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X. Das Sinusmanometer, e6n Amarat gum messen & i w zuf t c t ruchxz i f lwm;

von Julius IThornsen.

Das Sinusmanometer in der einfachsten Form ist in der Zeichnung Taf. I V Fig. 7 abgebildet. Ein metauener Ring von etwa 10 cm Durchmesser und 2 em Tiefe, hinten mit einer Metallplatte, vorn mit einer Glasplatte luftdicht verschlossen, bildet das Gehiuse des Manometers. In der hintern Wand sind zwei Oeffnungen c und d von etwa 2 cm Durchmesser. Eine Metallplatte a, welche dicht an die Vorder- und Hinterwand, sowie auch an die Peripherie des Gehauses schliesst und einen Radius des Cylinderringes bildet, trilgt am innern Ende ein leichtes l'endel b; dieses besteht theils aus einer diinnen Platte von Aluminium, welche sehr nahe die radiale Plllche zwischen der Axe und der Peripberie erfiillt, ohne doch die W a d e des Gehauses zu beriihren, und theils aus einem Zeiger mit verschiebbarem Gewichte zur Verschiebung des Schwer- punkts des ganzen Systems. Die Schwingungsaxe des Pendels endet in zwei Stahlspitzen, welche in Achat- oder Glashutchen ruhen, wodurch das Pendel sehr leicht beweg- lich wurde.

Wenn nun ein verschiedener Luftdruck bei c und d stattfindet, wird das Pendel die verticale Stellung verlassen und einen Ausschlag machen, dessen Grosse von der Druck- differenz abhangig ist. Das Pendel schliesst freilich nicht luftdicht an die Wbnde des Manometers, und eine geringe Luftmenge wird demnach sich von c nac$ d oder in ent- gegengesetzter Richtung beyegen, je nachdem der Luft- druck bei c grosser oder kleiner als bei d ist. Da aber das Areal des Pendels etwa hundertmal so gross ist als der Zwischenraum zwischen den Kanten der Pendels und den Wanden des Manometers, wird die Druckdifferenz bei c und d nur ausserst wenig durch diese Stromung ge- andert, wenn nur die Oeffnungen c und d hinlanglich gross

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sind. Da ferner der Unterschied des Luftdrucks bei c und d sich nicht durch die Stellung des Pendels andert, wird der Sinus des Ausschlagswinkels proportional mit der Druckdifferenz.

p das Gewicht des ganzen Pendels in Grammen, r den Abstand des Schwerpunkts desselben. von der

a den Ausschlagswinkel, R die Lange der Platte des Pendels in Centimetern, A das Areal derselben in Quadratcentimetern, 9 die Druckdifferenz in Centimetern Luftsilulendruck, s das Gewicht eines Cubikcentimeters atmosphkischer

so existirt die folgende Relation zwischen der Druck- differenz und dem Ausschlagswinkel des Pendels:

p . T . s inz = &R. A . y . s

Bezeichnet nun:

horizontalen Umdrehungsaxe,

Luft,

oder es ist: R . A . s

2 P r sinx = ~ . y = c . y

oder in Worten: d e r S i n u s d e s A u s s c h l a g s w i n k e l s i s t p r o p o r t i o n a 1 m i t d e r D r u c k d i f f e r e n z.

Der constante Factor:

andert seinen Werth mit der Stellung des auf dem Zeiger des Pendels angebrachten verschiebbaren Gewichts, indem dadurch die Lage des Schwerpunkts des Pendels geandert wird; die Grosse r kann demnach nach Belieben klein gemacht, und dadurch die Einpfindlichkeit des Manometers nach Belieben erhoht werdarl.

Durch besondere Versuche habe ich die Proportio- nalki t der Druckdifferenz mit dem Sinus des Ausschlags bestatigt. Da es indessen nicht moglich ist, die kleinen Druckdifferenzen direct zu messen, z. B. den Druck einer Luftsaule von einigen Millimetern Hohe, verglich ich den Ausschlag des Manometers rnit der Geschwindigkeit des

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Luftstroms, welcher durch diese Druckdifferenz hervor- gebracht werden konnte. In einer grossern Ventilations- offnung, in welcher die Geschwindigkeit des Luftstroms nach Belieben regulirt werden konnte, wurde oin gewohn- liches Anemometer eingestellt, und gleichzeitig wurde die Oeffnung d des Sinusmanometers mittelst einer langern Glaarohre mit der Luft in der Umgebung des Anemo- meters in Verbindung gesetzt. Da das Anemometer die Geschwindigkeit des Luftstroms zeigt, wiihrend das Mano- meter die Druckdifferenz misst, welche den Luftstrom hervorbringt, erhalt man in dieser Weise ein Mittel zur Controllirung der Angaben des Manometers. Wenn die Geschwindigkeit des Luftstroms h ist, dann muss die Relation:

h = N ~ / s G G

befriedigt sein, wenn N eine constante Grosse und x den Ausschlag des Manometers bezeichnet. Die Versuche gaben die folgenden Werthe:

X lh n: h 390 2',97 3,74 2',88 310 2',67 3,72 2',63 234 0 2',32 3.67 2',32 190 2',09 3,66 2',09 11" 1',53 3,60 1'.60

Der Werth N andert sich demnach sehr wenig, moglicherweise ist die Ursache der Abweichungen theil- weise in den Angaben des Anemometers zu suchep. Die Columne h' enthalt die fur N= 3,67 berechneten Geschwin- digkeiten des Lichtstroms.

Die Empfindlichkeit des Sinusmanometers ist von der Grosse der Pendelflache, vom statischen Momente des ganzen Pendels und von dein Reibungswiderstande des- selben abhAngig. Bei einem naher untersuchten Apparate war das Gewicht des Pendels 2,27 g; da die Axe desselben in Glashiitchen ruht, und da das Pendel nirgends die Wiinde des Manometers beriihrt, ist der Reibungswiderstand ver- schwindend klein. Das verschiebbare Gewicht am Zeiger

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des Pendels betrug 0,182 g; wenn dieses Gewicht in einem Abstande von 34,s mm von der Schwingungsaxe angebracht wurde, lag der Schwerpunkt des ganzen Pendels in der Schwingungsaxe; das statische Moment des Pendels ohne das verschiebbare Gewicht war demnach 34,5 mm x 0,182 g = 6,28 g-mm. Die Lange der Pendelflache war 50 mm, und ein Druck von 251 mg auf den Mittelpunkt desselben wiirde demnach’ einen Ausschlag von 90° bewirked. Das Areal der Pendelflache betrug 10 qcm, der Druck einer Luftsaule von 1 cm Hohe entsprach demnach einem Drucke von 13 mg, und eine Druckdifferenz von 19 cm Luft wiirde einen Ausschlag von 90° bewirken.

Wird aber das kleine Gewicht auf dem Zeiger des Pendels angebracht, so riickt der Schwerpunkt des ganzen Pendels der Schwingungsnxe naher, d. h. das statische Moment wird geringer und die Empfindlichkeit des Mano- meters wird grosser. Versuche haben dargethan, dass man die Empfindlichkeit des Manometers so stark steigern kann, dass man deutlich eine Druckdifferenz beobachten kann, die einer Luftsaule von 1 mm Hohe, d. h. & mm Wasser- druck entspricht. D i e E m p f i n d l i c h k e i t d e s S inns- m a n o m e t e r s i i b e r s c h r e i t e t d e m n a c h b e d e u t e n d d i e j e n i g e n a l l e r b i s j e t z t b e n u t z t e n M a w m e t e r .

Das Sinusmanometer ist fur viele Zwecke anwendbar. Da selbst sehr kleine Druckdifferenzen mit demselben leicht beobachtet werden, eignet es sich zum Gebrauch beim physikalischen Unterricht, urn viele Phanomene be- ziiglich der Bewegung der Gase zu untersuchen und in iiberraschend deutlicher Weise darzulegen. Besonders aber eignet sich dieses Manometer fiir praktische Zwecke zur Controle der Geschwindigkeit der Luftstrome in Eanalen, z. B. Ventilationskaniilen und Gasleitungen. Um die Starke des Luftstroms in Ventilationsoffnungen oder Kanalen zu controliren, geniigt es gewohnlich, die eine Oeffnung des Manometers mittelst einer Rijhre mit dem Kanale zu ver- binden, wahrend die andere Oeffnung mit der Luft des zu ventilirenden Raums in Verbindung steht. Zur Messung

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der Geschwindigkeit des Gasstroms in Leitungsrohren fur Beleuchtungsgas verbindet man die beiden Oeffnungen des Manometers mit der Gasleitungsrohre an zwei Stellen, die 15 - 20 Fuss voneinander entfernt sind; die Druckdifferenz gibt alsdann die Geschwindigkeit des Gasstroms. Wird z. B. das Manometer mit einem zwanzigzolligen Gasleitungs- rohre an zwei, 10 Fuss voneinander entfernten Stellen ver- bunden, und wird das Manometer so regulirt, dass es z. B. fiir eine Stromungsgeschwindigkeit von 20 ckf Gas in der Secunde einen Ausschlag von 30° gibt, dann wird bei einem Gasstrome von:

18 ckf der Winkel. . . . . . 230 55" 19 I , ,. ,, . . . . . . 260 50" 20 ,, ,, ,, . . . . . . 300 0" 21 ,, ,, ,, . . . . . . 330 30" 22 ,, I , ,, . . . . . . 370 10".

Man kann demnach durch Benutzung des Manometers an den stadtischen Gasleitungen stets die Starke des Gas- stroms controliren, und da der Druckverlust von der Starke des Gasstroms abhangig ist, kann man in dieser Ar t dafiir Sorge tragen, dass der Gasdruck, wo die Qasleitung in die Stadt einmiindet , selbst bei sehr verschiedenem Gasver- brauche stets derselbe wird, wodurch die oft lastigen Schwankungen des Gasdrucks. entfernt werden.

Universitatslaboratorium zu K o p e n h a g e n , Oct. 1878.

XI. Nms Hygremeter; urn iM. TL. EdeZvnanm &.% MUnChtert.

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Wenn man irgend einen Raum mit atmospharischer Luft fiillt und derselben, ohne ihr Volumen zu andern, den Wasserdampf entzieht, so sinkt in ihr der Druck um den Betrag der Spannung des in der Luft enthaltenen