Ein technisches Räthsel

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Textdaten
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Autor: R. H.
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Titel: Ein technisches Räthsel
Untertitel:
aus: Die Gartenlaube, Heft 42; 51, S. 672
Herausgeber: Ernst Keil
Auflage:
Entstehungsdatum:
Erscheinungsdatum: 1864
Verlag: Verlag von Ernst Keil
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Erscheinungsort: Leipzig
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Originalherkunft:
Quelle: Scans bei Commons
Kurzbeschreibung:
Noch einmal das technische Räthsel in Die Gartenlaube (1865) Heft 20 Seite 320
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[672] Ein technisches Räthsel. Noch giebt es trotz der enormen Leistungen und Fortschritte der Wissenschaft unserer Zeit im Gebiet der Naturwissenschaft und Technik ein ganzes Heer von Aufgaben und Räthseln, deren Lösung dem Uneingeweihten so nahe liegend, so leicht scheint und welche in der That noch ungelöst sind. Ein solches unscheinbares Räthsel ist es, welches hier in Kurzem vorgeführt werden soll – die Sache liegt auch dem gewöhnlichen Menschenverstande so nahe, daß sicherlich mancher Leser der Gartenlaube, auch wenn er kein gelehrter Physiker oder Techniker vom Fach ist, wenn er sich nur für die Sache interessirt, Erfahrungen sammeln kann, die zur Lösung des Problems beitragen. Schon in mehreren Hauptversammlungen des sächsischen Ingenieur-Vereins und des Vereins deutscher Ingenieure ist der Gegenstand besprochen worden; aber eine ausreichende, alle Entgegnungen beseitigende Erklärung der Erscheinung, von welcher die Rede ist, läßt noch immer auf sich warten. Jedermann kann die Beobachtung anstellen, um die es sich hier handelt: er begebe sich um die Zeit, wo gegossen wird, in eine Eisengießerei, werfe ein Stück festes Eisen in die flüssige Eisenmasse, und er wird die sonderbare Bemerkung machen, daß das feste Eisen auf dem flüssigen schwimmt.

„Ist das denn nun etwas so gar Wunderbares?“ wird man sagen; „weiß man doch, daß auch festes Eis auf dem flüssigen Wasser schwimmt, und ist Eis weiter nichts als gefrorenes Wasser, so ist auch festes Eisen weiter nichts, als flüssiges Eisen, welches gefroren ist. Wenn man also eine Erklärung dafür hat, daß Eis auf Wasser schwimmt, so wird dieselbe wohl auch für unsern ganz ähnlichen Fall des auf flüssigem schwimmenden festen Eisens gelten.“ Weit gefehlt! Die Sache verhält sich anders, und zwischen Eis und Eisen ist ein Unterschied. Wir wollen sehen, worin dieser liegt. Eis schwimmt auf Wasser, weil ein Stück Eis weniger wiegt, als ein Quantum Wassers, welches denselben Raum einnimmt. Daraus kann man schließen, daß Wasser, wenn es gefriert, sich ausdehnt, und dies geschieht auch in der That. Allerdings weiß man, daß alle Gegenstände bei sinkender Temperatur sich zusammenziehen;, allein dies Naturgesetz findet nicht ohne Ausnahme statt. Wenn sich heißes Wasser abkühlt, so zieht es sich ebenfalls immer mehr und mehr zusammen, aber nur bis zu einer gewissen Grenze, bei welcher es seine größte Dichtigkeit erreicht; diese Grenze liegt aber noch über dem Gefrierpunkte, und unterhalb dieser Grenze bis zum Gefrierpunkte dehnt sich das Wasser wieder aus. Hier ist also die Erklärung richtig. Eis schwimmt auf kaltem Wasser, weil es wirklich relativ leichter ist, als dieses. Will man nun diese Erklärung auf die Erscheinung des schwimmenden Eisens anwenden, so wird man finden, daß sie nicht genügt. Es läßt sich nämlich nachweisen, daß kaltes festes Eisen nicht dünner und relativ leichter, sondern wirklich dichter und relativ schwerer ist, als flüssiges. Es ist bekannt, daß das Modell, nach welchem ein Gegenstand in Eisen gegossen wird, um ein Gewisses größer sein muß, als der eiserne Gegenstand selbst werden soll. Da man nun auch weiß, daß das flüssige Eisen die Formen, in welche es gegossen wird, sehr genau ausfüllt – und hiervon kann sich Jedermann an den äußerst fein und sauber ausgeführten Kunstgußgegenständen überzeugen – so muß der Raum, welchen festes Eisen einnimmt, kleiner sein, als der, welchen ein gleiches Gewicht flüssigen Eisens eingenommen hat; d. h. festes Eisen ist wirklich relativ schwerer, als flüssiges. Mit der Erklärung durch „schwer“ und „leicht“ ist es also nichts. Hiernach hat man andere Kräfte zur Erklärung hervorgesucht. Der Eine sagt: Jede Flüssigkeit besitzt einen Zusammenhang seiner Theilchen, welchen ein untersinkender Körper überwinden muß und nur überwinden kann, wenn er um ein Gewisses schwerer ist, als die Flüssigkeit. Aber würde wohl, wenn dies richtig wäre, das feste Stück Eisen wieder emporschnellen, wenn man es in der flüssigen Eisenmasse untertaucht? Ein Anderer führt die Strömungen an, welche in jeder sich abkühlenden heißen Flüssigkeit entstehen dadurch, daß die sich zuerst erkältenden oberen Schichten, welche schwerer sind, untersinken und die heißen unteren emporsteigen; der Strom nach oben in der Mitte des Gefäßes soll nun die tragende Kraft hergeben. Nur schade, daß dieser Erklärung die Beobachtung entgegensteht, daß in flüssigem Eisen die kälteren Schichten die oberen und die wärmeren die unteren sind.

Endlich wird noch angemerkt, daß das feste Eisen ebenso wie alle festen Körper Luft und Wasser einsaugt und beim Erwärmen beides wieder ausströmen läßt; dieser Gasstrom soll nun wiederum die tragende Kraft ausüben. Auch diesem läßt sich entgegnen, daß das feste Eisen sehr bald anfängt, an seiner Oberfläche zu schmelzen, während es immer weiter schwimmt; dann kann aber wohl schwerlich noch von ausströmenden Gasen oder wohl gar von einer sich um den festen Körper bildenden Gashülle die Rede sein. Alles aber, wie es geschehen ist, als die Wirkung der „tragenden Kraft der Wärme“ zu erklären, ist eines Physikers oder Technikers unwürdig; wenigstens liegt in dieser Erklärung weiter nichts, als die Erklärung: „Ich habe keine Erklärung.“ Ebensowenig wie die Physiologie durch die Einführung des Begriffes der Lebenskraft, welche die Erscheinungen des Lebens erklären sollte, bereichert worden ist, ebensowenig ist durch den Begriff der tragenden Kraft der Wärme unser Phänomen aufgeklärt worden. Kurz, die Zukunft erst soll dieses Problems Lösung bringen.

R. H.
[816] „Ein technisches Räthsel“ in Nr. 42 dieses Jahrganges der Gartenlaube hat zu einer Menge von Zuschriften Veranlassung gegeben, welche wir nicht mit Stillschweigen übergehen wollen, trotzdem wir in keiner derselben eine hinreichende Lösung des Räthsels haben auffinden können. In den allermeisten der kleinen Aufsätze, die zum Theil mit vielem Geschick, alle aber mit dem lebhaftesten Interesse für die Sache abgefaßt sind, finden sich Gründe angeführt, welche schon in der ursprünglichen Notiz widerlegt worden sind. Ein „einfacher Eisenarbeiter“ will die Lösung des Räthsels mit den Worten gefunden haben: „Der Grund der Erscheinung liegt in den Wärmegraden“; wie wenig diese nicht weiter ausgeführte Erklärung überhaupt eine Erklärung genannt werden kann, liegt auf der Hand. Ein „Goldarbeiter“ hält für die Hauptursache des Phänomens „eine ausstoßende Bewegung gegen allen Fremde oder gegen alle feste Körper, welche die Kugelbildung stören.“ Nach ihm ist es außerdem der Strom der durch die Hitze aus dem festen Eisen ausgestoßencn Lufttheilchen, welcher das letztere auf der Höhe hält. Wenn wir recht verstehen, ist mit der „Kugelbildung“ die gegenseitige Anziehung der Theilchen des flüssigen Eisens gemeint, welche das Eindringen des festen Eisens in die flüssige Masse verhindert. Auch diese Ansicht, sowie die von dem Luftstrom, sind in dem Artikel der Nr. 42 nicht nur erwähnt, sondern auch widerlegt. Eingehender beschäftigt sich mit unserer Frage ein aus Schöningen eingesandter Aufsatz, welcher die Erscheinung „auf das einfache physikalische Gesetz der Scheidung der Körper nach dem specifischen Gewichte“ zurückzuführen versucht. Nach dem Verfasser „dehnt sich das flüssige Eisen im Momente der Erstarrung so stark aus, daß es sich beim weitern Erkalten nicht wieder auf die Dichtigkeit des flüssigen Zustandes zusammenzuziehen vermag“. Dieser Behauptung widerspricht ganz entschieden die Erscheinung des Schwindens, obgleich der Verfasser dieselbe mit seiner Behauptung folgendermaßen in Einklang zu setzen bemüht ist. „So lange das Eisen in der Form flüssig ist,“ sagt er, „erfüllt es diese vermöge seiner Molecularwirkung nur unvollständig.“ Dies ist allerdings richtig, aber vor dem Erstarren füllt doch das flüssige Eisen die Form immer noch bei weitem vollständiger, als das fest gewordene Gußstück. Nur an solchen Stellen, wo das Modell nicht abgerundet ist, wo es scharfe Kanten und dergleichen hat, füllt die flüssige Eisenmasse wegen der Molecularwirkung die Form nicht ganz aus; ja, ich behaupte, wenn das Modell eine Kugel ist, füllt das flüssige Eisen die Form ganz vollständig aus. Und doch findet auch in diesem Falle die Erscheinung des Schwindens statt. Daraus folgt mit mathematischer Gewißheit, daß festes Eisen immer einen kleineren Raum einnimmt als flüssiges Eisen von demselben Gewicht, d. h. daß festes Eisen specifisch schwerer als flüssiges ist. In dem specifischen Gewicht liegt daher die Lösung unseres Räthseln nicht. Schließlich erwähnen wir noch einer Beobachtung, welche uns in einem mit dem Stempel der Stadtpost Leipzig versehenen Schreiben mitgetheilt wird. Darin wird eine Erklärung der vielbesprochenen Erscheinung durch die Strömungen gegeben, welche in jeder sich abkühlenden heißen Flüssigkeit entstehen. Auch diese Erklärung ist in unserer Notiz schon durch den Einwand beseitigt, daß nach neueren Erfahrungen in flüssigem Eisen die obern Schichten die kälteren, die untern aber die wärmern sind. Dieser Erfahrung stellt der Einsender seine eigenen Beobachtungen an flüssigem Platin entgegen. Wollen wir nun auch den Schluß nicht anfechten, vermöge dessen derselbe aus seinen Beobachtungen folgert, daß bei flüssigem Platin die obern Schichten und nicht die untern die wärmern sind, so steht doch so viel fest, daß Platin kein Eisen ist und daß eine Beobachtung am Platin nicht eine Erscheinung am Eisen zu erklären vermag.
R. H.