Neigungen gegen die
Horizontale geben, wobei als
Norm gilt, daß kein
Sturm zu befürchten ist, wenn der Querarm wagerecht steht,
daß aber das
Wetter
[* 2] um so schlechter und drohender wird, je höher das südliche (weiße) Ende des Querarms aufgezogen ist.
(griech.), von
Edison erfundener
Apparat, welcher die menschliche
Stimme in dem
Maß verstärkt, daß sie auf
größere
Entfernungen hörbar wird. Er besteht im wesentlichen aus einem großen
Sprachrohr, in dessen unterm Teil eine schwingende
telephonisch-phonographische
Platte angebracht ist. Wird nun gegen letztere gesprochen, so öffnen und
schließen ihre
Schwingungen ein
Ventil
[* 10] in der durch den
Balg zum
Tönen gebrachten
Pfeife und zwingen den tönenden Luftstrom,
jene
Schwingungen zu wiederholen, mithin in seinem
Klange gleichzeitig die Artikulation der menschlichen
Stimmen wiederzugeben.
Als Signalapparat dürfte das Aërophon besonders in der
Anordnung Verwendung finden, bei welcher ein Dampfstrom
aus einem
Dampfkessel
[* 11] so durch die
Platte reguliert wird, daß die
Pfeife gewisse
Worte auf 6-7 km
Entfernung hören läßt. Auch
s. v. w.
Harmonium.
(griech.), die
Lehre von dem
Gleichgewicht der luftförmigen
Körper. Die luftförmigen
Körper oder
Gase haben mit den flüssigen die leichte Verschiebbarkeit und große Beweglichkeit der Teilchen gemein; sie unterscheiden
sich aber sehr wesentlich von ihnen durch die leichte
Zusammendrückbarkeit, welche gestattet, eine eingeschlossene Luftmenge
durch einen
Druck von außen auf die Hälfte, ein Drittel, ein Zehntel etc. ihres
ursprünglichen Rauminhalts einzuengen, und anderseits durch das Bestreben, sich auszudehnen und jeden auch noch so großen
ihnen dargebotenen
Raum auszufüllen.
Die
Gase müssen daher, um nicht zu entweichen, in rings geschlossene
Gefäße eingesperrt werden.
Vermöge dieses Ausdehnungsbestrebens,
welches man auch Expansivkraft,
Spannkraft oder
Tension nennt, übt das eingeschlosseneGas auf die Gefäßwände
einen
Druck aus, welcher überall senkrecht gegen die Gefäßwand gerichtet und dem Flächeninhalt des gedrückten Flächenstückchens
proportional ist; auch im Innern der Gasmasse wirkt dieser
Druck nach allen Seiten mit gleicher
Stärke,
[* 13] so daß ein in das
Gas hineingebrachtes ebenes Flächenstückchen, welche
Lage man demselben auch geben mag, von beiden Seiten
her den gleichen zu seiner Oberfläche senkrechten
Druck erfährt.
Man kann die Expansivkraft der
Luft sehr leicht nachweisen mittels einer fest zugebundenen
Blase, welche nur wenig
Luft enthält
und daher schlaff und runzelig erscheint. Die Expansivkraft der eingeschlossenen
Luft kann sich zunächst nicht äußern,
weil die umgebende
Luft mit gleicher
Kraft
[* 14] von außen her auf die
Blase drückt. Bringt man aber die
Blase
unter eine Glasglocke, aus welcher man die
Luft mittels einer
Luftpumpe
[* 15] entfernt, so wird die
Blase durch das Ausdehnungsbestreben
der in ihr enthaltenen
Luft aufgebläht, bis sie straff gespannt ist.
Läßt man dann die äußere
Luft wieder in die Glasglocke eintreten, so schrumpft die
Blase wieder auf
ihren ursprünglichen Rauminhalt zusammen.
Vermöge der Expansivkraft würde sich die
Luft, welche den Erdball als Lufthülle
oder
Atmosphäre rings umgibt, in den Weltenraum zerstreuen, wenn sie nicht durch die Anziehungskraft der
Erde oder durch die
Schwerkraft daran gehindert würde. Um zu zeigen, daß die
Luft schwer ist, macht man einen Glasballon,
dessen
Hals mit einem luftdicht schließenden
Hahn
[* 16] versehen ist, mittels der
Luftpumpe möglichst luftleer, hängt ihn an den
einen
Arm einer
Wage
[* 17] und bringt ihn durch
Auflegen von
Gewicht auf der andern Seite insGleichgewicht.
Läßt man nun, indem man den
Hahn öffnet, die
Luft wieder einströmen, so neigt sich die
Wage nach der Seite des
Ballons, und
man muß, wenn der
Ballon
[* 18] 1
Lit.
Inhalt hat, etwas mehr als 1 g auf die andre Wagschale legen, um das
Gleichgewicht wiederherzustellen;
die
Luft ist hiernach nicht ganz 1000mal (genau 773mal) leichter als
Wasser. Der
Boden eines mit
Luft oder
einem andern
Gas gefüllten
Gefäßes wird sonach außer dem
Druck, welcher von dem Ausdehnungsbestreben herrührt, noch einen
durch die
Schwerkraft verursachten
Druck auszuhalten haben, welcher gleich dem
Gewicht der lotrecht darüberstehenden Gassäule
ist, und wennman in einem
Gas von einem tiefer gelegenen
Punkt zu einem höher gelegenen sich erhebt, so
wird ganz wie in einer
Flüssigkeit der
Druck abnehmen und zwar um das
Gewicht der Gassäule, welche man unter sich zurückgelassen
hat.
Der vom
Gewicht der
Gase ausgeübte
Druck ist freilich im
Vergleich zu dem von der Expansivkraft herrührenden
so gering, daß er bei kleinen Gasmengen gar nicht in Betracht kommt;
bei sehr hohen
Gefäßen aber und namentlich in unsrer
Atmosphäre spielt er jedoch eine wichtige
Rolle. Da die
Luft zusammendrückbar ist, so wird jede
Schicht der
Atmosphäre durch
das
Gewicht der darüberliegenden zusammengepreßt und verdichtet;
An der Erdoberfläche selbst, auf dem
Grunde des Luftmeers, welches den Erdball rings umflutet, ist dieser
Druck ein sehr beträchtlicher;
er beträgt, wie uns das
Barometer
[* 19] (s. d.) lehrt, auf 1 qcm Oberfläche ungefähr 1 kg.
Ein
Blatt
[* 20] Briefpapier, welches 20
cm lang und 15
cm breit ist, folglich 300 qcm Flächeninhalt besitzt, hat demnach von seiten
der
Luft einen
Druck von 300 kg auszuhalten;
da aber dieser
Druck gerade so stark auf die untere Seite des
Blattes nach aufwärts
wie auf die obere Seite nach abwärts wirkt, so können wir dasselbe ebenso ungehindert hin und her bewegen,
als wenn gar kein
Druck der
Atmosphäre auf ihm lastete.
Der menschliche
Körper ist, wenn wir seine Oberfläche gleich 1 qm
annehmen, dem ungeheuern
Luftdruck von 10,000 kg ausgesetzt; wir empfinden aber diesen
Druck nicht,
weil er
von allen Seiten, von
oben und von unten, von vorn und von hinten, von außen und von innen, auf gleiche Oberflächenteile
mit gleicher
Stärke wirkt. Von der
Gewalt des
Luftdrucks kann man sich leicht überzeugen, wenn man ihn bloß einseitig wirken
läßt. Setzt man z. B. einen Bleiring, über welchen eine straff gespannte
Schweinsblase gebunden ist,
¶
mehr
mit seinem eben abgeschliffenen Rand auf den Teller der Luftpumpe und pumpt die Luft unter der Blase fort, so wird sie durch den
nur noch von obenher wirkenden Luftdruck nach einwärts gedrückt und zerplatzt nach wenigen Pumpenzügen mit einem heftigen
Knall. Berühmt geworden sind die Magdeburger Halbkugeln (s. Luftpumpe).
Aus der leichten Verschiebbarkeit ihrer Teilchen folgen für die Fortpflanzung des Drucks in luftförmigen
Körpern dieselben Gesetze wie in Flüssigkeiten. Auch in einem Gas pflanzt sich ein auf dasselbe ausgeübter Druck nach allen
Seiten mit der gleichen Stärke fort. Unter der Einwirkung der Schwerkraft kann eine Gasmasse, wie z. B. unsre Atmosphäre,
nur dann im Gleichgewicht sein, wenn in einer und derselben wagerechten Schicht überall der gleiche Druck herrscht.
Ebenso gilt das archimedische Prinzip auch für die luftförmigen Körper: jeder von Luft umgebene Körper verliert so viel von
seinem Gewicht, als die von ihm verdrängte Luftmenge wiegt. Bei sehr genauen Wägungen muß hierauf Rücksicht
genommen und dem gefundenen scheinbaren Gewicht der kleine in der Luft erlittene Auftrieb
[* 22] noch hinzugerechnet werden, um das
wirkliche Gewicht, wie es eine Wägung im luftleeren Raum ergeben würde, zu finden. Ist das Gewicht eines Körpers kleiner als
das Gewicht des gleichen Rauminhalts Luft, so steigt er mit einer Kraft, welche dem Überschuß des letztern
Gewichts über das erstere gleichkommt, in der Atmosphäre empor und bleibt schwebend in derjenigen höhern Luftschicht, in
welcher er ebenso schwer ist wie die von ihm verdrängte Luftmenge (vgl. Luftballon). Zum Nachweis des Luftauftriebs dient
das Guerikesche Manometer
[* 23] (s. Luftpumpe).