mehr
zenen
Schenkel ganz aus und beginnt erst zu sinken
, wenn der auf den offenen
Schenkel wirkende
Druck der verdünnten
Luft weniger
als ¼
Atmosphäre beträgt; der Unterschied des Quecksilberstandes in beiden
Schenkeln gibt alsdann den im
Rezipienten herrschenden
Druck an. Derselbe
Zweck des raschern Auspumpens, wie durch die zweistiefeligen
Luftpumpen,
[* 2] wird auch durch
einstiefelige doppeltwirkende
Luftpumpen erreicht;
[* 1]
Fig. 10 der Tafel zeigt eine
Ansicht der
Maschine
[* 3] von
Bianchi mit
Schwungrad
V, welches durch die
Kurbel
[* 4] M in
Umdrehung versetzt, und von dessen
Welle die
Bewegung auf die
Kolbenstange m
übertragen wird.
Textfig. 11 zeigt den Durchschnitt des Stiefels und Kolbens. Beim Niedergang des Kolbens strömt die vom Rezipienten kommende Luft durch das Rohr C bei S in den obern Teil des Stiefels, während die im untern Teil zusammengepreßte Luft durch das Ventil [* 5] b und die Höhlung x der Kolbenstange entweicht. Beim Aufgang des Kolbens wird Luft aus dem Rezipienten bei S' in den untern Teil des Stiefels gesaugt, während die im obern Teil befindliche Luft durch das Ventil a austritt. Die Bewegung der Kolbenstange wird durch einen Kurbelarm bewirkt, so daß ihr oberes Ende bald nach rechts, bald nach links geführt wird; damit der Stiefel diesem Hin- und Hergang zu folgen vermöge, ist er um eine horizontale Achse drehbar.
Der durch die Luftpumpe [* 6] erzeugte luftverdünnte Raum (Guerickesche Leere, Vakuum) dient dazu, den Druck der Luft zur Anschauung zu bringen. Zwei Halbkugeln, die man luftdicht aneinander fügt und dann auspumpt, haften mit großer Kraft [* 7] aneinander; beträgt der Radius der Kugel 10 cm, so ist ihr Querschnitt 314 qcm, und da die Luft auf 1 qcm mit einer Kraft von etwa 1 kg drückt, so werden die beiden Hälften mit einer Kraft von 314 kg aneinander gepreßt. Die »Magdeburger« (Guerickeschen) Halbkugeln, mit welchen Otto v. Guericke auf dem Reichstag von Regensburg [* 8] (1654) experimentierte, hatten ⅔ Elle innerer Weite und konnten kaum von 16 kräftigen Pferden auseinander gerissen werden.
Eine über einen Glascylinder gespannte Blase oder eine darübergelegte dünne Glasscheibe wird durch den Luftdruck zertrümmert. Unter dem Rezipienten der Luftpumpe kommt Wasser weit unter 100° C. zum Sieden; Äther verdunstet äußerst schnell und entwickelt dabei eine solche Kälte, daß Wasser gefriert. Der Heber [* 9] hört auf zu fließen, und eine angeschlagene Glocke tönt nicht mehr. Eine Flaumfeder fällt im luftleeren Raum ebenso schnell wie eine Schrotkugel. Der Gedanke, die Torricellische Leere über dem Quecksilber im Barometer [* 10] zum Auspumpen eines Rezipienten zu benutzen, wurde von den Mitgliedern der Florentiner [* 11] Akademie schon wenige Jahre nach Erfindung der Kolbenluftpumpe ausgeführt.
Die erste praktisch brauchbare Quecksilberluftpumpe,
[* 12] deren wesentliche Teile in Textfig. 12 dargestellt
sind
, rührt jedoch von
Geißler her (1857). Das etwa 76
cm lange Glasrohr C trägt
oben das weite Glasgefäß A, und sein unteres
Ende steht durch den Kautschukschlauch D mit dem
oben offenen Glasgefäß
B in
Verbindung. In eine Erweiterung
der Glasröhre tr, in welche das
Gefäß
[* 13] A
oben ausläuft, ist ein nach Art des Senguerdschen durchbohrter
Hahn
[* 14] o eingeschliffen,
durch welchen A nach Belieben mit dem bei r angefügten auszupumpenden
Raum oder mit der nach der äußern
Luft offenen Glaskugel p in
Verbindung gesetzt werden kann.
Während A nach p offen ist, wird das
Gefäß B so weit gehoben, daß sich A vollständig und auch p teilweise mit
Quecksilber
füllt; wird nun durch eine Drehung des
Hahns um 45° A nach
oben abgesperrt und das
Gefäß B allmählich
gesenkt, so sinkt
auch das
Quecksilber, und in A entsteht die
Torricellische Leere, mit welcher man den
Rezipienten durch eine
weitere Drehung des
Hahns um 45° in
Verbindung setzt. Nachdem der
Hahn um 45° wieder zurückgedreht ist, wird durch den zweiten
Hub des
Gefäßes R die nach A aus dem
Rezipienten übergetretene
Luft zunächst komprimiert und sodann nach
abermaliger Rückdrehung des
Hahns um 45° durch p hinausgetrieben, worauf sich dieselbe
Reihe von
Operationen wiederholt. Bei
der Jollyschen Quecksilberluftpumpe, Fig. 13 der Tafel, wird das
Heben und Senken des
Gefäßes B durch eine
Winde
[* 15] und einen
starken
Gurt F vermittelt, das
Gefäß steht durch den Gummischlauch D mit dem
Gefäß A und durch dieses
mit dem
Rezipienten R und der
Barometerprobe
b in
Verbindung; bei der Kravoglschen wird das
Quecksilber durch einen eisernen
Stempel
gehoben, bei der Poggendorffschen durch eine gewöhnliche Luftpumpe empor-
[* 1] ^[Abb.: Fig. 11. Doppeltwirkende Luftpumpe. Stiefel und Kolben im Durchschnitt.
Fig. 12. Geißlers Quecksilberluftpumpe.] ¶
mehr
gesaugt. Die Quecksilberluftpumpen arbeiten zwar langsamer als die Kolbenluftpumpen, gestatten aber einen weit höhern Grad der Luftverdünnung zu erreichen als diese; sie eignen sich daher vorzugsweise zum Auspumpen kleinerer Räume, z. B. der Geißlerschen Röhren [* 17] (s. den Spezialartikel); Geißler hat die Entleerung derselben so weit getrieben, daß der elektrische Strom nicht mehr hindurchgeleitet werden konnte. Als Wasserluftpumpe bezeichnet man häufig die von Bunsen angegebene Luftsaugepumpe (Textfig. 14). Aus einem Wasserbehälter strömt Wasser durch das Rohr ac in das weitere Glasrohr d und reißt, indem es durch das 10 m weit hinabreichende Bleirohr f herabstürzt, durch seine Wucht die Luft aus d und aus der Röhre stmn mit sich, welch letztere mit dem auszupumpenden Raum in Verbindung steht; pq ist die Barometerprobe.
Diese Luftsaugepumpe wird in chemischen Laboratorien zum raschen Filtrieren [* 18] und Trocknen der Niederschläge verwendet, indem man die Röhre st mit dem Innern eines Gefäßes verbindet, auf welches der Trichter mit dem Filter luftdicht aufgesetzt ist. Der überwiegende äußere Luftdruck treibt alsdann zuerst die Flüssigkeit und später Luft durch den Niederschlag und das Filter hindurch und bewirkt so ein rasches Trocknen desselben. Auf demselben Prinzip beruht die Sprengelsche Quecksilberluftpumpe.
Bei allen beschriebenen Apparaten wird die Luftverdünnung durch mechanische Arbeit erzielt, man kann aber auch durch chemische Mittel ein sehr vollkommenes Vakuum herstellen. Stellt man z. B. unter eine luftdicht schließende Glocke ein Schälchen mit frisch gebranntem Kalk, leitet alsdann durch eine obere Öffnung so lange Kohlensäure in die Glocke, bis alle Luft verdrängt ist, verschließt diese Öffnung und überläßt den Apparat sich selbst, so absorbiert der Kalk die Kohlensäure, und wenn noch konzentrierte Schwefelsäure [* 19] unter der Glocke steht, so werden auch etwa vorhandene Wasserdämpfe absorbiert. Einen fast vollkommen luftleeren Raum erhält man, wenn man den Rezipienten einer Luftpumpe mit einem Raum in Verbindung setzt, in welchem während des Auspumpens Holzkohlen glühend erhalten werden; beim Erkalten absorbiert alsdann die Kohle die kleine Menge Luft, welche die Pumpe [* 20] nicht zu entfernen vermochte. - Die Luftpumpe findet vielfach wissenschaftliche und technische Anwendung, besonders bei der Dampfmaschine, [* 21] der Zucker- und Extraktfabrikation, bei der atmosphärischen Eisenbahn, der pneumatischen Brief- und Paketbeförderung etc. Wo geringere Grade der Luftverdünnung ausreichen, wendet man wohl auch Ventilatoren an. Bei der pneumatischen Post (»Rohrpost«) kommen rotierende Luftpumpen zur Anwendung, z. B. der auch als Gebläse [* 22] benutzbare Roots-Blower (s. Gebläse, S. 976)
[* 16] ^[Abb.: Fig. 14. Bunsens Wasserluftpumpe.]