Ueber die Bewegung der Flüssigkeiten

1860. A N N A L E N J T O . 5. DER PHYSIK UND CHEMIE.

BAND LXXX.

I. Uehcr die Bewegung tier Fliissigkeden ; von G. M a g n u s I).

I. W i e w o h l das Gebict der Physik durch die expe- riinentellen Untersuchungen, welche von den verschiedcnsten Seiteii unternominen werden, sich faglich erweitert, so ist doch das, was wir bis jetzt von der Bewegung der Flus- sigkciten wissen, noch selir mangelhaft und es fehlt fast gaiiz an Untersuchungen, die dam dienen kthnten, unsere Kenntnifs von diesen Erscheinungen zu erweitcrn. Offen- bar hat diefs seinon Grund nicht daria, dafs es aii Interesse fur diesclben fehlt, denn was kaiin interesaaiitcr seyn, als die Gesetze der Bewegung VOII eiticr Substanz kennen zu lernen, die \vie das Wasser uus taglich umgiebt, sondern die Schwierigkeiteo, welche bei diesen Untersuchungen fiber- wunden werden mtissen, lassen kein gfinstigcs Resultnt er- warten. Diese Schmierigkeiteti licgen theils in der GrBlse der crforderliclien Apparate uod clcr Unaniiehailichkeit iiiit

grolsen FlLissigkeitsinasscn zii opcriren , vorztiglicli aber in deui ganzlicheii Mangel der Methode inn dergleideii Beob- achtungen nnzustellen oder gar Mcssungen anszuf[ihren. Viel- leicht dtirften solche RUcksichten den folgenden Versuchm eine gunstigcre Jleurthcilueg verschnffen. ’

So vie1 icl i weifs war Veii t u r i der Erste, wclcher behauptet ha t , dials bei der newegung von Fliissigkritcti eine seitliclie Mitlheiliing dirser Bewegung stattfindet , wenigstens ist er als derjeiiige zu betracliten, dcr sicli beintilite dorcli Versuchc diese Atisicht zii begrtindcn , die ecitdein vielfach Eiiigbng gefunden hat. Zwei Vcrsuclie siiicl es, die

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1 ) .\UP den Srlarifien der k. hrail. (lev VI’i\rcnwIiafien f i r INdA. Poggrndiirll’c Annnl. Rd. I .XXX. 1

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er gleich itn Aufaugc seiner Sclirift ,,Recherc)es exp&hen- tales sur le principe de la communication lathale du mow aement dans Zes /luides" als die eigetitlicben Sttitzen seiner Ausicbt aufiihrt. Er behauptet nhdich, d a t weun inaii einem, a w eiuem Gebfse ausfliefseudea Wasserstrahle, eineii sehr beweglicheu Kihper uiihert, dieser von der Luft, welclie init dem Strahle fortstrthnt, init fortgetriebeu werde. Icli babe diesen Versuch unter verschiedenen Umstandeu wiederholt, bin aber zu auderii Resultaten als V e n t u r i ge- laugt.

3. Bekauutlich zeigt sicli eiu Wasserstrahl von da, wo er die Oeffnung des Gefafses verlafst, bis zum Maximum seiner Coutractiou als eine feste zusammeuh8ngende Masse, sodaun bildet er mehrere auf einander folgeude Anschwel- luugen, uiid darauf treuut er sicli iu eitizelue Massen. I)as empfindlicliste Mittel, was man anwenden kanu, um zu sebeu, ob die Luft von einem solcheu Strable mit fortgerissen werde, ist offeiibar eitie Lichtflainme. Alleiu wie ualie ich auch (lie- selbe dem Strable briugen moclite, so kouute ich bei cleiu Theile desselbeu, der iioch vollkommeu durcbsichtig ist, kcine Beweguug, selbst iiiclit ihrer Spitzc beobachten. Erst bei der zweiten oder dritteu Anschwellutig beganu dieselbe, und ward starker, weun die Flainine iiebeii den untereu, sich scbon treuueuden Theil des Strahls gebraclit wurdc, w o sic sich heftig bervcgte, aber aucli gewilhulich bald erlosch, indem eiozelue Wassertheilclieu auf den Docht geschlcndert wurdeu. Dick ist der Vorgaug, weiiii der Strahl.sicb ruhig bewegt. Schwaukt derselbe abcr, was haufig der Fall ist, dann ist die Flainme iiberliaupt unruhiger, und wird schou an einer frtilieren Stelle init fortbewegt.

Wiirde die Luft iu Folgc der Adhasion von dem Was- ser rnit fortgerissen, so inUfste diese Wirkung da, wo die Geschwitidigkeit des Strahls am grbfsten ist, auch am stark- sten seyn. Da diefs k c h t der Fall ist, da aiidererseits die Beugung der Flainuw init der schwaukenden Bewegung des Strahls zuuimmt, SO ist Grund zu vermutheu, dafs weiiii alle Schwaukutigcn des Strnhls f ~ r l f a l l ~ i i (was itidcfs viel-

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leicht gar iiicht zu erreicheu m6glich ist), dafs alsdauu gar keiue Beuguog der Flaminc mehr statt hat.

4. Der anderc Versucb, auf welcheu V e u t u r i seiue Ansicbt stiitzt, ist folgeuder: Eiue cyliudrisclie R6hrc A C geht horizontal in eiiieu Kasteu BEFD Fig. 1. Tafcl I., der bis D B init Wasser augefiillt ist. Ibr gegenuber, ein wenig von ihrein Elide C cntferut, ist eiu kleiiier rechtwiuk- liger Kaual von Blech S M B R augebracbt, desscii oberer Theil S R offeu ist, untl desscn h d e u MB auf dein Raude des Kasteus B ruht, so dafs er also von M uacli B steigt. LoFst luau nun Wasser durcli die RUhrc A C in dcu Kasteu init ciniger Geschwiudigkeit einstriiineu, so steigt der Was- serstrom deli klciueii Kaual MB hiuau uud ergiefst sich aiis dein Kastcu durch dcu Stralil Y. Zugleicb eiitsteht in dein Wasser drs Kasteus B D E F eiue Beweguag, Jasselbe tritt in deli Kaual S R , uud geht init dcm Srahlc A C fort, so dafs seiue Oberflgclic iii wenig Setuudeu bis iiacli MH, dew uutercu b i d e des Kaiials, siiikt.

Vor ciuiger Zcit bat der Prof. v. F c i l i t z s c h eiue siiiiireiche Abanderung dieses Versuchs veriiffeutlicht ). E r beuutzt dazu ein Blecbgerhfs E D F G Fig. 2. Tafcl I., das in der Mitte sciuer Lkiiige eiue Scheidewaud HI hat. In derselbeu ist m6glichst uahe dein Bodeu eiue cyliudrischc Rabrc A B C aus Blech von 24 Zoll Durchmesser uud 8 55011 LSngc befestigt, die au bcidcu Euden offcii ist. Iuuerhalb dicser Ralire iu der Nahc der ciucu Oeffiiuug B C iiiiiiidet die verticale AusflufsOffuung a cines horizoutalcu , iiach vorii sich vereogeudcu Fortsetzes a b vou eiuein seolircchtea, 6 Furs langen Rohre bh, welclies obeu mit eiuciii Wasser- behalter verhuiitlcii ist. Die beidcu Abtheiluugeii cles Gc- fakes steheii iiiir durcli die Riihrc A B C init eiuauder iii

Verbiudung. Wurdcii sic bis zu deln bei K angebrachtcii Abflufs iiiit Wosscr gefullt, so war iiii Zustaude dcr Ruhc die Oberflkhc dcs Wnssers i n bcitleu in derselbcii Hori- zoiitalcbcoc. F l d s jcdocli durch (lie Oeffiiuug Q Wasser

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I ) Pogg. hiin. Bcl. LXIII. 5. 216. 1 *

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in das Gefiils, so begann das Niveaii in der Abtheiluug FGHI zu sinkeii.

6. Bci Wiederliolung dieses Versucbs bemerkte ich, dafs das Wasser unter geeigneteu Utnstiiiideu bis zu der communicirendcn RObre ABC sauk, und dafs zuweilea SO-

gar Luft mit dem Wasser durch dieselbe geffihrt wurdc. Dadurch kam ich auf den Gedankeu, dafs es mBgljch seyn mUsso, das Ausfliefsen von Wasser aus einein Gefgfse mit Fienilich weiter Oeffnuug dadurch gtinzlich zu verhindern, dafs man einen Wasserstrabl, dessen Dudimesser vie1 geringer als der dcr Oeffnuug des Gefdfses ist, gegen das in dieser Oeffnuug befiudliche Wasser strbtnen Igfst.

Diefs hat sich auch vollkommen bestltigt. Ich will zu- niichst beschreiben , wie ich den Versuch augestellt babe.

7. Aus eiuem Gefafse, das besttindig mit Wasser voll erhalten wurde, ging eiue 7 Furs lange RBhre senkrecht hiuab; dieselbe war an ihrem unteren Ende rechtwiiiklich gebogeu , so d a t sie einen horizoiitaleu Wasserstrahl lie- ferte. Dieser stramte in ein Gefiifs A , Fig. 3, das etwa 8 Zoll weit und 10 Zoll hoch war, und nahe am Bodcn eine seitliche Oeffouiig hatte, in der eiuc GlasrOhrc de horizontal befcstigt wurde.

Die RBlbre war selten kUrzer als 6 Zoll, uiid das Ge- fils A war gewbhnlicb so aufgestellt, d a t die vordcre Oeffnung derselben e auch ctwa 6 2011 von der Ausflufs- Bffnuug f eutferut war.

Bei eineni Durchinesser der Oeffnung f von 3"", nud einem Durcbmesser der Rahre d e vou lPm, also bei einein Verhdtiiisse der Darchinesscr voii 1 : 4 , stieg das Was- ser in A bis zur Hiihe von 230"" oder etwa 10 Zoll ohiie dafs auch uur eiu Tropfen Wasser bei e ausflofs. W a r der Durchinesser von d e griiter, so begann ein Tbeil des Wassers schou auszufliefsen, bevor der Stand desselbeu in dem Gefiifse A jeue HBhe erreicht hatte, und zwar utn so mehr, je weiter d e war. Es versteht sich jedoch von selbst, dafs die erwlhuten Zahlen sich uur auf die angefiihrte Driick- IrOhe bezieheu. Sie sind erbaltca, wiibrend der Strahl aus

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einer Oeffnuiig in eiuer diionen . Waud Lervorging. 1st diefs nicht der Fall, so andern sich die Verhtiltuisse.

Wahrend des Versuchs fiudet eiu gewaltiges Schiiumen in der RBhre de statt. Da die Flbsigkeit in A durch das eiritretende Wasser unvermeidlich in Schwauhungen gerlth, so thut loan gut diese HCihre d e nicht zu k u n zu wlhlen. Es ist dabei zielnlicli gleichgtiltig ob dieselbe etwas mehr oder weniger von der AusflubBffuuug f des Wasserstrahls entferut ist.

Ich habe cs mir nicht zur Aufgabe gestellt zu untersuchen, wie das Verhtiltuit der AusUufsOffnung uud der Rahre gewtihlt werden mufs, um das Maximum der HBhe in A zu erhalteu, ohue dafs Wasser ausfliefst; alleiii es scheint mir, dab dieses VerMItnifs nicht constant ist, und dafs bei zunebmender Weite der Ausflufs6ffnung der Durch- messer der R a r e nicht in demselben, sonderu iu ciuem geriogeren Verhiiltnisse zunelimen mufs. Wahrscheiulich hat diefs seinen Grund in der heftigeren Beweguug, in welche die Fliissigkeit in A bei Anwendung eines sttirke- ren Wasserstrahls geriiht.

8. Der Versuch wurde so abgeiindert, dafs ein verticaler Wasserstrahl von unten in ein Gehfs eintrat, das iu seiuem Boden eioe Oeffnuag hafte, in der sich eine verticale Rahre befand. Wenn aber hierbei keiu Wasser abfliefseu sollte, so uoufste das Verhaltnifs der Durchines- ser der Ausflubtiffnuug und der Rslrre vie1 gerioger, etwa das von I zu 2 seyu; ohue Zweifel deshalb, weil die Be- rveguiig der FlUssigkeit bier von eiuem noch st6renderen Einfluls ist, als bei den Versuchen mit der horizoiitalea I\ bhre.

9. Es schlielsen sich diese Erscbeinungen unmittelbar an diejenigen, welche durch die vortrefflichen Untersuchun- geu von F e l i x S a v a r t iiber das Verhalten eines Was- serstrahls, der gegeu eiue feste Ebene str8mt '), bekannt sind. Durch dieselben keuut man auch den Vorgang, welcher stattfindet , wenn zwei Wasserstrahlen von entgegeu-

I ) Ann. tle chitit. rt de p l ~ y ~ . Srr. 11. Tom. LIII. p. 335.

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gesetzter Richtung einander treffen I ) . Ich habe diese sch6- nen Versucbe wiederholt. Wenn zwei Strahlen von glei- chem Dnrchmesser uud von glcichem Drucke einander so treffen, dafs sic eine geineinschaftliche Tangente haben, SO

bewegt sicb das Wasser i n einer Ebene, welche seukrecht gegeti diese Tangente ist, and bildet eine fast kreisrunde drirchsichtige Scheibe, Fig. 4. Taf. I., die von einem durch- sichtigen Rande concentrisch umgeben ist, welcher letztere offenbar dadurch entstclit, dafs das Wasser zu einzelnen getrennten Massen sich zusainnicnzieht , die radial nach allen Richtnngen fortgeschleudert werden.

Sind die Axen der beiden Strahlen, oder die Tangen- ten in dem Punkte, wo beide zusnmmentreffen, zwar parallel, fallen sie aber iiicht in dieselbe gcrade Linie, indem z. B. der eitie Stralil cin wenig libher nls der andere liegt, so bewegt sich das Wnsser unverhdert in einer Ebene, dieselbe i s t aber geneigt gegen die Tangcnte der Strahlen.

Bleiben dic Querschnitte beider Strahlen dieselben, der eine wird abcr mit ciner grbfseren Kraft bewegt als der andere, so verwandelt sich die Ebene i n eine gekriimmte Fllche, deren Concavitlt nach dcr Seite dcs init geringerer Kraft bewegten Strahles liegt. Wird der Unterscliied des Drucks grdfser, so schliefst sich diese gekriiniinte Flkhe, iind je grblscr dieser Unterschied wird, um so starker ist die Kriimmung derselben an der Stelle, wo die beiden Strahlen zusnmuicnstofscn. Wenu die Qncrschnitte der Strahlen verschieden sind, so bilclet sich, so lenge der Uruck fur bcicle gleich bleibt, aiich eine gekrfiminte Fltiche, deren Concavitet nnch der Seite des Slrahles von gerin- gerem Durcliinesser liegt. Wcnn nber aufserdem die Ge- schwindigkeiten, init welcher diese Strahlen sich bewegen, oder die Drucke, durch welche sie hervorgebracht werden, verschieden sind, und wemi nnnicn~lich dcr cles Strah- les vou geringercm Durchmesser griifscr ist, so bildet sich zwar auch eine gekriimnite Flache, dercn Scheitel jedocb, 1) Daselbst Toni. LY. p. ?57.

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wie S a v a r t angiebt ), so lauge das Verhiiltnils der Quer- schnifte der Strahlen nicht grbfser ale das von I zu 4 ist, diclit an der Ausflufsbffnung des weitereu Stnhles liegt. Far ein grblseres Verhtiltnifs findet sich bei S a v a r t keine Angabe.

1st aber der Unterschied des Dnickes hiiireichend grofs, SO dringt, wenu das Verhaltuils der Durchmesser 1 : 4 oder aiich etwas grefser ist, der eugere Strahl ganz in das Ge- fhfs mit weiter Oeffnung eiu.

In dem obeu Q. 7. beschriebenen Experimeute fiudct dieser Fall statt. Es wirkeii hier gleichsain zwei Strablen gegen eiuander, indern das Wasser in der cyliudrischen Rtihre als ein weiter Strabl voii gerinserem Drucke betrachtet werden kanu. Offeubar wiirde sich in dieser Rbhre cbenfalls eine gekrarumte Fliche bilden, welcbe in sich ge- schlosseu ist, wenn nicht noch audere Umsttinde initwirk- ten, durch welche statt derselben eine Meuge kleiner, iu sich geschlossener, Flticheu entstehen. Diese bringen die Erscheinung des Schliumens hervor.

Urn diese Erscbeinuug weiter zn verfolgen, habe icli den Wasserstrahl gegen eiue halbk.ugelf6rmige Vertiefung VOU Rielall strfimen lassen. Auch hierbei erbtrlt man, bei eiuem bestimmten Drucke des Strahls und einer gewisseu Grbfse des halbkugelfihinigen Gefafses, eine eif6rmig in sich geschlosseue Wasserfliclie * ). Je naclidem man nun die balbkugelfbrmige Vertiefung dreht, ftillt die Axe dieser Flache, oder wenigstens der Puukt, in welcbem die Verei- iiiguug des Wassers stattfiudet, nach der einen oder der niiderii Seite des Strahls, etwn so wie es in Fig. 5. Taf. I. tlnrgestellt ist. Der ankommeiide Strahl gebt alsdann durch die Flache hiudurcb ohne die Bildung derselben zu staren.

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1) a. a. 0. p. 281. 2) Z u dicscn Versuchen bediente ich mich ciocr LalbkuplTorrnigeo Vcr-

tiefung von 2d"m Dorclimcssscr, und liefs gcgen diesclbo einen Strahl, dcr a ~ i s einer Oeffnung voo 3"" Durclimesser unter einem Druck von 2,3 Mdtrca hervortrat, ctwa in 0,5 Mdtrc Entfernuog voo der Ausflufs- iiffoung wirkco.

8 Man kann indefs die Halbkugel so dreheo, dafs das Was- ser sich an einer, i n der Richtuug des Strahls liegenden Stelle zu vereinigeo snclit, dann wird es dort von dem ankommeoden Strahle wieder getroffeo, und hierdurch entsteht eiii eigeuthfimliches Schlulnen und Umherschleudern der Wassertheile, das i n Fig. 6. Taf. I. ebzubilden ver- sucht ist.

Dafs bei eiuem solchen Vorgange, iiamentlich wenn er innerhalb eiuer Rirhrc stattfindet, deren I)urchschnitt nicht grbfser ist als der der gekrummten eifiirmigen Fllclie, alles gegen den engeu Strahl zurtichgeworfene Wasser von diesem aufgehalten, und, indem sich cine ncue FIBche der Art eneugt, mit deinselbcu zuriickgefuhrt werde, ist wohl be- greiflich. Dadurch kann uian sic11 aiich vorslelleu wie das Ausfliefsen eiuer Flussigkeit aus eiuem Gefiafse mit weiter Oeffnung durcli einen Strahl von vie1 geriugerem Durch- iuesser aufgehalten wird; und dadurch ist auch.erkllrlich, dafs es zu der wirklichen Bildung einer einzigen grafseren Flkichc nicht koinmen kann, soiiclern dafs diese, wie sclion gesagt, durch das immer zuriickgeftihrte Wasser sich in eiue Menge kleiuer i n siclr geschlosseuer Fl~chei i tlieilt, welche (leu Schaum bildeti.

U m aber cine bestimiiiterc Vorstellung von dic- sem Vorgange zu erhalteu, liabe ich deu Versuch noch so abgehdert , dafs das Rolir d e Fig. 7. Taf. I. mit einem rechtwiuhlig nach oben gebogeneu Ansatz m n in .der Mitte versehen pard, so dafs das game Rolir die Gestalt eiues umgekehrteu T erhielt. Der Ansatz nrn war so angebracht, dafs dic Stelle k w o der eiudringeudc dtinuc Strahl-das Wasser in der Kiihre traf, zwisclien d uiid m, und zwar sehr nahe bei d lag. Wurde n u n Wasser durcli deli An- satz mn gegossen, so flofs niclils bei e nb, souderri alles bei m eiutretende Wasscr wiirde soglcicli bis nncli k zu- rtick gedrtickt, und diefs faiid selbst uoch statt, weiiii das Rolir d e ziemlich weit war.

Die Stclle k, bis zu welcher der aukoiiiiiieridc Stralil das Wasscr iu dcr M i r e zuriickdrtingt, lndert sich zwar

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je nachdeln derselbe genau in der Axe der ROhre oder lnehr nach unteu oder obeii str6mt; allein abgesehen hier- vou ist ihrc Lage bedingt, sowohl durch das Beweguugs- lnoment des diinnen Strahls, als aucb durch das des W a s - sers, das aus dem Gefirfse A abzufliefsen sucht. Aendert sic11 daher der Druck in A, steigt z. B. das Wasser in diesein GeftlLe, ntlhrend der Uruck des diiunen Strahls constaut bleibt, so riickt k mehr uach der AusflufsOff- nuug e.

Bleibt bingegen das Niveau der Flassigkeit in A coil- staut, so dafs beide Drucke uugelndert bleibeu, so kaun die Stelle k, wo die Wasserinassen eiuauder treffeu, sich iiocli dadurch gndern, dak der Uruck der Luft bei k sicli audert.

13. In das Tfiirinige Rohr demn Fig. 8. Taf. I., das in das Gefiifs A bei d eingesetzt ist, wurde die enge Riibre f g , aus welcher der diinue Wasserstrahl hervorgiiig, so eiugefiihrt, dafs der Ausflufs f iiahe bei m lag. Sodauu wurde die Oeffnung bei e luftdicht an den Kork g befestigt, und bei q ein Rohr augesetzt, das mit eiiier ge- rlumigen, aber leereu Flasche B in Verbinduug stand. Ails der Flascbe ging ein gebogenes Rohr o p heraus, das init seiuein uuteren Eude p in eiueu kleiueu, wit Qiiecksilber oder eiiier gefsrbten Flussigkeit gefiillten Cyliuder Q tauclite. Erhielt luau nun deli Wasserstaud bei A constaut, so stieg die Flussigkeit iu der Relire op, iiidein Luft mit dein Was- ser bei k fortgefiihrt wurde. Aber in clern Maabe, als dies Steigeu stattfand, ruckte auch die Stelle k, wo der diititie Strahl das Wasser in der Ri)hre traf, nielir uach rn hin, uud sobald sic bier angekolniiieii war, fullte sich das Stuck rnf wit Wasser, rind dasselbe lrat in mn hinauf. Es ist eiiileuclitend, d d s daun das Schiuineu aufli6rte.

Es braucht wohl uicht erwlhiit zu werden, dafs das Hesriltat dasselbe war, wenu die Flasche B weggelasaeii und die Rabre vou n direct i n das Quecksilber gefahrt wurde, iiur faud der Vorgaiig dauu so rascli statt, dafs uim iliu nicht verfolgen kouute.

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14. Ltifst man auch das Geftifs init Quecksilber fort, so dafs auf das Wasser i n der Rbhre mn dcr Druck der Atmosphlire wirkf, uiid vertartsclit die enge Riihre fg, durch welche das Wasser einstriimt, mit einer weiteren, so kanu man diese so wtihleu, dafs keine Luft bei m mehr eiutritt, sondern das ganzc Rohr d e init Wasser erfullt bleibt. Bei einein gewissen Verhallnisse der Durchschnitte der Rah- ren f g und e d steht alsdane clas Wasser in der Riihre mn iiiedriger als in dem Gefak A. Es fiudet also d a m bei m ein geringerer Drack stntt als bei d. Wiihlt man die Rbhre f g uoch weiter, so steigt die Flussigkeit iu mn, und kauu uiiter geeigiieten Verhaltnissen dariu vie1 hbher stehen als in dem Gefafse A.

Dasselbe kann mail erreichen wenn man, statt die Riihre f g zu Budern, die Geschmindigkeit vermindert, mit welcher das Wasser darch die unvertiuderte Robre f g bindurch geht. Es ergiebt sicli hieraiis, dafs der’Druck bei m abhlingig ist, sowohl von der Geschwindigkeit als auch vou dem Verhtiltnisse der Durchschnitte der beiden Rbh- ren f g und d e I ) .

Wenn die Oeffnuug f der engeu Rahre, durch wclche das Wasser einstriimt, niclit bis zu der SteIlc reicht, wo bei m die rechtwinklich aufwsrts fuhrende Riihre mn angebracht ist, sondern so weit von dieser Stelle entfernt ist, dafs das Wasser, wenn es bei m rnkommt, sich schou durch ein Stack der Rbhre d e bewegt hat, ohue seineu Querschnitt und also auch ohne seine Geschwiudigkeit zu iiudern, so steigt das Wasser in der Rbbre mn, uud stebt in derselbeu hbher als in dem Geftifse A.

1 ) Ganz jhnliclre Ersclreinungen erhjlt man, wenn Luft airs ciner engeren in eine weitcre, mit ilir festverlrundene RiAre sirtirnt, aus dcr sic am entgegcngeseizten Ende wieder entweidren kann. Sind die Rijlrren oSnrliclr lrnrizontal und fiilrrt aus der weitrren, da wo die engere in sie einmiiodet, cine Ktilrre reclrtwirrklielr in ein Gefifs mit Wasrer oder Qoccksilber hinab, so stcigt diese Flilssigkeit in die Hihe, sobald die Luft mit lrinrcicliender Gescliwindigkeit aus der engercn in die weitere Riilire gcblasen ward.

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13. So lange dss Scb#umen in der Rbhre d e noch statttindet, sieht man nuch Luftblaseii in das Gefafs A eintreten. liidem niimlich die ganzc Wassermasse der Robre sich in die& Gefrfs bineinbewegt, wird die, durch das Schlumen eiugeschlossene Luft mit hineingeflihrt. In welchein Maafse diefs letztere stattfindet, kanu inan deutlich beobachtcn, wenn man die Rbhrc de Fig. 9. Taf. I. von Glas uud von zicinlicher Llinge, etwa 2 Furs lang wrhlt. Man sieht alsdann die Fliissigkeit in dem vorderen Theile bei k schlumen, von da aber fliefst sie, oder wird sie uach d hiube- wegt, wahrcud oben auf derselben kleine Luftblascheti mit fortgef~hrt werden. DieL fiiidct sogar statt, wenn die HOhre d e eine solche Neigung hat, dnls der Schaum sich abwlrts bewegeu mufs, iiidem das Ende d, mit welchein sic i u dein Gefiifse A befestigt ist, tiefer als die Oeffuung bei e liegt.

Das Eintreten solcher Luftblasen niit dein Wasser hat schon S a v a r t beobachtet, ohne jedoch dieser Erscheiuung weitcre Aufmerksamkeif zu schenkeu. Ich glaube indefs, dafs sie nicht ganz unwichtig ist. W e r hat nicht schon bei dem Eingiefsen von Wasser in ein Glas die 1,uftbla- sell beobachtet, die dabei entsteben, und doch ist diese, seit Meuschengedenken beobachtete Thatsache noch nicht erklart , oder mindestens sind die vorhandenen Erkllrun- gen nicht geniigend. .

V e u t u r i ist, wie schon iu 3. 2. erwshnt worden, der Ansicht, dafs der Wasserstralil die Luft mit sich fort- reifse. Hieriiach wiirde sic gleiclrsam in Folge eiuer Rei- bung in das Wasser mit liinabgefiihrt werden. Allein wenn inaii ein Ma1 diese Erscheinung lnit einiger Aufmerksam- keit betrachtet hat, so kann man eine solche Erklarung uumiiglich zugeben, denn es ist gar nicht debkbar, dafs die Luft init solcher Kraft an dem Strahle hafte, dafs sic voii diesein bis weit unter die Oberfltiche des Wassers liiuabgerissen wcrde.

17.- Urn aber diese Ansiclit vol ls thi ig zu widerlegeo, l ids ich aus einem Gefiifse mittelst einer Rlilire einen Sbahl senkreclit ausfliefsen, uud brachtc die Oberfliicbe der Fliis-

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sigkeit, welche er treffeu sollte, so an, dals sie voii dieser Rahre fast berUhrt wurde. Auch hierbei entstanden Luftblasen im Innern der FIUssigkeit. Auf dem kunen Wege von etwa 1-, deli der Strahl in diesem Versuche durch die Luft zuriicklegte, koniite der letztereu unmiig- lich durch Reibuiig eine so starke Bewegung mitgetheilt seyn, dafs sie bis tief tinter die Oberflache des Wassers hiuabzudriiigen vemochte.

18. S a v a r t hat die Behauptuug aufgestellt, dafs der Strahl einer FlUssigkeit zwar bis zum Maximum seiiier Coutractioii eiue zusamineuhlugende Masse bilde, aber von da ab aus einzelneii getrenuten Massen bestehe, welche, in- den1 sie ihre Gestalt periodisch liideru, die abwechseludeu Aoschwelluiigen des Strahls hervorbringen. Man kbnute glaubeu dals die Luftblasen, welche beim Eindringeu ei- lies Strahls in eiue Fliissigkcitsmasse entstehen, voii Luft herriihren , welche zwischen diesen einzelnen getrenuten Massen des Strahls enthalteii ist. Allein wenn man einen Wasserstrahl, der mit eiuigem Drucke ausfliefst, die Ober- flacbe von Wasser treffeu lafst, noch bevor er das Maxi- inuu seiiier Coutraction erfabreu hat, so bilden sich die Blaseii gleichfalls, und hierdurch wird diese Ansicht, abge- seheu voii eiideren Eiuwenduiigen, vollkommen widerlegt.

19. Es scheint d i e t Phanomen davon herzuriihren, dafs der Flfissigkeitsstrahl da, wo er die Oberfllche der ruhendeu Fliissigkeit trifft , eine Vertiefung bildet. Diese schliekt sich, sobald die Oberfllche der Fliissigkeit in die geringste Schwankung geriith, uud enthiilt daiiu Luft iin Iuueru, die vou dein sich bewegendeii Wasser in die Tiefe mit hinabgefiihrt wird.

Bewegt sich ein Strahl coutiiiuirlich gegeu die Ober- flache einer Fliissigkeit, so kaiin mail die Vertiefuug, welche ruud om den Strahl sich bildet, deutlich seheu. Alleiii sic schliefst sicli gewihlicli so schuell, uiid es trilt so schiiell eine iieue an ihre Stelle, dals inaii die Art, wie die Luft eingeschlossen wird , iiicht weiter verfolgen kauu.

Icb habe indefs Gelegeubeit gehabt zu beobach-.

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ten, dale wenn ein Strahl in einiger Entfernnng von seiner AU~flulsliFfilung und bevor er das Maximum der Con- traction erreicht hat, eine Wasserflticbe trifft, die vollkom- nien ruhig ist, sich bisweilen eine ziemlich bedeuteude Vertiefiiog rund um den Strahl bildet, ohne drfs Luft in das Wasser eiudringt. Sobald aber alsdann die geringste Bewegnng auf der Oberflliche entstcht, so wird sogleich Luft init Iiinabgefiihrt. Setzt man z. R die Oberfllclie dadurch in Bewegung, dafs man in einiger Entfernung von dem Strahl einzelne Tropfen aus einer Hbhe von weni- geu Zollcii auf das Wasscr fallen lalst, die fiir sich rllein keine Luft tinter die Oberflliche der Fltissigkeit fiihren wUr- deu, so tritt, sohald der Tropfeu auffallt, jedesinal ein zi- schendes Gerausch da ein, wo dcr Strahl die Oberflliclie trifft , und ziigleich siclit inan kleine Luftblasen init dein Strahle in die FIUssigkeit biuabdriugen.

22. Dasselbe geechicht, wenn die Contitiuitat des Strahls uuterbrochen wird, etwa indein man eincn festcu Kbrper durch denselben bindurch bewcgt. J a selbst wenii nur ein kleines Blliscben von Luft in dein Stralile enthalteii ist, so stellt sich dies GerYusch ein, iiud zuglcich wird eine grir- here Meoge von Luft durch den Strahl hinabgerissen. Ebeii dasselbe findet statt, wenn die Oberflliche der Fliissigkeit in unregelmlitige Beweguug gerath, und dann zeigt sicli bisweilen ein aulserordentlicli heftiges Eindringen von Luft. Es hat dabei das Ansehen, als ob sich cin trichterftbrmiger Strudel nm den Strahl bildet, durch welchen die Luft in dreheiider Bewegiiug hinnbgefiihrt wird. In dieser Art beobachtet inan die Erscheinringen ulinlich, wenn der Strahl mit dein Drucke einer Wasscrsaiile von 10 Fufs ausstrbint und die Oberfliiche des Wassers in einem 2 Furs weiten Ge- false trifft. Hiernach scheint inir die in $. 19. gegebene Er- kllruug von dein Eindriiigen der Luftblasen in eine Flus- sigkeit keinem Zweifel zu iiuterliegcn.

Bei Betrrclituiig der Beweguiig, welchc stnttfindet, wenn eiiic Fliissigkeit in die gleicb'artige Substanz durcli ciuc Oeffiiuug einstrtinil, welchc sicb in einiger Tiefe 1111-

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ter der Oberfleche der letzteren befindet, scbien es mir zunachst wtinscheiiswerth durch Versuche zu ermittelii , ob die Wirkung, welche das eiustriimende Wasser gegeu eineu Widerstaiid leisteuden Kbrper ausiibt, mit der Eut- fernuug von der Eiustrbmungsilffnuiig sich andere oder iiicht. Icli babe diese Versuche auf die Weise ausgeflihrt, dafs cine Platte outer Wasser senkrecht gegen die Richtuug des nuf die eben erwahute Weise entstehenden Strahls (weiiii mail

sich dieses Ausdrucks bedieuen darf) augebracht iiiid die Kraft gemesseu wurde, mit welcber das Wasser dieselbe zu bewegen suchte.

Urn zu ermitteln, in wie weit es uilthig ist, dars die Platten, welche benutzt werden sollten, vollkommeu eben sind, wurden zunsclist Versuche in der Luft aiigestellt, uiid um dabei das Resiiltat unabhlugig von der Schwere des Wassers zu erhalten eiii horizontaler Strahl beuutzt. Die Einricbtuiig des Versucbes war folgende:

An den Balkeu eiuer Waage FG Fig. 10. Taf. I. war in der Mitte eiu verticaler Stab a b vou Metall ge- schraubt, und an diesem die Platte c d so befestigt, dihfs dieselbe gleichfalls vertical uiid seiikrecht gegeu die Ricb- tuug des Strahls war. Weiiu alsdaun der Waagebalkeii horizoutal war und es wurde gegeu die Mitte der Platte der Strahl gerichtet, so drlugte dieser dieselbe zuriick. Allein durch Auflegeii von Gewicliten kouute mau die Wnage in ihre Gleichgewichtslage zuriickfiibren , und so die Kraft bestimmeii, wit melchcr die Platte der Beweguiig des Strahls Widerstaiid leistete.

Hierauf wurdeu 2 vollkowmeu ebene Platten, die eiue vou 9'"" und die aiidere von 24'"'" Durchmesser, nach ein- nridcr bei b befestigt, und wahreiid dieselbeu sich in der Luft befandeii, murde eiii horizontaler Wasserstralil senkrecht gcgeu ibre Mitte gericbtet. Sodauu wurden diese ebeueii Platteii init coiicaven Halbkugelii vertnuscht, dereii Uurchinesser geuau gleicli war dein Uurchmesser der Plat- ten, uud der jedesmal stattfiiideiide Uruck gemessen. Der- selbe ergnb sich bei eiuer Druckhiilie von 2 Meter iu ei-

25.

15

nein Abstande von 100mm von der husflufs~fftiung f, welcbe in einer diinneu Wand aus Hlech angebracht war und 3'" ini Durchmesser hatte, fiir

die Platte die Halbkugel von 9"" Durchinesser zu 22 Grammes 43 Gramines. ,, 24"" 3, ,, 23 9 , 38 9 ,

23. Dieser grblsere Druck bei den Halbkugeln beruht offenhnr darauf, daL das Wasser des Strahls, der dieselben i u der Mitte trifft, sicli zur Seite bewegt, uiid dadurch gegeii die halbkugellhnige Wand iioch einen Druck ausiibt. I h l S d i e t wirklicli so ist, ergiebt sich schon aus der Art, wie das Wasser von den Halbkugelu von verschie- deneni Dnrcbinesser zuruckgeworfeu wird. Wiibrend dasselbe niiinlich voii der von Ymln fast parallel init dciii an- koiunieiideii Strnhl zuriickkoinint, bildet es, zuriickgervor- fen voii der voii 2P111, ciue gekriimiute Oberfliichc, voii ~linlicher Gestalt wie die in Fig. 5. Tar. I., derco griifster Durclimesser etwas grafser als der der Ilalbkugel ist.

Hieraus erkliirt sicli auch, meshalb bri der grijfsereo Halbkugel die bewegende Kraft gerieger ist, als bci cler kleiueu, wlhrend docli die Fllclie, gegeii welche der Uruck ausgeiibt wird, g rb te r ist. Es zerlegt sicb namlich der seitliche Druck bei dem graberen Kriimmuogshalbtncsser so, d a t ein geriugerer Theil desselben in dcr Ricliluiig des urspriiuglichen Strabls wirkt, als bci deni kleiuercit Halbmesser. Nur bei ganz ebenen Platten erbalt niati deii Antheil der Beweguug allein, nelcher iu der Richtuug des Strahls stattfindet. Dcslialb wiirdeii zur Ertuiltelung der Quaiititat der Bewegniig nu; solclie Platten beuutzt.

26. Die iibrige Einrichtuiig war folgende: Aus eiiicni Gefske, in wclchcm der Wasserstand dadurch uiivctjiii- derlich erlialten wurde, (1af.s nus eiiierii dariiber befiiidli- clieti Bekilter inebr W-nsser zu, als uiiten abflofs, fullrlo eiii vetticalus Rolir J l N Fig. 10. Taf. I., (Ins bei 111 rcchI- wiiiklig gebogcii war. Dassclbe Iiatte iul Iuiierii eiueti 1)iircli- inesser voii 1 Zoll, uiid trng nii seincm Iiorizontalei~ Tlicilc bei 0 eitic Hiilsc voii Mctall. i n dereu blitte sicli dic Aus-

16

flufsfiffnung befand , welche bei allen diesen. Versuchen kreisrund war, uud bei den meisten einen Durchmesser von 3"" hatte. Das Stiick M O dieses Rohrs befand sich mit der Platte cd in einem grofseii Gefiilse A B C D , das 4 Furs lang, 3 Furs breit und 16 Zoll hocli war; dasselbe war ganz mit Wasser geftillt, und durch einen i n einer bestimmten Hirhe angebracliten Abflufs g h wurde der Staud des Wassers utivertinderlich erhalten. Die Waage rnit ihrer Platte war zwischen zwei Leisten HI so ver- schiebbar, d a t sie sich immer parallel mit sicb selbst bewegte. An diesen Leisten war eine Theiluug angebracht, urn den Abstand der Platte c d von der Ausflufsstffiiuiig f messeu zu kbnneu. Bevor das Gefiifs A B C D mit Wasser gefullt wurde, tibeneugte man sich, d d s der durch die Luft gehende Strahl die Platte iu ihrem Mittelpunkte trnf. Fiir die geringeu Entfernungen , wclclie hier in Betractit kommen, glaubte ich die Richtung des Strahls unter Was- ser als unverandert ansebeii zu dtirfen, besonders da derselbe sich in dem gleichartigen Medium bewegte.

27. Wendet man bei diesem Versuclie Platten voii verschiedenem Durchmesser an, so iiiinmt die Kraft, welclie iiotliwendig ist, urn bei unveriinderter Entfernung von der Austlulsbffnung die Waage im Gleichgewicht zii erhalten, init der Grbfse der Platten zu, jedoch nur bis zu eiiier bestimmten Griinze; iiber diese hinaus bleibt sie unverandert. Wurden daher ziemlich grofse Platten benutzt, so war inan siclier die gnnze Grafse der Wirkuug zu erhalten. Die kleinste Platte, welclie ich angewendet habe, hatte loomm Durchmesser. Die folgende Tabelle enthiilt einike von den Bestimmuugen, welclie mit Platten von verschie- deiier Grir te erhalten wordeu siiid.

HO-

17

Druck- h61ic* Oeffouog.

H or iao taler 8 t r a b l I) .

Durehm. der

Piatte.

In Messing von l m m Dicke.

Durchm. 3mm.

6'10" Rhl. 1OOmm In diioner = 2,145 Waod' 1 Metres I Durchmeater

7'lf"Rhl. 200- =%,a9 MCters.

3mm. I

Glas- r6hrchen von 10mmLinge. Durd~meser

nahe 3mm.

Glas- rabrchen TOO

20mm Liope. Durchmcsicr

etwas weniger als 3mm.

Desgl. I Desgl. 150mm I

Dwgl. 1 5 W m

D q l . Desgl.

Abstand der Plotte von der

O&nng.

20- 50 100 150 200

20mm 50

100 150 200 250 300

20m'n 50

100 150 200 250

20mm 60

100 150 200 260

20- 60

100 150 200

Gewicht in Grammy nm die

Plrtta in ilyc Iage zu- 6ckroTuhnn.

50. I. Nan. N0.m. 20,o 20,o 20,o 21,o ai,o 20,m 21,s 21,5 21,5 21.5 21,s 21,s 214 .20,5 245

lo. IV. No. V. No. VI.') 20,O 20,O 18,O

22,O X2,5 20,O 23,O 23,5 20,O 23,O 23,5 21,O

22,5 22,5 20,5

21,o 21,o 19,Q

23$0 23.0 21,o

No. VII. No. VIII. 16,O 16,2 l6,7 16,7 18,O 18,O 18.0 18.0 18;O 18;O 17,5 17,7

No. IX. 21 21.6 23,2 23,3 23,3 W,%

No. x. 14,3 14,9 1 5 3 15,4 15.2

1 ) Die Temperatur d u Wassers schwankte bei diesco Versuclien selir we-

2) Bei dicser Beobachtungsreihe war die Richtung der Hiilse ctwas ver- nig, sie war sehr nahe 14' C.

Sndert, uod die Axe des Strrhls nicht ganr senkrecht gegen die Plattc. Poggendorfl's Annd. Rd. LXXX. 2

18

28. Es geht aus diesen Versuchen hervor, d a b die Wirkung gegen die Platte mit der Entfernung derselben von der Ausflufsbffnung zunimmt, und zwar bis zu einem Abstande von 150 Millimktres. Bei allen Versuchen wurde ein Phnliches Resultat erhalten. Kein einziger, und ich babe deren viele, aufser den hier mitgetheilten, angestellt, zeigte innerhalb des Abstandes von 100 Millim. eine Ab- nahme. Allein die Zunahme war nicht immer gleich, uiid

ich nberzeugte mich, dafs die Schwankungen davon her- dh r t en , dafs es nicht mbglich war die Hiilse, in der dic Ausflufsbffnung sich befindet , immer so anzubringen, dafs die Richtung des Strahls, selbst innerhalb dieser geringcii Entfernung genau dieselbe blieb.

Um diese Unsicherheit zu verineiden, wurde dcr Versuch so abgelndert, d a t dcr Strahl vertical war uiid gegen eine horizontale Platte sich bewegte. Zu dem Eudc wurde diese mittelst drei feinen Drlhten von 3 Fufs Lringe an dem einen Ende des Waagebalkens befestigt. Die Waagc selbst aber befand sich an einem Gestelle, durch melches sic auf und nieder bemegt werden konnte, wobei jedoch der Mittelpunkt der Platte stets senkrecht unter der Oeff- uung blieb, durch welche das Wasser ausflofs.

Die Platte hing im Wasser in einem Gefifse, das 3 Fufs Durchmesser und 2 Fufs HBhe hatte, und in welcbem der Stand des Wassers unvcrlndert blieb. Die Oeffnung, aus melcher der Strahl hervorging, befand sich 4 Zoll unter dcr Oberfllche.

Auch bei diesen Versuchen zeigten sich tihuliche Zu- nahmen der Wirkung gegen die Platte und zmar sowohl wenu der Strahl vollkommen vertical niederging, bevor das Wasser in das Gefafs gebracht war, als auch wenn derselbe unter einem Winkel voii 10 Grad das Centrum der horizontalen Platte traf; wie diefs aus No. XIII. der fol- gcnden Tabellc hervorgeht.

29.

19

Ver t i c a l e r 6 t r a hl.

50- 100 150 200

OelToung.

No. XIlL 29,O 30,7 31,O 30,s

10 diioner Wand.

Durchmesser 3mm.

Desgl. Der Strahl

maclite cioeo Wiokel voo 10’ mit der Verticalen.

Glss- robr lOmm hog, oahe

3mm Durch- messer.

Glarrobr 65- lang, 6mm Durch-

meser, unler zusammenge-

schmolzeo bi: auf nahe 3mm

Glasrohr 65- laog, aber iiberall von demselben Durchm. von 3.3mm.

Dmck- bijhe.

- ’ 10”Rbl = 2,112 M6tns.

Desgl.

Dugl.

Desgl.

Desgl.

Dnrcbm. der

Plrtte. - 2oopp

Desgl.

Desgl.

Desgl.

Desgl.

Abstrnd ler Plrtte w a d e r 1 )effnug.

50- 100 150 200

Gewicht in Grammu, urn die

Platte in ihra Lage 111-

riielmffihren.

No. XI. No. XU. 2995 29,O 30,s 30,s 31,O 31,O 3095 30,5

20mm 30 50

100 150 200

20- 50

100 150 200

20- 50

100 150 200

No. XIV. 26,O 26.5 27;5 28.5 29;O 28,5

____ No. XV.

23,5 25,s 26,5 26,5 26,O

No. XVI. 28.5 29,5 30,8 31,3 3099

30. Sprter 8.41. werde ich auf die Erklbung dieser Er- scheinimg, dafs die Wirkung des gegen eine Platte sich bemegenden Waseers mit der Eutfernung zunimmt, zurUck- koinmen. Zunschst schien es mir von Interesee die Art und Weise wie das einstrbmende Warner sich mit dem schon vorbandenen miscbt, genauer zu verfolgen.

Ich liefs deshalb das Wasser durch eine Oeffnung vou. 2 bis 3 Millim. im Durchmesser und unter dem Drucke

2 *

20

einer Wasserslule von 7 Fufs, horizontal in ein Gefab einstrtimen, von dem zwei Seitenwlnde aus Glas und nur 0,5 Zoll von einaoder entfernt waren. Indem der Strahl auf der schmalen Seite desselben in der Mitte der Hbhe eintrat, konnte er sich nur nach uoten und oben ausbrei- ten, a n d es war bei der geringen Dicke der Wasserschicht zu hoffen, dafs man im Stande seyn wtirde, den Vorgang innerhalb derselben iiaher zu beobachteo.

Das Gefiifs mufste in einiger Entfernung von der Ein- strtimungs-Oeffnung, bei A Fig. 11. Taf. I., betrachtlich brei- ter gemacht werden, meil sonst der Widerstand durch die Reibuug hugs der Seiteowaude zu grols war. Auch hatte dasselbe an der, der EinstrOinungs- Oeffnung gegenliberlie- genden Seite, bei B, eiiieii Ausschnitt zum Abfluls dcs Was- sers, so dafs das Niveau desselben unverlndert blieb. Urn den Strahl bcsser beobachten 211 kdnnen brachte ich ver- schiedene undurchsichtige Kdrper , Semen Lycopodii und stat1 dcssen auch Milch in das Wasser, aber die Bewegung war stets so unruhig und hcftig, dafs sich keine scharfe Beobachtung anstellen liels. Indels zeigte dieser Versuch eine andere Ersclieinuiig die, wiewohl sic eiue unmiltelbare Folge aus den friiher iiiitgetheilteu Versuchen ist, doch nicht ohne Ioteresse seyn milchte. Die Oeffnung durch welche das Wasser in das GefSCs einstrbmle, lag etwa 2 Zoll unter der Oberfllche des darin befindlichen Wassers, uiid 3,5 Zoll fiber dein Boden des Gefiifses. Sobald das Einstrb- ineii begann, sauk die Oberflache in delu schmalen Theile des Gefiifses uud zwar nahm dieselbe verscliedene Vertie- fungen an, je nachdein das Wasser mit grbhcrer odcr geringerer Gewalt eiustrilrnte. Oft sauk sie zuiiachst der Eiii- strdmungs-Oeffnung bis unter diese binab. Wenn diefs geschah, so entstand eiii heftiges Schaumeu und dabei blicb, so lange noch Wasser init hinreichcnder Gewalt cinstrbmtc, die Oberfliiche an dicser Stelle niedriger als die Einstrfi- inrings- Ocffnuug. Veriuicd mail aber eiii so bedeotendes Sinken der Oberfliiche, uud blieb die Oeffnung f unter derselben, so zeigten sich inehrere Vertiefungeu, wie sie iu

21

Fig. 11. Taf. I. angedeutet siud. Vemehrte mau aledauii durch vollalindiges Oeffnen des Hahno C die zustr8mende Wassermasse, so wurde die Vertiefung bei d geringer, da- gegen blieb die bei e, die elwa in einer Entfernung vou 5 Zoll von der Oeffnung f lag, fast unverihdert. I u allen dic- scu Fallen bewegte sich das Wasser uuten und oben aus dem weiteren Theile A B des Gehfses in den engeren AD. zuriick, also der Richtung des durch f eiustrameuden eutgegen. Dicfs giebt eioeu ueueu Beweis dafiir, dafs eiu nicht un- bedeuteuder Theil des ruheuden Wassers vou dem eiu- straincoden bestiudig mil fortbewegt wird. Dadurch eut- stehcu nebeu der eiustr6meuden Masse wirbelnde Bewegun- geu des Wassers, die bier bei g deutlich zu seheu wareu. Eiue nahere Beobachtuug des Vorgaugs im Iuuern war aber bei der Unruhe, welche durch die rUckgSngige Bemegung des Wassers in der obereu Schicht eiutrat, unmbglich. Um daher dieseu Vorgang im Iuueren des einstrumeuden Was- sers uiiher kenueu zu lernen, habe ich eiue andere, wenu aiich ctwas mtihsamere Methode gew%hlt.

31. Wasser das frei von Kochsalz uud Chlorwasser- sloffsaure war, str6mte in eiu grotes weites Gefiifs in dem sicli Wasser befand, das etwa 1 Proc. Kochsalz enthielt. Um die' Quautitit dieses Salzes iu der Auflbsung genau zii bestimmen, wurde eiu abgemessenes Volumen derselbeu, gew6hulich 10 Cub. Cent., mittelst eiiicr Pipette iu eiue Flasche gebracht, uud dam so langc mit eiuer normalcu Auflirsuug vou sidpctersaurem Silber versetit, bis kein Nie- derschlag mehr cutstand. Aus dem Volumeu der normaleu Auflilsuug vou salpetersaurem Silber, das zur Fallung 06- lhig geweseu war, ergab sich die Quaiititit des Kochsalzes. Es ist diek die umgekehrte Methode vou dcr, welche G a y - L u s s a c fur die Beatimmuug des Silbers eingeftibrt bat. Bei eiiiiger Uebung kaon man deli Gehalt an Chloruatriuiii bis auf 0,Ol Proc. sicher bestimmeu. Liefs man nuu Was- ser das, wie schou erwlhnt, frei von Kochsalz und Chlor- wasserstoffsaure seyn mubte, in diese Salzlfisang eiostra- iiieii, iiud fiug man in dem so entstehenden Strahle au ir-

22

gend einer Stelle eiae Quantitat der FlUssigkeit mit der Vorsicht auf, dah sich dadurch die Bewegung in dem Strable nicht anderte, so ging aus der Menge des Kochsalzes in dieser Flassigkeit hervor, in welchem Verhiiltnit sich das einstr6mende Wasser mit der im Gefdfs vorhandenen Salz- lbsung an dieser Stelle gemischt hatte.

32. Um die Flassigkeit an irgend einer Stelle des Strahls eufzufaogen, bediente ich mich einer Glasrbhre abc Fig. 12. Taf. I., die in eine feine Spitze bei a ausgezogen war. Der zugespitzte Theil war horizontal und wurde in die Rich- tuug des horizontal einstriimenden Wassers gcbracht , hin- ter dieser Zuspitzuug bog sich die Rbhre nach oben und ragte Uber die Oberflache des Wassers hervor. Hier war mittelst Kautschuk eine andere R6hre cd angesetzt die ab- warts geneigt werden konnte. Die Rbhre obc war an einem starken Brette g h gut befestigt, das auf einem ande- ren, quer iiber das Gefafs A B CD fest angebrachteu Bretle, sicher vor und rUckwarts sowie auch seitwlrts bewegt werden konnte. Die Spitze der Glasrbhre hatte eine Oeffnung von 1- innerem und 1,5- aufserem Durchmcsser, uud verjiingte sich allmiilig, so d a t der Widerstaud, welchen sie fur die Bewegung des Wassers darbot, zu gering war um diese wesentlich zu andern. Wurde diese Spitze in nicht zu grofser Entfernung von der Oeffnung f angebracht, durch welche das Wasser einstrbmte, so war die Bewegung binreichend, urn das Wasser in dieselbe biuein und in der Rbhre abo so hoch hinauf zu treiben, dafs es durch cd abflielen, und in einem untergehalteneii Glase aufgefangen werden konnte. Die ersten Portionen die hierbei ausflos- sen enthielten noch die Salzlbsung, welcbe in dcr ROhre vor dem Beginn des Versuches enthalten war, und erst die spiiteren hatten die Zusammensetzung, welche der FIGS- sigkeit an dem Punkte a in dem Strahle entspricht. Es wurde deshalb die ausfliefsende Fliissigkcit in 3 Portio- nen aufgefangen , deren beide lelzte dieselbc Zusammen- setzung zeigen mufsten, wenn das Resultat als richtig betrachtet werden sollte. SpZter hatte iibrigens die Erfahrong

23

schon gelehrt, wie vie1 austliefsen mufste, urn sicber zu seyn, dafs die frUber im Rohre befiodliche FlUssigkeit ganz en t fern t sey.

Durcb das in die Salzlbsung einatrllmende Wasser lu- dert sich zwar die Concentration derselben, allein diese Aenderung war wtibrend der kunen Dauer eines Versuches immer nur sebr unbedeutend. Vor jedem neuen Versuch wurde die Quantittit des Salzes in der in dem Gefafse AB befindlichen Lbsung von neuem bestimmt.

33. Voniiglicb war es interessaot zu erfahren ob die Salzl8sung bis in die Mitte des einstrbmenden Wasserstrah- les gelange. Es wurden desbalb zuntichst Versuche angestellt, bei welchen sich die Spitze stets in der Mitte dieses Strables, aber in verschiedenen Entfernungen von der Oeffiiung f, durcb welche das Wasser einstrUmte, befand. Urn die Mitte des in der Salzlfisung entstehenden Strabls sicher ermitteln zu kbnneu, wurde die Salzlbsung aus dem Gefifse AB abgelaasen, und die Spitze in die Mitte des in das leere Gefiifs einstrbmenden Wassen, gebracht. Dann wurde die Salzlbsung wieder eingeffillt und die Bestimmang in der erwtihnten Art vorgenommen.

Die Resultate, welche so erhalten wurden, Bind in der folgeuden Tabelle zusammeogestellt, in den vier ersten Co- lumnen sind die unmittelbar beobacbteten Zahlen euthal- ten, die fiinfte ergiebt sich ails der dritten und vierten.

Salzgebr'r der die erhaltrnca

80. des Versuclrs

Die durclr die Spitze erlraltene Pllissigkeit

bertand aus:

1. 2. 3. 4. 5. 6.

der Odf- nung dur&

D i e Ypi tee i n der Mitt

Durelim. I I I

Enlfer- Salrgetralt in nung der A S vor Spitrevon dem Ver- dtr OeN-

e der Strnbls .

0.50 Proc. 54,4 Proc 496 Proc. 0,54 Y 60,0 u 40,O 0,46 3) 59,O u 41,O >I

0,03 >I 3,4 n 96,6 )I

0,14 )I l5,l I) 81,9 ~8

0,16 )I 16,4 N 83,6 )I

24

No. d u Versucbc

- 7. 8. 9.

10. 11. 12.

Die durch die Spike der erhaltene Fliiuigkeit 'pike beatand m a :

erhrltcnm FIiiaigkdt. Sald6- I Wasser.

sung.

Wurde die Spitze so weit gpiihert, dab s ie t ich dicht vor der 3- weiten Oeffnung befand, durch welche das Wasser in AB einstrbrnte, so drang nur reines Wasser ohne eine Spur der Salzlllsiing in dieselbe ein.

34. Die Verschiedeuheiten, welche sich fur die Vcr- suche ergeben, bei denen die Spitze in derselben Entfer- nung angebracht war, haben ihren Grund darin, dafs die geringste Abweichung von der Mitte dea Strahls eine grofse Verschiedenheit in der Mischuug der FlUssigkeit bedingt. Um zu erfahren, wie bedeutend diese Verschiedenheit ist, wurden einige Versuche angestellt, bei welchen die Spitze aus der Mitte des durch die Oeffnung von 5"" einstrhenden Strahls geriickt war, theils bis an den iiufseren Rand dcs in die Luft ausstrbmenden Wassers, wobei die Mitte der Spitze urn 1,75- von der Mitte des Strahls enlfernt war, theils auch noch mehr seitlich, so d a t die Mitte der Spitze um 2,5 bis 3,O"" von der Mitte des Strahls abstand, wobei sich das Wasser, wenn es in die Salzlbsung einstrbmte, noch mit hinreichender Kraft in die Spitze hinein bewegte, urn durch die Rbhre cd wieder abzufliersen.

Die Kesultntc dieser Versuche sind in dcr folgendeii Tabclle zusarnme~igestcllt.

No. d. VW- rachs.

- 13.

6.

11.

n n

n n

u m

Salzgdmlt d. d u d die Spilse er-

Die dureh die Spitzc erlialtene Fliurigkeit

bestand aus:

25

Sdzgehrlt in R B vor dem VW-

suehe.

0,89 Yroc 1,08 n 0,94 n 0,98 m 1.06 n 0,99 n 0.99 n 0.97 n 0,96 u

ED&- ouog d. Spitse woo d s Odf-

nuog’).

Die Spitzs b e rand sich

Es geht hierans hervor, dab die Quantitiit der Salz- 16aung bedeutend zunimmt, wenn man die Spitze von der Mitte entfernt, und dafs ein wirkliches Eindriageu der schon vorhandenen in die e ins t rbeade FlUssigkeit stattfiudet.

35. Ich wende mich nun zu der Erklgrung; dieser Er- scheinungen. Nach dem gegenwartigen Zustande der Wis- senschaft ist eine streng mathematische Herleitung derselben leider nicht m6gli&, die folgende Betrachtung kann aber, wie ich glaube, dazu dienen dieselben vollsttindig zu er- kl8ren.

Denkt man sich eine FIUssigkeit, welche in die gleichartige Substanz, die in einem Gefiifse enthalteu ist, das als unbegrauzt betrachtet werden kann , durch eine Oeffnung einstr6mt , welche hinreichend tief uoter der Oberflgche liegt, so breitet sich der auf diese Weise in der Flfissig- keit entstehende Strahl continuirlich am, d. h. seine auf der Axe scnkrechten Querschnitte werden continuirlich gr6- her. Zugleich nimmt die Geschwindigkeit in demselben mit der Eutfernung von der EinstrOmungsOffuung ab, mas man beides leicht beobachten kanu.

Giuge hierbei durch jeden gegen die Axe des Strahls seukrechten Querschnitt dieselbe Menge von Fliissigkeit iu derselbeii Zeit hindurch, so wiirde die nachkommende Masse

1) Dcr Durclrniessur der Oeflauog, durcli welelre das Wasser in die Salz- liirung eiiistiiimtc bevug 51,’”’.

26

hinreichend seyn, um den Raum auszufiillen, welchen die vorhergehende inne hatte.

W i r wollen nun untersuchen, unter welchen Bedingun- gen dieb mdglich ist. Betrachtet man zu dem Ende eine bestimmte Masse der einstriimeiideu Flrissigkeit, z. B. die, welche in einer Zeiteinheit durch die Einstr8mungs- Oeff- nung hindurchgeht, so wird, wenn dieselbe sich ausbreitet, ibre' Dicko oder Ausdehnung in der Richtung der Axe des Strahls in demselben Verhaltnisse geringer, als ihr Quer- schnitt oder ibre Ausdehnung in den beiden gegen die Axe senkrechten Richtung g ra t e r wird. Wenn dabei ihre Ge- schwindigkeit zugleich auch in diesem Verhaltnisse abnshme, so dab beide, sowohl die Geschwindigkeit als auch die Dicke, sich umgekehrt wie die Querschnitte verhielten, dann wiirde diese Masse durch jede Ebene, welche senkrecht gegen die Axe des Strahls ist, in derselben Zeit bin- durchgehen. Allein wenn diese Bedingungen erfiillt wiirden, so wUrde die Kraft, mit welcher diese Masse sich bewegt, in demselben Verhaltnisse geringer werden wie ibre Ge- schwindigkeit.

Es lafst sich abcr einsehen, d a t diefs nicht der Fall seyn kann. Denn wenn man von dem Verluste an bewegender Kraft absieht, welcher durch die Reibung der Flris- sigkeitstheilchen entsteht, und wenn, wie oben schon vor- ansgesetzt worden, die Bewegung in einem Gefa te stattfindet, welches so grofs ist, dafs seine Wande keinen Widerstand fur die Bewegung darbieten, so ist, wenn die Oberflliche wahrend der Bewegung horizontal bleibt und man zunachst davon ausgeht, dafs die Druckverhaltnisse far alle Theile der Flfissigkeit wahrend ihrer Bewegung dieselben wie im Zustande der Ruhe sind, keine Kraft vorhanden, welche der Bewegung entgegenwirkte. Es wird desbalb kein Theil von dieser bewegenden Kraft veruichtet werden.

Zwar breitet der Strahl sich dadurch aus, dafs die au- kommende Masse einen Widerstand in der ihr vorherge- henden findet, alleio da dieser Widerstand von vollkommen beweglichen Theilen geleistet wird d. h. nur auf Triig-

27

heit beraht, so bleibt doch die bewegende Kraft, welche in der Richtung der Axe stattfindet, anverindert, und deshalb ist, sobald die Bewegung permanent geworden, dieselbe beweglende Kraft wiihrend der Zeiteinheit in jeder gegen die Axe des Strahls senkrechten Ebene wirksam.

Bestlinde das Breiterwerden des Strahls uur darin, dah dieselbe Masse bei ihrem Forlschreiten ihre Form indert, und einen grbfseren Querschnitt annimmt, so kbnnte sich ihre Geschwindigkeit nicht indern ; dann abcr wtirde diese Masse in einer um so ktineren Zeit durch die verschiede- lien Querschnitte des Strahls hindurcbgehen, jemehr sie sich ausgebreitet hat. Dadurch witrden die eiuzelnen Schichteu des Strahls sich entwedcr vou eiuander treuoen, oder es mtilste eine Verditnouug eiutreten. Iu solchen Fsllen, in denen d a r k gesorgt ist, dafs keine audcre Masse zutritt, IVO also nur diesselbe Masse sich ausbreitet, kann man bei tropfbar f lh igen Kfirpern, wo eine Verdtinnuug uicht mbglich ist, wenigstens eine Druckabnahme, und bei luftfbrmigen eine wirkliche Verdiinnung experimen tell nachweisen, wie diefs in 5. 14. gescheheu ist. Auch ist diese Abnahme des Drucks schon theoretisch nachgewiesen (D. B e r n o u l l i , Hydrodynanricos Sectio XII. Q. 9. p. 262. P o i s s o n , Trait4 de mduanique 2’” Edit. II. pug. 730.). In dem Falle aber, wo wie bier der Strahl in der gleichartigen Substanz sich bewegt, verursacht die Druckabuahme

’ in k e r n Eiitstehen sogleich eiu seitliches Zustrbmen, wodurch sic11 die Massc in dein Strahle vermehrt.

Mit dieser Vermehruug der Masse nimmt die Geschwin- digkeit ab. Da aber die bewegende Kraft sich nicht tin- dert, so wird durch eineu entfernteren Querschnitt stets inehr FlUssigkeit in derselben Zeit hindurchgeben, als durch einen der der Einstrbmungs- Oeffnuug niiher ist.

Da der Druck, den die Flfissigkeit in ibrer Bewegung austibt, gerinser ist als der der rubenden, so hbnnte man glauben, dafs die Vorausselzung, von melcber die obige Betrachtuug ausgegangen ist , dafs ulmlich kein Theil der bewegenden Kraft in dem Strahle vernichtet werde, niclit

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ricbtig sey, weil eiu Tlicil dicser Kraft notbig zu seyn scheint, um die FlUssigkeit, welche im Anfange uuter einem geringeren Drucke sich bcfiiidzt , allmiilig unter den grBteren Druck zu versetzcu, oder urn, wenn statt der tropfbareu eiue luftf6rinige Masse vorbanden ist , diese zu verdichten.

Allein d i e t ist deshalb nicht der’ Fall, weil die Ver- iiiinderuug diescs Drucks gerade dadurch entstanden ist, dafs die voraugeheude Flussigkeit scliiicller durch eineu Querschuitt des Strahls hindurchgeht als die nachfolgende. Weun daher durch die Druckverschiedeiiheit die Gescbwiu- digkcit der urspriiirglicli sich bewegeuden Masse vermindert wird, so wird aucb gerade durch sie die seitlich vorhau- dene, vorher ruheude Masse init in Bewegung gesetzt, und dadurch dcr Verlust an bewegender Kraft wieder ausge- glichen.

Es ergiebt sich hicraus: 1) dah in eiuem Strahle, welcher entsteht, wenu cine

Flnssigkeit in eine gleichartige Masse eiostrbmt, durch jeden Querschnitt , welcher weiter von der EinstrBinungs- Oeffnung entfernt liegt, in derselben Zeit mebr Flassigkeit hindurchgeht, als durch eiueir nlher liegcnden , und

2) dafs in Folge biervou der Druck der Fliissigkeit wlhrend der Bewegung in dem Strahle geringer ist als im Zu- stande der Ruhe.

36. Mit HUlfe dieser beiden S a k e erkliiren sich die obeu beschriebcnen Erscheinungen sehr einfach. Bei dem in 9. 4. envahnten Versuche von V e n t u r i , bcwegt sich durch den Qiierschnitt S M des Kauals SM VR Fig. 1. Taf. I. mehr Wnsscr, als in derselben Zeit durch die Rlrhre C A zufliefst, es mufs folglich von dem in dern GefaLc euthal- tenen Wasser mit fortgefrihrt werden.

Ebeuso bewegt sich in dem in Q. 5. beschriebenen Ver- s u c h durch die weite Rdhre. A B C Fig. 2. Taf. I. in der- sclbeu Zeit mehr Flussigkeit, als durch die euge Rblire bei a zuflielt, uud da hicr kein ZustrBmen vou der Seite stattfinden kaun, so driogt, in Folge der Verminderung dcs

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Drucks, durch die Oeffnang BC die Flnssigkeit aus der Abtheilung H F des Gef&lst?s E D G F . Dadurch sinkt die Fliissigkeit in dieser Abtheilung.

Sinkt aber die Oberfllche der Fltissigkeit in der Abtheilung HF wiihrend dieselbe in der Abtheilung H E unveriindert bleibt, so wirkt der Drack, welcher durch den Uuterschied der Nioeaus entsteht , der Bewegung entge- sen, und es nimmt dadurcli die bewegende Kraft ab, so dafs dieselbe in dem Querschnitte der Rahre A B bei A geringer ist als die, welche wtlhrend derselben Zeit in der engeu RBhre bei a wirksam ist. Mit dieser Abuahme wird aber auch die Quautitiit der Fliissigkeit geringer , welche in der Zeiteinheit durch den Querschnitt hindurchgeht. Es wird daher die Oberfllche in der Abtheilung HF so lange siukcn bis die Masse dcr Fliissigkeit, welche in der Zeit- einheit durch einen Querschnitt der weiten RBhre bei A hindurchgeht, ebenso grols ist als die, welche in derselben Zeit durch a sich bewegt. - Der Unterschied der Niveaus giebt die oben 9. 35. erwtlhnte Verminderung des Drucks der einstrameuden FlCissigkeit zu erkennen.

35. Wenn die Verhiiltnisse bei diesem Versuche so sind, dab nacbdem die FlUesigkeit in der Abtheilung HF bis an den untern Rand der Rahre bei C gesunken ist, der Unterschied in dem Stande der Fliissigkeit in beiden hbtheilungen uoch nicht hinreicht, um die bewegende Kraft, melche in der Richtung des Strahls wirksain ist, so weit zu vermindern , dafs in Folge dieser Vermiuderung durch die meite Rahre in derselben Zeit ebenso vie1 liindurch- geht als durch die Oeffuung bei a eintritt; so erftihrt das Wasser wtibrend der Bewegung in dieser Rbhre von A her einen geringeren Druck als von B , wiewohl der sta- tische Druck d. i. der, welcher wirksam wlre, wenn die Fliissigkeit sich nicht bewcgte, von B her nur der Druck der Almosphare, von A aber der der Atmosphtlre und uocb der durch deli Unterscliied der Niveaus hervorgebrachte ist. In Folge dieses stlrkeren Drucks bei B tritt die Lult

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durch diese RUhre in das Wasser hinein, wie diefs iu dem in Q. 6. beschriebenen Versuche sich gezeigt bat.

39. Aus demselben Grunde tritt auch bei dem in Q. 7. erwtihnten Versuche, wo durch einen diinnen Strahl das Ausfliefsen aus einer weiten Rbhre gehemmt wird, die Luft darch diese RUhre in das Wasser hinein, nnd zwar so lange bis die Fliissigkeit in dem Gehfse A Fig. 3. Taf. I. eiue solche HIlhe erreicht hat, dafs innerhalb der Rbhre der Druck von beiden Seiten derselbe geworden ist. Wird Ton der innern Seite des Geftifses der Druck noch grulfser, so beginnt das Wasser abzufliel'sen.

40. Nimmt wahrend das Wasser durch die Rbhre de Fig. 8. Taf. I. fliefst, auch der Druck ab, welchen die Luft austibt, die sich in dieser Rahre befindet, wie in dem Ver- suche Q. 13.; so wird nur so lange die Luft in das Was- ser eindringen und mit diesem fortbewegt werden, bis in der ROhre die Gleichheit des Drucks von beiden Seiten sich hergestellt hat.

41. Die Zunahme der Wirkung des gegen einePlatte stramenden Wassers, welche sich in den in 9. 27 bis 9.29. beschriebenen Versuchen herausgestellt hat, findet, wie ich glaube, auch ihre Erkltirung darin, dafs der Druck der sich bewegenden FlUssigkeit geringer ist als der der ruhenden. Es bewegt sich ntimlich die Fltissigkeit, welche eine ebene Platte trifft, wenn diese grot genug ist, langs derselben hin, und auch bei dieser Bewegung, parallel der Platte, wird der Druck , welchen die FlUssigkeit wtihrend ihrer Bewegung austibt geringer seyn, als er im Zustande der Rube wiire. Es wird deshalb der Druck, welcher gegen die Platte von der Seite, wo die FlUssigkeit sich bewegt, ausgetibt wird, geringer seyn als von der hinteren Seite, wo die ru- hende Fltissigkeit gegen die Platte drUckt, und zwar wird der Unterschied des Drucks urn so grafser seyn, je grbfser die Geschwindigkeit ist, mit 'welcher die FlUssigkeit ltings der Platte hinstrijmt und je grbfser das Stuck der Platte isf mit dem sie sich parallel bewegt. Die Geschwindigkeit aber ist offenbar grbl'ser wenn die Platte der Einstrii-

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mungs-Oeffnung ntiher ist, als wenn sie weiter von ihr absteht und ebenso ist bei dieaer niiher befindlichen Platte, bei welcher der Strahl sicb noch weniger aasgebreitet hat, das Stuck grO%er, neben welchem sich die Fliissigkeit parallel bewegt. Je nnriher daher die Platte der Einstrbmungs- Oeffnuug ist, um so grbfser ist die Differenz des Drucks deu sie von beiden Seiteu erfiihrt, und deshalb ist die Kraft, welche erfordert wird, urn die Platte im Gleicbgewicht zu erhalten , geringer, weun sie der Einstrbmungs- Oeffnung nlher ist, als weun sie weiter von ihr absteht, bis bei zunebmender Entfernung jene Differenz des Drucks ver- schwindet.

42. Auf eine lhnliche Weise ist leicbt zu erkllren weshalb, wenn zwei Platten uiiter Wasser in geringer Eut- fernung parallel einander gegeniiberstehen , und ein Was- serstrahl durch die Mitte der einen mit einiger Gewalt eintritt, sie sich, wie Ha c h e t t e gezeigt hat, zu eiuander bewegen, und ebenso auch weshalb solcbe in der Luft befindliche Platten sich zu einander bewegen , weun darch die Mitte der einen die Luft mit einiger Geschwindigkeit gegen die andere strdmt.

43. Aus d!m seitlichen Zustrbmen, welches stattfindet, wenn eiue FlUssigkeit in die gleichartige Substanz einstrbmt, (9.31 bis 8.34.) ergiebt sich als eine nothwendige Folge, dafs wenn dieb Einstrbmen mit hioreichender Geschwindigkeit geschieht , eigenthiimliche wirbelnde Bewegungen entstehen miissen, wie d i e t auch der in 3. 30 beschriebene und aaf Fig. 11. Taf. I. abgebildete Versuch deutlich zeigte. Wenn die Oeffnung nicht zu klein, und namentlich in verticaler Richtung ziemlich ausgedehnt ist , so kbnnen bei hinreichender Geschwindigkeit des Wassers triebterf6rmige Ver- tiefungen entstehen, weil das Wasser im Inuern einer solchen wirbelndeu Bewegung dem am Rande derselben sich benegenden fortwnrihrend zustrbmt, wodurch der Druck in der Mitte vermindert wird.

Ein ganz tihulicher Vorgang fiudet aucb bei luft- f6rmigen Kbrpern statt. Es wird genligen an die eigen-

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32 thiimlichen Bewegungen des aufsteigenden Rauches za er- innern. Aber auch die spiralfbrmige Fortpflanzung , die man bei beftigen Windeu und Stlirmen beobachtet hat, beruhen, wenn ich nicbt irre, auf einem solchen Zastrbrnen der Luft nach der in Bewegung befindlichen. Selbst das merkwUrdige Phllnomcn der sogenannten Wasserhosen Ms t eich leicht bierdurch erklliren, d e w wcnn ein Wind mit hinreichender Geschwindigkeit sich wirbelfbrmig in einiger Hahe tiber dem Wasser bewegt, so wird die Luft im In- nern dieser Wirbel zu der am Rande sich bewegenden hinstrbmen, es wird dadurch der Luftdruck im Innern dieser Wirbel vermindert uud in Folge dessen hebt sich das Wasser und nimmt an jener wirbelnden Bewegung mit An- theil. Aebnliche Erscheinuugen, die auf dem seitlichen Zu- stramen einer Fliissigkeit beruhen, liefsen sich noch manche anfiihren, doch mbgen diese geniigen.

Z u s a t z fiber d a s W a s s e r t r o m m el- G e b lli s e. Zum Schlufs kanu ich nicht uuterlassen noch eine Vor-

richtung anzufuhren, die auf den vorher 5. 15 bis 5.28 er- wrbnten Erscheinungen des Eindringens von Luft in eine Flassigkeit beruht. Es ist diefs das sogenannte Wasser- trommel-Geblrse, das nach G r i g n o n ' ) etwa urns Jahr 1640 in Italien erfunden seyn soll. Ein solches ist in Fig. 13. Taf. I. nach der Bescbreibung abgebildet, welche R i c h a r d in seinen ,,Etudes sur l'art d'extraire immddia- tement Ie fer de ses mindrais p. 169" giebt.

B ist ein Behalter der durch den Kana1 2 stets voll Wasser gebalten wird.

A und A sind zwei R6hren oder ausgehablte Blume etwa 13 Furs hoch, von deuen bier die eine im Durch- schnitt dargestellt ist.

C. C ist ein luftdicht schliefsender Kasten von Holz oder auch ein Fat's.

Die 1) i€i&nuires de Physique p. 196.

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Die R8hren A 4 werden nach oben etwas weiter. An dieser Stelle sind 2 gegen einander geneigte Bretter pp in eine jede eingesetzt , welche eine trichterf8rmige Veren- gung bilden und dureh die Hblzer t t von einander entfernt gehalten werden.

Unter dem unteren Rande dieser Bretter sind in den Rbhren mehrere Oeffnungen e e angebracbt, durch welche Luft eindringen kann. Aehnliche Oeffnungen befinden sich, nach Richard ' s Angabe, auch etwa in der balben Hbhe dieser Rahren bei e'e', doch flielst durch diese, wie er an- fiibrt, zuweilen Wasaer aus, weshalb es wohl zweckmaifsiger seyn wUrde sie fortznlassen.

Werden die konischen Verschlusse k der tricbterfbrmi- gen Oeffnungen p p in die Hbbe gezogen, so ftrllt das Was- ser durch die Rilbren hinab, und es wird zugleich Luft durch die Oeffnungen ee eingesaugt I ) . Indem diese von dem Wasser in den Kasten CC hinabgefiihrt wird, vermehrt sich die Luft in demsclben, und str8mt durch das Rohr R und die Oeffnung bei b aus.

In dem unteren Theile des Kastens CC ist bei q eine Oeffnung angebracht, durch welche das herabfallende Was- ser abfliefsen kann. Die Grblse derselben ist so abgegli- chen, dafs die Oberflache des Wassers in dem Kasten CC niemals bis zu dieser Oeffnung sinkt. Urn diels zu erreichen ist gew6bnlich vor derselben noch ein Kasten angebracht, in dem das Wasser erst in die Hbhe steigen muls, um iiber seinen oberen Rand fortzufliefsen.

Soviel auch iiber diese Art der Geblirse *), die in ei-

1) Statt die Lufi durch die OdTnungen cc einsaugen rn lamen hat man auch die Einriehtung, dds statt der Bretter p p in jede Bahre zwei balzcroe Tricbtcr eiopetrt werden, die sn hoch sind, dds sic iiber die O b d i c h c d u W a ~ c r s havorragen. Das Waucr G e t dann dureh den Zwisehenraum rwisehen diesen Trichtern in die Rahre d hinab, drdurch sinkt dar Waucr in den Trichtern srlbst und er tritt durclr diuelben Luft in die Rabre hinein.

2) Diuelben wuden haoptaichlieh bei du unmittelbaren Gcwinnung des Schmicdeeirurr aus den Encn (Forge8 C U ~ U ~ C J ) benutzt, und nacli

PoggendorFs Annrl. Bd. LXXX. 3

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nigen Departements des stidlichen Frankreichs sehr vie1 in Anwendung sind, geschrieben worden, und so ausfiihrlich und genau die Beschreibung ist,'welche R i c h a r d in dem oben erwllbnten, i. J. 1838 zu Paris erschienenen, Werke davon giebt, so ist doch der eigentliche physikalische Grund, auf welchem das Hinabdringen der Luft eberuht, noch ganz unbekaant.

R i c h a r d ist auf denselben gar nicht eingegangen. Von Blteren Schriftstellern behauptete im vorigen Jahrhunderte JLIS ti I ) , dals das Wasser sich bei heftiger Bewegung in Luft vemandlo, und V e n t u r i l ) erkldrtc im Jahre 1800 die Wirkung dieser Gebllse durch die seitliche Mittheilung der Beweguog des Wassers. Eine solche wtirde voraus- setzen, dals eine so starke anziehende Kraft zwischen Luft und Wasser vorbanden sey , dafs die Luftblasen bis tief unter die Oberflaiche hinabgeflihrt werden, was, wie icb schon frtiher in 0.16. erwlhnt babe, nicht gut denkbar ist. Aufserdem babe ich dort einen Versuch angefiihrt, der, wie ich glaube, diese Ansicht vollstaindig widerlegt.

Um indefs den Vorgang bei dem Wassertrommel- Ge- blaise nlher kennen zu lernen, babe ich dasselbe im Klei- nen aus Glas nachgebildet, in der Art wie es in Fig. 14. Taf. I. dargestellt ist.

N bezeichnet den Wasserbehdlter, an welchem die 6 Zoll Iange ROhre ab mittelst eines Korks befestigt ist. Das un- tere Ende derselbeu ragt in das obere Ende der R6hre cd. Diese ist 6,5 Fufs lang und hat einen innern Durcbmesser von Q 2011. Bei d geht aie darcb den Kork, welcher die Flasche A B verschliefst und endet bei g , etwa zwei Zoll Uber dem Boden der Flasche. Durch den Kork d gehen noch zwei RBhren, namlich d e , die mittelst des Hahues e verschlossen werdeu kanii, und h i k , die als Mauoineter dient und von i bis k mit Quecksilber gefollt ist.

Richard's Aogabe bedicoteo sich im Departemem de I'AriCge im Jalrrc 1938 alle Schmiedeo, bis auf cine oder zw&, our dieses Geblhses.

1) Schauplatz der Kiioste ond Hdwerke Bd. 11. S. 97. tinmcrk. 2 ) G i l b e r t s Annaleo Ill, 129.

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Wenn die R6bre ob an ihrem unleren Ende bei b eiue Oeffnung von 0,4 Zoll im Durchmesser batte und das Was- ser durcb dieselbe binab flofs, so wurde eine nicht unbe- deutende Menge von Luft in die Flasche A B mit binab gerissen. Es vermebrte sicb der Druck, und iudem das Manometer bei k stieg, hob sich zugleich dae Wasser in der Rbhre cdg. Durch Oeffnen des Hahnes e wurde das AusstrZImen der Luft, uud durcb den Hahn D das Abflie- [sen des Wassers aus der Flasche so geregelt, dafs der Staud des Wassers in cdg auf eiuer constanten Hirhe blieb. Lag diese etwa 3 Furs tiber der Oberfliche A B des Was- sers in der Flascbe, und batte die Oeffnung b wie schon erwibnt 0,1 Zoll im Durchmesser, so sab man eine Menge kleiner Luftblasen, die sich in der ganzen Breite des Rohrs gleichfilrmig mit dem Wosser hinab bewegten. W a r der Durchmesser bei b gr(rCser, so fand die Bewegung schneller statt, U D ~ man koonte die Blasen nicht mehr gehorig verfolgen. W a r die Oeffnung b bingegen enger, hatte sie z. R. nur 0,2 Zoll im Durcbmesser, so eatstanden bei f zwar Blasen von Luft, aliein dieselben gelangten nicht bis an den unteren Theil der Rbhre, sondern nacbdem sie bis zu einiger Tiefe biasbgehommen waren, stiegeu sie in Folge ihres geringeren specifiscben Gewicbts wieder in die Hahe. Nur einzelne ganz kleiuc Blasen murden bis zur Tiefe von etwa 24 Zoll hinabgeftthrt.

Offenbar bilden die Luftblasen sich da, wo der herab- falleude Strahl die Oberfllcbe f des Warsers in der Rahre trifft, und bier werden sie von dem Wasser ganz umschlos- sen, und von diesem mit fortbewegt. 1st nun die Kraft mit welcber diese Bewegung stattfindet so g r o t , dafs die Blasen schneller binab bewegt werden , als sie in Folge ihres specifischen Gewichts steigen wurden, so werdeu sie in die Flasche A B gelangen. Diefs wird aber nur eintreten, wenn erstens die Fallbbhe des Wassers bis zur Ober- flache f hinreichend ist, damit dasselbe tier genug unter diese hinabdringt, und weun zweitens die Oeffnung b eini- nigermafsen betrtichtlich ist im Verhiltnifs zu dem Durch-

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maser der Rbbte cdg, denn nur alsdann wird die gauzc Wassermasse in dieser Rbhre sich mit hinreichender Ge- scliwindigkeit abwniirts bewegen. 1st hingegen die Oeffnung b our kleiu im Verhtiltuifs zn dem Durchschnitt von cdg, so ist die Bewegung des Wassers in dieser Rbhre ouch nur geriug, nod die Luft wird sich in Folge hiervon schneller auf ale aborzirts bewegen.

1st die Oeffnung b nicht vie1 kleiuer als der Durch- schnitt der R6hre cdg, so verschliefst ' das herabfallende Wasser diese Rbhre, selbst wenn dieselbe, statt bis g her- abzugehen, schon unlnittelbar nnter dem Korke d endet. Es nimmt auch dann das Wasser, wie in dem ebenerwzhu- ten Versuche, eine dem Drucke der Luft in der Flasche eiitsprechende H6he in der Rbhre an, und Uberhaupt findet die Erscheinung ganz auf dieselbe Weise statt, wic weiiii die Rfihre cd bis unter die Oberfliche A B des Wassers in der Flasche hinabgeht. Es ist deshalb auch bei dem Wassertrommel- GeblPse nicht nbthig, dab die Rbhren A A Fig. 13. Taf. I. bis unter die Oberfltiche des Wassers in der Trommel CC hinabgehen.

Diese Versuche zeigen, dafs hier derselbe Vorgang stattfindet, den man so haufig Gelegenbeit hat zu beobachten, wenn man eine FlUssigkeit in ein Glas eingiebt, wobei gleichfalls Luftblasen mit hinabgefiihrt werden. Ich glaube diesen Vorgang frfiher 5.18 bis 9.20. binreichend auseinander gesetzt zu habeii, nod fiihre die Versuche in Betreff des Wassertrommel- GeblPses bier our an, um zu zeigen , dah die Art wie die Luft bei demselben fortgeffibrt wird, sich vollkommen jenen frtiher beschriebeneu Yorghgen an- schliefs t,

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Ueber die Bewegung der Flüssigkeiten