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b) Beim ersten Versuch wird die Luft in der Flasche verdichtet; sie hat
den Überdruck und drängt Wasser hinaus. Beim zweiten Versuch wird die
Luft in der Flasche verdünnt; jetzt hat die äußere Luft den Überdruck und
drängt Wasser hinein. In dem Druck, der aus die Wände des Gefäßes wirkt,
zeigt die Lust das Bestreben, jeden dargebotenen Raum auszufüllen. Diesen
Druck der eingeschlossenen Luft nennt man Spannung. Darin unterscheiden
sich die Gase wesentlich von den Flüssigkeiten.
e) Die Spannung der Gase wächst mit ihrer Dichte und mit
der Temperatur.
Im Heronsball (von dem griechischen Physiker Heron um 120 v.
Chr. erfunden) wird die Luft durch Hineinblasen verdichtet, sie hat den
Überdruck und treibt Wasser hinaus; bei der Spritze wird die innere Luft
verdünnt, die äußere hat den Überdruck und treibt Wasser hinein. Der
Radfahrer drückt ans den Öler, dann wird die innere Luft verdichtet, sie hat
den Überdruck und treibt Öl hinaus; beim Gummihalter, wie er in Schau-
fenstern zum Aufhängen leichter Gegenstände benutzt wird, rst die innere Luft
verdünnt, die äußere hat den Überdruck und drückt den Halter fest. — Beim
Gebrauch des Blasebalgs wird zunächst die innere Luft verdünnt, jetzt hat
die äußere den Überdruck und strömt hinein; daun wird die innere Luft ver-
dichtet, sie hat den Überdruck und strömt hinaus. Unsere Lungen lassen sich
mit dem Blasebalg vergleichen: Atmen wir ein, so werden die Rippen ge-
hoben und das Zwerchfell senkt sich, der Brustkasten wird also größer und
die innere Luft dünner, jetzt hat die äußere Luft den Überdruck und strömt
hinein; atmen wir aus, so werden die Rippen gesenkt, das Zwerchfell hebt sich,
der Brustkasten wird also kleiner und die innere Luft dichter, sie hat den
Überdruck und strömt hinaus. Wenn wir saugen oder trinken, geschieht das-
selbe; zunächst wird die Luft in der Mundhöhle verdünnt, dann hat die äußere
Luft den Überdruck und drängt die Flüssigkeit in den Mund. — Im Pustrohr
wird die Luft hinter dem Bolzen verdichtet, sie hat den Überdruck und treibt
das Geschoß hinaus; bei der Rohrpost wird die Luft hinter der Briefbüchse
verdichtet oder die vor ihr verdünnt, die Luft hinter der Büchse hat den Über-
druck und treibt sie vorwärts. In dem Zylinder der Dampfmaschine gelangt
der Wasserdampf bald vor, bald hinter den Kolben, und die Spannung treibt
den Kolben hin und her. Beim Zerstäuber reißt der durch Blasen erzeugte
Luststrom Lust aus der Röhre mit sich, und die Luft in der Röhre wird
verdünnt; dann hat die Lust im Gefäß den Überdruck und drängt das Wasser
enipor. Die Spannung der Gase und Dämpfe wird durch das Manometer
gemessen wie der Luftdruck durch das Barometer.
4. Das Barometer, a) Das Barometer (d. h. Schweremesser) ist da-
nach benannt, daß es den Luftdruck mißt. Das Quecksilberbarometer besteht
aus einer Torricellischen Röhre mit Quecksilber und einem Millimetermaß
als Skala. Über dem Quecksilber ist ein luftleerer Raum, die Torricellische
Leere. Außer dem Qnecksilberbarometer gibt es noch Aneroidbarometer, die,
wie ihr Name sagt, keine Flüssigkeit enthalten.
b) Die Luft drückt ans das Quecksilber im Barometer, und an der
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färben hergestellt werden. 3. Das Brauneisenerz. Es unterscheidet sich
van dem vorigen dnrch die Farbe und einen wechselnden Gehalt an Wasser.
4. Der Raseneisenstein. Er findet sich nicht im Innern der Erde fertig vor.
sondern bildet sich noch jetzt fortgesetzt in den sumpfigen Niederungen Nord-
deutschlands und Rußlands aus eisenhaltigen Gewässern. Er liefert ein sehr
leichtflüssiges Eisen: deshalb werden ans ihm hauptsächlich feine gußeiserne
Verzierungen hergestellt. — Kupfer wird fast ausschließlich aus dem Rot-
knpfererz gewonnen, das bei Lyon, im Ural und auch in Deutschland ge-
funden wird. Der Zinnstein ist das einzige Erz, das im großen auf Zinn
verarbeitet wird. Er kommt im Erzgebirge vor. Das beste Zinn liefern
Cornwall (engl. Zinn) und die holländische Insel Banka (Bankazinn). Der
Braunstein ist ein eisenschwarzes Manganoryd, das in den Gebirgen West
deutschlands auftritt und zur Herstellung von Töpferglasuren, zum Entfärben
des Glases und in der Emailmalerei verwendet wird. — Einige orydische
Erze sind geschätzte Edelsteine, z. B. der Korund, ein Alnminiumoxyd, das
als farbloser, auch verschieden gefärbter Kristall gefunden wird. Abarten
des Korunds sind der blaue Saphir und der rote Rubin, die beide voll-
kommen durchsichtig sind und zu Schmnckgegenständen und als Zapfenlager
in Uhren verwendet werden. Der Korund ist nächst dem Diamanten der
härteste Körper; daher werden auch unreine Stücke zum Schleifen anderer
Edelsteine verwendet. Ist er körnig, so liefert er als blauer Smirgel ein
vorzügliches Schleif- und Poliermittel (Smirgelpapier).
2. Das Wasser.
Die Eigenschaften des Wassers. Das Wasser kommt in drei Aggregat-
zuständen vor. Bei 0 o verwandelt es sich in Eis und bei 100 o hi
Wasserdampf. Es verdunstet außerdem bei jeder Temperatur. Das Wasser
nimmt drei Viertel der Erdoberfläche ein. Es ist ferner ein Hauptbestand-
teil aller lebenden Wesen. Im menschlichen Körper sind ungefähr 60 °/0
enthalten, und wer ein Pfund Fleisch kauft, bezahlt 3/4 Pfund Wasser und
7* Pfund feste Masse. (Gedörrte Fische, Dörrgemüse.) Verdampft man
auf einem Platinblech einige Tropfen Wasser, so verbleibt ein Rückstand von
festen Körpern, die in dem Wasser enthalten gewesen sein müssen. Es löst
nämlich viele feste Körper. Bringt man Soda in kleinen Mengen in ein
Gefäß mit Wasser, so werden die zuerst hineingebrachten Stücke schnell, die
spätern langsam aufgelöst. Schließlich bleibt die zugesetzte Soda auf dem
Boden ungelöst liegen; denn das Wasser vermag nur eine bestimmte Menge
eines Salzes zu lösen. Hat es diese gelöst, so nennt man die Lösung ge-
sättigt oder konzentriert. Wird eine bei gewöhnlicher Temperatur gesättigte
Sodalösung erwärmt, so vermag sie noch mehr von diesem Salz zu lösen;
denn die Lösnngsfähigkeit des Wassers nimmt für die meisten Körper mit
steigender Temperatur zu. Kühlt sich eine warm gesättigte Sodalösung ab.
so scheiden sich Sodakristalle ans. Wenn man trockene Soda erhitzt, so steigt
Wasserdampf auf, und die Kristalle zerfallen zu einem weißen Pulver. Sie
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TM Hauptwörter (100): [T6: [Eisen Gold Silber Kupfer Wasser Blei Metall Salz Kalk Stein], T42: [Körper Wasser Luft Blut Mensch Pflanze Haut Tier Speise Stoff]]
TM Hauptwörter (200): [T107: [Eisen Gold Silber Kupfer Blei Metall Salz Zinn Stein Mineral], T124: [Wasser Luft Sauerstoff Körper Stoff Kohlensäure Teil Feuer Pflanze Kalk], T24: [Luft Wasser Wärme Körper Erde Wind Regen Höhe Temperatur Schnee], T1: [Maschine Fabrik Herstellung Industrie Papier Leder Wolle Leinwand Fabrikation Art]]
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Fenster- und Türbeschläge, Winkelstücke für Gasleitungen und andere Gebrauchs-
gegenstände werden gegossen und dann, zwischen Eisenoxyd in feuerfesten Kisten
verpackt, bis zur Rotglut erhitzt. Dabei verbindet sich der Sauerstoff des Oxyds
mit dem Kohlenstoff des Gußeisens, das sich in Schmiedeeisen umwandelt.
Dieser sogenannte Temperguß ist sehr billig. Entzieht man dem Gußeisen den
Kohlenstoff nur teilweise oder fügt man dem Schmiedeeisen noch Kohlenstoff
zu, so entsteht Stahl. Er ist nicht nur schmied- und schweißbar, sondern
auch elastisch und politurfähig. Verarbeitet wird er besonders zu Schueidewerk-
zeugen und zu Uhrfedern. Durch Umschmelzen von Stahl in feuerfesten
Tiegeln stellt man (z. B. in der Gußstahlfabrik von Krnpp in Essen) einen
sehr gleichmäßigen Stahl her, der unter dem Namen Tiegelgußstahl zu
Kanonen und Maschinenteilen verarbeitet wird. Die größten Mengen von
Schmiedeeisen und Stahl fabriziert man gegenwärtig in der Bessemerbirne.
Da die meisten Eisenerze phosphorhaltig sind, so weist auch das gewonnene
Eisen Phosphor auf, durch den es kaltbrüchig wird. Man kennt jetzt ein
Verfahren, durch das der Phosphor in der Bessemerbirne in die Schlacke
geht, die unter dem Namen Thomasphosphatmehl ein vorzügliches Dünge-
mittel abgibt. Aus phosphorsreiem Stahl werden Panzerplatten und Eisen-
bahnschienen hergestellt. — Die Kosten der Bearbeitung steigern den Preis
des Eisens außerordentlich. Ein Zentner Roheisen kostet ungefähr 6 M,
zu Uhrfedern verarbeitet aber 10 Millionen Mark. Deutschland verdankt
seine wirtschaftliche Höhe zum Teil seiner Eisenindustrie. In der Stahl-
fabrikation (Krupp in Essen) hat es alle andere Länder überflügelt, und die
Schmiedewerkzeuge Solingens und Remscheids genießen Weltruf.
Die Verbindungen des Eisens. Wird Eisen in Königswasser gelöst, so
entsteht Eisenchlorid, eine Verbindung von Eisen und Chlor. Es wird bei
der Tintenfabrikation, in der Färberei und zum Blutstillen verwendet. Wenn
man zu einer Lösung von Eisenchlorid Kali- oder Natronlauge setzt, so fällt
rotbraunes, wasserhaltiges Eisenoxyd aus, das sich auch als Rost aus feuchtem
Eisen bildet. In verdünnter Schwefelsäure löst sich Eisen zu schwefelsaurem
Eisen oder Eisenvitriol, auch grüues Vitriol genannt.
9. Der Ackerboden.
Die Bildung der Erdrinde. Die Erde ist ursprünglich ein feurig-flüssiger
Körper gewesen. Durch Abkühlung erhielt sie eine harte Kruste. Dadurch,
daß flüssige Massen die Rinde durchbrachen und bei fortgesetzter Abkühlung
die Gesteinsmasseu an einzelnen Stellen barsten, entstanden Hebungen und
Verschiebungen. Die Wasserdampfmassen, die den Erdball umgaben, ver-
dichteten sich zu Wasser, fielen herab und füllten die Vertiefungen aus. Das
heiße Wasser und die Luft zersetzten die obersten Schichten des Gesteins.
Die Zersetzungsprodukte aber wurden fortgespült und lagerten sich an ge-
eigneten Orten ab. Neue Ablagerungen bildeten sich in späteren Zeiten.
Die Zusammensetzung der Erdrinde. Der Hauptteil der Erdrinde be-
steht aus den durch Abkühlung entstandenen Gesteinsmassen. Sie bilden
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sein Schmelzpunkt. Jeder Körper hat einen bestimmten Schmelzpunkt:
Eis 0°, Butter + 32°, Blei -f 326°, Gußeisen + 1400°, Platin -f- 1800°,
Quecksilber — 39°. Fleisch, Brot und andere tierische oder pflanzliche Stoffe
sind nicht schmelzbar: sie zersetzen sich bei hoher Wärme. — Werden die ge-
schmolzenen Stoffe genügend abgekühlt, so erstarren sie wieder. Erstarrungs-
punkt und Schmelzpunkt fallen in der Regel zusammen.
a) In einem Gefäß wird Schnee erwärmt. Ein eingetauchtes Thermo-
meter sinkt auf den Nullpunkt und bleibt solange darauf stehen, bis aller
Schnee geschmolzen ist. Dann erst beginnt es zu steigen. — 1 kg Eis von
0° und 1 kg Wasser von 80° ergeben 2 kg Wasser von 0°.
b) Alle dem Schnee zugeführte Wärme wird zum Schmelzen verbraucht.
Uni 1 kg Eis in Wasser zu verwandeln, braucht man ebensoviel Wärme,
als nötig ist, um 1 kg Wasser von 0° auf 80° zu erwärmen. Auch beim
Schmelzen der andern Körper wird Wärme verbraucht.
a) Ausgekochtes (luftfreies) Wasser kann bei völliger Ruhe bis auf
— 10° abgekühlt werden, ohne zu gefrieren. Bei der geringsten Er-
schütterung aber gefriert ein Teil des Wassers. Dabei steigt die Wasserwärme
plötzlich von — 10° bis znm Schmelzpunkt.
b) Die plötzliche Erhöhung der Wassertemperatnr zeigt, daß beim Ge-
frieren des Wassers Wärme aufgetreten ist. Beim Erstarren eines Körpers
wird nämlich die Wärme, die znni Schmelzen nötig war, wieder frei.
o) Feste Körper schmelzen bei einem bestiinmten Wärmegrad,
dem Schmelzpunkt. Flüssige Körper erstarren, wenn sie bis zum
Erstarrungspunkt abgekühlt werden. Beim Schmelzen wird
Wärme gebunden; beim Erstarren wird sie wieder frei.
ck) Weil beim Schmelzen Wärme verbraucht wird, können im Frühling
Schnee und Eis nur langsam auftauen. Dadurch werden verheerende Über-
schwemmungen verhütet. Umgekehrt verhindert das Freiwerden von Wärme
beim Gefrieren der Gewässer eine allzu schnelle Eisbildung. — Im Eis-
schrank entzieht das schmelzende Eis der Umgebung die zum Schmelzen
nötige Wärme. Dadurch wird die Kälte im Eisschrank hervorgerufen. —
Lösungswärme. Löst man fein gepulverten Salpeter im Wasser, so sinkt
die Temperatur der Lösung. Bedeutende Kälte kann man erzielen, ivenn
man drei Teile Schnee und einen Teil Kochsalz mischt. Bringt man in diese
„Kültemischung" ein Probiergläschen mit etwas Wasser, so gefriert dies zu
„künstlichem" Eis. Auf ähnliche Weise stellen die Zuckerbäcker „Gefrorenes"
her. — Eine Mischung von Schnee und Salz schmilzt schon bei tiefer Tem-
peratur. Deswegen bestreut man die Straßenbahnschienen im Winter
mit Salz.
Verdampfen des Wassers, a) Stellt man ein Glas Wasser aus den
warmen Ofen, so zeigen sich an der Innenwand des Glases bald zahlreiche
Bläschen. Wird zum Kochen der Speisen Wasser erhitzt, so vernimmt man
nach einiger Zeit ein „Singen". Bald darauf beginnt das Wasser zu wallen;
cs kocht. Steht das Köchgefäß offen, so steigen darüber weißgrane Dämpfe
auf. Bei längerem Kochen nimmt das Wasser immer mehr ab; es „kocht ein".
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TM Hauptwörter (50): [T19: [Wasser Luft Eisen Körper Silber Gold Kupfer Metall Stein Erde], T7: [Erde Luft Sonne Wasser Himmel Berg Tag Licht Wolke Nacht]]
TM Hauptwörter (100): [T12: [Wasser Luft Erde Höhe Körper Fuß Dampf Bewegung Druck Gewicht], T42: [Körper Wasser Luft Blut Mensch Pflanze Haut Tier Speise Stoff], T21: [Schnee Winter Wasser Sommer Berg Regen Luft Boden Land Erde], T6: [Eisen Gold Silber Kupfer Wasser Blei Metall Salz Kalk Stein]]
TM Hauptwörter (200): [T24: [Luft Wasser Wärme Körper Erde Wind Regen Höhe Temperatur Schnee], T124: [Wasser Luft Sauerstoff Körper Stoff Kohlensäure Teil Feuer Pflanze Kalk]]