Prozesse bedingten Wärmeerscheinungen. Die neuere Physik lehrt
bekanntlich, daß der Wärmezustand eines Körpers
bedingt werde durch die Art der Bewegung der kleinsten
Massenteilchen, der Moleküle. Je schneller sich diese Teilchen
bewegen, je größer ihre lebendige Kraft ist, um so
wärmer erscheint uns der Körper, dem sie angehören;
je geringer dagegen die Geschwindigkeit der Moleküle ist, um
so weniger Wärme wird der Körper zu enthalten scheinen.
Mithin muß, wenn durch irgendwelche äußere
Einwirkung oder innere Veränderung die Bewegung der
Moleküle in einem beliebigen Massensystem geändert wird,
auch der Wärmezustand dieses Systems eine Veränderung
erleiden. Wenn sich zwei isolierte Gasatome, die sich vollkommen
unabhängig voneinander bewegen, zu einem Molekül
vereinen, so werden bedeutende Bewegungsgrößen
zerstört, da die früher frei beweglichen Atome durch die
chemische Verbindung gezwungen sind, sich innerhalb bestimmter
Grenzen zu bewegen. Der scheinbare Wärmeinhalt des Systems
wird also nach der Vereinigung der beiden Atome ein geringerer
sein, es wird während der Vereinigung Wärme nach
außen abgegeben. Mithin wird bei der chemischen Vereinigung
zweier Atome stets Wärme frei. Zur Trennung der chemisch
vereinten Atome ist die Anziehungskraft zu überwinden, welche
die Atome zwingt, sich innerhalb bestimmter Grenzen zu bewegen; den
Atomen ist eine so lebhafte Bewegung mitzuteilen, daß sie
sich voneinander losreißen, sich unabhängig voneinander
bewegen können. Es wird also bei der Zersetzung einer
chemischen Verbindung Wärme von außen zugeführt
werden müssen, es wird Wärme gebunden werden und zwar
genau so viel, wie bei der Entstehung der betreffenden Verbindung
frei geworden war. Da nun aber bei der Entstehung einer chemischen
Verbindung um so mehr Wärme frei wird, je größer
die durch die Affinität zerstörten oder richtiger in
Wärme verwandelten Bewegungsgrößen der
Elementaratome oder nähern Bestandteile der fraglichen
Verbindung waren, so gibt die frei werdende Wärmemenge ein
relatives Maß der bei der Entstehung der fraglichen
Verbindung sich betätigenden Verwandtschaftskräfte ab,
vorausgesetzt, daß nicht anderweitige physikalische oder
chemische Vorgänge, welche sich neben der eigentlichen
Reaktion abspielen, von Wärmeerscheinungen begleitet sind. Das
letztere ist nun gewöhnlich der Fall, so daß die
thermochemischen Daten nur mit Vorsicht als Maß für die
chemischen Verwandtschaftskräfte zu benutzen sind. Wenn bei
der Vereinigung von Wasserstoff und Chlor zu gasförmiger
Chlorwasserstoffsäure 22 Kal. entwickelt werden, so ist diese
Wärmeentwickelung nicht durch die bei der Vereinigung der
beiden Gase in Frage kommende Affinität allein bedingt,
sondern es kommen noch andre Faktoren in Betracht. Der Prozeß
ist nicht: H+Cl==HCl, sondern: H2+Cl==2HCl, d. h. es müssen
erst die Wasserstoff- und die Chlormoleküle in die diskreten
Atome zerlegt werden, ehe die letztern sich zu Chlorwasserstoff
vereinigen können. Die oben angeführte
Wärmetönung gibt also die Bildungswärme des
Chlorwasserstoffs, vermindert um die Zersetzungswärme der
Wasserstoff- und der Chlormoleküle. Aus dem Umstand, daß
jede Wärmetönung, wie sie durch die direkte Beobachtung
gegeben wird, als eine Differenz angesehen werden muß, ergibt
sich auch die Erklärung für die sonst
schwerverständliche Thatsache, daß viele Verbindungen
unter Wärmeabsorption entstehen. Nichtsdestoweniger haben die
thermochemischen Daten als relatives Maß der bei einem
chemischen Prozeß zum Ausgleich kommenden Affinitäten
ihren hohen Wert. Man darf eben nur auf solche Prozesse
bezügliche Zahlen direkt miteinander vergleichen, welche
analog verlaufen und Produkte von analoger Konstitution liefern, so
daß man eine annähernde Gleichheit der sekundären
Wärmeerscheinungen annehmen kann. Die letztern werden sich
dann bei der Differenzierung aufheben.
Es gibt eine Reihe wichtiger chemischer Prozesse, deren Verlauf
teils wegen der Langsamkeit der Reaktion, teils wegen der geringen
Beständigkeit der dabei entstehenden Produkte und aus
ähnlichen Gründen keiner genauen thermischen Untersuchung
unterzogen werden kann. Will man nun dennoch einen Aufschluß
über die durch derartige Prozesse bedingten
Wärmeerscheinungen erhalten, so muß man mittels
Rechnungsoperationen aus anderweitigen Versuchsdaten
erschließen, was die direkte Beobachtung nicht ergeben kann.
Die Handhabe für diese Rechnungen bietet der sogen. zweite
Hauptsatz der T., welcher aussagt, daß, wenn ein System
einfacher oder zusammengesetzter Körper unter bestimmten
äußern Umständen und Bedingungen chemische und, wie
wir gleich hinzusetzen können, physikalische
Veränderungen erleidet, die dabei auftretende
Wärmeabsorption oder Emission allein von dem Anfangszustand
und dem Endzustand des Systems abhängig ist und dieselbe
bleibt, welches immer die Beschaffenheit und die Aufeinanderfolge
der Zwischenzustände sei. Es geht daraus hervor, daß,
wenn ein System von zwei verschiedenen Anfangszuständen zu
demselben Endzustand oder von einem und demselben Anfangszustand zu
zwei verschiedenen Endzuständen übergeführt wird,
die Differenz der diesen beiden Prozessen entsprechenden
Wärmetönungen diejenige Wärmetönung ergibt,
welche dem übergang des Systems aus dem einen Anfangs-, bez.
Endzustand in den andern entspricht. Die Affinitätskräfte
beruhen auf der Zerstörung von Bewegungsgrößen oder
richtiger auf ihrer Verwandlung in Wärme. Jedes bewegte
Massensystem strebt aber dem Zustand des stabilen Gleichgewichts
zu, und das Gleichgewicht ist am stabilsten, wenn das System den
größtmöglichen Verlust an lebendiger Kraft er-
643
Thermochrose - Thermoelektrizität.
litten hat. Mithin ist stets die wahrscheinlichste Reaktion,
vorausgesetzt, daß nur die Affinitätskräfte den
Verlauf derselben bedingen, diejenige, bei welcher die Atome den
größten Verlust an lebendiger Kraft erleiden, bei
welcher also die größte Wärmemenge entwickelt wird.
Dies Prinzip der größten Arbeit, das am meisten
bestreitbare und auch bestrittene Prinzip der T., ist nur eine
erste Annäherung, welche man unter Vernachlässigung aller
sekundären Kräfte erhält, und welche ihren Wert nur
so lange bewahren kann, als diese Vernachlässigung statthaft
ist. Unter dieser Voraussetzung hat das Prinzip für die
Beurteilung der Wahrscheinlichkeit einer Reaktion seinen
großen Wert. Ein Problem, an dessen Lösung man oft
gezweifelt hat, ist das, was eintritt, wenn man eine Säure auf
das Salz einer andern Säure einwirken läßt. Bringt
man z. B. Natriumsulfat und Salpetersäure zusammen, so
könnten folgende Reaktionen eintreten: die Salpetersäure
könnte die Schwefelsäure vollkommen verdrängen, so
daß in der Lösung schließlich nur Natriumnitrat
und freie Schwefelsäure vorhanden wären. Es könnte
aber auch eine nur teilweise Verdrängung der
Schwefelsäure eintreten, so daß wir eine Mischung von
Natriumnitrat und Natriumsulfat, von freier Salpetersäure und
freier Schwefelsäure in der Endlösung anzunehmen
hätten. Die Schwefelsäure würde sich dann aller
Wahrscheinlichkeit nach mit dem Natriumsulfat zu Natriumbisulfat
vereinigen. Die T. hat die vollkommene Sicherheit dafür
verschafft, daß die zuletzt erwähnte Teilung im
Schoß der Lösung vor sich geht. Die T. liefert also
nicht allein die Mittel, um die Affinitätskräfte einer
genauen relativen Messung zu unterziehen, sie gibt zugleich
Aufschluß über die Wirkungen dieser Kräfte in
Fällen, wo alle rein chemischen Methoden bisher versagt haben.
Sie gibt die Handhabe, um über die Möglichkeit, in vielen
Fällen sogar über die Wahrscheinlichkeit des Verlaufs
eines chemischen Prozesses von vornherein zu entscheiden, und
eröffnet der theoretischen chemischen Forschung dadurch ganz
neue Bahnen. Vgl. Berthelot, Méchanique chimique (Par. 1879,
2 Bde.); Thomsen, Thermochemische Untersuchungen (Leipz. 1882-1886,
4 Bde.); Naumann, Lehr- und Handbuch der T. (Braunschw. 1882);
Jahn, Grundsätze der T. (Wien 1882); Horstmann, Theoretische
Chemie einschließlich der T. (Braunschw. 1885); Ditte,
Anorganische Chemie, gegründet auf die T. (deutsch von
Böttger, Berl. 1886).
Thermochrose (griech., Wärmefärbung), s.
Wärmestrahlung.
Thermoelektrizität (griech.), durch Wärme
hervorgerufene Elektrizität. Lötet man einen Bügel m
n (Fig. 1) von Kupfer an einen Wismutstab o p und erwärmt die
eine Lötstelle, so zeigt eine innerhalb des Bügels auf
einer Spitze schwebende Magnetnadel a durch ihre Ablenkung,
daß ein elektrischer Strom entstanden ist, welcher an der
erwärmten Lötstelle vom Wismut zum Kupfer übergeht.
Wird die Lötstelle unter die Temperatur der umgebenden Luft
abgekühlt, so entsteht ein thermoelektrischer Strom von
entgegengesetzter Richtung. Verbindet man einen Antimonstab mit dem
Kupferbügel, so geht der Strom an der erwärmten
Lötstelle vom Kupfer zum Antimon. Einen solchen aus zwei
Metallen, welche an zwei Stellen miteinander verlötet sind,
gebildeten Bogen nennt man ein geschlossenes thermoelektrisches
Element (Thermoelement). Zwei Metallstäbchen, welche
bloß am einen Ende zusammengelötet sind, während
die freien Enden Leitungsdrähte tragen, bilden ein offenes
thermoelektrisches Element (Fig. 2), das zu einem geschlossenen
wird, wenn man die Drahtenden miteinander in leitende Verbindung
bringt. Die verschiedenen Metalle lassen sich in eine Reihe
(thermoelektrische Spannungsreihe) derart ordnen, daß, wenn
man aus zwei derselben ein Element bildet und die Lötstelle
erwärmt, der positive Strom von dem in der Reihe höher
stehenden Metall zu dem tiefer stehenden übergeht; diese Reihe
ist: Wismut, Quecksilber, Platin, Gold, Kupfer, Zinn, Blei, Zink,
Silber, Eisen, Antimon. Einige Schwefel- und Arsenmetalle sowie
einige Oxyde, z. B. Kupferkies, Arsenikkies, Bleiglanz, Pyrolusit
etc., stehen noch über dem Wismut, eine Legierung aus 2 Teilen
Antimon mit 1 Teil Zinn noch unter dem Antimon. Zur Konstruktion
möglichst wirksamer Thermoelemente wählt man zwei
Metalle, welche in der Spannungsreihe weit voneinander entfernt
stehen, z. B. Wismut und Antimon. Die Wirkung wird verstärkt,
wenn man mehrere Elemente nach Art der Voltaschen Säule zu
einer thermoelektrischen Säule (Thermosäule, Fig. 3)
verbindet; mehrere Stäbchenschichten, deren Zwischenräume
mit einer isolierenden Substanz ausgegossen sind, werden, zu einem
Bündel vereinigt, in eine Fassung p (Fig. 4) gebracht, so
daß ihre Endstäbchen mit den Stiften x und y in
leitender Berührung stehen. Eine solche Thermosäule in
Verbindung mit einem Galvanometer (Multiplikator) wird
Thermomultiplikator genannt und bildet ein sehr empfindliches
Mittel zum Nachweis und zur Messung der strahlenden Wärme.
Marcus hat eine größere Thermosäule konstruiert,
worin einerseits eine Legierung aus 10 Teilen Kupfer, 6 Teilen Zink
und 6 Teilen Nickel, an-
41*
644
Thermograph - Thermometer.
derseits eine solche aus 12 Teilen Antimon, 5 Teilen Zinn und 1
Teil Wismut angewandt wird. Die eine Reihe der Lötstellen wird
durch Flammen erwärmt, die andre durch Wasser oder Eis
gekühlt. 30 Elemente dieser Art erzeugen einen Elektromagnet
von 75 kg Tragkraft. Weit günstigere Resultate gibt die
Thermosäule von Noë, deren 20 Elemente sternförmig
angeordnet sind, von der Mitte aus durch einen Bunsenschen Brenner
erwärmt werden und durch Vermittelung kupferner Blechspiralen
die Wärme an die Luft abgeben. Ebenfalls auf Luftkühlung
eingerichtet ist die Clamondsche Thermosäule; auch sie wird
von einem cylindrischen Hohlraum aus geheizt, um welchen die
Elemente in übereinander geschichteten Kränzen aufgebaut
sind. Vier solche Säulen zu je 400 Elementen, welche zusammen
pro Stunde 3,2 cbm Gas verzehren, ersetzen 50 Bunsenelemente und
können demnach elektrisches Kohlenlicht erzeugen. Leitet man
durch ein Thermoelement einen galvanischen Strom, so bringt
derselbe an der Lötstelle eine Temperaturveränderung
hervor, welche derjenigen entgegengesetzt ist, die einen
Thermostrom von gleicher Richtung erzeugen würde. Geht z. B.
der galvanische Strom vom Antimon zum Wismut, so erwärmt sich
die Lötstelle; sie kühlt sich dagegen ab, wenn der Strom
vom Wismut zum Antimon übergeht (Peltiers Phänomen).
Thermograph (griech.), s. Registrierapparate.
Thermographie (griech.), graphische Darstellung der
Schwankungen der Körpertemperatur bei fieberhaften
Krankheiten; auch ein dem Naturselbstdruck (s. d.) ähnliches
Verfahren mechanischer Vervielfältigung, von Abate in Neapel
erfunden, das aber nur geringe Verbreitung gefunden hat.
Thermohypsometer (griech.), s. Barothermometer.
Thermolyse (griech.), s. v. w. Dissociation.
Thermometer (griech., Wärmemesser), Instrument zur
Bestimmung der Temperatur. Bei den gewöhnlichen Thermometern
mißt man die durch das Fallen und Steigen der Temperatur
veranlaßten Volumveränderungen einer in einem
Gefäß mit Kapillarrohr eingeschlossenen
Flüssigkeit, besonders des Quecksilbers. Das Gefäß
ist am besten cylindrisch, weil es bei dieser Form im
Verhältnis zu der von ihm aufgenommenen Quecksilbermenge der
Umgebung eine größere Oberfläche darbietet. Je
größer die Kapazität des Gefäßes im
Verhältnis zum Querschnitt des Kapillarrohrs ist, desto
merklicher wird das Steigen oder Sinken des Quecksilbers bei
gleicher Änderung der Temperatur sein. Das Rohr des
Thermometers muß überall gleiche innere Weite haben, so
daß ein Quecksilberfaden an allen Stellen desselben gleiche
Länge behält. Bei der Anfertigung des Thermometers wird
die Luft vollständig aus dem Instrument entfernt. Der Raum
über dem Quecksilber muß absolut luftleer sein, so
daß letzteres das Rohr beim Umkehren des Instruments bis in
die äußerste Kuppe füllt. Das fertige T. wird in
schmelzendes Eis getaucht und der Stand des Quecksilbers bestimmt.
So erhält man den Gefrierpunkt. Zur Bestimmung des
Siedepunktes hängt man das T. in einer Röhre auf, durch
welche der Dampf von kochendem destillierten Wasser strömt,
und markiert den Stand des Quecksilbers. Durch den Druck der
äußern Luft auf das luftleere Instrument wird das
Gefäß des letztern etwas zufammengepreßt und
dadurch die Skala etwas verrückt. Es ist deshalb der
Gefrierpunkt nach längerer Zeit wiederholt zu bestimmen. Den
Raum zwischen Gefrier- und Siedepunkt teilt Reaumur in 80, Celsius
in 100 Teile oder Grade. Auf den Fahrenheitschen Thermometern ist
der Eispunkt mit 32, der Siedepunkt mit 212 bezeichnet, der 0-Punkt
liegt also 3.2° F. unter dem Eispunkt. Die Grade über dem
Gefrierpunkt werden durch das Zeichen +, die unter dem Gefrierpunkt
durch - bezeichnet. Um die Angaben einer der verschiedenen Skalen
in eine andre zu übertragen, dienen folgende Formeln:
t° C. = 8/10 t° R. oder 9/5 t + 32° F.,
t° R. = 10/8 t° C. oder 9/4 t + 32° F.,
t° F. = 5/9 (t -32)° C. oder 4/9 (t - 32)° R.
Vergleichnng der Thermometerskalen.
C. R. F. C. R. F.
-40 -32 -40 35 28 95
-35 -28 -31 40 32 104
-30 -24 -22 45 36 113
-25 -20 -13 50 40 122
-20 -16 - 4 55 44 131
-15 -12 5 60 48 140
-10 - 8 14 65 52 149
- 5 - 4 23 70 56 158
0 0 32 75 60 167
5 4 41 80 64 176
10 8 50 85 68 185
15 12 59 90 72 194
20 16 68 95 76 203
25 20 77 100 80 212
30 24 86
Bei Siedepunktbestimmungen ist immer der Barometerstand zu
berücksichtigen, weil das Sieden einer Flüssigkeit von
dem auf ihr lastenden Druck abhängig ist. Die
Thermometerskalen beziehen sich stets auf normalen Barometerstand
von 760 mm. Über den Siedepunkt des Wassers hinaus trägt
man die Skala empirisch auf und kann sie bis fast zum Siedepunkt
des Quecksilbers ausdehnen. Bei -40° gefriert das Quecksilber,
und man bedient sich daher zur Messung
Fig. 1. Rutherfords Maximum- und Minimumthermometer.
niedriger Temperaturen des Alkoholthermometers, welches ebenso
wie das Quecksilberthermometer angefertigt und nach einem solchen
graduiert wird. Rutherfords Maximum- und Minimumthermometer
(Thermometrograph, Fig. 1) gibt die höchste und die niedrigste
Temperatur an, welche in einer gewissen Zeit geherrscht hat. Es
besteht aus einem Weingeist- und einem Quecksilberthermometer,
deren Röhren horizontal liegen. In der Röhre des
Quecksilberthermometers schiebt das Quecksilber einen feinen
Stahlcylinder vor sich her, läßt ihn aber liegen, wenn
es sich bei fallender Temperatur zusammenzieht. Im
Weingeistthermometer befindet sich ein feines Glasstäbchen,
welches aus
645
Thermometer (zu verschiedenen Zwecken).
dem Weingeist nicht herauszufallen vermag; es folgt dem beim
Sinken der Temperatur sich zusammenziehenden Weingeist, bleibt aber
liegen, wenn der Weingeist sich wieder ausdehnt. Das Sixsche
Maximum- und Minimumthermometer (Fig. 2) besteht aus einer
heberförmig gebogenen Röhre n o p, deren unterer Teil
Quecksilber enthält. Das Gefäß d und der linke
Schenkel sind bis auf das Quecksilber mit Weingeist gefüllt;
im rechten Schenkel, der mit dem Gefäß q endigt,
befindet sich über dem Quecksilber ebenfalls Weingeist. Jeder
Schenkel der Röhre enthält in seinem mit Weingeist
gefüllten Teil einen Stahlstift a und b, von denen der
letztere bei steigender Temperatur, der erstere bei fallender
Temperatur durch das Quecksilber hinaufgeschoben und beim
Rückgang des Quecksilbers stehen gelassen wird. Der Stift a
gibt also das Minimum, der Stift b das Maximum der Temperatur seit
der letzten Einstellung an. Die Einstellung wird durch einen
kleinen von außen an die Röhre gehaltenen Magnet
bewirkt, durch welchen man die beiden Stifte wieder bis zu den
Quecksilberkuppen herabzieht. Das Six-T. ist namentlich zum Messen
der Temperatur der Meerestiefen sehr geeignet. Zur Messung der
menschlichen Blutwärme gebrauchen die Ärzte ein kleines
Maximumthermometer, das sogen. Fieberthermometer (Fig. 3,
natürliche Größe), von dessen Quecksilbersäule
das obere Stück durch eine ganz kleine Luftblase von dem
übrigen Queck-Silber abgetrennt ist. Beim Steigen wird der
abgetrennte Faden vorgeschoben und bleibt bei der Abkühlung an
der erreichten Stelle stehen. Durch Schwingen des Thermometers
muß vor jeder neuen Beobachtung der abgetrennte Faden wieder
bis zum übrigen Quecksilber zurückgeführt werden,
wobei eine doppelte Umbiegung der Röhre eine völlige
Vereinigung mit diesem verhindert. Beim Gebrauch steckt man das
Gefäß des Thermometers in die Achselhöhle oder in
den After des Kranken und wartet 10 Minuten bis zur Ablesung. Die
Einteilung gestattet, Zehntelgrade abzulesen, und braucht nur im
Bereich der vorkommenden Bluttemperaturen ausgeführt zu sein.
Das Geothermometer zum Messen der Temperatur in Bohrlöchern
ist ein Ausflußthermometer, es besitzt ein großes
cylindrisches Gefäß, welches mittels Korks zwischen zwei
durch Schrauben verbundene Metallplatten eingeklemmt ist; die
Röhre ist oben offen u. so kurz, daß der Endpunkt der
Skala noch unter der zu messenden Temperatur liegt. Füllt man
nun das Rohr vollständig mit Quecksilber u.
überläßt das Instrument einige Zeit neben einem
gewöhnlichen T. sich selbst, so kann man die Temperatur,
welche es anzeigt, als T notieren; senkt man es dann ins Bohrloch,
so dehnt sich das Quecksilber aus, und ein Teil desselben
fließt aus. Nach dem Versuch zeigt das Geothermometer t1°
und ein gewöhnliches T. daneben t°, wobei t1 kleiner ist
als t. Die Temperatur im Bohrloch ist dann x=t-t1+T. Für
wissenschaftliche Zwecke wendet man das Luftthermometer (s.
Ausdehnung, S. 110) an, bei welchem die Ausdehnung oder
Druckzunahme eines bestimmten Volumens Luft gemessen wird. Dieses
Instrument gibt zwischen 0 und 100° dieselben Grade an wie das
Quecksilberthermometer, über 100° hinaus gibt dagegen
letzteres stets höhere Temperaturen an. Das Quecksilber dehnt
sich nämlich von 0-100° gleichförmig, von 100° an
aber in einem stärkern Verhältnis aus. Nur die Ausdehnung
der Luft ist der absorbierten Wärmemenge stets proportional,
und deshalb muß man auch, wenn es sich um genaue Bestimmung
höherer Temperaturen handelt, stets das Luftthermometer
anwenden. Die Benutzung desselben ist aber umständlich, da man
die Temperatur nicht direkt ablesen, sondern jedesmal durch einen
mehr oder minder umständlichen Versuch ermitteln muß.
Das Metallthermometer von Breguet (Fig. 4) ist ein
spiralförmig gewundenes, 1-2 mm breites Band, das aus Silber,
Gold u. Platin besteht. Drei Streifchen dieser Metalle sind so
aufeinander gelötet, daß sich das Gold in der Mitte
zwischen dem stärker ausdehnbaren Silber u. dem weniger
ausdehnbaren Platin befindet, und dann zu einem sehr dünnen
Band ausgewalzt. Das eine Ende der Spirale A ist an einem Stativ
befestigt, das andre B trägt einen Zeiger cd, der über
einer Kreisteilung schwebt. Beim Wechsel der Temperatur windet sich
die Spirale auf oder zu und bewegt so den Zeiger, dessen Angaben
nach einem guten Quecksilberthermometer reguliert werden. Das
Instrument ist äußerst empfindlich. Bei dem abgebildeten
Metallthermometer hängt ein an der Nadel cd befestigtes
Stäbchen in das Quecksilbergefäß H H herab, welches
mit dem Messingbügel N N A nur durch das Spiralband in
leitender Verbindung steht. Wird nun das
Quecksilbergefäß mit dem einen, der Messingbügel
mit dem andern Pol eines galvanischen Stromerzeugers verbunden, so
geht der Strom durch das Spiralband, welches sich infolgedessen
erwärmt, und die Nadel dreht sich um eine der Stärke des
Stroms entsprechende Anzahl von Graden. Das Quadrantenthermometer
(Fig. 5) enthält ein innen aus
646
Thermometer (Tiefsee -T.).
Kupfer, außen aus Platin bestehendes, kreisförmig
gebogenes Band fgh, dessen eines Ende f befestigt ist, während
das andre t t mittels eines Hebelwerks boa durch den gezahnten
Bogen cd einen Zeiger z z in Bewegung setzt, sobald sich das Band
mehr streckt oder biegt. Bei abnehmender Temperatur bewirkt die
Spiralfeder s s eine Drehung in entgegengesetzter Richtung. Auf
demselben Prinzip beruht das Metall-Maximum- und Minimumthermometer
von Herrmann und Pfister (Fig. 6). Das eine Ende der Spirale s s,
welche aus zwei Metallstreifen, außen Stahl, innen Messing,
zusammengelötet ist, ist an einen festen Metallzapfen a
angeschraubt, das andere Ende b ist frei. Steigt die Temperatur, so
dehnt sich das Messing stärker aus als der Stahl, die Spirale
öffnet sich etwas, ihr freies Ende geht nach links u. schiebt
den leicht beweglichen Zeiger cd mittels des Stifts p vor sich her;
beim Erkalten schließt sich die Spirale wieder mehr, ihr
freies Ende bewegt sich nach rechts, läßt den Zeiger cd
auf der erreichten Maximaltemperatur stehen und schiebt nun den
Zeiger fg mittels des Stifts q nach rechts, wo derselbe bei
erneuter Erwärmung stehen bleibt und das Temperaturminimum
anzeigt. Die bogenförmige Skala wird durch Vergleichung mit
einem Quecksilberthermometer graduiert. Solche Spiralen eignen sich
sehr gut zur Konstruktion selbstregistrierender T. (s.
Registrierapparate, S. 664).
Das Tiefseethermometer von Negretti und Zambra ist ein
gewöhnliches Quecksilberthermometer mit cylindrischem
Gefäß, dessen Hals verengert und auf besondere Weise
zusammengezogen ist (Fig. 7 u. 8). Jenseit dieser Verengerung ist
das Thermometerrohr mehr ausgebogen und bildet eine kleine Bucht
zur Aufnahme von Quecksilber. Das Ende der alsdann gerade
verlaufenden Röhre bildet ein Reservoir für das aus dem
cylindrischen Gefäß abfließende Quecksilber. Wird
der Apparat zunächst so gehalten, daß dies
Gefäß sich unten befindet, so füllt das Quecksilber
die ganze Röhre bis zu einem Raum in dem Reservoir am Ende
derselben, welcher für die Ausdehnung des Quecksilbers
genügt, sobald die Temperatur steigt. Kommt nun aber durch
eine plötzliche Umkehrung des Apparats das cylindrische
Gefäß nach oben, so zerreißt das Quecksilber bei
der Verengerung des Halses, u. der abgerissene Teil des
Quecksilbers fließt die Röhre hinab und füllt das
Reservoir u. einen Teil der Röhre oberhalb desselben,
entsprechend der jedesmaligen Temperatur zur Zeit der Umkehrung;
die Röhre ist deshalb von dem Reservoir aus nach oben in Grade
eingeteilt und bildet die Thermometerskala. Um das Instrument zur
Beobachtung vorzubereiten, muß das cylindrische
Gefäß nach unten gebracht werden und so lange in dieser
Lage verharren, bis es bei seinem Herablassen in das Wasser die
Temperatur seiner Umgebung angenommen hat (Fig. 7). Will man nun
für irgend eine Tiefe des Meers, eines Sees oder eines Flusses
die Temperatur bestimmen, so muß man das T. umkehren, so
daß das cylindrische Gefäß nach oben kommt (Fig.
8), und es in dieser Lage halten, bis die Ablesung nach dem
Heraufholen des Thermometers gemacht ist. Die Menge des
Quecksilbers in dem untern graduierten Teil der Röhre ist
nämlich so gering, daß sie von einer Änderung der
Temperatur während des Heraufholens nicht oder nur sehr
unbedeutend beeinflußt wird (ausgenommen, wenn diese sehr
beträchtlich sein sollte). Dagegen wird sich das Quecksilber
in dem cylindrischen Gefäß mit der Ab- und Zunahme der
Wärme zusammenziehen oder ausdehnen. In dem letztern Fall wird
etwas Quecksilber die Verengerung am Hals des Gefäßes
passieren, in die oben erwähnte seitliche Ausbuchtung gelangen
und dort verbleiben, solange das Gefäß aufwärts
gerichtet ist; somit bleibt die Quecksilbermenge bei dieser Lage
des Thermometers in dem untern Teil der Röhre
unverändert. Die nach dem Heraufholen des Thermometers mittels
der eingeteilten Lotleine an der Oberfläche erfolgende
Ablesung desselben gibt also in der That die wirkliche Temperatur
der betreffenden, durch die Lotleine bestimmten Tiefenschicht
647
Thermomètre automoteur - Theromorphie.