Gehler, J. S. T.
Physicalisches Wörterbuch


Aräometer.
Aräometer.

Zusatz zu Th. I. S. 113—127.

Auf die S. 114. erwiesenen Sätze I) und II) gründen sich zwo verschiedene Classen von Aräometern, deren erste man Aräometer mit Scalen, die zweyte Aräometer mit Gewichten nennen kann. Es ist schon S. 115. erwähnt, daß die letztere Classe vorzuziehen sey; dennoch ist die erste immer gewöhnlicher geblieben, vermuthlich, weil sie alle Rechnung erspart. Noch neuerlich hat Herr Büsch (Versuch einer Mathematik zum Nutzen und Vergnügen des bürgerlichen Lebens. Zweyter Theil. Hamburg, 1791. 8. Hydrostatik. S. 49 u. f.) eine verbesserte Einrichtung dieser Art der Aräometer angegeben, und zu Bestimmung der Grade auf ihrer Scale sinnreiche und einfache Vorschriften ertheilt. Allein die Schwierigkeit, dem Halse dieser Werkzeuge, wenn sie von Glas sind, eine durchaus gleiche Dicke zu geben, die Scale richtig und genau darauf anzubringen, und ihnen, wenn die Grade einigermaßen groß seyn sollen, einen hinreichenden Umfang zu verschaffen, wird die Aräometer von dieser Classe zum allgemeinen Gebrauch jederzeit unbequem machen.

Was die Aräometer mit Gewichten betrift, so hat William Nicholson (Manchester Memoirs. Vol. II. Warrington and London. 1787. 8maj.) unter dem Namen eines Hydrometers folgende, im wesentlichen der Fahrenheitischen ähnliche, Einrichtung beschrieben. Taf. XXVIII. Fig. 2. ist CD eine Röhre von weissem Blech, an ihren Enden geschlossen, und in Gestalt der Kugelabschnitte OCP und TDS zugerundet. An das obere Ende ist in der Richtung der Axe ein ganz gerader Messingdrath befestigt, der an seinem Ende eine kleine blecherne Schale A trägt. Man kann noch unter die Schale einen kleinen hohlen Cylinder von Blech, 2—3 Linien lang, löthen, in welchen man das Ende des Draths treten läßt, das durch dieses Mittel dauerhafter unter der Schale befestiget werden kann, als wenn man es unmittelbar daran löthet. Der Drath ist in einer gewissen Höhe durch einen Strich b mit der Feile bezeichnet. Am untern Theile der Röhre D ist in der Mitte ein anderer Messingdrath mDn, in Gestalt einer Gabel gekrümmt, angelöthet. Dieser hält einen umgekehrten hohlen Kegel E, der inwendig an seiner Spitze G mit Bley beschwert ist. Das Instrument muß, sich selbst überlassen, im Wasser so schwimmen, daß es vertikal steht, und ein Theil der Röhre CD hervorragt. Man beladet nachher die Schale A mit Gewichten, bis der Strich b bis an die Wasserfläche herabtritt. Man wird bald bemerken, daß der gewöhnliche Gebrauch desselben dem Gebrauche des fahrenheitischen (s. Wörterb. S. 125) ähnlich ist. Aber sein Ersinder hat es noch zu mehrern Absichten, insbesondere zu Abwägung von Münzen und zu Untersuchung des eigenthümlichen Gewichts sester Körper bestimmt, und eben um dieser Zwecke willen eine genaue Berechnung der Größe jedes einzelnen Theiles vorgeschrieben.

Wie man es insbesondere bey Mineralien nütze, zeigt der Abbe Hauy (Journal d'histoire naturelle. To. I. Paris, 1792. 8. p. 94. Beschreibung eines bequemen Instruments zu Bestimmung des specifischen Gewichts der Mineralien in Grens Journal d. Phys. B. V. S. 502). Gesetzt, die ganze Beladung, welche nöthig ist, um das Werkzeug bis an b einzutauchen, sey 400 Gran, so schränkt sich sein Gebrauch auf Körper ein, deren Gewicht diese 400 Gran nicht übersteiget. Man lege nun einen solchen Körper, z. B. ein Stück Kalkspath, in die Schale A, und füge noch soviel Gewichte hinzu, daß der Strich b genau in den Niveau des Wassers kömmt. Sind dazu z. B. 150 Gran nöthig, so weiß man, das Gewicht dieses Stücks Kalkspath in der Luft sey 400—150=250 Gran. Man nehme nun das Instrument aus dem Wasser, indem man es bey dem messingenen Stift anfaßt, lege den Spath in die Hölung E. und setze es wieder ins Wasser, worinn es nun nothwendig höher stehen, und der Strich b über den Wasserspiegel hervorragen wird. Gesetzt nun, man müsse, um ihn wieder bis an die Wasserfläche zu bringen, noch 92 Gran zu den 150, die noch in der Schale liegen, hinzufügen, so zeigt sich daraus, daß der Körper im Wasser 92 Gran verloren habe. Dieser Verlust aber ist das Gewicht des Wassers unter dem Volumen des Körpers. Es wird sich also das specifische Gewicht des Wassers zu dem des Kalkspaths, wie 92 : 250 = 1 : 2,7173 .. verhalten. Es ist dieser Methode bereits bey dem Worte: Schwere, specifische (Th. III. S. 908) gedacht worden.

An des Abbe Hauy Instrumente war der Durchmesser der Röhre OP oder TS = 19 pariser Lin.; die Höhe OT zwischen den Punkten, wo der cylindrische Theil aufhörte, = 3 Zoll, 8 Lin.; der Durchmesser der Basis des Kegels mn|=21 Lin.; der Abstand DE = 19 Lin.; die Höhe des messingenen Stifts C = 20 Lin.; der Abstand bC = 6 1/2 Lin. Das gesammte Gewicht des Instruments = 4 Unzen, 6 Qu. 36 Gran = 2772 Gran. Herr Prof. Forster in Halle hat es nach einem etwas kleinern Maaßstabe von Silber machen lassen, und Hr. Gren versichert, dasselbe gegen seine gewöhnliche hydrostatische Wage verglichen, sehr empfindlich gefunden zu haben, wiewohl bey der Belastung die Richtungslinie durch den Schwerpunkt außerhalb der Axe der Röhre gefallen sey.

Herr Prof. Schmidt zu Gießen (Beschreibung eines sehr bequem eingerichteten allgemeinen Aräometers, in Grens Journal der Physik, B. VII. S. 186 u. f.) hat in Verbindung mit dem Herrn Hofphysikus Ciarcy von Darmstadt dem fahrenheitischen Aräometer eine sehr vollkommene und bequeme Einrichtung gegeben, bey deren Gebrauche zu Untersuchung des eigenthümlichen Gewichts flüßiger Materien alle Rechnung dadurch vermieden wird, daß die kleine Einheit, nach welcher die Zuleggewichte gezählt werden, gerade den tausendsten Theil von dem ganzen Gewichte des Instruments und der Zulage ausmacht, durch die es im reinen Wasser bis an das Merkmal eingetaucht wird. Solchergestalt ist in der Formel des Wörterbuchs (Th. I. S. 125) p+q=1000, und wenn die Zahl der Einheiten, die in einer andern Flüssigkeit noch über p + q zugelegt, oder davon hinweggenommen werden müssen, durch ± s ausgedrückt wird, so hat man p + r = 1000 ± s, mithin das Verhältniß der specifischen Gewichte des Wassers und der untersuchten Flüßigkeit p + q : p + r = 1000 : 1000 ± s; wo man das letztere Glied gleich für das gesuchte eigenthümliche Gewicht selbst annehmen kann, wenn man das eigenthümliche Gewicht des Wassers = 1000 setzt.

Taf. XXVIII. Fig. 3. zeigt dieses Instrument in seiner wirklichen Größe. A ist ein hohles, birnförmiges Gefäß von Glas, welches oben vermittelst eines massiven Glasstängelchens die Schale B trägt, unten aber durch einen etwas stärkern massiven Glasstiel D mit einem kleinern umgekehrten birnförmigen Gefäß C verbunden ist. Dieses untere Gefäß wird durch eine bey C angebrachte anfänglich ofne Spitze mit soviel Quecksilber gefüllt, daß das ganze Werkzeug genau 800 halbe Gran Cöllnisches Markgewicht wiegt. Nemlich ein halber Gran dieses Gewichts ist bey den Aräometern, welche Herr Ciarcy verfertiget, zur Einheit der Gewichte, oder für einen Theil, angenommen. Das gläserne Werkzeug wiegt ohne Quecksilber etwa 320 Theile; also das eingefüllte Quecksilber ohngefähr 480; woraus sich beurtheilen läßt, daß der Schwerpunkt des Aräometers in die Gegend von P falle, da der Schwerpunkt des leeren Glases in p, des Quecksilbers in p' liegt. Die größte Beschwerung, die dieses Aräometers tragen soll, ist 400 Theile. Legt man diese in die Schale B, so fällt der gemeinschaftliche Schwerpunkt in die Gegend von P'. Nun ist die Einrichtung getroffen, daß das Zuleggewicht in der Schale 200, also das ganze Gewichte 1000 Theile beträgt, wenn das Instrument in Regenwasser von 15 Grad Temperatur nach einem 80theiligen Quecksilberthermometer bis an die bey E bezeichnete Stelle in der Mitte des Halses einsinkt. Bringt man es also durch Veränderung des Zuleggewichts dahin, daß es sich in jeder andern Flüßigkeit von gleicher Temperatur eben so tief einsenkt, so giebt das herausgenommene oder hinzugelegte Gewicht den Unterschied zwischen dem specifischen Gewichte der Flüßigkeit und des Wassers, und von 1000 abgezogen, oder zu 1000 hinzu gesetzt, das eigenthümliche Gewicht der Flüßigkeit selbst an.

Der Schwerpunkt des Wasserkörpers, welchen dieses Aräometer, bis E versenkt, aus der Stelle treibt, fällt in die Gegend von A über den Punkt P′. Hieraus erhellet nach dem, was von der Stellung schwimmender Körper beym Worte: Schwimmen (Th. III. S. 941) vorkömmt, daß das Werkzeug auch bey seiner größten Beschwerung nicht umschlagen, sondern lothrecht schwimmen wird, wenn seine Axe vollkommen gerade ist, und durch die Mittelpunkte der beyden Gefäße und der Schale geht. Die birnförmige Gestalt dient nicht nur, dem Auge die Beurtheilung dieser geraden Richtung bey der Verfertigung zu erleichtern, sondern auch den Schwerpunkt des aus der Stelle getriebenen Wassers höher, als den Schwerpunkt des ganzen Werkzeugs, hinaufzubringen.

Dieses Aräometer geht von der Dichte 800 bis 1200 (von 0,8 bis 1,2; die des Wassers = 1 gesetzt) und man kann also damit (verglichen die Tabelle der specisischen Gewichte Th. III. S. 914) alle geistige Liquoren, alle Oele und die meisten Salze wiegen. Für die schwerern Säuren und Salzsolutionen verfertigt Herr Ciarcy noch ein zweytes nach eben den Grundsätzen, welches ledig 1200, und mit der stärksten Beladung über 2000 Theile wiegt. Mit diesen beyden Aräometern kann man nun das specifische Gewicht aller Flüßigkeiten, nur Quecksilber und die flüchtigsten Naphten ausgenommen, sehr leicht und bequem ohne alle Rechnung finden.

Das erste Aräometer treibt, bis E versenkt, 500 Gran Regenwasser von 15° Temperatur aus der Stelle, welche einen Raum von 1,55 pariser Cubikzollen einnehmen. Ein Theil also, oder ein halber Gran, um den die Schale mehr beschwert wird, treibt noch (1/1000) hievon, oder 0,00155 Cubikzoll mehr Wasser aus der Stelle. Dadurch muß sich das Werkzeug, an dem der Durchmesser des Halses noch nicht (1/20) Zoll, mithin der Queerschnitt des Halses noch nicht (1/400) Quadratzoll beträgt, um mehr als 400mal 0,00155=0,62 Zoll tiefer senken. Dieses ist der Raum, um den sich das Aräometer bewegt, wenn die Zulage um einen Theil verändert wird, und dient, die Empsindlichkeit dieses Instruments zu beurtheilen. Denn wenn man auch, wegen der Reibung und wegen der Adhäsion von Luft und Flüßigkeit, die Hälfte von der gefundenen Größe abrechnet, so bleibt doch immer über 1/4 Zoll für die Bewegung durch einen Theil übrig, und da das Auge diesen Raum leicht in 4 gleiche Theile theilt, so kann man, wenn man Gewichte von 1/8 Gran gebraucht, die Dichten der Flüßigkeiten bis auf (1/4000) der Dichte des Wassers genau bestimmen. In den meisten Fällen aber werden schon Tausendtheile des Ganzen vollkommen hinreichend seyn.

Herr Schmidt begleitet die Beschreibung dieses Werkzeugs mit einer umständlichen Vorschrift für die Künstler, die es verfertigen wollen, und mit der Nachricht, daß es bey ihm und Hrn. Ciarcy nebst einem bequemen Apparat um billige Preise zu haben sey. Der Apparat besteht aus einem Quecksilberthermometer, dessen Scale in eine besondere Glasröhre eingeschlossen (oder auch mit Flußspathsäure auf die Thermometerröhre selbst geätzt) ist, damit man es in jede Flüßigkeit bringen könne, aus den nöthigen Zuleggewichten von 400 Theilen bis auf 1/2 Theil, und aus einem Glase für die zu prüfenden Flüßigkeiten. Die Vergleichung einiger damit angestellten Versuche mit dem, was durch die hydrostatische Probe auf Hrn. Schmidts ungemein scharfer Wage (s. unten den Zusatz des Art. Wage) gefunden ward, giebt von der Genauigkeit und Bequemlichkeit dieses Instruments sehr vortheilhafte Begriffe. Die Probe auf der hydrostatischen Wage giebt immer eine etwas beschwerliche Rechnung, und ist besonders bey concentrirten Säuren, welche die eingesenkten Fäden, und durch ihre Dämpfe auch die Wage angreifen, äusserst unbequem.

Herr Hofr. Lichtenberg (Anm. zu Errlebens Naturl. Sechste Aufl. 1794. §. 472. S. 410) giebt einem solchen von Herrn Ciarcy verfertigten Aräometer, dessen er sich zu Untersuchungen bedient hatte, das Zeugniß, daß es vortreflich sey. Wenn man die Schwierigkeiten bedenkt, welche mit der Verfertigung der Scalen an den Aräometern der ersten Classe verbunden sind, so wird man keinen Augenblick anstehen, dieser so einfachen und sichern fahrenheitischen Einrichtung, nachdem sie durch Hrn. Schmidts Bemühungen auch den höchsten Grad der Bequemlichkeit erhalten hat, vor allen übrigen den Vorzug zu geben.

Homberg hat auch Gefäße, darinn man Liquoren unter einem bestimmten Volumen auf der Wage abwägen kann, den Namen der Aräometer beygelegt (s. den Art. S. 127). Solcher Gefäße haben sich neuere Physiker öfter bedient, und sie der nöthigen Genauigkeit halber mit Thermometern verbunden. Ramsden (An account of experiments to determine the specific gravities of fluids etc. by I. Ramsden. London, 1792. 4maj.) beschreibt ein solches Gefäß, dessen er sich schon seit 1776 bey seinem Hydrometer bedient hat. Eine Flasche von 2—2 1/2 Zoll Durchmesser, wie Taf. XXVIII. Fig. 4., mit einem engen sehr glatt abgeschliffenen Halse von 0,3 Zoll Durchmesser, wird mit einem sehr empsindlichen Thermometer versehen, dessen kleine Kugel so eben durch den Hals der Flasche gebracht werden kann. Die Röhre dieses Thermometers ist auf einer Seite platt geschliffen, um die Grade darauf verzeichnen zu können. Diese Grade so groß, als möglich, zu haben, werden ihrer auf die ganze Röhre nur 10—12 gebracht, so daß sie etwa von 53—63 Grad nach Fahrenheit gehet. Auf den Hals der Flasche wird ein rundes, auf der einen Seite sehr eben geschliffnes und gut polirtes Glasscheibchen gelegt, in der Mitte mit einem Loche versehen, in welches das Ende der Thermometerröhre gedrang eingerieben ist, so daß die Kugel des Thermometers beynahe den Boden der Flasche erreicht. Die Flasche nebst dem Thermometer wird auf einer feinen Wage erst leer gewogen, und hierauf mit destillirtem Wasser oder einem andern Liquor bis oben ans Glasscheibchen gefüllt und abermals gewogen, da denn der Unterschied beyder Gewichte das Gewicht des eingefüllten Wassers oder Liquors bey der vom Thermometer angezeigten Temperatur giebt.

Eine ähnliche Einrichtung von Herrn Schmeißer wird aus den philosophischen Transactionen von 1793 im Gothaischen Magazin für das Neuste aus der Physik rc. (IX. B. 2tes St. S. 97 u. f.) beschrieben und abgebildet. In eine gläserne Flasche mit flachem Boden ist ein geschliffener Glasstöpsel eingepaßt, durch welchen ein Thermometer geht. Der Stöpsel ist in der Mitte konisch ausgebohrt, und das Thermometer hat einen gläsernen Kragen, der in das konische Loch des Stöpsels genau eingeschliffen ist. Anstatt dieses Kragens, der beym Schleifen leicht wegspringt, kann man auch ein dünnes Stückchen Federharz um die Röhre winden, und die am obern Theile des Stöpsels leer bleibende Hölung mit Siegellak oder einem Kitt ausfüllen. Herr Schmeißer versichert, wenn er die Versuche mit Liquoren von der Temperatur 60 Grad nach Fahr. anstellte, in den Resultaten nie den geringsten Unterschied gefunden zu haben.

Gren Journal der Phys. B. V. S. 502 u. f. B. VII. S. 186 u. f.

Nachricht von einer neuen hydrometrischen Wage von Herrn Ramsden im Gothaischen Magazin für das Neueste rc. VIII. B. 3tes St. S. 54. f.

Beschreibung eines Instruments zu genauer Bestimmung der eigenthümlichen Gewichte flüßiger Körper, von Hrn. I. Gottf. Schmeißer, mitgetheilt von Sir Ios. Banks, aus den philosoph. Trans. im Gothaischen Magaz. IX. B. 2tes St. S. 97 u. f.