1894. ANNALEN 3 5. DEB

PHYSIK UND CHEBIIE. NEUE FOLGE. BAND 52.

0 1. Die Oherflacheiispannung derselben Flussigkeit wird verschieden gross gefunden, je nachdem man zu ihrer Be- stimmung benutzt:

a) Die Steighohe an einer benetzten verticalen PlanflLkhe. b) Die Hohendifferenz von Kuppe und Bauch flaclier Lnft-

blasen in der Fliissigkcit oder flacher Tropfen der Fliissigkeit in Luft.

c) Das Gewicht , welches (dunne) Flussigkeitslaniellen :in der Peripherie von Platten, Ringen odcr geraderi Stabcii tragen konneii (verticale Platten, sogennnnte Adhhsionsplattcu oder Ringe, gerade Drahte der Cohasionswsage).

d) Die Holiendifferenz der Flussigkeit aii zwei Stellen voii bekannter Krummung.

e) Die Schwingungsbluchc eines Strahls der Fliissiglceit, welcher aus einer elliptischen, dreieckigen etc. Oefliiung in einer dunnen Wand austliesst.

f) Die Schwingungszeit fallender Fliissigkeitstropfuti. g) Die Wellenlange der kurzen kleinen Wellen, welche

Erschutterungen von bekarinter Periode auf der freieii Ober- flache der Flussigkeit erzeugen.

h) Die Steighohe der Flussigkeit in einer Capillarrolirc von bekanntem Radius.

i) Das Gewicht der Tropfen, welche an dor Basis eines verticalen Cylinders (Glasrohres) von bekanntem Umfang lang- Sam entstehen und abfallen.

Im allgemeinen geben die Methoden a) b) c) die grossten, h) und i) die kleinsten Werthe iler Oberfliichenspannung fur

Ann. d. Phys. u. Chem. N. F. 62. 1

2 G. Quincke.

dieselbe Flussigkeit. Die Unterschiede sind besouders gross fur Wasser und Quecksilber, dereii Obeifliichenspannung schon bedeutend verkleiriert ist , weiiii sich sehr dunne Schichten fremder Substanz auf der reinen OberAiiche des Wassers oder Quecksilbers ausgebreitet und dieselbe verunreinigt haben.

Ich habe 1886 l) die Einwendungeii zu widerlegen gesucht, welche gegen die von mir benutzten Beobachtungsmethoden a) und b) erhobeii worden waren. Ich hielt dabei auf Grund meiner Untersuchungen von 187i'2) an der Ansicht fest, dass der Randwinkel von Wasser und wtisserigen Salzlosungen in glisernen Capillarrohren nur in seltenen Fiillen Oo, gewohn- lich 10 bis 30° ist. Directe Messungen s, ergaben ebenfalls den Randwinkel von Wasser und wasserigen Salzlosungen an reinen ebenen Planglisern voii ahiilicher Grosse. Nimmt man den Randminkel fur Planfliichen und cylindrische Capillar- rBhren aus demselben Glase gleich gross an, wie es die Theorie der Capillaritatserscheinungen fordert , so wurde damit auch erklart sein , warum fur Wasser und wiisserige Salzlosungen die Oberfliichenspannung mit Steigbohen iu Capillarrohren kleiner gehnden wird, als mit der Hiihe flacher Luftblasen.

Die Richtigkeit dieser Erkliiruiig ist mehrfach bezweifelt worden, so 1886 von Volkmanu4), und in neuerer Zeit von Lord Ray le igh6)

Seit meiner Entgegnung vom Jahre 1886 ist die Ober- flachenspannung fur Wasser verschiedentlich gemessen war- den. Im hiesigen physikalischen Institute 1887 vori Timberg mit flachen Luftblssen und Adhiisionsringen und von L e n a r d n i t schwingenden Tropfen; ferner mit kleinen Wellen von Lord 'Rayleigh, der sie schon 1879 an Wasserstrahlen ge- messen hatte; von Boris W cinberg mit Adhtisionsringen und von T. P roc to r Ha l l mit Wiigungeii der Zugkraft von Flussigkeitslamellcn , die sicli uber einer ebenen Wasserfiache in einem verticalen Rahmen ails Glasstiben bildeten.

Die folgende Tabelle I enthiilt eine Zusammenstellung

1) G. Quincke , Wicd. Ann. 27. p. 219-228. 1886. 2) G. Q u i n c k e , Pogg. Ann. 160. p. 373. 374. 561. 1877. 3) G. Quincke , Wied. Ann. 2. p. 152 u. ff. 1877. 4) V o l k m a n n , Wied. Ann. 28. p. 135. 1886. 5) Lord R a y l e i g h , Phil. Mag. 30. p. 397. 18'30.

06erfEiicherispannii~.~ des FVassers und Quecksilbers. 3

der Resultate der verschiedeiien Methoden. Dabei sind die im C. G. S. System gegebenen Messungen von Lord R a y - l e i g h (72,l resp. 74 bis 75 C. G. s.) nnd H a l l (72,96 C. G. s.) durch Division rnit 981 cm sec-2 auf die friiher von mir be- nutzteii Einheiten, Gewichtsmilligramin und Millimeter reducirt worden. F u r Reduction auf eirie andere Temperatur habe ich die von T i m b e r g gefundeiie Formel angewandt:

c = v,, (1 -0,002 208 t), welche mit der W e i n b e rg’sclwn selir riahe ubereinstiinmt.

I. Oberflaclienspannung des Wassers.

Beobachter

1868 Qaincke l) 1877 Quincke 2,

1887 Timberg 3, 1863 Wilhelmy 4,

1887 Timberg j) 1892 Weinberg ‘j) 1893 Proctor Hall 7,

1885 Magie 8,

1879 Lord Rayleigh g,

1887 Lcnard lo)

1890 Lord Rayleigh 11) 1877 Quincke ‘3 1882 Volkmann 13)

1868 Quincke 14)

Ne.thode

a) Steighiihe an vert. Planglas b) Lufthlasen b) Luftblasen c) Gewicht von verticaler Glas-

platte c) Adhasionsring iius Platin c) Adh&sionsring aus Kupfer c) Gewicht von Glasrahmen d) Steigbiilic von Flussigkeit be-

kannter ISriimmung c) Schwirigendc Strahlen f l Schwincendc Tronfen gj K U ~ Z C ‘wellen A

h) Steighohen in Capillarrohren h) SteighBhen in Capillarrtilrrcn i) Fallende Tropfen

bei 18O

8,375

7,878 7,881-8,415

7,945

7,437

7,35 7,5-7,8 7,543-7,645 7 ,35

7,831 7,83

7,234

7,46 6,259

bei Oo

8,708

8,204

8,260 8,236 8,16 7,695

7,528 7,64

8,207--8,749

7,798-8,llO 7,842-7,1149 7,642 7,76 6,508

1) Q u i n c k e , Pogg. Ann. 135. p. 640. 1868. 2) Q u i n c k e . Pogg. Ann. 160. p. 355 nnd 358. 1877. 3) T i m b e r g , Wied. Ann. 30. p. 558. 1887. 4) W i l h e l m y , Pogg. Ann. 119. p. 186. 1863. 5) T i m b e r g , Wied. Ann. 30. p. 558. 1887. 6) JS. W e i n b e r g , Ostwald’s Zeitsclir. 10. p. 50. 1892. 7) P. H a l l , T’hil. Mag. 36. p. 410. 1893. 8) Magie , Wied. Ann. 25. p. 430. 1885. 9) L o r d R a y l e i g h , I’roc. Roy.Soc.29.p.72.18~9.-Worthingtoon,

Phil. Mag. 20. p. 66. 1885. 10) Lemard , Wied. Ann. 30. p. 232. 1887. 11) Lord R a y l e i g h , Phil. Mag. 30. p. 396. 1890. 12) Q u i n c k e , Pogg. Ann. 160. p. 371. 1877. 13) V o l k m a n n , Wied. Ann. 1 7 . p. 363. 1882. 14) Q u i n c k e , Pogg. Ann. 135. p. 638. 1868.

1 *

4 G. Quincke.

B. Weillberg uiid 1'. P. H a l l geben auch eine aus- fuhrliche Uebcrsicht der friiheren Messungen. Dabei bezeichnet der letztere die von mir vor 25 Jahren bciiutzte Methode a) als ,,augenscheinlich ohne praktischen Werth". I ) Eine niihere Regriindung dieser Behauptung fehlt leider. Ich personlich halte dieso Methode a) noch heute fur gut, sobald die Glaswand, an der das Wasser in die Hohe steigt, vollkom- men benetzt und v ~ r i oerticaleii und parallelen Fltichcii be- grenzt ist.

Das Verfahren des Hrn. Hal l ist nur eine Modification der Methode c) , durch Wiigungen von Adhtisioiisringen die Oberfltichenspannung zu messen, welche Timberg und Wein- berg angewandt haben. Es ist auffallend, dass Timberg und Weinberg denselben Werth der Oberfltichenspannung gefunden hnben, der etwa 5 Proc. grosser, als der von H a l l ist. Hr. Hal l betont die grosse Uebereinstimmung seiner einzelnen WQungen und die Genauigkeit des von ihm ge- fundenen Werthes der Oberfliichenspannung. J e schmutziger die Oberfliiche ist, urn so weniger werden neue Schmutz- schichten von Einfluss win und die Oberfltichenspannung ver- kleinern konnen. Constanx der Resultate ist auf diesem schwierigen Gebiete der messenden Physik noch kein Beweis fur die Genauigkeit , und gerade die geubtesten Beobachter habcn die grossten Schwankungen zu verzeichnen. Es bleibt also immerhin moglich, dass die von Hrn. H a l l benutzten Wasserflachen bei den verschiedenen W tigungen mit ahnlichen unmerklich dunnen Schichteii frcmder Substanz (von dem Glaae des Glasrahmens ?) bedeckt oder in tihnlicher Weise verun- reinigt waren.

Die verschiedenen Methoden geben aber nicht nur vcr- schiedene Werthe der Oberfliichenspannung a des Wassers, sondern zeigen anch einc verschiedene Abnahme der Ober- fltichenspannung mit der Zeit, welche ich als ,,elastische Nnch- wirkung" bei Fliissigkeitsoberfliichen bezeichnet und niiher untersucht babe. Man findet c in der Ntihe verticaler Plan-

1) Hall, Phil. Mag. 36. p. 386. 1892 ,,obviously of no practical

2) G. Quincke, Pogg. Ann. 160. p. 568. 1877. value."

0lerfEiic.lieaspann~in~ r?es Wassers ilnd QiiecX.siller.9. 5

fliichen oder an flachcri Luftblaseii um so grosser, je kurzere Zeit seit der Entstehung der froien Oberflache verflossen ist. Die Abnahme der Oberflachenspsnnung betragt bei Wasser 6 bis 10 Proc. des ursprunglichen Werthes. Wiihrend diese Ab- nahme in engen Capillarrohren, von weniger als 1 mm Durch- messer, fehlt, ist sie in weiten Rohren um so bemerkbarer, je grosser der Durchmesser derselben ist. Die Oberflachen- spannung des Wassers an Plangliisern oder flachen Luftblasen niihert sich also mit der Zeit, in 20 Stunden oder liinger, dem Werthe, den sie in engen Cnpillarriihi.en sofort nndi dem Entstehen besitzt.

Anclere Flussigkei ten, wie Alkohol iind Quecksilber, zeigen eine iihnliche Abnahnie der Oberllhhenspannung um 5 bis 10 Proc. wie Wasser ; wiisserige Salzliisungen, selbst bei sehr geringer Concentration, eine Abnahme von 30 bis 40 Proc. des ursprunglichen Werthes, und mehr. Die Abnahme von o wird also wie das electrische Leitungsvermbqen des Wassers durch Zusatz von Salzen zum Wasser erheblich vermehrt und es ware denkbar, dnss u fur Wasser in Capillarrohren cles- halb so klein gefunden wird, weil sofort bei der Entstehung der Flussigkeitskuppe Glas oder Zersetzungsproducte des Glases im Wasser aufgelost werden und die Oberflache dadurch ver- unreinigt wird.

Wiire meine Veriniithung richtig, so musste mit Capillar- rohren aus verschiedenem Glas die Oberflachenspnnnung des Wassers verschiedeii gross gefunden werden.

8 2. Ich habe daher fur reines Nasser in Capillarrohren aus verschiedenem Glase die m i t t h e Steighohe und den Rand- winkel moglichst genau gemessen.

Die Messungen wurden mit Wasser der Heidelbergur Wasserleitung angestellt , das ausserordentlich rein ist , nur sehr wenige feste Restandtheile enthiilt und nach meiner lang- jiihrigen Erfahrung sich fur diese Versuche ebensogut eignet, wie destillirtes Wasser aus den silbernen Destillationsapparaten einer grossen Mineralwasserfnbrik. Das gewohnliche destillirte Wasser der Laboratorien, besoiiders wenn es lilngere Zeit in Glasgefhsen gestanden hat, ist weniger rein, als das Wasser der Heidelberger Wasserleitnng.

Ein wiirfelfiirmiger Trog (Fig. I ) aus zusammengeschmol-

6 G. Quincke.

zenen Spiegelglasplatten voii 5 cm Seite, welche rnit einem leichter schmelzbaren Glasfluss zusammenqekittet sind (von Leybold’s Naclifolger in Koln) wurde gereinigt, in eine reine Porzellanschsle unter den Hahn der Wasserleitung gestellt und ein Wasserstrshl in den offenen Glastrog geleitet, sodass das Wasser mehrere Stunden uber den Rand uberfloss und die stets frisch gebildete Oberflache noch vorhandene Ver- unreinigungen rnit fortnnhm. Der Trog wurde aussen mit einem reinen leinenen Tuche sbgetrocknet, der obere Theil des Wassers kurz vor dem Gebrnuche sbgegossen, die obeu zugeschmolzene Capillarriihre mit zwei Knutschnkringen oder einer Holzklammer vor einem Spiegelglasstreifen mit Millimeter- theilung befestigt, der untere vorstehende Theil der Capillar- riihre unter die frische Wnsserobertlache getaucht und die Theilung mit einer zweitcn Holzklammer, wie sie f i r photo- graphische Zweclte vielfach gebrsuch t werden, gegen die verti- cale Wand des Glttstroges geklemmt und festgehalten.

Bei dem Abschneiden des zugeschmolzenen Endes der Capillarriihre steigt das Wasser in dieser in die Hiilie. Me Capillarrohre wurde dann gehoben , sodass die Flussigkeits- kuppe an einer gut benetzteii Stelle der Capillarrohre lag.

Um die Steighohe genilu messen zu konnen, ist am unteren Ende des Spiegelg1asst.rcifens ein Glasstab init aufwarts ge- bogener Spitze nngeschmolzen oder angekittet. Diese Spitze liegt 2,5 cm von der Theilung entfernt und wird von unteii der Flussigkeitsoberliache gentlhert , bis sie ihr Spiegelbild beriihrt.

Die Lage der Spitze gegen die Millimetertheilung wird bis auf 0,Ol mm genau init einer rechtwinkeligen Glasconsole gemessen.

Solche Glascoiisolcn (Fig. 2) werden aus zwei Objecttrilgorn aus Spiegelglas von 48 x 25 x 1,4 mm in der Weise hergestellt, dass man einen Kork von 25 mm Hohe und 34 mm Durch- messer in vier Qusdranten schneidet und auf die beiden Kathetenflachen eines Quadranten mit schwarzem Siegellack zwei Objecttriiger aufkittet. Den Objecttrager 2 (Fig. 3) legt man auf ein grosseres Plrtnglas A B unrl druckt, wilhrend der Siegellack noch warm und weich ist. ein rechtwinkeliges Glss- prisma P i n den von dem Objecttrsger 1 und dem Planglas ,IB

Oberfli irl ienspnrin~~~~~ des IFrassers m d Quecksilbers. 7

gebildeten rochten Winkel, so lange, bis der Siegellack fest geworilen ist. Dss Planglas A B kann dabei zur Schonung mit eiiiem Blatt Schreibpspicr bedeckt werden. Die beiden Fliichen 1 und 2 dcr Glasconsole bilden einen Winkel

(1 1 sp = 900 & v

miteinander (Fig. 4). J e vollkommener das rechtwinkelige Glasprisma Y ist, urn so kleiner ist der Winkel v. Derselbe betragt nur wenige Minuten und wird gemessen, indem man die Glasplatte der Console auf einen an der Ruckseite ge- schwlrzten Objecttriiger 3 legt, beido mit den Fingern oder einer Holzklsmmer gegeneinsnder clrtickt, und in dem von den Fliichen 1 und 3 gebildeten Winkelspiegcl das Bild zweier Lichtlinien , vom Abstsnd c voneinander, beohchtet.

A1s Lichtliriien dienen zwci rechtwinkelig gebogene Platin- drtihtc von 0,2 mm Durchmesser, welche mit clem horizontalen Ende an dem Querarm eines Glasrahrcheiis angeschmolzcn sind (Fig. 5 ) und deren vcrticalc Thcile in eitie nicht leuchtende Bun sen’sche Gasflamme eingeschoben wrden (Fig. 5). Die Platindriihte werden (lurch Pressen zwischen zwei Object- trtigern gerade gerichtet und das Glasrohrchen auf einen hori- zontalen Arm aus weichem, 1 mm clicken Kupferdrsht suf- gesteckt, tler mit eiiiem Kork leicht verschoben und gerichtet werden kann. Statt der gluhenden Platindriihte in den beiden Randern der Bun s e n’schen Gastlamme kann man auch die beiden verticalen Theile einer electrischeti Gluhlsmpe nehmen.

Man sieht mit hlossem Auge in den Winkelspiegel, sodass die Durchschtiittslinie der spiegelnden Fliichen vertical steht, und beide Fltichen gleiche Winkel mit den einfallenden Strahlen einschliessen. Jede Lichtlinie gibt dsnn in dem Winkelspicgel zwei Bilder. Bei passender Hntfernung 0 des Winkelspiegels von der Lichtlinie clecken sich dss rechte Bild der linken und dtts linke Bild tler rechten Lichtliiiie und dann ist

Indem man zwischen die Fliche 1 und 3 bei 11 ein Ksrten- Matt oder einen dtintien Keil einschiebt, kann man den Winkel y~ verkleinern. Niihern sich dabei die beiden Bilder

8 G. Quincke.

einer Lichtlinie, 80 ist v positiv; entferneii sie sich voneinander, so ist v negativ. Mit derselbeu Methode lfisst sich der rechte Winkel des Glasprismas P controlliren , indem man nahezu normal durch die Hypotenuseiiflfiche hindurch auf die beiden Kathetenfltichen sieht.

Die Glasflachen miissen bei diesen Versuchen rein und staubfrei sein.

Die Glasconsole wird mit cler Flache 2 auf die Millimeter- theilung gelegt, mit dcr Flache 1 leicht gegen dic Glasspitze gedruckt und mit einer Holzklnmmer an dem Spiegelglasstreifen befestigt. Blickt man nahezu parallel der Flache 1 auf die Millinietertheilung , so sieht man das sehr helle Spiegelbild der Theilstriche in der Flache 1. Ein Theilstrich liegt in der Flache 1, wenn Strich und Spiegelbild des Striches sich decken. 1st der Theilstrich 8 um a mm von seiiiem Spiegelbilde ent- fernt, so liegt die SpiegelflHche selbst s t i f der Stellc

s1 = s + --, a (3) 2 dic Spitze auf Clem Theilstriche

n 2 4 e

S,( = s1 + vx= s + -- + Z B , (4)

wenn B die Entfernung der Spitze voii der Fliiche der Milli- metertheilung ist.

Bei einer Versuchsreihe war z. B. o = 11,5 mm a = 1,OO inm ( I = 900 ,, 8= 24 ?,

v = 17 Min. sl= 3 ?,

s,, = 3 + 0,50 + 0,11 = 3,61 mm. Um noch 0,01 inm genau bestimmen zu konnen, benutze ich

ein Kathetometermikroskop, bei dem 1 Sc. gerade 0,l mm ent- spricht und 0,l Sc. = 0,Ol mm noch sicher geschiltzt werden kann.

Ein gewohnliches Mikroskop des Handels (E. Lei tz , Wetzlar Nr. IV) mit eiiiem Ocularmikrometer von 100 Sc. und dem Objectivsystem 1, dessen Pusserste Linse abgeschraubt oder durch ein biconvexes Brillenglas von 11 cm Brennweite ersetzt wird. Indem man das Ocularrohr mehr oder weniger auszieht und dadurch die Vergrosserung starker oder schwficher niacht, findet man bald eine Stellung, bei der gerade 10 oder

OberfEiiciicnsrani~~~~ig des Hassers t a d Quecksillms. 9

20 Sc. des Ocularniilcrometers ein oder awei Theilen der Millimetertheilung entsprechen.

Das Mikroskoprohr mit Objectivsystem und Ocular wird aus dem gewohiilichen Fusse des Mikroskops herausgezogeii und in ein Lager (Fig. 6) eingelegt, das aus 1 cm dickeii Brettchen von hartem Holz zusammengebigt ist. Dasselbe besteht aus zwei Y’s , die auf einem horizontalen Brettchen von 13 x 5 x 1 cni in G,5 cm Abstand ancinander befestigt sind. Zwei federiidc Messingstreifen von 50 x 7,5 x 1,5 mm, nn den Enden mit Loch und seitlicheni Schlitz versehen, werden durch vier kleine Holzschrauben mit halbruiiden KBpfen in der oberen Basis der P’s festgehalten uiid drucken das Mikroskoprohr von 27,5 mm Durchmesser sanft gegen die schragen Fllchen der T’s.

Das horizontale Mikroskop wird mit dem Holzlager auf einer horizontalen Spiegelglasp1:ttte (yon 175 x 175 x 3 mm) anfgestellt, der obercn Tischplatte eines auf drei Stellschrauben ruhenden Tischchens , das in verticaler Richtung verschoben uncl in verschiedener Hijhe festgestellt werden kann.

Die Spiegelglasplatte ist mit drei Tropfen Kolophonium- kitt auf der unteren hirlzernen Tischplatte befestigt, steht an allen Seiten 2 cm uber diese vor und kann mit einer Dosen- libelle genm horizontal gerichtet werden.

Die Millimetertheilung mit Glasspitze, Glasconsolc iind Holzklammer wird auf einen zweiten ilhnlichen Stelltisch rnit Spiegelglasplatte vor dem Kathetometermikroskop aufgestellt und mit der horizoiitalen Theilung des Ocularmikrometers der Abstand a des l’heilstriches s uiid seines Spiegelbildes bis nuf 0,Ol mm genau gemessen.

Auf demselben zweiteii Stelltisch mit Spiegelglasplatte wird daiin der wurfelformige Glastrog mit Wasser und Milli- metertheilung aufgestellt und mit dem Mikroskop und verti- caler Theiluiig des Ocularmikrometers der Abstand 71 der Glasspitxe von ihrem Spiegelbilde in der horizontalen Wasser- tliiche gemessen. Die ebene Wasseroberflhche fallt danii mi! dem Theilstrich

U *% + y

zusnmmen.

10 G. Qirinrlte.

Dnrauf wird der Stelltisch mit dem Mikroskop gehoben, seine Tischplatte horizontal gestellt und mit dem Mikroskop der Abstand o des tiefsten Punktes der Fliissigkeitskuppe im Capillarrohr vom nachsten Theilstrich der Millimetertheilung gemessen. Dadurch ist so + 0, die Lage des tiefsten Punktes der Fliissigkeitskuppe, bekannt und die mittlere SteighBhe der Fliissigkeit ist

?L = so + 0 + -- - S,‘+ - 9 (5) 3 ( :) wenn T den Rohrenradius an der Stelle der Flussigkeitskuppe beaeichnet.

Um den Randwinkel w zu bestimmen, wurde die verticale Capillarrijhre von unten beleuchtet und das von der Fliissigkeitskuppe total reflectirte Licht direct oder mit der Lupe beobachtet. Dnbei war die Capillarrohre von einem Wassermantel umgebeu , um die totale Reflexion des Lichtes an der Aussenwand der Capillarrohre zu vermeiden.

Eine kleine Glasriihre A i l von 30 mm Hohe, 10 mm husserem und 8 mm innerem Durchmesser (Fig. 7) wurtle am oberen Rande eben geschliffeii, die Capillarrohre mit dem oberen zugeschmolzenen Ende durch einen durchbohrten Kork K geschoben und mit diesem im unteren Ende der Glasrohre d B axial befestigt. Ueber die zugeschmolzene Capillnrrohre wurde eine ebene Glimmerplatte mit passender Oeffriung gestreift, die Glasrohre A B mit einer horizontalen Holzklammer oder zwei Gummiringeii, die in der Fig. 7 fortgelassen sind, an dem Spiegelglasstreifen vor der Millimetertheilung befestigt und dadurch das uutere Eride der Capillarrohre in clas Wasser getaucht. Das obere Ende der Capillarrohre wurde geiiffuet, das Wasser stieg iu der Cnpillarrohre auf. Die Capillarrohre wurde in dem Kork und die Glasrohre A B vor cler Mil1imet.e~ theilung so lange verschoben , bis die Fliissigkeitskuppe im Innern der Glasrohre d B lag, wenn die Glnsspitze die ebene Wasseroberflhhe beruhrtc. Die Glimmerplatte wurde geluftet, die Glasrohre A B durch eine Pipette mit Wasser gefiillt und die Glimmerplatte so aufgelegt, dass sie die obere Basis des Wassermantels bildete, welcher die Capillarrohre umgab.

Nach Messung der Lnge der Kuppe und der ebenen Wasseroberflhhe im Glastrog wird dieser an den Rand der

0 3. Randwinkel.

OberfEiichmspannvng dps IPassers xnd Quecksilbrrs. 1 1

Tischplatte des Stelltisches geschoben nnd die Cq~illarriihre von unten durch eiii Biindel paralleler Lichtstrahleri heleuchtet.

Auf die horizontale Kathetenflache voii 10 x 6 mm eines rechtwinkeligen Glasprismas wird ein Tropfen fettes Oel ge- bracht und damit das Prisnin von iinten am Rnnde dcr Spiegel- glasplatte des Stelltisches befestigt. Das Licht einer leuch- tenden Gssflamme fkllt durch ein horizontales Collimatoimhr, cine kreisformige Oeffnung im Brennpunkt einer achromatischen Linse, auf die verticale Ktitlieteiifliiche dtis Glasprismas, wird an der Hypotenusenfliiche total reflectirt und als verticnles Strahlenbundel durch Spiegelglasplatte , Glastrog und Wtksser auf die verticsle Capillarriihrc gcleitct , deren obere gernde abgeschnittene Basis dann hellleuchtentl crscheint.

1st das letzte Fliichenelement cler Flussigkeitskuppc uiiter dem Winkel w gegen die Verticale geneigt, so bilden die an ihni reflectirten Lichtstrahlen den Winkcl 2 to mit der Glss- wand der Capillarrolire im Iiiriern des Wassws, innerhalb und susserhalb der Glaswand der Capillarrohre , fallen mit dem )c;infallswinlcel 2 zv auf die obere Basis des cyliiidrischen Wasser- mantels und bilclen in Luft deli Winkel 2 9 , mit tler Verti- calen, wo

(6) sin 2 t q , = 1,336 . si:i 2 t17

und 1,336 der Brecliuiigscxponcnt des Wassers ist (Fig. 7). Blickt das Augc des Beobachters in der Richtung R C

(lurch die Glimmerplattc und dss Wasser auf den Rand der Flussigkeitskuppe in der Capillarrohre, so erscheint dieser Rand hell und wird dunkel, sobald man das Auge weiter der Capillarriihre niihert. Die Lage R 0 des austretenden Strahles, in welcher dem Auge der Lichtschein der Flussigkeitskuppe verschwindet. bestimmt also 2 ?q, oder den Randwinltcl 10.

Man ksnn die Lage des nustretenden Strahles R C' durch einen klcinen ebenen Spiegel AS' an der horizontalen Axe eines Goniometers bestimmcn ) der neben der Capillarrohre auf- gestellt und so gedreht wird, class d:is Hild des Augcs R im Spiegel neben dern verscliwindenden Liclitscliein aui Bancle der Flussigkeitskuppe erscheint.

Oder man misst C'D, deli Ahstand dcs Austrittspunktcs der Iiclitstralilen aus der Gliminerplatte voii dei. Capillarriihre

12 G. Quincke.

und On, die Hnhe der Glimmerplatte uber tler Fliiasigkeits- kuppe ~ und liat c h i n

Bei einiger Uebung lernt man die Tauschungen ver- meiden, welclie von den vielfachen Reflexionen des Lichtes an den Wanden der Capillarrohre herriihren.

Fu r den Randwinkel 7u = 0 erscheint C hart an der Aussenwand der Capillarrohre. Letztcres tritt nur in ein- zelnen Filleii ein uncl nur d a m , wenn die Capillarrohre aus einer dickerrn Glasriihre friscli vor der Lampe gezogen ist und unmittelbar darauf die capillare Steigliohe gemessen wird. I)

9 4. Riihrenratlius. Nach Messung der capillaren Steig- hohe und des Rmdwirikels wird die Capillarrohre an der Stelle der Fliissigkeitskuppe mit dem Glasmesser gerade durch- geschnitten, das hangengebliebene Wasser durch Ausblasen entfernt, ein 5 bis 10 mm langes Stiick abgebrochen und mit einein schr&gen Wachsstabchen normal auf einem Objectiv- triiger befestigt (Fig. 8), sodass es mit seinem Spiegelbilde in einer geraden Liriie liegt. Iler Objecttriiger wird auf den Tisch eines gewohnlichen Mikroskopes gelegt , mit einem Ocularmikrometer von 100 Sc. dcr Durchmesser an vier gleichmassig iiber die Peripheric vertheilten Stellen bis auf 0,1 Sc. geriau gemessen und das arithmetische Mittel dieser Messungen als Durchmesser in Rechnung gebracht. Das Ocularmikrometer wurde durch Vergleichung mit einer in 0,1 mm getheilten Normalinillimetertheilung geaicht. Die letz- tere wurde ebenso wie die fiir Messung der Steigliohe benutzte Millimetertheilung init einer von der kaiserl. Normal-Aichungs- Commission in Berlin gepruften Normaltheilung verglichen, indem man die getheilten Sciten der zu vergleichenden Maass- stabe aufeinanderlegtc, und dnrch das Glas hindurch mit der Lupe oder dem Mikroskop durch Coincidenz oder Abweichung der Theilstriche die Fehler bestimmte.

Steigholie nnd Rohrenrndius lassen sicli in der angegebenen Weise bis auf 1/,,,, genau messen.

1) Q. Q u i n c k e , Wicd. Ann. 2. p. 155 S. 1877.

Ober~acl ienspair i ,~in~ rles I/asscrs tint1 &trr.cksill,crs. 13

8 5. Die Obcrflachenspa~inullg u ist durch die Gleichung gegeben

lr r u a = cos w -2 '

wenii (1 das specifische Gev icht der Flhssigkeit bezeichnet. Tabelle I1 gibt einige iiach der oben hcscliriebenen Methode

ztusgefiihrte Messungen an Capillarrohren nus Jenaer Normal- glas init rothem Streifen, wie es fur Normalthermometer be- nutzt wird; aus englischem Flintglas und dem neuen schwer schmelzbaren Jeiiaer Glns, das sehr wenig in Wasser loslich ist. Die Capillarrohren derselben Glassorte waren alle aus derselben weiteren Glasrohre gezogen und wurden entweder sofort zu den Nessungen benutzt, oder, nachdem sie larigere Zeit zugeschmolzen gelegen hatten. Bei dem Zuschmelzen wurden die Enden der Capillarrohre abgeschmolzen, ohne dass die Flammengase mit dem Innern der Rohre in Beriihrung kamen. Das Alter der Capillarrohren ist in der letzten Co- lumne angegeben. Bei frisch gezogenen Rohren (Wr. 1 und 2, 12 und 13, 14 und 15) beobachtete ich mehrfach eine Zu- nahme der Steighohe und eine Abnahme des Randwinkels mit der Zeit.

Die Wanddicke der Capillarrohren schwankte zwischen 0,05 und 0,2 mm.

Ilurch Emporziehen der Chpillarriihre oder Neigen des Glastroges wurde dafiir gesorgt, dass die Wasserkuppe an Stellen der Capillarrohre lag, die von Wasser vollstandig be- deckt gewesen waren.

Die ersten drei Columnen der Tabelle I1 geben capillare Steighohe h , Rohrendurchmesser 2 r und Randwinkel zu; die mit ci und uIH iiberschriebeneri Columnen, die init Gleichung (8) berechnete Oberflachenspannung fur die Beobachtungstemperatur und die mit Hiilfe des T i m b erg'schen Temperaturcoefficienten berechnete Oberflachenspannung fur 1 So. Das specifische Ge- wicht des Wassers wnrde dabei

fur 15O 18" 200 = 0,9992 0,9986 0,9984

gesetzt.

Nr.

__ - - __ ___ -- - I Alter

I Riihre

__ - 11 21. 10 I 1 der

nun I mm

3 19 3 50,38 ' 0,5851 5 53 4 I 29,Ot) I 1,023 9

' 7?f6 7::s 1 Oh l?y I 7:543 7,525 *+ 14,O 7,401 7,336 24h 18,4 I 7,519 7,526 I 24"

10 52,.56 0,5674 1 5"IO' 11 1 49,87 0,5894 5 32 12 45,69 1 0,6:40 I 4 44 13 j 46,35 3 29

17,2" 7,449 7,436 12h 19,l 7,370 7,388 Oh 17,O 7,374 7,258 Oh

19 7,469 7,450 1 19

14 ' 41,75 I 0,7,!79 5 57

16 11 32,65 I 0,9106 I 7 2 , 18

17,2 15 I 42,41 ? o

7,420 I 7,407 Oh

7,480 , 7,480 1 12h 7,497 I 7,484 m

14 G'. Quinde.

11. Steighohe von Wasver in Capillarrohren.

In ganx frisch gezogenen Capillarrohreii findet man hautig den Randwinkel des Wassers gegen Glas Ou oder so klein, dass er bei der Berechnung der Oberfltichempannung ver- nachlassigt werdeu kaiiu.

Da bei der Messung des Randwinkels das Einpassen der Capillarrohre in den Kork und in die Oeffnung der Glimmer- platte langere Zeit in Anspruch nimmt, so habe ich eine Reihe Messungen durchgefiihrt, bei denen nuf die genaue Messung des Randwinkels verzichtet und nur die Steighohe des Wassers in den frisch gezogenen Capillarriihren mbglichst schnell iiach deren Herstellung und der Durchmesser der Rohre gemessen wurde. Bei der Berechnung der Obertlichen- spannung wurde dann der Randwinkel w = 0 angenommen.

Eine Abiiahme der Steighiihe oder der Obertlachenspannung mit der Zeit, wie bei weiten Glasrohren oder flachen Luft- blasen in Wnsser (elnstische Nachwirkung) l) , konnte ich bei diesen engen Capillarrohren nicht wahrnehmen.

1) G. Quincke, Pogg. Ann. 160. p. 570, 575, 576. 1877.

111. Steighiihc voii Wasser in frisch gezogenen Capillarriihren.

Nr. h ~ 2 r ' Temp. ' m I a18 1 no ~~~ ~~~ ~~

~~ ~~ ~~ ._ ~ ~

1 2 3 4 5 6 7 8

m m 97,70 85,74 65,90 51,47 37,91 35,93 28,64 21,61

0,5903 0,7998 0,8459 1,064

14,s 7,591 16,5 7,521 16,9 7,591 16,5 7,607

7,550 7,530

7,716 7,544

7,539 7,575 7,623 7,176

1,425 16,6

mg 7,392 7,430 7,423

7,546

7,592 7,846

7,537

7,573

7,500 7,503 7,501 7,682 7,524

7,613 7,776

7,537

7,870

Thiiringer Glas (2,4517) 17 7,467 7,413

7,428 7,439 19

Jeiiaer Glas, schwer schmelzbar 20 I / 66,85 I 0,4471 I l6,9 1 7,465 I 7,447

9 10 11 12 13 14 15

R e s u l t a t e f u r Wasser .

Aus diesen Versuchen folgt: 1. Bei genauen Messuiigen der Oberflachenspannung cz

des Wassers durch Steighohen in glasernen Capillarrtihren muss der Randwinkel beruclisichtigt werden. Derselbe ist von O o verschieden und im allgemeinen urn so grosser, j e liingere Zeit seit Heistellung der Capillarrohren verflossen ist, analog meinen friiheren Versuchen an ebenen Glasflachen. l)

2. Mit Capillarrohren aus derselben Glassorte wird im allgemeinen die Oberflachenspannung des Wassers bei 1 8 O urn so grosser gefunden, je grosser der Durclimesser der Capillar- rohre ist.

67,72 55,49 ' 47,45 39,63

' 31,67 26,27

1 22,82

1) G. Quii ickc, Wied. Ann. 2. p. 155. 1877.

0,4463 0,5434 0,6365 0,7796 0,9530 1,154 1,338

~ 15,O l6 ,4 ' 15,4 16,O 17,l 15,7 17,4

16 G. Qtihcke.

3. Man findet die Oberflachenspannung des Wassers bei sonst iihnlichen Bedingungen in Capillarrohrcn nus dem leicht loslichen Thuringer Glase und dem schwer loslichon Jenaer Glase kleiner , als in Capillarrohren aus Jenaer Normalglas oder englischem Flintglas.

4. Diese Unterschiede sind so gross, dass sie nicht erkliirt werden kbnnendurchdieFehler einereinzelnen Messung, diedurch- schnittlich bei Bcrucksichtigung des Randwinkcls bis auf l/loo,,,

ohne Beriicksichtigung des Randwinkels bis auf 5/1000 genau ist. 5. Eine Vergleichung der Tabellen 11 und 111 mit Tabelle I

zeigt, dass in Rohren aus Jenaer Normalglas und englischem Flintglas die Oberfliichenspaiinuag u des Wassers Srosser ist, als sie fiuher von mir und anderen in Capillarrohren aus anderem Glase gefunden wurde.

6. Fur die weiten Cayillarrohren aus Jenaer Normalglas uud euglischem Flintglas findet man u bei 18O = 7,846 resp. 7,776 mg; also noch grosser, als mit den Methoden c, (I, e, f ; 9, h, i, und beinahe ebenso gross, wie mit flachen Luftblasen, die man als Messungen in sehr weiten Glasrohren auffassen kann.

Ware der Rnndwinkel nicht Ou gewesen, so wurde u sogar noch etwas grosser sein.

7. Diese Abhiingigkeit der Oberfliichenspnnnung des Wsssers von dem Glas und der Weite der Capillarrohren liisst es mbglich erscheinen , dass Glas oder Zersetzungs- producte des Glases sich im Wasscr auflosen, an der Wasser- ober6iiche ausbreiten und die Oberfliichenspannung erheblich modificiren und verkleinern. Man musste dann aber weiter annehmen, dass durch das schwer lhliche Jenaer Glas die reine Wasserflache ebenso oder noch mehr verunreinigt wiirde, als durch Jenaer Normalglas oder englisches Flintglas.

8. Die unter 7. angegebene Fehlerquelle konnte vielleicht auch bei den Wiigungen dcs Glnsrahmens des Hrn. Hall mit- gewirkt haben. Sic reicht aber nicht aus, um die abweichendcn Resultate von Lena rd und Lord Rayleigli zu erklaren und wird unwahrscheinlich, weun man bedenkt, dass die Messungen an flachen Luftblasen in Wasser und Alkohol (oder flachen Quecksilbertropfen in Luft) I) erst nach Stunden eine Abnahme der Oberfliichenspaiinung um 6 bis 10 Proc. erkennen lassen

1) G. Quinckc , Pogg. Ann. 100. p. 570, 575, 576. 1877.

Oberfluchenspannlrny cles it;asser.s und Q~recksill,ei.s. 1 7

mid (lass erst nach dieser Zeit der Werth erreiclit ist , den die Messungen in Capillarrohren s o h t nacli dem 1:ntstehen der Fliissiglteitskuppe zeigen.

8 6. Quecksilhr. Die 0berflacheiis~):tiinung nicht benetzen- der Pliissigkeiten , wie Quecksilber, liisst sich in ahnliclier Weise mit Gleichung (5) nus der mittlereii Depression - 11 der Fliissigkeit in einer Cxpillarrohre vom Radius T be- rcchnen , wenn gltlichzeitig der stuinpfe Randwinkcl 20 der Qnecksilberkuppe in dcr Capillarriihrc~ beltsnnt ist.

Die Glasspitze der Nillinietc.~theilniig wird dabei voii obeii der cbeneii Qurcksilbcrfiaclie genalicrt, bis sie ihr Spiegelbilcl beriihrt ; die Depression wircl durch das Glas der Millimeter- theilung und des Glastrogcs hindurch mit dem Katlietometer- niikroskop bis nuf 0,Ol mni gcnau sbgelesen. Dcr Rohren- radius clarf nicht zu lilcin geiilscht werdeu, um w nocli genau bestiinmen zu konnen. Der spitze Ri~ndwinke~ (4 = 180 - ?I,

wird mit eincm ebenen Spiclgel gcniess~n, dcr an einer hori- zoiitaleii Goniometeraxe dw11I)ar ist.

An eine Spiegelg.laipl:ittc: yon 75 x 25 x 2 intn niit Nilli- metertheilung (Fig. 9) kittet imii scitlich mit Siegellack einen zweimal rcclitwinkelig gebogenen Glasstreifen von G mm Breite und 2 mm Dicke, dessen Elide zu einer 35 mm langen, ab- warts gekehrten Spitze ausgezogen ist. Diese Spitze ist 25 mm von der Glasplntte und 30 mni Tom unteren Eiide der Theilung entfernt. Ihre Lage gcgen die ‘!hilung ergiebt sich in der 8 2 beschriebenen Weise rnit eiricr Glasconsole durch Gleichung (4) bis auf 0,Ol mm genau. Ueber die Qlasplatte wird oberhalb der Spitze ein 5 mm breiter Kautschukring gestreift, durch denselben die Spitze eines frisch gezogenen hohlen Glasfadens von 0,4 bis 0,6 mm Durchniesser gesteckt, die Glasplatte rnit der schwach erwarmteri Capillarrijhre durch eine Holzklammer an der verticalen Vorderwand des wiirfelformigcn Glastroges befestigt und der Glastrog durcli eiiien Papiertrichter niit reinem Quecksilber gefiillt, das sich glatt an die verticalen Glaswgnde anlegt.

Millimetertlieilung urid Capillarrohre sincl clurch die Vortler- wand des Glastroges sichtbar und werdeii durch den ligdro- statischen Druck des Quecksilbers in dieser Lage erhalten. Der Glastrog wircl auf eiiieri horizontalen Tisch neben einem

Ann. d. Phys. u. Chem. N. F. 52. 2

18 (3. Quincke.

ebenen Spiegel von 30 x 10 x 1 mm itufgestellt, der an der horizontalen Axe eines Goniometers befestigt und so gerichtet wird, dass die Vorderseite des Glastroges parallel der Spiogel- tliiche steht, wenn der Zeiger des Goniometers auf Oo weist, indem man das Bild des Auges (oder eines Diopters in einem Kartenblntt) im Spiegel und in der Vorderseite cles Glastroges zusammenfallen lasst. Ooniometer und Glastrog stehen dabei vor einem Fenster, die Goniometeraxe parallel der Fensterflache.

Nachdem die zugeschmolzene Spitze des Capillarrohres entfernt und das Quecksilber in demselhen aufgestiegen ist, misst man die mittlere Depression Ji durch Beohachtung der Hohen der Quecksilberflache ausserhalb und innerhalb der Capillarrohre, iibnlich wie bei Wtlsser (0 2), indem man mit dem Kathetometermikroskop den Abstand der Glasspitze von ihrem Spiegelbildo in der ebenen Quecksilberfliiche und den Abstand der Quecksilberkuppe im Capillarrohr von dem niichsten Theilstrich der BIillimctertheilung misst. Zu der Hohendiff'erenz der ebenen QuecksilberflIche und der Quecksilberkuppe hat man noch eine kleine Liinge 'pc zu addiren, um die mittlere Depression Ji des Quecksilbers zu erhalten oder die Hohe eines geraden Cylinders von gleichem Volumen wie die Luft in der Capillar- rohre zwischen Kuppe und Quecksilberniveau. yc wurde durch Schatzung bestimmt. Es betriigt etwa l/$ der HBhe der Queck- silberkuppe in der Capillarrohre und war kleiner als 0,l mm.

Den Randwinkel 8 in der Capillarrohre bestimmt man mit dem Bilde des Fensters in rler Quecksilberkuppe, indem man das Auge zwischen Fenster und Capillarrohre halt, ctwas seitlich von der durch beide gelegten Verticalebene, und dann Kopf und Auge soweit senkt, dass das Bild des Fensters oder der Lichtfleck am Rande der kleinen Quecksilberkuppe gerade verscliwindet, Der Planspiegel wird mit der Goniometeraxe so lange gedreht, bis das Bild des oberen Fensterrandes F (Fig. 10) in gleicher Hiihe mit der Quecksilberkuppe erscheint. Hat das Auge fiir beide Reobachtungen dieselbe Lage, so steht die Flache des ebenen Spiegels parallel der spiegelnden Quecksilberflache am Rande der Kuppe und die am Gonio- meter abgelosene Drehung gibt direct den spitzen Randwinkel 0. Die Drehungsaxe des Spiegels und die Quecksilberkuppe miissen dsbei nahezu in derselben Horizontalobene liegen.

Obe7.~iic.he7isyanniin~ cles I1 assws tcnd Quecksillrers. 1 9

Die Beobachtungen gaben folgende Resultate : IV.

Depression von Quecksilbcr in Capillarrohrcn.

1 Friihere Messungen gaben I Oberfliichen-

spannung 01 Beobachter Methode

~ _ _ _ ~ ~ ~ ~~~

1858 Qainckc i, I b) Flache 't'ropfen i 53.1 m g / m m 1883 Bashforth , b) lileine Tropfeii 34 ,> >, 1885 Magie 3, 1 d) IIijhe and l h m m u n g 46 ,, , I

Aehnliche Messungen in Capillarrohren RUS Jenaer Normal- glas wurden niit ganz reinein Queclssilber angestellt, welches ich durch trockeiie Destillation von Quecksilberoxyd erhalten hatte. Ditss Quecksilber wurde, \vie bei meinen fruheren Ver- suclien (Pogg. Ann. 105. p. 19. 1858) langere Zeit mit reiner Chlorwaasserstoffsaure erwgrmt, uni die letzten Spureii heige- mengten Oxyds zu entfernen, wiederholt init warmem destillirten Wasser gewaschen und getroclrnet , indem man classelbe au? eineni Papiertrichter mit feiner Oeffiiung in eine wai-mc Por- zellanschale ausfliessen liess.

Die Versuche ergaben: IV a.

Depression von reinern Quecksilber aus Quecksilberoyyd in CapillarrSlircn ans .Jenaer Normnlglas.

mm rnni

16.3 ~ ~~ ~~ ~

~~ Mittel 52" 40' l i ,5 ' 55,7s 1) G. Quinckcl , Pogg. Ann. 105. p. 1-48. 1558. 2) F. B a s f o r t h , An Attempt to test the theories of capillary action

4'. by comparing the theoretical and rneasurcd forms of drops of fluid. p. 80. Cambrirlgc 1883.

3) W. F. hlagie , W i d . Ann. 25. p. 428 1883. 2*

20 G. Quincke.

Meine friihercn Messungen an flachen Tropfen von reinem Quecksilber im luftleereri Raum mit Beriicksichtigung des Ein- flusscs des Tropfendurchmessers und meine Kritik 1) der Mes- sungen von Bashforth und Magie werden durch diese Ver- suche lediglich besttitigt.

Uebrigens nahmen Depression und Oberflachenspannung dcs Quecksilbers verhaltnissmiissig schncll ab, indem sich &us der Luft Dampfe auf der Quecksilberkuppe in der Capillarrohre condensiren, die condensirte Fliissigkeit sich auf der reinen Quecksilberoberflhhe ausbreitet und die Oberfliiclienspannung verkleinert.

Die eben beschriebene Methode erfordert betriicht- liche Mengen Flussigkeit. Stehen nur geringe Mengen Flussig- keit zur Verfiigung, so beiiutzt man zur Messung der Ober- flilchenspannung eine Reckmann’sche Pipette, ein U-Rohr mit. einem engen Schenkel vom Radius T und einem weiten vom Radius R (Fig. 11). a)

Das U-Rohr wird mit concentrirter Schwefelsaure gefiillt, der einige Tropfen Salpetersiiure beigemengt sind, in siedendern Wasser erhitzt, entleert. Dann wird heisses Wasser durch- gesogen, der Apparat einige Zeit rnit Wasser gefullt gelassen, um die letzten Spuren Saure zu entfernen, und durch Durch- saugen von erwarmter Luft getrocknet.

Die Hohendifferenz h der Flussigkeit im engen und weiten Schenkel des U-Rohrs wird an einer verticalen Millimeterthei- lung gemessen, die rnit 10 und 15 mm langen Strichen auf einem Spiegelglasstreifcii von 80 x 20 x 2 rnm angebracht ist (Fig. 12). Den Fuss des Glasstreifens bildet ein mit der Holzsage eingeschnittener Kork, der auf einem Objecttrager mit Siegellack so aufgekittet ist, dass der in den Einschnitt eingeschobene Glasstreifen mit seinem Spiegelbilde im Object- triiger eine gerade Linie bildet, also senkrecht zum Object- trriger steht.

Man bringt einige Kubikcentimeter der Flussigkeit, deren Oberflachenspannung gemessen werden soll, in das gereinigte U-Rohr, befestigt es mit ciner Holzklammer an dem Glasstreifen vor der Millimetertheilung, sodass die Fliissigkeitskuppe im

8 7.

-~ 1) G. Quincke, Wied. Ann. 27. p. 220. 1886. 2) Beckmann, Ostwald Zeitschr. 2. p. 643. 1888.

Obel.fliic.hensy,unit~~~~~ cles lVussers wid Quucksilhers. 2 1

weiteren Sclieiikel auf eiiien langen Theilstrich der Nilliiiieter- tlieiluiig f i l l t uiicl liest init der Lupe oder dein I<:Ltlietoineter- mikroskop in der oberi 8 2 beschriebenen Weise den inittlereii Hiilienunterschied cler Flussigkeitsliuppen bis auf 0, I ocler 0,Ul min gcnau ab.

Der Radius 1' uncl h' des eiigen uncl weiten Sclienliels des U-Rohrs an der Stelle der Fliissigkeitskuppeii w i d , wenn das U-Rohr noch zu weitereii Versuchen dienen uritl nicht zer- sclinitten werden sol1 , in folgender Weise genicssen. Man setzt das mit gefirbter Fliissigkeit gefiillte U-Rohr mi t f scinein Messingfuss P (Fig. 11) in einen wurfelforrnigeii Trog aus Spiegelglasplatten, der mit Benzol gefullt ist, also einer Flussig- keit vori nahezu deinselben Brechuiigsexponenten , wie das Glas des U-Rohrs. Man misst direct niit dem Kathetometer- mikroskop den Ilurchmesser dcs engeii uncl weiten Sclienkels cles U-Rohres in Scalentheileri des Oculnrmikrometers in awei auf einander senkrecliteri Verticalebenen und iiimmt %us diesen beiden Messungen das arithmethische Mittel. Den Werth eines Scalentheiles bestimmt man an einer in dem Renzol aufge- stellten Millimetertlieilung oder mit dem genau gemessenen gusseren Durchmesser der Schenkel des U-Rohres.

Nennt man zti uiid 9 den Randwinkel der Fliissigkeit im engen und weiteii Schcnkel cles U-Rohres, so ist die mitt- lere Hohendifferenz h der E'liissiglceitsknppeii clurch die Glei- chung gegeben

(9)

ocler die Oberfl~chenspaiinuiig a dcr Fliissigkeit vom speci- fischen Qewicht c

Dahei ist an der Lnge jetler Fliissiglicitskuppe die in 5 2 Gleichung (5) mit r / 3 und in 6 mit y c bczeichiietc Correction anzubringen.

Fur benetzende Flussigheiten gelit die Gleichuiig (1 0) iiber in

22 G. Quirteke. Oher.fEir’cheris~trt?~~in~ etc.

Bei drei oerschietleiirii Apparaten aus Jenaer Normalglas, englischem Plintglns uric1 Tliiiringer Glns fand icli fur reines Wasser. v.

ITiihcmdiffrrcnz von Wasscr im U-Bohr.

Jell. Normxlglas Flintglas Thiir. Glas

Da die Randwinkel bei diesem L4pl?ar~it nicht gcmessen werden konnten , berechnete ich die Obcrfl~chcnspaiinung u mit cler Gleichung (1 1).

Fur Quecksilber wurden die Randwiiiliel III inid B wieder wie in 5 6 durcli eirieii Planbpiegel l)estimint, der iiebcii clcrri U-Rohr mit eiiier horizoiitaleii Goniomcterasc gedreht M urde bis er p:tmllel dem letztcii Element der Quecksilberkuppe stand. Meist fiiidcit maii fiir den eiigen uncl weiten Sclierikel des U-Rohres deli Randwinkel so nxhe gleich, (lass dcr Quo- tient der Cosiiius in Glcicliung (10) = 1 p s e t z t werden kanii. I n dcr Tabelle IV. ist drr spitze Wiiilrcl 0 = 180 = ?(I an- gegeben.

VI. IIiihenditfercnz voii Quecksilhcr im U-Rohr.

~~~~~

Die Resultate eiit~l~reclieii deii Messimgeri jri dem wurfel- fiirmigen Glastrog nach der ersten Methode. Die erste Methode ist aber genauer , da fiir die ebene Fliissigkeitsoberfliel~e im Glastrog die Correction y L = 0 ist.

H e i d e l b e r g , den 7. Februar 1894.