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Bestimmung der elektrischen Leitungsfhigkeit von Flssigkeiten mit constantem Strome.

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J. Tollinger.
510
__
Procent.
5
5
5
10
15
20
5
10
1
~
Stoff.
108. L
___
8
7
8
8
7
6
8
8
K C1
N a C1
N H, C1
520
486
696
1365
1980
2547
503
827
__
__
-~
-
.-
t
71
9;
!,
Mg c1,
11
StoK
108. L
335
278
384
732
1036
1244
186
282
Hieraus folgt das beachtenswerthe Resultat dnss die
(%loride der Alkalien und alkalirichen Erden eine grossere
Leitungsfahigkeit als die ihnen entsprechenden loslichen
schwefelsauren Salzi: besitzen.
IV. Bestimrnung der ekktrischen Leitzcngsfahigkeit vo9a P1iissiykceite.n wait constantem Xtrorne;
VOUL
J o h . T o l l i n g e r nus Innsbruck.
D i e hier mitgetheilte Untersuchung hat weniger den Zweck,
die Leitungsvermogen von Flussigkeiten neu zu ermitteln,
als vielmehr die Werthe, welche die Herren I?. K o h l r a u s c h und 0. G r o t r i a n l ) , sowie F. K o h l r a u s c h 2 )
allein mit Wechselstromen gefundlen haben , mit constantem
Strome zu priifen.
Zugleich erlauhe ich mir, dnf3 dabei benutzte, vom gewohnlichen etwas abweichende I‘erfahren zu beschreiben,
da es sich als sehr zweckmassig erwiesen hat.
1) Pogg. Ann. CLIV. p. 1. 215.
2) Pogg. Ann. CLIX. p. 233.
Gotting. Nachr. 1877, April 181.
-
J. Tollinger.
511
Untersucht man die Flussigkeit in Trijgen, so ist die
Bestimmung des Querschnittes etwas unsicher; in einfachen
Glasrohren bilden dagegen die zwischen den Electroden
befindlichen Gasblasen eine Fehlerquelle.
Diese beiden Misstande wurden vermieden, indem
ich - auf Veranlassung des Hrn. Prof. K o h l r a u s c h anstatt der geraden eine U-formig gebogene Glmsriihre in
Anwendung brachte, so dass die Electroden in die beide
Schenkel vertheilt werden.
Man weiss ferner, dass ein constanter Werth der
Polarisation nur durch eine grossere Dichtigkeit des
Stromes an den Electroden erreichbar ist. Demnach empfiehlt es sich, Electroden von kleiner Oberflache nnzuwenden, weil starke Strome durch die Warmeentwickelung
und chemische Zersetzung der Flussigkeit Fehler mit sich
bringen. Anstatt zusammenhangender Flachen wurden deswegen 2-3 Ctm. lange, spiralforrnig eben gebogene Platindrahte als Electroden gebraucht, die mit dem einen Ende
behufs Verschiebung in den Schenkeln der U-Rohre in
enge Glasrohren cingeschmolzen waren. Durch diese Form
erreichte man gleichzeitig, dass die entwickelten Gase
leicht entweichen konnten , was dnrch Platinirung der
Electroden noch befordert wurde.
Die. untersuchte Flussigkeitssaule befand sich nebst
einem Rheostaten in dem kinen Zweige der Wheatstoneschen Brucke. Eine ahnliche Rohre, mit eben solchen,
gleich langen Electroden und derselben Fliissigkeit, sowie
ein Rheostat war in den anderen Zweig der Briicke eingeschaltet , um die durch Inconstanz des Stromes und
der Temperatur verursachten kleinen Aenderungen der
Polarisation zu eliminiren.
Das Ganze war also nach Schema Taf. IV , Fig. 1
geordnet.
Beim Versuche blieben die Electroden der Rohre B
sowie der passend gewahlte Widerstand in R’ unverandert,
wahrend im anderen Zweige der Brucke die Electroden
um bestimmte, an der Marke m abzulesende Langen ver-
512
J. Tollinger.
schoben, und der dadurch aus- oder eirigeschaltete Widerstand durch den bekannten des Rheostaten R compensirt
wurde.
Auf diese Weise war man von einer kleinen Ungleichheit der beiden W i d e r s t h d e 10 und 10' auch ohne Commutator ganz unabhangig ; auch war es nicht nothwendig,
die Stromstarke in der Briicke vollstandig auf Null, sondern nur immer auf dieselbe Stdrke zu bringen. Dies
geschah mittelst eines Spiegelgalaanometers ( G ) , das bei
nicht ganz gleicher Einstellung auch bequeme Interpolation erlaubte.
Um die Temperatur der Fliissigkeitssaule coiistant
erhalten und bestimmen zu kiinnen , tauchten beide URGhren in ein grosseres Waqserbad , dessen Temperatur
durch einen Ruhrer immerfort ausgeglichen und durch ein
O getheilt) gemessen wurde.
Geringe
Thermometer (in
Aenderungen in der Temperatur machten sich durch eine
langsame Vorwartsbewegung im Galvanometer bemerlrlich.
Deshalb wnrden die Ablesungen iind Verschiebungen geMinute)
avohnlich in regelmassigen Zeitintervallen ( -'iZ
vorgenommen , die Bestimmung cles Widerstandes bei der
Einstellung I der Electroden nach jener von I1 wiederholt, und aus den Beobachtungeri I und I11 das Mittel
genommen. Hat man durch einen Vorversuch die den zwei
verschiedenen Stellungen der Electroden entsprechenden
Wider-stande annahernd ermittelt, so ist ein Versuch in
2 -4 Minuten beendet.
Zur Kalibrirung der U-Rohre wurde ein Schenkel geschlossen und mit Wasser gefiillt; in den anderen wurde
das Wasser, um die Rohre nicht zu benetzen, durch einen
Stechheber oder einen Trichter mit langer Riihre gebracht,
seine Menge durch Wagung ermittelt untl das Volumen
an der angebrachten Millimetertlieilung abgeleqen. Die
ltijhre zeigte sich auf 1 UMm. genau kalibrisch und hatte
im Mittel einen Querschnitt von 148.45 0;S;Im. Fur diese
Versuche war nur der eine Schenkel der Rohre kalibrirt
worden; es steht aber natiirlich nichts im Wege, im all-
J. Tollinger.
513
gemeinen beide zii Verschiebungen der Electroden zu benutzen. Nur dann ist es rathsam, blos die eine Halfte
auszunutzen, wenn eines der entstehenden Gase lange in
der Flussigkeit suspendirt bleibt und so langsam aufsteigt,
dass die bei der Verschiebung der Electroden nach oben
zwischen dieselben koinmenden Gasblasen Fehlerquellen
bieten wiirden.
Entspricht nun einer FliissigkeitssBule von der L h g e
2 Meter ein Widrrstand von iii Siemens-Einheiten, so ist
die Leitungsfahigkeit auf Quecksilher bezogen:
?L
=
-.
148.45 w
I n der folgenden Zusammenstellung sind diese Zahlen
fiir das Leitungsvermijgen nocli mit lo8 multiplicirt.
Die Reduction derselben auf die Temperatur 18O geschah nach den eingangs erp ahnten Bestimmungen von
F. K o h l r a u s c h uiid vonF. K o l i l r ails c h und 0.G r o t r i a n .
Mit Ausnahme der Schwefelsiiure wurden die ngnilichen FliissigkeitPri specie11 fur diesen Zweck auch mit
Wechselstrijmen in denselben Gefasqen untersucht, welclie
Hr. Prof. K Oh l r a u s c h angewmdt hat. Schweit Beobachtungen von K o h l r a u s c h vorliegen, werden sie mit nufgefiihrt. Die Unterschiede dieser Zahlen unter einander
(im Maximum 1.7O/, bei K,CO,) lnssen sich leiclit durch
die vielleicht etwas verschiedene Beschaffenheit der Pliissigkeiten und die graphische Interpolation, durch melche
diese Werthe aus den Reobachtungen von K o h l r a u s c h
abgeleitet worden sind, erklaren; denn die von mir untersuchten Fliissigkeiten wurden einfach durch Aufliisen der
von der Fabrilr als chemisch rein bezogenen, aber nicht
weiter gepriiften resp. neutralisirten Salze hergestellt nnd
ihre Concentration aus der DichtP ermittelt.
I n der letzten Spalte umstehender Tabelle stehen die
Unterschiede der mit constanten und Wechselstriimen erhaltenen Resultate; sie belaufen sich im Mittel auf etwa,
2/3u/o. D a dieselben alle in einer Richtnng liegen und
Ann. d. Phys. u Chem. N. F. I.
33
1.1845
1.2811
1.1681
1.072
1.3483
1.013
1.1862
1.0912
1S.2
18.2
18.4
17.1
18.1
17.3
17.9
18.0
4.
5.
1M
0.1500
0.1500
0.1500
0.3000
0.1490
0.1490
0.1490
0.2990
0.2990
0.1490
0.2990
0.2990
~-
'
6.
_.
w
107.2
99.22
120.87
28.96
217.08
213.30
245.00
140.35
96.99
255.47
+27.96
28.87
~~
7.
to
15.53
17.52
15.30
18.33
18.14
18.74
19.08
18.30
17.55
18.80
16.48
16.17
180
1033
927
6941
46 1
462
400
1436
2100
386
7362
7182
983
~.
~~
457
460
396
1434
2086
383
7317
7 143
7330
7174
2121
980
1030
915
6912
45 1
452
12.
-
Untersch.
constant.
Strom
minus
Yechselstr.
in Proc.
+ 0.7
+ 0.8
+ 0.6
+ 0.5
+ 0.1
+ 1.0
f 0.5
+ 1.3
+ 0.4
+ 0.9
+ 0.3
f 0.3
Tollinger. :ohIrausel
_
_
_ __
__
-_
.~
iitconstant. Strom mit Wechselstr.
Lei 180 nach
ei der Temperatu
to
943
1018
836
6978
462
47 1
410
1440
2078
393
7206
6979
~-~
u
Prncent- Linge Wider- bei der
gchalt der Flus tand dcx Pempera
tur.
in 100 sigkeits- selben.
Saule.
P
- .~
94.5
92.5
84.6
30.0
17.0
23.1
15.1
10.0
34.0
2.5
29.7
18.3
515
J. Tollinger.
grosser sind als ‘die aus den directen Versuchsfehlern zu
erwartenden Ungenauigkeiten, so ist jedenfalls eine Ursache
vorhanden, welche die mit dem constanten Strome gefundene Leitungsfahiglreit urn einen kleinen Betrag griisser
ausfallen liess. Diese Ursache in einer Polarisation .der
Wechselstrome oder gar in einer unvollkommenen Gultigkeit der Ohm’schen Gesetze fur die Fliissigkeiten zu suchen.
ist kein Grund vorhanden, da ein kleiner Fehler in der
Ausmessnng des Apparates, (die benutzte Langentheilung
konnte moglicherweise durch ihre Ungenauigkeit schon
einen Fehler bis zu
hervorrufen), oder auch vielleicht
eine Erwarmung der Flussigkeit durch den Strom, die sich
nicht schnell genug ausgleichen kann, nicht ausgeschlossen
ist. Auf letzteren Grund wiirde der Umstand hindeuten,
dass das Maximum der Unterschiede ‘bei der 84.6procentigen Schwefelsaure (1.3
auftritt , welche Flussigkeit
sowohl eine grosse Zahigkeit, als auch eine bedeutende
Aenderung des Leitungsvermogens durch die Temperatur
(per Grad 3.7*/,) besitzt, wahrend das Minimum der Unterschiede auf HKSO, f&llt, welche Losung in beiden Beziehungen so ziemlich das entgegengesetzte Verlialten
zeigt. J e d e n f a l l s i s t a b e r d i e U e b e r e i n s t i m m u n g
d e r W e r t h e h i n r e i c h e n d , um e r s e h e n zu k o n n e n ,
dass die mittelst der Inductionsstrome gefundenen Leitungsvermogen sich von den mit constant e n S t r o m e n ermittelten n i c h t wesentlich u n t e r s c h e i d e n ; dass also z. B. der Schwefelsaure wirklich diese
Maxima und Minima zukommen, wie sie F. K o h l r a u s c h
gefunden.
Aus diesen Untersuchungen lasst sich auch die Brauchbarkeit des hier beschriebenen Verfahrens beurtheilen.
Obwohl die Anwendung der Wechselstrome a n Bequemlichkeit und Genauigkeit der Beobachtungen dem constanten Strome iiberlegen ist, so lassen sich dnch aucli auf
diese Weise recht befriedigende Resultate erzielen , selbst
ohne Anwendung je qach der Plussigkeit verschiedener,
die Polarisation ausschliessender Electroden. Die Beob39,
516
H; I&mig.
achtungsfehler betrugen hier kaum mehr als 0.1 "lo. Die
Resultate werden noch etwas genauer ansfallen, menn man
die Stromstgrke, die fur diese Versuche den W e r t h von
0.16-0.5, gewohnlich 0.25-0.3 E. TVeber in einem Zweige
der Briicke erreichte, noch etwas kleiner nimmt nnd damit
auch die Hauptfehlerquellen der IErwarmung und Zersetznng der Fliissigkeit durch den Strom vermindert. Aucli
wiirde si& nnschwer an der Biegungsstelle der U-Rohre
ein Thermometer einsetzen lassen, urn immer sicher die
wirkliche Temperatur der Fliissigkeit zu kennen.
Griissere Fehler freilich stellen sich hevaus bei solchen Flussigkeiten, bei denen sich infolge der Zersetzung
durch den Strom und secundarer Processe die Electroden
mit einer schlechtleitenden Kruste uberziehen, wie es z. B.
bei einer Losung von CaC1, geschieht, wo sich ein Ueberzug von Kalk bildet.
Phys. Lab. d. Univ. W i i r z b u r g im April 1877.
Q. 1.
I n den Untersuchungen der jiingsten Zeit ist fiir verschiedene Falle die fundamentale Thatsache constatirt
morden, dass an den Unterbrechungsstellen einer eigentlichen Leitung die an Korpertheilchlen gebundene Electricitiit unter gleichen Umstanden leichter austritt, wenn sie
negativ ist, als wenn sie positiv ist. Beriihrt werden Fa11e
dieser A r t schon von F araday.l) Genauere Versuclie
haben inclessen zuerst die Herren 0. W i e d e n1 a n n und
R i i l i l m a n n fiir den Fall gegeben, dass eine Holtz'sche
1) Man sehe unter anderm Pogg. Ann. X:LVIII, p. 277 in Nr. 1501.
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