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Bedingungen der Arbeitsleistung einer Dampfmaschine bereits vor 80 Jahren von dem in jungen Jahren verstorbenen französischen Ingenieur Sadi Carnot untersucht; die Resultate zu denen er fam, haben unsren Einblick in die Wirkungsweise der Wärme in wesent­licher Weise bereichert, sie bilden eine der Grundlagen der modernen Wärmelehre.

Carnot beschäftigte sich mit der Wärme, die, getragen vom Dampf, aus dem Dampfkessel in den Arbeitscylinder überströmt, um dort mechanische Arbeit zu verichten. Bei der Arbeitsleistung dehnt sich der Dampf aus und fühlt sich ab; nach seiner Benutzung zur Arbeit wird er entweder in der Atmosphäre ausgepufft, oder in einen besonderen Raum geleitet, den Kondensator, der durch Kühlwasser auf einer niedrigen Temperatur gehalten wird, so daß sich der Dampf niederschlägt. Das so gebildete Wasser kann dann durch eine besondere Pumpe wieder in den Kessel geschafft werden, so daß dann der Dampf einen vollständigen Kreislauf durchgemacht hat.

Earnot legte seinen Rechnungen eine„ ideale Dampfmaschine" zu Grunde, in welcher der Dampf, der Träger der Wärme, einen vollständigen Kreislauf vollführt, an dessen Ende er wieder dieselbe Temperatur hat, wie zu Anfang. Von der mit dem Dampf aus dem Kessel geströmten Wärme wird in solchem Falle, der sich in aller Strenge gar nicht verwirklichen läßt, das Maximum an Arbeit ge­leistet, das überhaupt möglich ist, und es zeigte sich, daß diese maximale( größtmögliche) Arbeitsmenge um so größer ist, je heißer der Dampf aus dem Kessel kommt und auf eine je tiefere Temperatur er im Verlaufe des ganzen Prozesses sinkt. Herrscht z. B. im Kessel eine Temperatur von 120 Grad, im Kühler und Kondensator eine von 40 Grad, so ist die Differenz, 80 Grad, durch die Steffeltemperatur in absolutem Maz, also durch 120+ 273= 393, zu teilen, um zu erfahren, ein wie großer Teil der Wärme zur Arbeitsleistung ver­braucht wird. Bei den angenommenen Zahlen ist das etwa 1, genauer 20,4 Proz.; die andren 80 Proz. der Wärme haben dazu gedient, die Teile der Maschine zu erhiben, sie können nicht nutzbar gemacht werden.

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der Kohlen reichlich vorhanden und billig ist. Mit der Schwierigkeit der Kohlenbeschaffung wird die unökonomische Kraftbergeudung in der Dampfmaschine stärker empfunden werden; wie man sie heute nicht mit Diamanten heizt, die ja reinster Kohlenstoff sind, so wird man sich dann nach einer Ersetzung dieser ganzen Art von Motoren umsehen müssen. Die Anfäße dazu, die Richtung, in welcher die Maschinen der Zukunft ausgebaut werden, sind heute bereits deutlich zu erkennen. Dr. Bruno Borchardt.

Kleines feuilleton.

palag

--Die norwegische Südpolar- Expedition 1898-1900. 3u den erfolgreichsten Polarforschern zählen augenblicklich die Norweger. In aller Erinnerung ist noch die einzigartige Expedition Frithjof Nansens, der das von allen Polarforschern gefürchtete Schicksal, das Einfrieren des Schiffes im Eise, absichtlich herbeiführte, um sich von einer von ihm vermuteten und durch seine Expedition bestätigten Eisströmung über unbekannte Gebiete hinweg treiben zu lassen. Festgestellt wurde dadurch das Bestehen einer großen Tiefsee in der Nähe des Nordpols.

Ganz anders liegen die Verhältnisse am Südpol , im sogenannten antarktischen Gebiet. In weit geringeren Breiten, schon in der Nähe des Bolarkreises, hat hier das Eis den vordringenden Forschern unüberwindlichen Widerstand entgegengesetzt; dazu kommt, daß ein langgestreckter Kontinent sich fast 60 Längengrade weit am Polar­Seine weitere Erstreckung nach Westen festzustellen, kreise erstreckt. womöglich eine Landung auf ihm zu bewerkstelligen und auf Schlitten­fahrten das Innere zu erforschen, war das Ziel der in diesem Jahre heimgekehrten deutschen Expedition. Bekanntlich wurde es nicht er­reicht, das Schiff, der„ Gauß", wurde vom Eise besetzt, und man mußte sich mit einer leberwinterung im Eise begnügen, wo man zwar, durch mancherlei Umstände begünstigt, wertvolle magnetische Beobachtungen anstellen konnte, zur Errichtung einer festen Station auf dem Lande jedoch nicht gelangte.

Um den Teil der Wärme, welcher Arbeit leistet, zu erhöhen, ist also ein doppelter Weg gewiesen: Erhöhung der Kesseltemperatur, Erniedrigung der im Kondensator herrschenden Temperatur. Kann man z. B. die Kesseltemperatur bis auf 200 Grad steigern, die im Kon­densator auf 20 Grad herunterbringen, so giebt die Differenz 180, geteilt durch 200+ 273= 473, mehr als den dritten Teil, nämlich 38 Proz. der Wärme als nutzbar zu machende an. Praktisch kommt man indes sehr bald an eine Grenze; denn einerseits kann man das Kühlwasser nicht allzu kalt halten- durch den sich niederschlagenden Dampf wird der Kondensator beständig erivärmt- und andrerseits kann man die Temperatur im Kessel nicht übermäßig steigern, weilandes die Spannung in stärkerem Maße zunimmt, als die Temperatur, der Kessel also bald in Gefahr gerät, gesprengt zu werden.

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Glücklicher war die norwegische Expedition, über die ihr Führer. am Mittwoch in der Nansens Landsmann Borchgrevink, Urania einen Vortrag hielt. Der Schauplatz dieser Expedition war, entgegengesetzt der deutschen, der Osten des südlichen Kontinents, wo bereits vor 60 Jahren James Roß eine weite Erstreckung des nach Süden hinauf hatte er taufte es Victoria- Land

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feststellen können.

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Roß war damals bis über den 78. Breitengrad vorgedrungen, und hatte auf dem Lande im höchsten Süden zwei thätige Vulkane bemerkt, die von ihm nach seinen Schiffen„ Erebus " und" Terror" genannt wurden. Die Bewerkstelligung einer Landung aber war ihm nirgends geglückt.

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lernen. Er war

Von Colin

Es liegt mithin in der Natur der Dampfmaschine, daß sich an diesen ungünstigen Verhältnissen nichts Erhebliches ändern läßt. Hierzu kommt der weitere Uebelstand, daß schon der Kessel bei weitem nicht die volle Wärme erhält, die im Feuerraum erzeugt wird. Hier herrschen Temperaturen von 1000 und mehr Graden, während man im Steſſel in 1895 von einem Menschen betreten. Danials befuhr das norwegische Zum erstenmal wurde der antarktische Kontinent am 18. Januar recht bescheidenen Grenzen bleibt. Die Frage nach einer besseren Aus­Antarktit" jene Gewässer; auf ihm hatte sich der nuzung der im Feuerraum erzeugten Wärme ist aber eine ganz andre,& angschiff als die der Ausnutzung der Wärme des Dampfkessels. Mit der erst dreißigjährige Naturforscher Borchgrevint eingeschifft, um die antarktischen Regionen kennen Theorie der Dampfmaschine selbst steht sie in gar keinem unmittelbaren Zusammenhang. Es läßt sich z. B. die Möglichkeit denken, die ab- es, dem es gelang, bei Kap Adare ans Land zu gehen und ziehenden Feuergase nicht einfach entweichen zu lassen, sondern ihre einige Gesteinsproben sowie Versteinerungen mitzubringen. Nach Wärme noch weiter, etwa zu Heizzwecken, zu verwenden. In der ſeiner Rückkehr glückte es seinen emfigen Bemühungen, durch den Physikalischen Gesellschaft wurde unlängst das Modell einer Maschine reichen Engländer Newnes die Mittel zu einer besondren Expedition, vorgeführt, in welcher statt Wasserdampf Spiritusdämpfe benut Archer, dem Erbauer von Nansens Schiff Fram", wurde ein 35 000 Pfund Sterling( 700 000 M.) zu erhalten. wurden. Für die Leistung der Maschine ist die Substanz, mit welcher die Wärme aus dem Kessel nach dem Arbeitscylinder geführt wird, norwegisches Fangschiff, der„ Southern Croß"( das„ südliche Kreuz", gleichgültig, es tann Spiritus ebenso gut sein, wie Wasser. Der Er- nach einem glänzenden Sternbild am Südhimmel genannt) passend finder der neuen Maschine glaubte aber, hierbei den Vorteil zu haben, umgebaut, um den Gefahren des Eismeeres troßen zu können. Mit daß er den Spiritus auch als Brennmaterial benußte, und die ab- den Physikern Colbeck und Bernachi, den Naturforschern Evans und Hansen, außer Borchgrevink selbst an Bord, verließ das Schiff am ziehenden Dämpfe in den Feuerraum leitete, wo sie nußbringend 22. August 1898 London , und begab sich zunächst nach Hobart­verbrannt werden. Eine solche Verwertung der im Abdampf bor town auf Tasmanien , der Australien im Süden vorgelagerten handenen Wärme erscheint nicht ausgeschlossen; ob sie rationell iſt, Insel. Am 19. Dezember wurde von hier die Fahrt nach dem hohen wird wesentlich von den Kosten des Spiritus gegenüber denen von Süden angetreten. Schon unter 62 Grad südlicher Breite, am Kohle und Wasser abhängen. Die Verbesserung aber, falls eine Unter großen Ge­solche in der Maschine vorliegt, bezieht sich lediglich auf den Feuer- 31. Dezember, stieß man auf das Packeis. raum und das Heizmaterial, dagegen nicht, wie der Erfinder fahren arbeitete sich das Schiff vorwärts nach Süden; irrtümlich glaubte, auch auf das Wesen der Dampfmaschine selbst, 23. Januar erlebte es eine so starke Eispressung, daß man bereits soweit die Ausnutzung der aus dem Kessel in den Arbeitschlinder das schlimmste befürchtete und sich anschickte, die Vorräte und strömenden Wärme in Betracht kommt. In dieser Hinsicht stehen Instrumente aufs Eis zu schaffen, ein Beginnen, das hier wohl weit die von Carnot dargelegten Säße, in denen die Grenze der Aus- mehr als im nördlichen Eismeer den sicheren Untergang bedeutet nubbarkeit dargelegt ist, vollständig einwandsfrei da. Eine Wer hätte. Aber der„ Southern Groß" hielt aus, und am 17. Februar 1899 besserung der Dampfmaschine in dieser Richtung ist eben nicht fonnte er in der Robertson- Bucht bei Kap Adare unter 71 Grad südlicher Breite Anker werfen. möglich; vielleicht wird die Zukunft die Dampfmaschine überhaupt zum alten Eisen werfen und uns ökonomischer arbeitende Motoren Die Landung der Expedition war außerordentlich schwierig. schenken. Ein guter Elektromotor setzt 96 Proz. der Kraft, die ihm Zehn Tage lang dauerte es, bis die Instrumente und die Vorräte zugeführt wird, in nußbare mechanische Arbeit um. Treibt man ihn für die zehn Personen, die sich zur Ueberwinterung auf dem Lande nicht mittels einer Dampfmaschine an, so kann man die vorhandene anschickten, an Land geschafft waren; wegen der starken Brandung Kraft gewiß besser ausnuten. Vielleicht gelingt es einmal, die in konnten die Boote nicht bis ans Ufer vordringen, und die Sachen der Kohle liegende Kraft ohne den Umweg über die Verbrennung in mußten einzeln von den Leuten, die zum Teil bis an die Hüften der Dampfmaschine unmittelbar für den Antrieb von Elektromotoren im Wasser wateten, den letzten Teil des Weges getragen werden. zu benußen; das wäre eine ideale"( vollkommene) Ausnutung Am 2. März verließ der, Southern Groß" die unwirtliche Region, derselben. Aber auf lange Zeit hinaus wird die Dampfmaschine| um weiter nordwärts für den Winter das wärmere Australien auf­noch ein recht praktischer Motor bleiben, trotz ihrer unökonomischen zusuchen. Als feine lezte Spur am Horizonte verschwunden Kraftverschwendung, aus dem einfachen Grunde, weil die Straft war, übertam die zehn Gefährten, welche die lange Winternacht

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