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beim abeoluten Siedepunkt zu etwa 4 der normalen. Bus dem Winkelmann’schen Gesetze folgt mit Benutzung der von Y a j at s c h e w sk y ‘) fiir Aether gefnndenen kritischen Temperatur und des zugehorigen Drnckes 2 = 1,138, also bedeutend kleiner, als es die van der Waals’sche Formel verlangt. Es g r d e mithin eine Bestimmung dieser Dichte fiir beide Theorien von grossem Interesse aein.

Chem. Haupt-Laboratorium der Universitat Tiibingen.

I . E t a s t i c i t i i t .

Die Kohlenstiibe. ::-elche gegenwartig fur die Zwecke der electrischen Beleuchtung gebraucht werden , zeigen ein so gleichmiissiges Gefuge, dass es moglich ist, ihren Elasti- citatsmodul auf akustischem Wege zu bestimmen. Ich wandte hierzu cylinderische Stiibe von E. C a r r e in Paris an. Die Stabe wurden in ihrer Mitte zwischen zwei Fingern gehalten und dann ihrer Liinge nach zwischen zwei mit Colophonium eingeriebenen Fingern gestrichen. Der helle, reine Longitu- dinalton, welcher dadurch entstand, wurde durch Vergleichung mit einer Konig’schen halbtonigen Stimmgabelserie bestimmt und zwar dsdurch, dass der Stab so lange verkiint wurde, his sein Ton mit einer der hoheren Octaven eines der Stimm- gabelthe iibereinstimmte.

Das specifische Gewicht der Stlrbe war nicht in der ganzen Lgnge derselben das gleiche; es wurde deshalb von jedem Ende einev jeden Stabes ein UagefHhr 6 cm langes Stuck abgeschnitten, dessen specifinches Gtewicht bestimmt und das Mittel alls beiden Bestimmungen als die mittlere Dichtigkeit in aechnung gebracht.

Es wurden acht Stiibe untersucht, drei derselben, VI, 1) SaJa&ebewrky, Beibl. 3. p. 741. 1879.

A n n d. Phya. e Cbm. N. P. XIL 5

66 W. Bee&.

1

III Iv

VII und VIII in verschiedenen L i g e n . In der nnchfolgen- den Tabelle sind die Stiibe nach ihrer Dicke (in Millimetern gemeaaen) geordnet. Ihr epecifisches Gewicht ist durch 8,

ihre Lbge durch I (in Metern), die Tonhahe ihres Longi- tudinaltonee durch t (pariser Stimmung) und dessen Schwin- gungszahl durch n (ganze Schwingungen) ausgedrtickt. Bus dieaen gegebenen Grbsaen iat dann der Eksticitiitsmodul E

2 1,631 0,531 *s, 3686 I 2548 1 1 3 1,593 0,495 am, 3686 4 2162

3 , 1,564 0,400 c5 4138 1747 4,9 1,596 0,s 12 8 4 3480 2063 5 1,580 0,498 a, 3480 1935

berechnet, wobei g 5 9810 mm genommen ist.

66 W. Bee&.

VII und VIII in verschiedenen L i g e n . In der nnchfolgen- den Tabelle sind die Stiibe nach ihrer Dicke (in Millimetern gemeaaen) geordnet. Ihr epecifisches Gewicht ist durch 8,

ihre Lbge durch I (in Metern), die Tonhahe ihres Longi- tudinaltonee durch t (pariser Stimmung) und dessen Schwin- gungszahl durch n (ganze Schwingungen) ausgedrtickt. Bus dieaen gegebenen Grbsaen iat dann der Eksticitiitsmodul E nach der Formel:

berechnet, wobei g 5 9810 mm genommen ist.

Der Elasticitllitemodul dieser StlLbe wgchst also mit der Dichte derselben, und diese ist (der Regel nach) bei den dtinneren StBben eine grbsaere als bei den dickeren. Nur Stab 111 machte von dieaer Begel eine merkliche Auenahme. Der Ton der dunnen Stabe itnderte sich bei wiederholtem Streichen bedeutend infolge der eintretenden Erwtlrmung. Durchachnittlich kommt der Elasticitstsmodul dieser Kohlen- sabe dem dee Bleies gleich.

2. Leitnngsverm6gen.

Die abaolnten Angaben iiber das Leitungsverm6gen der Kohle bei gewbhnlicher Temperatur (reap. bei 0”) schwanken zwischen sehr weiten Grenzen, wie dm nicht andera zu er- warten ist, da die unter dem Namen Kohle und Graphit aufgefUhrten Kihper hiiufig Gemische verschiedenster Art sind. Nur ftlr die Retortenkohle stimmen die Ergebnisse,

W. Beetz. 67

welche verschiedene Beobachter erhalten haben , ziemlich gut mit einander iiberein. Da in den spHter rerifffentlichten Arbeiten die friiheren zum Theil iibersehen worden sind, so stelle ich die mir bekannten Meaeungen hier zusammen, sllmmtlich iiberrechnet auf das specifische Leitungsvermifgen des Quecksilbers = 1.

bIatthieseen l), Schrader 7, Beetz 7, Auerbach *), Siemens. 6,

Graphit: - 0,00412 - 0,00455 _.

bi8 0.W2.12 - - - -

Bunsen'sche Battcriekohle: - 0,00177 - 0,00017 -

- - his 0,013s - - Retortenkohle :

0,0936 0,0167 0,0110 0,0159 (J l l l ' : l ;

- bia 0.0087 bia 0,0288 bia 0,0150 -

Ungleich grosseres Interesse als diese absoluten An- gaben hat die Frage nach der Veriinderlichkeit des electrischen Leitungsvermogens der Kohle mit der Temperatur gewonnen. Die Thatsache, dam mit steigender Temperatur dieses Lei- tungsvermogen zunimmt , wie das von Electrolyten, wurde zuerst von A. M a t t h i e s s e n B ) beobachtet, bald darauf von mir :) bestlltigt. Meine hierauf beziigliche Angabe ist von meinem Freunde S i e m e u s a) nicht ganz richtig aufgefasst worden: derselbe sagt, ich hatte jene Thatsache far kunet- liche Kohle, nicht aber fiir Retortenkohle bestitigt gefun- den. Meine Worte aber sind: ,,Unter den v i e l en Kohlen- stucken, welche ich priifte, fand ich iibrigene e i ns, dessen Leitungshhigkeit sich beim Erwiirmen fast gar nicht ver- iinderte , e i n a n d er e s, dess en Leitungsfbhigkeit beim Er- - -~~ ___

1) Mattli iessen, Pogg. Ann. 108. p. 431. 1858. 2) Schrader, Gattinger Nachr. p. 325. 1875. 3) B e e t z , Pogg. Ann. 158. p. 655. 1876. 1) Auerbach, G$ttinger Nachr. p. 209. 1879. 5) Siemens , Berl. Monotsber. p. 10. 1880. 6) Matthieseen, a. a. 0. p. 432. 7 ) Beetz, Pogg. -4nn. 111. p. 119. 1Y60. S) Siemens , a. a 0. p. 1.

68 W. Be&.

w-en sogar etwas abnahm." Es handelte sich nur um einzelne Exemplare solcher Retortenkohle, nicht um die game Species der Retortenkohlen, und ich bin iiberzeugt, dam auch diese scheinbaren Ausnahmen nur secundiiren Umstiinden znzuschreiben waren, denn auch spiiter habe ich bei den verschiedensten Kohlensorten nur Zunahme des Leitungsvermbgens mit der Temperatur beobachtet.

Messende Versuche iiber den Betrag dieser Veriinderung des Leitungsvermbgens der Kohle liegen vor von M a t - th iessen , Borgmann I) Auerbach und Siemens.

Im Laufe des vorigen Winters, also noch ehe mir die Siemens'sche Arbeit bekannt war, hmtte ich dnrch meinen ersten Assistenten, Herrn K e ml e in , Messungen iiber die Widerstandsveriinderng in sehr gleichformigen, fiir die Zwecke der electrischen Beleuchtung gefertigten Kohlen- stitben von C a n ( ? in Paris ausfiihren lassen, und spater hat derselbe diese Messungen ausgedehnt auf zwei ver- schiedene Stibe aus Retortenkohle, welche von D u b oscq ebenfalls far den Gebrauch in electrischen Lampen bezogen morden waren. Die untersuchten Stabe waren an beiden Enden verkupfert , die dicken kupfernen Zuleitungsdrilhte an diese Kupferkappen angelbthet. Die Erwilrmung geschrrh in einem Luftbade, wie es Magnus in seiner Arbeit iiber die Ausdehnung der Luft beschrieben hat.? Die Tempe- ratur erreicht in demselben eine sehr constante Hbhe, freilich erst nach lbgerem Heizen; dieselbe ist in den folgenden Tabellen durch t bezeichnet. Der Wideratand w der Stisbe wurde mittelst einer Siemens'schen Briicke gemessen; in den unten angegebenen Zahlen ist der Widerstand der Zulei- tungsdrilhte schon in A brechnung gebracht. Als Ausgangs- temperatur diente in allen drei Fllllen 19O, sodass dt den Unterschied der gemessenen Temperatnr von 1 9 O bezeichnet. d ist die f i r diesen Temperatnrunterschied beobachtete Widerstandsabnahme, A, die daraus berechnete Widerstands-

1) Borgmann, JOWL der runs. phyr..ebem. Ckwbch. 9. p. 163.1877.

2) Magnus, Pogg. Ann. 67. p. 185. 1842. Beibl. a. p. 288.

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18 0,1837 - - 74 I 0,1810 55 0,0026 76,5 0,1809 1 57,5 , 27

133,5 0,1773 I 114,5 I 58 77 ' 0,1809 ' 58 27

- - O,OOOO47 I 0,00026

47 26 46 25 51 I 28

W. Beetz. 69

abn&me fir 1" und c der Coefficient dieser Abnahme auf den urspriinglichen Widerstand = 1 bezogen.

Die Versuche ergaben anfangs unregelmassige Abnahmen des Widerstandes bei zunehmender Temperatur , zuweilen sognr Zunahmen. Der Grund dieser 'Erscheinung war wohl der, dass die Kohlen noch nicht ganz trocken waren. Nach- dem dies durch liingeres Erhitzen erreicht war, wurden folgends Zahlen gefunden :

I. K o h l e v o n C a r r i . .

Spec. Gew. = 1,615. Lange = 116 mm. Querschnitt = 3,06 qmm.

11. G r o b ki; r n i g e R e t o r t e n k o h le. Lange = 151 mm. Querschnitt = 26,4 qmm.

70

1

W. Bee&.

A, I c

F e i n k b r n i g e R e t o r t e n k o h l e. a g e = 122 mm. Querschnitt = 33,9 qmm.

Spec. Clew. = 1,900.

I

141 189 1S4 184 15.5 64,5 66 119 17,5 85,5 84

Oil457 0,1476 0,1576 0,1553 0,1536 0,1536

0,1555 0.1525

0,1510

170 175 175 - 45,s 4 i

100 - 66.5

9 i 5 i 36 78 45 ' 29 I 78 ' 45 29

- 40 I 26

2s

j -29 1 43 I 27

I -

39 1 "5 4 I -

1 -;9, 1 44

l - 0; 1 526 65' ! 29 ~ 43 27

152 I 0,1504 133 ! 50 I 38 I 25 19 I 0,1354 I - I - 1 - 1 -

Mittel c = 0,OOO 287-

Was die von Auerbach mitgetheilten Versuche betrifft, denen zufolge das Leitungsvermogen mit zunehmender Tem- peratur abnehmen soll, so hat Siemens bereita nachgewiesen, dass diese Angabe nur durch secyndiire Umstande veranlasst sein kann. Ee bleiben also nur die Versuchsergebnisse von Mat th iessen , Borgmann, Siemens und Kemlein zu vergleichen. I n welcher Weise B orgmann die Leitungs- drllhte an den Kohlen befestigte, ist aus dem (von ihm selbst fiir die Beibliitter verfassten) Referate, das mir allein zu- giinglich war, nicht zu ersehen. Die anderen drei Beobachter hatten die Voreicht gebraucht, die Enden der Kohlenstibe zu verkupfern. Die zu den Versuchen von Kemlein ver- wandten Stgbe von Retortenkohle waren ziemlich dick,, ihr absoluter Widerstand also gering; deshalb stimmen die ein- zelnen Beobachtungen untereinander nicht so gut tiberein, wie die am Carrk'echen Kohlenetabe angestellten. Ich stelle die gefundenen Temperaturcoefficienten hier zusammen:

Matt h i e I 8e n Siemens Ke m 1 ein &tortenLohle.. . . . . . . . . . . 0,00!245 0,000345 0,000285

- - 0,Ooo 287 Kthtlicbe Kohle . . . . . . . . . - 0,000 301 0,000 321

W. Beetz. 7 1

B o r g m n n n

Anthracit . . . . . 0,00265 , Coke . . . . . . . 0,00026 Holzlrohle . . . . . 0,00370 1 Graphit . . . . . . 0,00082

Die Angaben von S i e m e n s , von K e m l e i n und die von B o r g m a n n , welche sich auf Coaks beziehen, stimmen also nahe untereinander iiberein, wurend die von M a t - t h i e s s e n und die iibrigen von B o r g m a n n herrfihrenden, vie1 grossere Werthe ergeben. Alle Beobachtungen aber bestatigen die Zunahme des Leitungsvermogens mit der Temperatur.

Was die Ursache dieser Zunahme betrifft, so habe ich vor 20 Jahren versucht, dieselbe aufzufinden.') Der Umstand, dass Netalloxyde, deren Structur der der Kohle iihnlicli ist (z. B. Braunstein), nach M e i d i n g e r ? ganz dieselbe Er- scheinung zeigen , veranlasste mich, diese Erscheinung eben aus der Structur zu erkllren. Ich nahm an, dass durch die Erwilrmung Gruppen von Moleciilen sich inniger aneinander drangen und dadurch den ganzen Korper zu einem bessern Leiter machen ; durch Versuche mit Metallpulvern (Platin- schwamm) die bei hoherer Temperatur sich ebenfalls in bessere Leiter verwsndel!, suchte ich meine Erklgrung zu stiitzen. Diese ErklBrung hat ein komisches Schicksal gehabt. E x n e r s ) schreibt sie M a t t h i e s s e n zu, sogar mit Citirung der Stelle, an welcher sie stehen SOU; Auerbach ' ) findet, dass sie da nicht steht, und schliesst daraus, dasa sie wohl E x n e r selbst zuzuschreiben sein diirfte. Was die E r k l i u n g selbst betrifft, so hat B o r g m a n n Zweifel gegen deren Zu- llssigkeit erhoben, weil die Widerstandszunahme im dichten Graphit grosser sei, als im porbsen Coke, und S i e m e n s hat sie auf Retortenkohle nicht anwendbar gefunden, weil diese nicht xls ein zusammengebackenes Kohlenpulver, sondern als eine homogene Masse zu betrachten sei. Der Versuch ergab iiberdies, dass solche Kohle auch durch starkes Pressen kein

1) B e e t z , Pogg. Ann. 8. p. 610. 1880. 2) Yeidinger , DingL J. 148. p. 364. 1860. 3) Exner , Wiea Ber. p. 1. 16. MILrs 1876. 4.1 Auerbach, OBtting. Nachr. p. 269. 1879.

72 W. Beetz.

~ ~~

t W 1 . a I I 4 --- - 18 27,25

besaerer Leiter wurde. Auch N a c c a r i und P a g 1 i a n i 1)

fanden, dass Kohlensah durch Druck ihren Widerstand nur wenig gnderten, wshrend Ferrini ' ) an allen SMben aus gepresster Kohle, namentlich an solchen von Carr6, eine Widerstandsabnahme bei zunehmendem Drucke beobachtete, und zwar eine nm so betrgchtlichere, je weniger dicht und hart die Kohlen waren. Siemens hat deshalb ftlr die Widerstandsabnahme de; Kohle mit der Temperatur eine andere Erkliirmg gegeben. Er vergleicht ihr Verhalten mit dem des Selens, dessen Leitungswiderstand ebenfalls mit steigender Temperatur abnimmt ; eine Erscheinung, welche H i t t o r f 3 ) aus einem Uebergange des Selens in eine allo- trope Modification erkbrt hat. Einen gleichen Grund nimmt S i e m e n s ftir dss Auftreten derselben Erscheinung bei der Kohle an. Zugegeben, dass diese Erklarung fir die Kohle zutreffend sei, so ist sie es gewiss nicht fur die Metalloxyde, die doch ein ganz ilhnliches Verhdten zeigen. Ich habe mich zuniIchst von dem Betrage iiberzeugt, welchen der Ab- nahmecoiifficient des Widerstandes bei einem solchen Oxyde, dem Mangandioxyde, hat. Ein Pyrolusitstab wurde an beiden Enden verkupfert, dann wurden, wie oben, kupferne Leitungs- drtlhte an die Enden angekupfert. SDer Stab wurde darauf im Luftbade erwhmt und sein Widerstand wurde bei verschie- denen Temperatnren untersucht. Als Anfangstemperatur fur die Beobachtungen galt diesma1209 Mit Anwendung der vorher gebrauchten Bezeichnungen wurde Folgendes gefunden :

P y r o 1 u s it. C

-

W. Beetz. 73 - - - - __ c

:,-- - - __ __ - - I w ,I dc ~ J ' A, I ~- 'LO 2i,45 1 0 I - 1 - - i 9 21.5.5 59 ~ 5 , j j 0,0941 0.00347 60 1 2R,20 ' 40 3.90 I 945 359

159 16.20 139 , 10,90 I is4 290 1-10 17.35 120 9 , i j 812 300

52 24,03 32 3.05 ' 953 352

Mittel c = O,OOSOi - - I - - 21,1 ?i,OO

Der Abnahmecoefficient steht also fir Pyrolusit zwischen denen. welche B o r g m a n n fur Holzkohle und f& Anthracit gefunden hat. Fur die auch bei diesem Metalloxyde mit Regelmiissigkeit auftretende Widerstandsabnahme werden wir gewis eine iihnliche Erklarung nicht gelten lassen kiinnen, wie sie fur Selen und Kohle vorgeschlagen worden ist. Sollte also die frliher von mir far Kohle und Metalloxyde qemeinschaftlich vorgeschlagene Erkliirung auch hier nicht angcnommen werden (und das muss consequenter Weise ge- schehen), so mlissen wir uns nbermals nacli einer neuen um- sehen. Ich habe mich friiher bemuht, nachzuweisen, dass alle festen Korper, welche durch Erwkmen zu besseren Electricitiitsleitern werden, electrolytisch leiten.') Das geschah zu einer Zeit, zu welcher das Verhalten der Metalloxyde noch nicht bekannt war; dieselben blieben also ganz au8 der Betrachtung. Jetzt habe ich nun auch den Pyrolusit in dieser Richtung untersucht. Um einen Pyrolusitstab an Electroden aus edlem Metall zu befestigen, versuchte ich, seine Enden zu vergolden, was mir aber nicht gelang. Ich ummickelte deshnlb die Enden fest mit dunnem ausgegllih- tern Platindraht, der an die zuleitenden Kupferdrlihte ge- liithet wurde. Stab und Platinumwickelung wurden dann in ein Sandbad gebracht, auf 120° erhitzt und wieder abgekilhlt. Wurde jetzt der Strom einer vierpaarigen C h r o m d u r s batterie mittelst einer Wippe bald in einer, bald in entgegen- gesetzter Richtung durch den Stab geleitet nnd dann durch rmschlagen der Wippe die Verbindung der Platinelectroden mit der Galvanometerleitung hergestellt, so zeigten sich jedee- ma1 Spuren einer im richtigen Sinne eintretenden Polarisation,

1 1 B e e t z , Po=. Ann. 92. p.45'2. 1854.

74 W. Beetz.

offenbar von geringen Feuchtigkeitsmengen herrilhrend, welche der Sand aus der (sehr feuchten) Luft aufgenommen hatte. Wurde nun dae Sandbad mieder erhitzt und der vorige Versuch bei verschiedenen Temperrrturen wiederholt, so wurden regelmsssig Ausschlilge nach ein und derselben Seite erhalten, ohne Rtlcksicht auf die Richtung des Batterie- stromes. In einer Versuchsreihe dieser Art wurden folgende erste AusschlQe und folgende stiindige Ablenkungen des Galvanorneterapiegels erhalten:

-- Tempenrhu I Stromrichtung I Aueeehlag ' -4blenkung

400 + ' + 6 + 3,s - + 6 I +3,5 60° I T I +12 1 +7,5

- + 12,b + 7,5 2000 1 + + 6

2 j o O + +6,1 lateigend) - + 9,H ' +6,2 I + 9,9 +6,3 1 +10,2 1 +6,7

- - -

i f - - -

Von der Temperatur 200° an war das Galvanometer durch Auseinanderziehen der Multiplicatoren unempfindlicher ge- macht, weil die Ausschliige ZP gross wurden.

Die mitgetheilten Zahlen zeigen durchaus nichts vom Vorhandensein einer Polarisation ; die Unabhhgigkeit der Ablenkungen von der Stromrichtung beweist, dass man es nur mit einem Thermostrom zu thun hat, und das Gleich- hleiben der ersten Ausschlige zeigt, dass such keine rasch vortibergehende Polarisation vorhanden war.

In einem andern Versnche wurde ein sehr kurzes Pjrolusitsttlck (15 mm lang) aus einem lhgern Stabe heraus- gebrochen. Dadurch wurde die Verschiedenartigkeit der beiden Enden vermindert. Bei empfindlichster Stellung des Galvanometers m d e erhalten:

+8 ! +4,5 +8 +4,5 +8 ' +4,5 +4,5 I + 3 +4,5 ' +3 +4,5 I + 3

J. L. Hoorzaeg. 75

Der Thermostrom war hier geringer und blieb ganz derselbe, auch wenn gar kein Batteriestrom durch den Pyro- h i t geleitet worden war. Dieser Kiirper zeigt also keine Polarisation und leitet daher nicht als Electrolyt.

Es ist selbstverstandlich, dass ich fur meine Bltere Hy- pothese keine griissere Bedeutung beansprucheu kann , als eben die einer Hypothese. Ich glaube aber doch, dieselbe noch immer aufreclit erhalten zu konnen, bis sie durch eine bessere ersetzt ist; denn ich knnn mir nicht vorstellen, dass die Kohle, sei es gepresste oder Retortenkohle, mirklich eine so durch und durch homogene Substanz sei, wie Herr S i e m e n s meint. Auf eine solche wiirde die Hypothese natiirlich keine Anwendung finden, da von einem Aneinander- drangen von Moleciilgruppen da nicht die Rede sein kann. Man konnte vielleicht gerade aus der Thatsache, dnss Kohlen- stabe so reine Longitudinaltiine liefern, auf ihr gleichformiges Geftige schliessen ; aber Holzsabe geben ebenso reine Tone, und niemand wird deren Gefuge fur ein so gleichmiissiges wie das eines Metalles halten. Mir scheint immer noch. als sei das gleichartige Verhalten der Kohle und der Metalloxyde deren Bhnlicher , n ich t homogener Ytructur zuzuschreiben.

IV. 17cerrrL.ische The& &ee gdvarvlschm S t r w ; wn J. L. H o o r w e g .

(Schluee von Wied. Ann. 11. p.155. 1880.)

Q 15. Bei der Electrolyse betrachtet man gewohnlich die Electrolyte als ein von gewiasen-Kriiften fest zuaammen gehaltenes Aggregat von Theilchen, welche vom galvanischen Strome gewaltsam auseinsnder geriesen werden. Der Pro- cess der Electrolyse ist d a m mit dem Aufheben einer Last zu einer bestimmten Hohe vergleichbar , bei welchern der Strom die Rolle des Aufhebenden erfUllt. Die Koaten der Electrolyse werden gitnz vom Strome getragen.