5 0,96745 – 1       9 0,00794       21   0,98686 – 1       33 0,96662 – 1       9,5 0,00706       21,5   0,98600 – 1       33,5 0,96580 – 1     10 0,00619       22   0,98514 – 1       34 0,96498 – 1     10,5 0,00531       22,5   0,98428 – 1       34,5 0,96416 – 1     11 0,00442       23   0,98342 – 1       35 0,96334 – 1     11,5 0,00354       23,5   0,98256 – 1 TabelleB. Verhältniß der Quadrate der Schwingungszeiten zur Correction der beobachteten Torsionsgrade, Normalzeit = 25 Secunden. z Log 25²/z z Log 25²/z z Log 25²/z 24'' 0,03546 26,25 0,95762 – 1 28,50 0,88619 – 1 24,25 0,02646 26,50 0,94939 – 1 28,75 0,87861 – 1 24,50 0,01735 26,75 0,94124 – 1 29 0,87109 – 1 24,75 0,00873 27 0,93316 – 1 29,25 0,86364 – 1 25 0,00000 27,25 0,92515 – 1 29,50 0,85619 – 1 25,25 0,99136 – 1 27,50 0,91722 – 1 29,75 0,84891 – 1 25,50 0,98280 – 1 27,75 0,90936 – 1 30 0,84164 – 1 25,75 0,97433 – 1 28 0,90157 – 1 26 0,96594 – 1 28,25 0,89385 – 1