[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?