Luftpumpe

[781] Luftpumpe (die) ist ein von dem Magdeburger Otto von Guerike um 1650 erfundenes physikalisches Instrument, dazu dienend, um innerhalb eines eingeschlossenen Raumes die Luft zu verdünnen oder auch wol zu verdichten.

Eine der einfachsten Einrichtungen dieses Instruments zeigt die nebenstehende Abbildung. E ist eine metallene, inwendig hohle Kugel, das Gefäß, innerhalb dessen die Luft verdünnt werden soll. Auf sie ist eine Verbindungsröhre geschraubt, welche andererseits mit der eigentlichen Luftpumpe AB in Verbindung steht, welche Ähnlichkeit mit einer gewöhnlichen Handspritze hat, indem ein Kolben innerhalb einer Röhre, luftdicht schließend, beweglich ist. Bei D hat diese Pumpenröhre (der Stiefel) aber ein Seitenröhrchen, welches mit einen Hahne versehen ist. Steht nun der Stempel B unten, ist der Hahn C geöffnet und der Hahn D verschlossen, und wird nun der Stempel B empor nach A gezogen, so dehnt sich alsbald die Luft in E aus und füllt den Raum innerhalb des Stiefels aus. Jetzt schließt man den Hahn C, öffnet den Hahn D und stößt den Kolben wieder herab, so entweicht die Luft in dem Stiefel durch D. Hierauf wird wieder der Hahn D geschlossen, der Hahn C geöffnet und der Kolben in die Höhe gezogen. Man übersieht leicht, daß durch ein jedesmaliges Emporziehen des Kolben die Luft in E dünner und dünner wird, weil immer mehr von ihr herausgepumpt wird. Hat man die angegebene Operation eine Zeit lang fortgesetzt, schließt dann den Hahn C und schraubt die Verbindungsröhre aus dem Stiefel, so kann man durch Wägung auf einer Wage das Gewicht von K bestimmen und wird finden, daß nach dem Auspumpen K leichter ist, als vor demselben, oder als. nachher, wenn man den Hahn C inzwischen geöffnet und damit neue Luft in K hat eindringen lassen. Man sieht hieraus, daß die Luft Schwere besitzt. Ein vollkommneres Instrument ist das unten abgebildete. Hier sind zwei Stiefel AA angebracht, deren Kolbenstangen gezahnt und mit einen Zahnrade C so verbunden sind, daß, während man mit Hülfe der Handhabe M am Zahnrade die eine Kolbenstange in die Höhe hebt, [781] die andere hinuntergedrückt wird. An die Stelle der Kugel ist eine Glasglocke F getreten, welche auf einen metallenen abgeschliffenen Teller so aufgesetzt ist, daß durch keine Fuge Luft eindringen kann. An die Stelle der beiden Hähne sind endlich Ventile getreten. Es geht nämlich aus dem Raume unter der Glocke eine Verbindungsröhre E, welche in den untern Theil der beiden Stiefel mündet. Der Hahn L dieser Röhre ist für gewöhnlich geöffnet. Bei D und D sind Ventile, welche Luft aus der Verbindungsröhre zwar heraus, aber nicht in sie hinein lassen. Andere Ventile sind in den Kolben, und diese lassen die Luft aus dem Stiefel durch, aber nicht in diese hinein. Die Thätigkeit jedes einzelnen Kolben ist nun übrigens ganz dieselbe wie bei dem vorigen Instrumente, nur daß man hier keine Hähne zu öffnen und zu schließen hat, wofür sich die. Ventile durch den Luftdruck von selbst öffnen und schließen, wie sich gehört. Wird nämlich der Kolben heruntergedrückt, so wird die Luft innerhalb des Stiefels zusammengedrückt, dadurch wird das Bodenventil D geschlossen und das Kolbenventil geöffnet. Durch das letztere entweicht die im Stiefel eingeschlossene Luft. Wird dagegen der Kolben in die Höhe gezogen, so würde unter ihm ein leerer Raum entstehen, wenn nicht sogleich die Luft unter der Glocke sich ausdehnte, das Bodenventil aufdrückte und unter dem Kolben in den Stiefel dränge. Zugleich wird durch den Druck der äußern atmosphärischen Luft das Kolbenventil geschlossen. Man übersieht nun leicht, wie sich bei dieser Maschine die Wirksamkeit verdoppelt, indem fortwährend der eine Kolben den Stiefel entleert, während zugleich der andere Kolben Luft aus dem Innern der Glocke in den Stiefel zieht. KIII ist eine sogenannte Barometerprobe. In einer Glocke, in welcher die Luft in demselben Grade verdünnt wird wie in der Glocke F, steht eine Art Barometers, an welchem man den Druck der Luft im luftverdünnten Raume ebenso beobachten kann wie den atmosphärischen Luftdruck an einem gewöhnlichen Barometer. Wegen der Art, wie sich die Ventile in der zuletzt beschriebenen Luftpumpe öffnen, kann dieselbe nicht zum Verdichten der Luft benutzt werden, welches dagegen mit dem vorhin beschriebenen Instrumente der Fall ist. Steht nämlich dort der Kolben oben, ist der Hahn D geschlossen und C geöffnet, so braucht man blos den Kolben herabzustoßen, um alle Luft des Stiefels in die Kugel E zu drängen. Man schließt den Hahn C, um die zusammengedrängte Luft in E festzuhalten, öffnet D und zieht den Kolben wieder empor. Jetzt ist wieder Luft im Stiefel, man schließt D, öffnet C und drückt den Kolben wieder nieder. Mit jedem Niederdrücken des Kolbens wird die Luft in E dichter. Luftpumpen, welche zum Verdichten der Luft gebraucht werden, heißen Compressionsluftpumpen. Man kann nun die Luftpumpe benutzen, um eine Menge lehrreicher und interessanter Versuche anzustellen. Wenn man z.B. statt der in der zweiten Luftpumpe auf dem Metallteller stehenden Glasglocke (welche einen sehr bedeutenden Druck von außen ertragen kann) einen metallenen Cylinder auf den Teller setzt, dessen obere Öffnung mit einer Blase stark überbunden ist und dann die Luft in dem Cylinder verdünnt, so platzt endlich die Blase von außen nach innen mit einem heftigen Knall, weil die Spannkraft der eingeschlossenen Luft desto geringer wird, je dünner diese Luft wird und endlich dem Drucke der atmosphärischen Luft nicht mehr hinreichend Widerstand zu leisten vermag. Legt man dagegen unter die gewöhnliche Glasglock, (welche man den Recipienten zu nennen pflegt) eine zugebundene Blase, in der sich nur wenig Luft befindet und die daher schlapp ist, so schwillt diese beim Auspumpen mächtig an und platzt endlich. Hier nämlich leistet in Folge der Verdünnung die umgebende Luft der Luft in der Blase immer weniger Widerstand und die letztere, den Gesetzen der Elasticität folgend, dehnt sich daher aus. Wasser geräth unter der Luftpumpe beim Auspumpen ins Sieden, indem es sich in Dampf verwandelt, weil die umgebende Luft die Dampfentwickelung vermöge ihres Drucks nicht mehr zurückhält. Geschieht die Luftverdünnung schnell, so geht auch die Verwandlung in Dampf schnell vor sich, und da bei dieser Umwandlung Wärme verzehrt, also Kälte erzeugt wird, so kann man es dahin bringen, daß das zurückbleibende Wasser sich schnell in Eis umwandelt. Läßt man in einem langen, fast ganz von Luft befreiten Recipienten gleichzeitig Körper von verschiedenem specifischen Gewicht, z.B. eine Feder und ein Goldstück, aus gleicher Höhe herabfallen, so fallen sie mit gleicher Geschwindigkeit – ein Beweis, daß das ungleich schnelle Fallen verschiedener schwerer Körper in der Luft nur eine Folge des Widerstandes der Luft ist. Auch über das Verhalten der Luft gegen den Schall, das Licht, die Elektricität, das thierische Leben u.s.w. hat man mit der Luftpumpe eine Menge lehrreicher Versuche angestellt.