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624 IX. Krsuch m'rrpr Erklircing chr rirr+dfireir Er- cviirrnung buirn gnlviitiischen Fln rrt mtw bogeri ; con H. JTriL(i. \Venn nian die thermoelektrischc Spannungsreihe der Leiter erstcr Klasse, welche Hr. Ma t t h i e Is e n bestimmt und in diesen Anualen Bd. 103, S. 413 verilffentlicht hat, vergleicht mit der ebendaselbst S. 4.28 von ihm mitgetheil- ten Tabelle der Leitungsfiihigkeit derselben Substanzen, so findet man, dafs im Allgemeinen die bessereii Lciter in der Mitte der Spannungsreihe stehen, die schlechteren an den En- den derselben. Die thermo-elektromotorische Kraft der guten Leiter ist also durchweg sehr gering, und je bedeutender sie bei aadern Stoffen gefuiiden wird, um desto gruirser erweist sich auch der Leilungswiderstand derselben. Wenii nun bereits die tlierriio-elektromotorische Krsft zwischen Kupfer und dem schlccht leitenden Selen bei 100" Temperatur-Diffe- renz der Berlihrungsstellen beinahe : a der elebtromotori- scheu Kraft eiiies I) a 11 i e 1 l'scbeii Elements bctragt , so ist der Analogie nach zu erwarten, dafs die Combinatiouen mit den uoch viel schlechter leitenden einfachen Gasen, die sich auch ah Leiter erster Klasse in die Spannungsreibe miissen einreihen lassen, noch viel bedeutendere elektromo- torische Krzfte zeigen werden. Diese Benierkung verbun- den nit den nachstehenden Erfalirungcn scheint mir geeig- net, einen ScblUssel darzubietcii zur Erklaruog der noch rathselhaften einseitigeu Erwlnnung des positiren Pols beini galvanischen Flammenbogen. Meines WisJens hat zuerst P o gg e n d o r f f bei der Mitthei- lung des von P e l tier entdeckten Phanomens der WAme- oder Kalteeneugung durch den elektrischeu Strom an der Grsnze zweier Leiter ' ) die Ansicht ausgesyrochen, dafs dassclbe mit der Thennoelektricit!it verwandt sey. Durch Vergleichung von P e 1 tie r 's Reobachtungen fand er nlm- I) Diese Am. Bd 43, S. 325.

Versuch einer Erklärung der unipolaren Erwärmung beim galvanischen Flammenbogen

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Page 1: Versuch einer Erklärung der unipolaren Erwärmung beim galvanischen Flammenbogen

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IX. Krsuch m'rrpr Erklircing chr rirr+dfireir Er- cviirrnung buirn gnlviitiischen Fln rrt mtw bogeri ;

con H. JTriL(i.

\ V e n n nian die thermoelektrischc Spannungsreihe der Leiter erstcr Klasse, welche Hr. Ma t t h i e Is e n bestimmt und i n diesen Anualen Bd. 103, S. 413 verilffentlicht hat, vergleicht mit der ebendaselbst S. 4.28 von ihm mitgetheil- ten Tabelle der Leitungsfiihigkeit derselben Substanzen, so findet man, dafs im Allgemeinen die bessereii Lciter in der Mitte der Spannungsreihe stehen, die schlechteren an den En- den derselben. Die thermo-elektromotorische Kraft der guten Leiter ist also durchweg sehr gering, und je bedeutender sie bei aadern Stoffen gefuiiden wird, um desto gruirser erweist sich auch der Leilungswiderstand derselben. Wenii nun bereits die tlierriio-elektromotorische Krsft zwischen Kupfer und dem schlccht leitenden Selen bei 100" Temperatur-Diffe- renz der Berlihrungsstellen beinahe :a der elebtromotori- scheu Kraft eiiies I) a 11 i e 1 l'scbeii Elements bctragt , so ist der Analogie nach zu erwarten, dafs die Combinatiouen mit den uoch viel schlechter leitenden einfachen Gasen, die sich auch a h Leiter erster Klasse in die Spannungsreibe miissen einreihen lassen, noch viel bedeutendere elektromo- torische Krzfte zeigen werden. Diese Benierkung verbun- den n i t den nachstehenden Erfalirungcn scheint mir geeig- net, einen ScblUssel darzubietcii zur Erklaruog der noch rathselhaften einseitigeu Erwlnnung des positiren Pols beini galvanischen Flammenbogen.

Meines WisJens hat zuerst P o gg e n d o r f f bei der Mitthei- lung des von P e l t i e r entdeckten Phanomens der WAme- oder Kalteeneugung durch den elektrischeu Strom an der Grsnze zweier Leiter ' ) die Ansicht ausgesyrochen, dafs dassclbe mit der Thennoelektricit!it verwandt sey. Durch Vergleichung von P e 1 t i e r 's Reobachtungen fand er nlm-

I ) Diese A m . Bd 43, S. 325.

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lich, dafs stets diejenigen L6thstellen, welche erwBmt einen thermoelektrischen Strom von gleicber Ricbtung mit dem hydroelektrischen liefern wilrden, sich erkalten , und umge- kebrt diejenigen sich stlrker erwllrmen, die erkaltet dasselbe thun wtirden. Es entstebe also im Scliliefsungsdrabte in Folge Durchleituug eines elektriscben Stromes stets ein ent- gegengesetzt gericbteter thermoelektrischer Strom. Diese Ansicht ist seither durch mannichfache Versuche bestatigt worden und C l a u s i u s bat ihr in seiner Abbandlung atiber die Anwendnng der inecbaniscben Warmetheone auf die thermoelektrischen Erscheinungen ' ) n durcb tbeoretische Be- trachtungen einen festen , inneren Halt verliehen. Nach seinen Entwicklungen ist die wshrend der Zeiteinbeit in einer LBthstelle erzeugte , resp. vernicbtete, WHnnemenge proportional dern Product der Stromstlrke in die elektrische Differenz oder sogenannte elektromotorische Kraft zwischen den beiden sich beriihrenden Kdrpern. Es ist nun leicbt zu zeigen, dafs unter dieser Voraussetzung bei einer und derselben Kette, die durch einen Stroin erzeugte Tempe- raturdifferenz der beiden Lbthstellen ebenfalls seiner Stlrke proportional seyn miisse. Diesc Consequenz ist durch die Messungen von v. Q u i n t u s Jc i l i i i s *) bestgti@ worden. W a s dagegeu die Abhangigkeit der Temperaturdifferenz von der elektromotorischen Kraft anbelangt , so besitzen wir darfiber keiiie Beobacbtungen. Es Iafst sich aber auch ohne solche voranssehen , dafs wegen der Verscbiedenheit der specifiscben W#rme, der Leitungsfshigkeit far die Warme u. s. f. bei den verschiedenen Combinationen von Kbrpern die Temperatiirdifferenzen nicbt genau wie ibre elektromo- torisehen Krlifte und folglich auch nicht wie die, nach C l a u - s i u s, ibnen proportional zu setzenden, thermoelektromoto- rischen Kriifte sich verbalten werden. Immerbin aber wird man annehmen bbnnen, dais die Temperaturdifferenz nahezu proportional mit der thermoelektromotorischen h a f t der betreffenden Korper wachee.

1) Dicre Ann. Bd. 90, S. 613. 2) Diua Ann. Bd. 89, S. 357.

PoggeudorBr Annrl. Bd. CXI. 40

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Fiudet nun wirklich, wie wir im Anrange durcli Ana- logie geschlossen habeo, zwischeu Gasen uud festen Leitern eine so bedeutende thermoelektroinotorische Kraft statt, so m u t also, wenn wir zwisclren zwei Elektroden eincn elektri- schen Strom durch die Luft iibergehen laesen, die eine stark abgektiblt, die andere stark erwlrmt werden; die eioe wird daher ins Glahen kommen ki)nueu, wahrend die andere verhlltuilsmiibig kalt bleibt. Beim galvanischen Flammeu- bogen wird, wie die Erfahruug zeigt, immer der positive Pol gliihend. Ist unsere Erklarung richtig, so sol1 demnach bei ungleicher Erwannung der dutch eine Luftschicfit ge- trennten Elektroden ein kraftiger thermoelekfrischr Strom con der kalten sur warmen entstehen. Urn den letzteru, ungeachtet des grofsen Widerstandes der Luft, nachweisen zu ki)unei,, habe ich zwischen zwei Kohlenspitzen einen galvanischen Flammenbogen erzeugt , alsdann den Strom sclinell unterbrochen , die Elektrode mit den Drahteuden eiues Multiplicators in Verbindung gesetzt uod zugeseheu, ob derselbe einen Strom anzeige und welcbe Richtung die- ser Strom habe. Da namlich die stark erhitzte uiid mit gliihenden Kohlenpnrtikelchen erfiillte Lufischicht zwischen den Spitzeii iin Momente nach Aufbllren des primaren Stroms iioch eine sphwache Leitung uiiterhalteo wird, so liefs sich erwarten, dafs ein durch die sehr ungleiche Erwlrmuiig der Kohlenspitzen eneugter thermoelektrischer Strom dieselbe werde paasiren und an einem empfindlicben Multiplicator eine bemerkbare Ablenkung hervorbriugen k6nnen. Meine Versuche haben diese Vermuthung best8tigt. Der galvani- sche Flammenbogen wurde mittelst einer Batterie von 20 grofsen B u n s e n'schen Elementen zuerst an einer elektri- scben I ~ m y e , spiiter einfach zwischen zwei Kohlenspitzen, deren Entfernung mit der Hand zu regulireu war, erzeugt. Bei der Anwendung der ersten zeigte wghrend der Dauer des Lichtbogens eine in die Leitung eingescbaltete Tangen- tenbussole cine Stromstlrke 42 nach absolutem elektromag- netischem Grundmaalse und den W e b ery6Chell Einheiten an. Nachdem die positive Elektrode in lebhaftes GlUheii

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gerathen war, wurde durch Umscblagen einer Wippe die Verbioduug der Elektroden mit der Batterie aufgeboben rind dieselbeu in den Kreis eines Wiedemann’scben Gal- vanometers mit 14000 Windungen und Spiegelablesung ge- bracht. Obschon der magnetische Stahlspiegel seine volle Richtkraft besafs, so erfolgte dennoch bei raschem Umlegen der Wippe eiu Ausscblag, der weit tiber das Ende der Scale hinausging und dessen Sinn in der That einen positi- OM Strom o m der kalten Kohlenspitoe zur warmen andeu- fefe. Liefs man bei der elektrischen Lampe die Spitzen nacli Aufbebung des primlren Stromes zur Berlihrung kom- men, so zeigte sich stets ein dem obigeu bei getrennten Spitzen entgegengesetzt gerichteter Strom, also mit dem pri- mlren der Batterie in seiner Richtung Ubereiostimmend, der aber bedeutend schwBcber war als jeoer und bei dauerndem Schlufs Iangsam an Inteasitst bis zum glnzlichen Verschwin- den abnabm. Ich betrachte diesen letztern Strom als einen therlnoelektrischen zwischen den Kohlen - und ibren Mes- singfassungen, von welchen diejenige am positiven Pole eben- falls bedeutend wtirmer wurde als die anderc. Durcb di- recte Versuche habe ich mich nhnlich davon tiberzeugt, dofs zwischen Kohle nnd Messing ein thermoelektriscber Strom auftritt, der von beifsem Messing durch die Kohle zum kalten geht. Man k6nnte wohl auch daran denken, dais der letztere Strom von der pl6tzlichen Beriihrnog der warmen und kalten Kohlenspitze herstamme, indessen habe ich bei der Erwiirmung der eioen liufsersten Kohlenspitze bis zur Gllihhitze mittelst eines Lothrobrs, wobei die Mes- siogfassnng sich nicht merklicb erwannte, nach erfolgter Beriibrung der kalten und heifsen Koble am Multiplicator keinen bemerkbaren Ausschlag erhalten.

Ist der von mir beobachtete kriiftige Strom bei getrenu- ten Elektroden wirklicb ein tbermoelcktrischer, so mu& je- denfalls die thermoelektromotorische Kraft zwischen Kohle und Luft sehr bedeutend seyn. Verglcicheude Versuche mit den Ausschliigeii, welcbe meine bei einer andern Ge-

40 *

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legenheit I) beschriebene, 20- elementige Thermokette von Neusilber-Kupfer an demselben Galvanometer gegeben hat, haben gezeigt, daCs die thermo - eiektromotorische Kraft zwi- schen Luft und Kohle, selbst wenn nir bei obigeni Ver- such eine Temperaturdifferenz yon SOOO voraussetzen, doch bei ganz UetalIischer Schliefsuug mindeatens das Hundert- fache derjenigen eines Neusilber-Kuyferelemente bei glei- &er Temperaturdifferenz der Lathstelleu betragen mufste. Da nun aber der thennoelektrische Stroin zwischen Luft uud Kohle , oulser den metallischeii Schliefsungsbogen dcs Galvanometers, noch die jedenfalls einen nicht unbetracht- lichen Widerstaud darbietende Luftscbicht zu passiren bat, so dtirfie also die emlibote therrnoelektromotorische Kraft eher noch grLIlser seyn. Es scheint indessen, dals schon die vorstehende Schlitzung ihrer Grsfse zur ErkBrung einer Temperaturdifferenz von ungeRhr 50O0 der beiden Koh- lenspitzen hinreichen wiirde. Mittelst der schon erwahnten Thennokette von Ncusilber - Kupfer habe ich gefunden, dafs ein Strom won der absoluten Starke 42 - wie er zufolge von S. 626, wahrend der Dauer des Kohlenlichts statt- fand -, eine Minute lung durch ein Neusilber-Kupferele- ment hindurchgeleitet , bei demselben eine Temperaturdiffe- r'enr, der Lgthstellen won 7",7 C. hervorbringt '). Halten wir an dem S. 625 tiber dae Verhaltnifs der durch den Strom eneugten Temperaturdifferenz zur thermoelektromo- torischen Kraft Ausgesprochenen fest , so wiirde demnach ein Strom won der obigen Sturke bei seinem Uebergange swisckn den Kohlenspitmi eine l'emperatur - Differma der- sciben von ungefahr 700" C. our Folge haben.

1 ) Dicw Ann. Bd. 103, S. 388. 2 ) Aus Zablcnangabcn d u Hm. Frrnkcnl ia im im 91. Bd. diuar Ann. S. 177 Mfrt rich bcrechnen, dab cio Strom ron dvrclbcn abrolutcn Slirkc bei seinem Kapfcr- Eircn-Elemcat ciac Tcmpcratur- DiNucna von ungefihr 25' C. herrorgebracht h i m . Da nach cincm Schlafr ron

1 Minute kaum mehr cine bedcutcndc SteigerunE dcr Tcmpcrotar-Dif- fercnr erfolgen wird, so wire, wenn man aoch das Verhiltnifr dcr el&- tromotorirchen Krif ic bcriicksicbiip, runtchendcr Ruoltat rcrhbltnifrmi- hig doch noch griilscr alr das meinige.

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Eine andere Deutung des von mir beobachteten Gegen- slroms z. B. als hydroelektrischen Polarieationesbom scheint mir, da wir es bier ausschliefslich mit Leitern enter Klasse zu thun haben, nicht wohl zultissig. Indessen werden die zuul galvanischen Flammenbogen bestimmten Kohlen hliufig mit so verschiedenartigen Substanzen getrlinkt, dah man doch an eine ungleiche chemische Vertinderung der beiden Kohlenspitzen denken kdnnte. Ich habe daher bei den spkitern Versuchen am Schlut fiber die getrennten Kohlen- pole eiuen sie verbindenden, mit destillirtem Wasser ge- trankten Fliefspapierbaasch gelegt. In der Regel zeigte sich danu wieder eine Ablenkung im Sinne des vorher beob- acbteten Gegenstroms. Da iodessen diese Ablenkuiig immer kleiner und kleiner wurde , wtihrend sie anfanglich tiber das Ende der Scale hinausging, wenn man den Bausch gleich nach Umschlagen der Wippe auflegte, so betrachte ich die- sen Strom ebenfalls blofs ale einen thermoelektrischen und zwar zwischen Wasser und Kohle. In der That geben ungleich envtimte Kohlen mit Wasser einen kriiftigen ther- moelektrischen Strom, der von der kalten Kohle durch das Wasser zur warmen geht. Ich verkenne Ubrigens nicht, dafs die letztern Versuche fiber den vorstehenden Einwand nicht eiidgiiltig eotscheiden. Aus diesem Grunde versuchte ich in Ermangelung gereinigter Kohlenelektroden den Flam- menbogen zwischen Platinspitzen zu eneugen, allein meine Batterie erwies sich hiezu vie1 zu schwach. Da ich tiber eine grdfsere gegenwlrtig niclit verftigen kano, so mufa ich es Auderen iibcrlassen in dieser Beziehung meioe Untersu- chung 211 vervollstlndigen und dadurch die Stichhaltigkeit meiner Erkllrungsweise zu prlifen.

Ein Versach, mittelst eines Ruhmkorff'schen Inductions- apparats zwischen Platinspitzen den thermoelehtrischen Ge- genstrom nachzuweisen, ergab ebenfalls kein sicheres Re- sultat, obschon bei hinreichender Entfernung der Spitzeu, wie schou Poggendor f f gezeigt hat I ) , blofs der Oeff- nungsinductionsstrom Ubergeht und, bei Anwendung dftnne- 1) Diwe Ann. Bd. 94, S. 307.

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rer Drtlbte, die eine Polspitze - und zwar hier die nega- tive - in starkeres GlIihen kommt als die andere. Wahr- scheinlich reducirte sich allzuschnell nach Unterbruch des primlren Stroms die Leitung zwischen den Spitzen auf ih- ren Minimumswerth.

Bern den 10. November 1860.

X. Einige Bemerkungen zu Hrn. Henric i ' s Ab- handlung ,, Ueberb scheinbare Elektricit6t.s - Entaick-

lung durch chemische Processe '* '1 ; con A. W i i l l n e r .

I n dieser Abhandlung wiirdigt Hr. H e n r i c i zwei Mitthei- lungen von rnir, welche im Januarhefte dieser Annalen 1860 und im Februarheft 1839 erschienen sind, und in denen ich Versuche beschrieb, welche mir eine Elektricitiitsent- wicklung, einmal durch chemische Zersetzung, dann durch Lasen von Salzen zu beweisen schienen, einer nsheren Besprechuog. Schon seit einem Jahre in den Stand ge- setzt, iiltere Arbeiten wieder aufzunehmen, liefs ich diese Gegenstande Iiegen, und fiirs erste wird es mir nicht mag- lich seyn, wieder darauf zuriick zu kommen. Dennoch aber mufs ich mir erlaubep zu Hrn. Henrici 's Abhandlung einige Bemerkungen zu machen, damit es nicht den An- schein babe, als Lalte ich meine damaligen Versucbe fiir so falsch und verfehlt, als Hr. H e n r i c i sie darstellt.

Betreffs der im Anfange des ersten Theiles seiner Ab- handlung gemachten theoretischen Bemerkungen erwvlhne ich nur, dafs Hr. H e n r i c i mich wohl mitverstanden ha- ben mu&, denn ich sagte nicht, dafs zu jeder Elektricitats- Entwicklung eine Starung des molecularen Gleicbgewichts erforderlich sey, sondern dafs jetzt wohl alle Physiker der Ansicht des Hm. de la R i v e beipflichten, dafs jeder Vor- 1) S. 136 dimes Bandu.