Die Versuche mit der Luftpumpe erläutern insbesondere das
Expansionsbestreben der Luft und die Wirkung des Luftdrucks. Schon nach
einigen Kolbenzügen ^haftet die Glocke fest auf dem Teller^, sodaß man
sie nicht losreißen kann; denn von oben drückt der gewöhnliche, äußere
Luftdruck auf die Glocke nach abwärts; und von unten der Gegendruck auf
die untere Fläche des Tellers nach aufwärts; im Innern ist aber nur
wenig Luft, die schwächer drückt und dem äußeren Luftdruck nicht mehr
das Gleichgewicht hält; deshalb müßte man, um die Glocke loszureißen,
eine Kraft anwenden, die fast so groß ist, als der Druck der Luft auf
die obere Fläche.
[Abbildung: Fig. 61.]
Die #Magdeburger Halbkugeln# sind zwei Halbkugeln aus starkem Metall,
deren Ränder gut abgeschliffen sind und luftdicht aneinander passen;
macht man den Raum im Innern derselben luftleer, so können sie nicht
mehr auseinander gerissen werden. Erklärung wie vorher. Da der Luftdruck
auf 1 _qcm_ 1 _kg_, also auf 1 _qdm_ 100 _kg_ beträgt, so müßte man bei
einer Querschnittsfläche von nur 1 _qdm_ schon eine Kraft von 100 _kg_
anwenden, um die Halbkugeln voneinander zu reißen.
Diesen berühmten Versuch machte Otto v. Guericke auf Einladung des
Kaisers Ferdinand vor dem versammelten Reichstage zu Regensburg 1654.
Der Durchmesser der Halbkugeln betrug 0,67 Magdeburger Ellen und
obwohl sie nicht ganz ausgepumpt werden konnten, waren doch 16 Pferde
nicht imstande, sie voneinander zu reißen. Dieser Versuch war damals
so interessant, weil man die Luft bis dahin für nichts angeschaut
hatte, oder doch nur für einen Stoff, der leicht und kraftlos ist, den
man mit den Händen beiseite schieben kann, und von dem man nicht gut
glauben konnte, daß er eine einigermaßen beträchtliche Wirkung
hervorbringen könne. Um so interessanter und lehrreicher war es, durch
diesen Versuch zu sehen, daß die Luft einen so ungemein großen Druck
hervorbringen kann.
Wenn man eine Hohlkugel evakuiert, an eine mit Luft gefüllte Hohlkugel
anschraubt und nun die Verbindung zwischen beiden herstellt, so zeigen
sich beide Kugeln gleichmäßig mit Luft gefüllt. (Guericke.)
Legt man eine nur halb mit Luft gefüllte, zugebundene Schweinsblase
unter den Rezipienten und pumpt aus, so schwillt die Blase an: denn die
Luft in ihr dehnt sich aus, sobald die äußere Luft weggeschafft wird.
(Guericke.)
Stellt man auf den Teller der Luftpumpe eine abgeschliffene weite
Glasröhre, bindet sie oben mit einem elastischen Kautschukblatt zu und
pumpt die Luft aus, so wird durch den äußeren Luftdruck der Kautschuk
nach abwärts gedrückt, dehnt sich immer mehr aus und platzt zuletzt.
Legt man auf die Glasröhre eine Glasplatte und pumpt die Luft unten weg,
so wird die Glasscheibe zerdrückt.
Stellt man unter den Rezipienten ein Aneroidbarometer, so sieht man
sofort, wenn man den Kolben in die Höhe zieht, wie der Zeiger sich
bewegt und dadurch das Abnehmen des Luftdruckes anzeigt; denn je dünner
die Luft ist, desto schwächer drückt sie.
Mittels der Luftpumpe kann man auch nachweisen, daß ^alle Körper gleich
rasch fallen^. Leichte, lockere Körper wie Papier, Flaumfedern etc.
fallen ja in der Luft langsamer als schwere, dichte Körper; im
luftleeren Raum sieht man aber den lockeren und den dichten Körper
gleich rasch fallen. Galilei bewies dies dadurch, daß er einen leichten
Körper (Papierschnitzel) auf den schweren (Münze) legte, und beide
zusammen fallen ließ.
Jeder Körper bekommt in der Luft einen Auftrieb. An einer kleinen Wage
hängt eine große, hohle, aber verschlossene Glaskugel und ein
Messinggewicht, das ihm das Gleichgewicht hält, also eben so schwer zu
sein scheint. Bringt man die Wage unter den Rezipienten und pumpt aus,
so senkt sich die Glaskugel; denn da ihr Volumen größer ist als das des
Messinggewichtes, so erhält sie in der Luft einen Auftrieb; im
luftleeren Raum fehlt dieser, deshalb sinkt sie herab.
#Der Gewichtsverlust in der Luft# beträgt nach dem archimedischen Gesetz
1,29 _g_ für jedes _cdm_. Bei gewöhnlichen Wägungen vernachlässigt man
diesen Auftrieb, bei feinen physikalischen Wägungen muß er aber
berücksichtigt werden.
[Abbildung: Fig. 61~a.~]