46. Die Spritzen.

[Abbildung: Fig. 65.]

Der #Heronsball#: Ein ballonartiges starkwandiges ^Metallgefäß^ wird

etwa halb mit Wasser gefüllt, dann wird in seine obere Öffnung eine

^Röhre^ luftdicht eingeschraubt, die fast bis an den Boden des Gefäßes

reicht und oben einen Hahn und eine feine ^Ausflußöffnung^ hat. Man

preßt durch eine ^Kompressionspumpe^ noch mehr Luft in den Ballon,

wodurch sie eine große Expansivkraft bekommt. Öffnet man nun den Hahn,

so drückt die Luft im Innern des Ballons stärker auf das Wasser als die

äußere Luft, und treibt es in Form eines starken Strahles heraus.

Die Steighöhe des Strahles nimmt ab, je mehr die Luft durch Ausdehnung

an Expansivkraft verliert und verschwindet, wenn ihre Expansivkraft

gleich dem äußeren Luftdruck geworden ist.

Hat die Luft im Ballon eine Spannkraft von 2 Atmosphären, so wirkt

diesem Druck der äußere Luftdruck entgegen, so daß ein ^Überdruck^ von

einer Atmosphäre vorhanden ist; dieser treibt das Wasser auf ca. 10 _m_.

Bei einer Spannung von 3 Atmosphären ist die Steighöhe ca. 20 _m_ u. s.

f. Diese Steighöhe wird ^nicht ganz^ erreicht, weil das

herausspringende Wasser in der Luft einen ^Reibungswiderstand^ erfährt.

Stellt man einen Heronsball unter den Rezipienten der Luftpumpe, so

fängt er beim Evakuieren zu springen an. (^Robert Boyle^.)

[Abbildung: Fig. 66.]

Der #Heronsbrunnen#: zwei geschlossene Gefäße ~A~ und ~B~ sind durch die

Röhren ~R~ und ~S~ in der aus Fig. 66 ersichtlichen Art verbunden. Auf

~A~ steht noch ein Auffanggefäß ~C~ und aus ~A~ reicht eine Röhre mit

feiner Mündung (Spritzenöffnung) heraus. ~A~ wird mit Wasser gefüllt,

~B~ ist leer. Wird nun etwas Wasser in ~C~ geschüttet, so springt das

Wasser aus ~A~ durch die Spritzenöffnung in Form eines kleinen

Springbrunnens heraus. Denn das Wasser von ~C~ dringt durch ~R~ in ~B~

ein, verdichtet durch seinen Druck (Höhe ~cb~) die Luft in ~B~, also

auch durch die Röhre ~S~ die Luft in ~A~; diese treibt das Wasser durch

ihren Überdruck (gleich der Höhe ~cb~) aus der Spritzenöffnung, und das

Wasser erreicht eine Höhe, welche, von ~s~ aus gemessen, um ~as~ kleiner

ist als ~bc~. Es springt, so lange das Wasser in ~A~ reicht, oder bis

~B~ sich mit Wasser gefüllt hat; dann muß ~A~ gefüllt und ~B~ entleert

werden. Dieser Apparat bietet ein gutes Beispiel dafür, daß eine

Wassersäule einen Druck ausübt, daß sich dieser Druck in der Luft

fortpflanzt und selbst wieder einen Druck ausübt. Durch Herabsinken des

Wassers von ~C~ nach ~B~ kann Wasser von ~A~ aus gehoben werden. Er wird

zu kleinen Zimmerfontänen verwendet.

Eine #Spritze# besteht aus einer ^Druckpumpe^ und einem #Windkessel#.

Letzterer ist ein starkwandiges, ^ballonnartiges Gefäß^, das in das

^Steigrohr^ eingeschaltet ist (Fig. 67); das Steigrohr mündet in einer

^Spritzenöffnung^, dem Mundstück.

[Abbildung: Fig. 67.]

Wird nun gepumpt und verschließt man die Spritzenöffnung zuerst mit

einem Hahne oder bloß mit dem Daumen, so sammelt sich das Wasser im

Windkessel, indem es die dort befindliche Luft zusammendrückt. Läßt man

nun die Spritzenöffnung frei, so drückt die Luft im Windkessel das

Wasser in Form eines starken Strahles heraus, ähnlich wie beim

Heronsball.

Wenn man immer so viel Wasser in den Windkessel pumpt, als

herausspritzt, so erhält man einen ^gleichmäßigen Wasserstrahl, der

stets nahezu gleich hoch und gleich weit geht und beständig andauert,

oder kontinuierlich ist^. Der Strahl springt ^auch in der Zeit, in

welcher der Kolben in die Höhe geht^, in der also kein Wasser in den

Windkessel gepreßt wird, da in dieser Zeit das im Windkessel vorhandene

Wasser durch die komprimierte Luft herausgedrückt wird; ^je geräumiger^

der Windkessel ist, desto ^gleichmäßiger^ ist der Strahl.

(^Gartenspritzen^, ^Handfeuerspritzen^.)

Die #Feuerspritze# hat zwei Druckpumpen, deren Kolbenstangen an den

beiden Armen eines Hebels so angebracht sind, daß sie ^abwechselnd^

wirken, also dem Windkessel abwechselnd Wasser zuführen; unten am

Windkessel führt ein ^Rohr^ nach auswärts, an das der ^Steigschlauch^

angeschraubt wird, an dessen Ende die Spritzenöffnung, das ^Mundstück^

sich befindet. Aus ihr spritzt dann das Wasser heraus, getrieben durch

den Überdruck der im Windkessel befindlichen Luft; ihr Strahl ist noch

gleichförmiger als der der einfach wirkenden Spritze.

[Abbildung: Fig. 68.]

Häufig laufen beide Saugrohre in ein Rohr zusammen, und an dieses wird

ein langer Saugschlauch angeschraubt. Läßt man diesen ins Wasser

hinabhängen, so wird durch die Pumpen das Wasser direkt in die Stiefel

gesaugt, und man hat nicht nötig, es herbei zu tragen. Ein solcher

Saugschlauch muß sehr fest sein; denn von außen drückt die Luft, während

innen ein nahezu luftleerer Raum, also fast kein Druck ist. Der

Luftdruck würde ihn also zusammenquetschen, drosseln; man macht deshalb

den Saugschlauch aus starken Eisenringen, die durch Kautschuk verbunden

und mit Segeltuch umwickelt sind. Der Steigschlauch dagegen, der durch

den Druck des Wassers auseinander getrieben wird, besteht bloß aus

Segeltuch.

Wasserleitungsanlagen, welche kein Hochreservoir besitzen, ersetzen

dieses durch mächtige Windkessel.

Aufgaben:

#54.# Ein Heronsball von 5 _l_ Inhalt ist halb mit Wasser gefüllt. Man

pumpt noch 3½ _l_ Luft hinein. Wie hoch wird dann das Wasser steigen und

wie hoch schließlich, wenn der letzte Rest die Mündung verläßt?

#55.# Eine Feuerspritze schickt das Wasser 24 _m_ hoch. Die

Pumpenstiefel haben je 1¼ _qdm_ Querschnitt und 2 _dm_ Hubhöhe und sind

an 45 _cm_ langen Druckarmen angebracht, während die Spritzenleute an

135 _cm_ langen Armen arbeiten. Wie groß ist die Arbeit der Männer pro

1", wenn in einer Minute 70 Pumpenzüge erfolgen, und ¹/₃ durch Reibung

verloren geht? Welcher Druck herrscht im Windkessel, und wie groß ist

der Effekt des gehobenen Wassers?

Lehrbuch der Physik zum Schulgebrauche. · 第 48 / 340 题