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Die spezifische Wrme des Chroms Schwefels und Siliciums sowie einiger Salze zwischen 188░ und Zimmertemperatur.

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423
13. Die spexifische Wdirme des Chroms,
Schwefels urzd ~Silicdwru~ssowie eindyer 8alm
xwischem - 1 8 S 0 u.%d Zimmerternperatur;
vom C a r l F o r c h und P a u l N o r d r n e g e r .
Die Bestimmung der spezifischen Warme von Salzen setzt,
falls die Mischungsmethode angewandt wird, entweder die Benutzung einer das Salz nicht lasenden Fliissigkeit oder das
EinschlieBen des Salzes in ein GefaB voraus. Beide Methoden
fiihren naturgemaS grohere Fehlerquellen ein und komplizieren
das Instrumentarium. Im folgendeu wurde darum der Versuch gemacht, die spezifische Wiirme von Saleen bei tiefen
Temperaturen nach einer Anordnung zu messen, die eine gewisse Xhnlichkeit hat mit einer zur Bestimmung der Verdampfungswiirme von Flussigkeiten gebrauchlichen.
Die in einem guten versilberten D e w nr schen GefaB befindliche fliissige Luft wurde auf einer Wage tariert und der
zeitliche Verlauf der Verdampfung bez. des Gewichtsverlustes
bestimmt. Alsdann wurde der Korper dessen spezifische
Warme ermittelt werden sollte und der sich zuvor bereits auf
der Wage neben dem Gefa6 mit fliissiger Luft befand, in diese
eingeworfen und der durch die Verdampfung entstehende Gewichtsverlust unter entsprechender Beriicksichtigung seines zeitlichen Verlaufes wieder bestimmt. Die Methode unterscheidet
sich also von der von J. Dewarl) kurzlich verwendeten nur
dadurch, da8 an Stelle der Bestimmung der verdampften Menge
&us dem Volum des aufgefangenen Gases eine Wligung gesetzt
ist. Sie hat mit ihr den - zweifellosen - Nachteil gemein,
dal3 im Augenblick des Einfuhrens des warmen Korpers ein
heftiges Wallen der Oberflache erfolgt, was naturgemaB durch
VergroBerung der verdampfenden . Oberflache einen einseitigen
Fehler des Eesultates hervorrufen wird. Ihr Vorteil ist, daB
sie mit den einfachsten Hilfsmitteln ausgefiihrt werden kann,
1) J. D e w a r , Chem. News 92. p. 181 u. 193. 1905.
C. Porch u. P. Nordmeyer.
424
also dort sich gut anwenden la&, wo es sich urn eine rasche
wenn auch weniger genaue Messung der spezifischen Warme
zwischen tiefer Temperatur und Zimmertemperatur handelt.
Zur Berechnung der Resultate iet entweder das Beziehen
auf die bekannte spezifische Warme eines Vergleichskarpers
nijtig, wie dies D e w a r bei den erwahnten Versuchen getan
hat, indem nach jeder Messnng sofort eine solche an Blei eingefiigt wurde, oder es mug die Verdampfungswarme der gebrsuchten fliissigen Luft als Bekannte eingefuhrt werden. Wir
haben den letzten Weg gewahlt. Es liegen folgende Werte
fur 1 g in Grammkalorien vor.
U. Behn *) .
Shearerz)
Shearera)
.
. . . .
. . . . .
. . . . . .
Luft
50,5
Luft mit 21,8 Proe. 0
fI
,I
22,5 I f
0
7,
I,
56
7,
0
77
9f
72
It
0
Sauerstoff
Stickstoff
Luft mit 48 Proz. 0
I)
f7 6675
7,
0
44,02
45,4
50,6
51,7
>f
. . . . .
~ i t 5 .) . . . . . .
Estreicher')
4
Alt").
. . . . . . .{
Fenner u. Richtmeyer')
.
9,
90
ff
0
61
49,5
50,6
57,5
59
Sauerstoff
58
Sauerstoff
Stickstoff
52,02 (1 82,4 O)
48,58 (195,7O)
Sauerstoff
Stickstoff
50,97
47,65
Luft mit 35 Proz. 0
9,
7)
80 9 ,
0
50,8
51,2
Die Werte von E s t r e i c h e r u. S h e a r e r (letzte Yessungen)
ergeben zwar unter sich iibereinstimmende aber von denen
U. R e h n , Ann. d. Phys. 1. p. 272. 1900.
J. S. Shearer, Phys. Rev. 16. p. 191. 1902.
J. S. S h e a r e r , Phys. Rev. 17. p. 460. 1904.
T. E s t r e i c h e r , Krak:Anzeiger 3. p. 183. 1904.
H. A l t , Ann. d. Phys. 13. p. 1010. 1904.
H. A l t , Physik. Zeitschr. 6. p. 346. 1905.
R. C. Fenner u. F. K. Richtmeyer, Phys. Rev. 20. p. 81.
1905. Der grapbischen Darstellung entnommen.
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
Spezifische WGrme des Chroms, Schwefels tind Xiliciums. 425
der anderen Beobachter stark abweichende Werte. Alle anderen
gruppieren sich um den Weit von 50 g-Kal. fur flussige Luft
von mittlerer Zusammensetzung. Es ist deshalb dieser Wert
der Bechnung zugrunde gelegt.
Die Temperatur der Luft wurde mit einem Pentanthermometer gemessen. Sie war bis auf die beiden letzten Messungen
ziemlich konstant -192 bis -190O; erst bei dieseu stieg sie
auf -184O an. Die Temperatur der Korper beim Einfiihren
in die flussige Luft war +13,5 bis +14,5O, d. h. Zimmertemperatur.
Es wurden, wenn moglich, stets drei Versuche unmittelbar
hintereinander ausgefiihrt. Der erste hiervon ist oft bedeutend
grof3er als die beiden anderen. E s diirfte dies in folgendem
seinen Grund haben. Vor dem Einfiihren der ersten Portion
des zu untersuchenden Korpers siedete die Luft nur sehr langSam, es waren mithin die hoheren Teile der Innenwandung
des Dew arschen GefaBes nicht sehr stark abgekiihlt. Beim
Einfiihren der ersten Portion wallte die Luft heftig auf und
es wurde zur Abkiihlung der GefaBwande etwas Luft verdampft ; bei den unmittelbar sich anschlieBenden beiden weiteren
Versuchen waren die Wande noch gekiihlt und es verminderte
sich demgemaf3 diese Fehlerquellc. Ganz verschwinden wird
sie natiirlich niemals.
AuBer einer Reihe von Salzen wurden noch untersucht :
Blei und Zinn, urn einen Vergleich mit den von anderer Seite
vorliegenden Werten der spezifischen Warme zu haben und
so die vorliegende Methode zu kontrollieren ; ferner Silicium,
da dieses nach den bis -40° reichenden Werten von Weber')
einen eigenartigen Verlauf der spezifischen Warme erwarten lieS,
sowie Chrom und Schwefel. Die nachstehende Tabelle gibt dieVersuche wieder. Es ist in Klammern die Temperatur der flussigen
Luft angegeben, ferner unter P das genaherte Gewicht der
fur die Abkuhlung verdampften Luft. AuBerdem ist die spezifische Warme bei Zimmertemperatur aufgefiihrt. Diese Werte
sind den Tabellen von L a n d o l t und B o r n s t e i n (111. Aufl.)
entnommen; die Namen der Beobachter (abgekiirzt) und die
Temperatur, bei welcher der betreffende Wert gilt, ist beigefiigt.
1) Weber, Pogg. Ann. 154. p. 561. 1875.
C. For&
21.
P. Nordmeyer.
Spezifische Warmen, bezogen auf die Verdampfungswiirme fliissiger
Luft = 50 g-Kal.; zwischen -190 bis f14O.
0,0296 B.
0310 B.
0324 N.
0,0486 B.
0518 B.
0556 B.u.Str.
0,104 A.
112 7,
118 1 ,
0,136 W.
Si (-184')
184
,,
197
1,
30
0,163 K.
30
0,285
,,
12
0,346
,,
30
0,196
,,
30
0,350
,,
45
57
0,265
278
Sch.
R.
25
0,422
Wi.
30
55
0,064 K.
069 R.
50
0,052
36
0,288 K.
0,197
haltige Kristalle
0,201
(-192')
197
haltige Kristalle
(- 192 ')
K,SO,, Kristalle
(-192')
{ :$ }
5,9
0,145
142
142
0,143
(NW,),SO,, Kristalle
(- 192 ')
NaNO,, Kristalle
(-192O)
NHJO,,
Kristalle
(-192O)
HgCI, (- 192 )'
{ :$0,187
182 ]
0,246
{ :$ 263 }
{ i; "'&i}
{ :$ ' }
{ !): i:i }
0'184
{
0'254
0,060
{
0 040
HgCl (-192')
1,4
OxalsauresKalium,
Kristalle (-192O)
Rechtsweins'dnre,
Kristalle (-1923
6,6
{
8,2
8,l
43
42
0,041
,,
0,191
0,193
187
)
o,186
0,190
Spezifische hQa?*medes Chroms, Schwefels und Siliciurns.
427
Fur die Salze gilt ausnahmslos, wie die graphische Darstellung zeigt, da8, je groI3er die spezifische Warme ist, um
so st,arker ihre Abnahme bei sinkender Temperatur wird.
Lediglich um dies zum Ausdruck zu bringen, sind die Qeraden
nach abnehmenden Temperaturen hin weit iiber den Beobachtungsbereich bis zum absoluten Nullpunkt hin vertangert.
Sieht man von Ammoniumnitrat ab, so konvergieren alle Linien
fur -273O nicht nach dem Nullpunkt, sondern nach Werten
der spezifischen Warme, die zwischen 0,03 und 0,08 liegen,
so verschieden sie auch bei Zimmertemperatur sein m8gen.
Aber auch die Metalle Blei, Zinn, Zink konvergieren sicher,
Chrom, Aluminium und Magnesium wahrscheinlich nach diesen
Werten. Es ist dabei zu beriicksichtigen, da6 0,03 eine untere
Grenze zu sein scheint, welche bei Temperaturen, die dem
absoluten Nullpunkt nicht nahe liegen, von der spezifischen
Warme keines Korpers wesentlich uberschritten wird. Bei
C. Forth u.
428
P.Nordmeyer. Spezifiche
Warme etc.
Temperaturen von - ZOOo an abwarts ergeben die Messungen
von Dew ar (s. 0.) allerdings bedeutend geringere spezifische
Warmen, wenigstens fur Diamant und Graphit.
Wie die Verhaltnisse sich gestalten, wenn man dem absoluten Nullpunkt hinreichend nahe kommt , dariiber vermag
man zur Zeit noch nichts Sicheres auszusagen. Soviel aber
scheint festzustehen, daB, abgesehen von Silicium, alle anderen
hier behandelten Korper, mogen sie nun Elemente oder Salze -sowohl mit wie ohne Kristallwasser - sein, sich beziiglich
des Ganges der spezifischen Warme nicht qualitativ voneinnnder unterscheiden.
Silicium zeigt ein dem Kohlenstoff und Bor vollkommen
arialoges Verhalten, wenn man Silicium bei tiefen und mittleren
Temperaturen mit Kohlenstoff und Bor bei hohen vergleicht.
Urn dies zu zeigen, sind die yon W e b e r l ) und Behn2) gefundenen Werte fur Graphit und Diamant in einem passenden
MaBstab (1 :2) und mit einer Nullpunktsverschiebung der Temperaturskala in die Kurven eingetragen; die in Klammern
gesetzten Zahlen am Rande beziehen sich auf diese Beobachtungen an Graphit und Diamant.
D a r m s t a d t , Technische Hochschule.
1) H. F. Weber, Pogg. Ann. 164. p. 553. 1875.
U. Behn, Ann. d. Phys. 1. p. 261. 1900.
2)
(Eingegrtngen 20. Februar 1906.)
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