Zusammenfassung
Obwohl mancherlei Beobachtungen über Wärmeerscheinungen bis in das Altertum zurückreichen, so hat sich doch erst im 18. Jahrhundert, also wesentlich später als die Mechanik oder Optik, die Wärmelehre zu einem Zweige der exakten Physik zu entwickeln begonnen. Der erste Schritt in dieser Richtung war die Schaffung einer genauen Temperaturskala durch die Einführung zweier fester Fundamentalpunkte. Seit der ersten Hälfte des 18. Jahrhunderts ist es üblich geworden, als solche den Gefrierpunkt und den Siedepunkt des Wassers (unter normalem Druck) zu benutzen, und die Ausdehnung einer Flüssigkeit zwischen diesen beiden Punkten in allerdings willkürlicher Weise in eine bestimmte Zahl gleicher Teile zu teilen, denen man die Temperaturgrade entsprechen ließ. Wie ja allgemein bekannt, wird bei der in der Wissenschaft allein üblichen Celsius-Skala der Abstand in 100 Teile geteilt, bei der leider noch vielfach üblichen Réaumur-Skala, die ebenfalls die Zählung der Grade bei dem „Eispunkt“ beginnt, in 80 Teile. Bei der ältesten, heute aber noch in den angelsächsischen Ländern allgemein verbreiteten Skala von Fahrenheit ist der Abstand der Fundamentalpunkte in 180 Teile geteilt, dem Eispunkt aber nicht, wie bei den beiden anderen Skalen, die Zahl o, sondern die Zahl 32 zugeordnet1.
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Notes
Fahrenheit glaubte in der tiefsten Temperatur des besonders strengen Winters von 1709 (die 32° F unter dem Eispunkte lag) den absoluten Nullpunkt der Temperatur erblicken zu sollen. Er benutzte übrigens noch als dritten Fundamentalpunkt in seiner Skala 96° F, die Temperatur des menschlichen Körpers.
Vgl. Abschnitt 11.
Fälschlich wird dieses Boylesche Gesetz auch nach Mariotte benannt.
Vgl. Abschnitt 46.
Bei den Fieberthermometern ist das obere Stück des Quecksilbers durch eine Luftblase von dem übrigen Quecksilber getrennt. Bei dem Steigen wird der abgetrennte Faden vorgeschoben, während er bei der Abkühlung an einer Verengerung der Röhre steckenbleibt.
Auch mit flüssigem Sauerstoff gefüllte Dampfdruckthermometer werden verwendet.
Vgl. Abschnitt 73.
Vgl. Abschnitt 20.
Pyr heißt auf Griechisch das Feuer.
Vgl. Abschnitt 50.
Die genauere Definition der Kalorie spricht nicht von der Erwärmung um 1°, sondern von der Erwärmung von 14 1/2 auf 15 1/2°.
Ein Gramm-Meter ist die Arbeit, die bei dem Heben eines Gramm-Gewichtes um 1 Meter verrichtet wird. Wegen des Erg vgl. Abschnitt 7.
Dies folgt daraus, daß 1 Watt das Produkt aus 1 Volt und 1 Ampere ist und 1 Volt der 300. Teil der elektrischen Spannungseinheit ist, während bei der Stromstärke von 1 Ampere 3 • 109 elektrostatische Einheiten in der Sekunde den Querschnitt passieren.
Hindurchgehen heißt auf Griechisch „Diabainein“.
Der äußere Druck, der auf dem Gase lastet, ist dem inneren Gasdruck gleich.
Auf dieser Tatsache beruhte das in früheren Zeiten viel gebrauchte pneumatische Feuerzeug.
Unter einem Perpetuum mobile versteht man eine Maschine, die sich ohne Energiezufuhr von außen ständig in Gang erhält und überdies Arbeit verrichtet. Die Unmöglichkeit eines derartigen Perpetuums der ersten Art folgt aus dem Satze von der Erhaltung der Energie.
Gemeint ist hier ein Ausgleich „endlich großer“ Temperaturdifferenzen — im Gegensatz zu verschwindend kleinen, die man zwischen dem Körper und dem Reservoir annehmen muß, aus dem ihm Wärme zufließt oder an das vom Körper Wärme abfließt.
Vgl. Abschnitt 72.
Wenn y gleich 10 zur x-ten Potenz ist, so nennt man bekanntlich x den Logarithmus von y (bezogen auf die Basis 10).
Vgl. Abschnitt 72.
Also eines Drucks, der 15000mal so groß wie der normale Luftdruck ist.
Hierauf beruht der schon um 1680 von Papin erfundene Dampfkochtopf, in dem Speisen höher erhitzt werden können, als es in offenen Kochgefäßen möglich wäre.
Im gesättigten Zustand ist in einem Kubikzentimeter Luft bei gegebener Temperatur stets dieselbe Menge Wasserdampf enthalten. Man bezeichnet sie als die absolute Feuchtigkeit bei der betreffenden Temperatur. Das Verhältnis zwischen der tatsächlich im Kubikzentimeter enthaltenen Wassermenge und der absoluten Feuchtigkeit wird als die relative Feuchtigkeit bezeichnet; sie wird gewöhnlich in Prozenten angegeben und mittels der bekannten Hygrometer gemessen.
Wie auf Grund des Satzes von der Erhaltung der Energie nicht anders zu erwarten ist, ist die Sublimationswärme gleich der Summe aus Schmelz-und Verdampfungswärme.
Dadurch erklärt sich auch die Bezeichnung des Dampfes als „überhitzt“.
Es gelang ihm dies durch Entmagnetisierung magnetischer Substanzen.
Vgl. Abschnitt 72.
Die Analogie mit den Gasen ist nur bei großer Verdünnung vollkommen, nämlich nur dann, wenn die Kräfte zwischen den kleinsten Teilchen des gelösten Stoffes vernachlässigbar sind.
Eine wesentliche Rolle spielt sowohl in der Formel für den osmotischen Druck als auch in den Formeln für die Änderungen der Gefrier-und der Siedetemperatur das Molekulargewicht des gelösten Stoffes. Hierauf beruht eine viel benutzte Methode, die das Molekulargewicht eines Stoffes aus der durch ihn hervorgebrachten Gefrierpunktserniedrigung eines Lösungsmittels bestimmt.
Vgl. Abschnitt 73.
Wärme fließt stets auch durch die Oberfläche warmer Körper nach außen ab. Diese sogenannte äußere Wärmeleitung befolgt, bei nicht zu großem Temperaturunterschied gegenüber der Umgebung, das sogenannte Newtonsche Gesetz, wonach die in der Zeiteinheit abgegebene Wärme dem Temperaturunterschied proportional ist.
Bei der Dampfheizung wird im Kessel Wasserdampf erzeugt, der durch eine Röhrenleitung den Heizapparaten zugeführt wird; in diesen erfolgt Kondensation und dadurch Wärmeabgabe nach außen.
Um die Erforschung der Erscheinungen der Wärmestrahlung hat sich in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts besonders Scheele verdient gemacht.
Wie schon im Beginne des 19. Jahrhunderts Prévost erkannt hatte, muß man annehmen, daß jeder Körper Wärme ausstrahlt, und daher eine Erwärmung durch Strahlung nur bedeutet, daß ein Körper mehr Strahlung durch Absorption in einer bestimmten Zeit aufnimmt, als er selbst in dieser Zeit emittiert.
Diese Entfernung beträgt etwa 1,5 • 1013 cm.
Die Masse der Sonne beträgt 2 • 1O33 Gramm.
Von der Oberflächentemperatur ist wohl die Temperatur im Innern der Sonne zu unterscheiden, die jedesfalls viele Millionen Grad betragen muß.
Vgl. Abschnitt 7.
Es war der 14. Dezember 1900.
Zu diesen gehörte bereits der antike Physiker und Techniker Hero von Alexandria, ferner Papin (um 1680) und Newcomen (um 1700).
Eine Kilogramm-Kalorie ist das Tausendfache einer Kalorie.
In offenen Kesseln wäre natürlich der Druck gleich dem äußeren Luftdruck, und die Siedetemperatur gleich 100°.
Ein thermodynamischer Kreisprozeß erscheint nur umkehrbar und „ideal“, wenn merkliche Druckverschiedenheiten zwischen den Wärme austauschenden Körpern fehlen.
Eine derartige Verbund-oder Mehrfachexpansionsmaschine besteht gewöhnlich aus einem Hoch-, einem Mittel-und einem Niederdruckzylinder.
Es wird jedoch verschiedentlich versucht, die „Abwärme“ des kondensierten Dampfes noch nutzbar zu machen, z. B. zur Vorwärmung des Speisewassers.
Vgl. Abschnitt 46.
Soll ein Explosionsmotor in Gang kommen, so muß er „angekurbelt“ werden; es müssen z. B. bei dem Viertaktmotor die Vorgänge des ersten und zweiten Taktes künstlich hervorgerufen werden.
Bei den leichtesten Motoren wirkt dem Vorzug geringen Gewichtes allerdings ein erhöhter Bedarf an Brennmaterial entgegen.
Für das Wesen des Kreisprozesses bleibt es natürlich gleichgültig, ob es immer die gleichen Teilchen des Wärmeträgers sind, die den Kreislauf ausführen, oder ob sie durch neue ersetzt werden, also der Wärmeträger vor dem Zuführen in das heiße Reservoir immer frisch aufgenommen wird und somit bestimmte Teilchen des Wärmeträgers den Kreislauf tatsächlich nur einmal ausführen. Auch kann das heiße Reservoir natürlich ganz fehlen, woferne, wie bei den Verbrennungsmotoren, eine gewisse Menge des arbeitenden Wärmeträgers periodisch auf ein hohes Temperaturniveau gebracht wird.
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Haas, A. (1933). Die Wärme. In: Physik für Jedermann. Verständliche Wissenschaft, vol 20. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-99425-8_3
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