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so entreißt der Braunstein, der Hitze | 2vihr Phlogiston, und die
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Scheele sagt also Hitze entsteht, wenn Phlogiston sich mit reiner
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Lufft verbindet, Crawford sagt eben das, nur ist seine vorstel-
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lungs Art anders, er nimmt das Feuerwesen als einen Bestand-
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theil der Feuerlufft an, und behauptet das Feuer wesen werde
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Vorzüge HE. Scheele erklärt vortrefflich die Verminderung der
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Lufft durch das Verbrennen. Es muß so folgen, weil aus seiner
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Feuer Lufft mit dem Phlogiston eben die Wärme grade wird, die
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durch die Gefäße durchgeht. Hingegen hat HE. Crawford wieder
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einiges Uebergewicht, darin, daß man nach Herrn Scheele nicht
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so leicht einsieht, warum die metallischen Kalcke schwerer
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werden, oder warum sie mehr specifisches Feuer haben, da nach
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HE. Crawford gar wohl angenommen werden kan, daß sich die
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Feuer-Lufft mit den Kalcken verbinde, die dadurch theils ihr
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großeres Absolutes Gewicht als ihre größere specif. Wärme er-
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halten, und so könnte auch Verminderung der Lufft entstehen.
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Auch nimt HE. Scheele §. 54 p. 56, doch auch schon eine Fertige
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Wärme an, und zwar im Eisen sehr reichliche. Warum nicht in
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Nach HErr Scheele ist das Phlogiston auch ein Bestandtheil des
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(Solte nicht nach Crawfords Theorie die Reducktion der edlen
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Metalkalche so erklärt werden können, daß man annähme, daß
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wenn die Metalle ihres Brennbaren beraubt sind und ferner
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fortgeglüht wird ein solches Vacuum von Brennbaren entstehen
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konne, daß sie es durch den Tigel an sich rissen. HE. Scheele sagt
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zwar das Phlogiston lasse sich nicht aus den Körpern entbinden,
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mir nicht wohl gedencken.
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HE. Scheele nimmt wircklich § 80. p. 108 seines Wercks schon
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verschiedene Anziehungs Kräffte gegen das Phlogiston an, die
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durch die Hitze bewürckt wird. Solte das in gar keine Entfer-
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567 Die Reduktion von Metalloxiden durch Erhitzen geschieht nach Scheeles Vorstellung dadurch, daß der Hitze das Phlogiston entrissen und die ihr zugrunde liegende Feuerluft freigesetzt wird.
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567 Hier geht es um die „Erhitzung, welche aus einer Mischung von Eisenfeil, Schwefel und etwas Wasser entstehet“, und die nach Scheeles Auffassung „allein der Verbindung, so das Phlogiston des Eisens mit der Feuerluft eingegangen, zuzuschreiben“ ist. (Scheele, Abhandlung 1782, 55.) Durch das Ergebnis dieses Versuchs (und anderer ähnlicher) glaubt Scheele beweisen zu können, „daß die Hitze oder Wärme aus den zweyen Bestandtheilen, nemlich aus dem allgemeinen feuerfangenden Principio und der in unserer Luft vorhandenen Feuerluft bestehe. Ein Vernünftiger aber wird deswegen nicht alsobald den Schluß machen, daß allemal, wo Wärme entstehet, diese zwey Bestandtheile sich erstlich verbinden müssen. Nein, sie ist auch zum Theil in denen Zwischenräumchen der Körper vorhanden […].“ (Scheele, Abhandlung 1782, 56.) Und an anderer Stelle erklärt Scheele: „Die Hitze oder Wärme wird […] nicht allemal erstlich aus diesen zweyen Bestandtheilen zusammengesetzt, sondern sie ist schon vohero in denen meisten, wo nicht in allen Körpern vorhanden. […] Diejenige allein, welche, ohne daß die Luft dazu nöthig ist, auf irgend eine Art hervorgebracht wird, ist es, welche bereits in den Körpern zugegen […].“ Sie füllt „die zarten Zwischenräumchen der Körper aus, in welche sie sich gleichsam wie in die zartesten Haarröhrchen eingezogen. […] Die Hitze, welche sich in den Zwischenräumen aufhält, ist gänzlich unwirksam, weil die Anziehungskräfte der Materie selbiger an ihrer Elastizität hinderlich sind, indem auch alle Erfahrungen zu zeigen scheinen, daß alle Wirkungen, welche die Hitze an den Körpern zuwege bringt, blos der Ausdehnung zuzuschreiben sind.“ Die eingeschlossene Wärme läßt sich aber freisetzen „durch eine gegenseitige Reibung zweyer Körper, durch die Beugung und Hämmerung der Metalle. Muß nicht die Wärme hervortreten, wenn die Zwischenräume durch die Hin- und Herbeugung der Metalle auf der einen Seite geöfnet und |
568 auf der andern zusammengedruckt werden?“ (Scheele, Abhandlung 1782, 97 f. [Note e])
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568 In den Paragraphen 61 ff. geht es um „Beweise vom Daseyn eines brennbaren Principii im Lichte“. (Scheele, Abhandlung 1782, 65.) In einem der dazu angestellten Versuche wird „das in der reinen Salpetersäure aufgelöste und mit Weinsteinalkali [Seignettesalz (K2C4H4O6)] präcipitirte Silber“, also ausgefälltes, unlösliches Silbertartrat (Ag2C4H4O6) in den Brennpunkt eines Brennglases gelegt. An der Oberfläche des Präparats zeigt sich dann reines Silber. „Dieses im Brennpunkte reducirte Silber, giebt der Salpetersäure während seiner Auflösung ein Röthe, und woher könnte dieses Phlogiston wohl anders gekommen seyn, als von dem Sonnenlichte?“ (Ebd., 66f.) Silber wird von konzentrierter Salpetersäure zunächst oxidiert, bevor das entstandene Silberoxid zu Silbernitrat gelöst wird. Dabei entsteht (farbloses) Stickstoffoxid, das an der Luft zu rotbraunem Stickstoffdioxid wird. Für Scheele stellen sich diese Reaktionen so dar: „Die Salpetersäure benimmt ohnstreitig sowohl den edlen als den unedlen Metallen ihr Phlogiston, […] welches die in solchen Auflösungen entstehende Effervescenz [Aufbrausen] sowohl als auch die Röthe, so die Dünste enthalten, genugsam beweisen. Die metallischen Präcipitate lösen sich zwar in der reinen Salpetersäure auf, doch ohne ihr die geringste Röthe beyzubringen“. (Ebd., 66) – Ist die Reduktion des Silbertartrats zu Silber eine Wirkung des Lichts, wie bei den Silberhalogeniden, so Scheele, oder Folge der Erhitzung im Brennpunkt der Linse, also eine thermische Zersetzung?
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568 „Für sich allein kann das Phlogiston unmöglich erhalten werden, denn es scheidet sich von keinem Körper, wenn es auch noch so lokker mit ihm verbunden ist, woferne nicht ein anderer zugegen ist, welcher es unmittelbar berühret.“ (Scheele, Abhandlung 1782, 88.)
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568 Im § 80 beschreibt Scheele Experimente mit dem „präcipitirten Mercurio“ (rotes Quecksilberoxid), weil er sehen will, ob der „auch während der Reduction mit bloßer Hitze eine Feuerluft hergeben würde.“ Einen Teil des Präcipitats löste Scheele in Salzsäure auf. Er dampfte die Lösung ein und erhitzte weiter. „Es sublimirte sich alles und [es] entstund ein rechter corrosivischer Sublimat“ (ätzendes Quecksilbersublimat [HgCl2]). „Folglich ist dieser durch bloße Hitze gemachte Präcipitat ein calcinirter Mercurius“ (Quecksilberoxid). Den anderen Teil des Präcipitats erhitzte er in einer Retorte, an die er eine Blase gebunden hatte. „So bald als die Retorte zu glühen anfieng, wurde die Blase ausgedehnet, und sogleich stieg der reducirte Mercurius in den Hals. […] Die erhaltene Luft, war eine reine Feuerluft [Sauerstoff]. Dieses ist ein besonderer Umstand, daß die Feuerluft welche vorhero in einer langsamen Calcination dem Mercurio sein Phlogiston entzogen, ihm eben dieses Phlogiston wiedergiebt, wenn nur der Kalch ins Glühen geräth. Doch wir haben mehrere dergleichen Erscheinungen, wo die Hitze die Anziehungskräfte zwischen Körpern gleichfalls verändert.“ (Scheele, Abhandlung 1782, 107 f.)
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587 Welche Absicht der englische Arzt Adair Crawford in seiner Theorie der Wärme verfolgt, geht unmißverständlich aus dem Titel der zweiten Auflage seines Buches hervor: „Experiments and observations on animal heat, and the inflammation of combustible bodies; being an attempt to resolve these phenomena into a general law of nature“, in der Übersetzung von Crell (Versuche 1789): „Versuche und Beobachtungen über die Wärme der Thiere und die Entzündung der verbrennlichen Körper. Ein Versuch alle diese Erscheinungen auf ein allgemeines Naturgesetz zurückzubringen“. Vor allem das „allgemeine Naturgesetz“, d. h. der physikalische Teil von Crawfords Theorie ist es, der von der ersten Auflage an L.s Interesse geweckt hat. „Was dünckt Ew. Wohlgebohren von Crawford’s Theorie vom Feuer?“, schreibt er am 18. Oktober 1781 an Reimarus, „Mich dünckt, das ist ein Meisterstück. Es kan freylich vor Gott alles gantz anders seyn, aber dem Menschen wird es immer ein herrliches Mittel bleiben, sich die Sache vorstellig und begreiflich zu machen.“ (Bw 2, Nr. 864 [269 f.].) Im Besitz eines Exemplars von Crawfords 1779 erschienenen ‚Experiments‘ ist L. zu dieser Zeit nicht. „Daß der Crawford nicht hier ist, war für mich ein Verlust“, klagt er im Mai 1782 Heyne. „Ich habe ihn excerpirt, da ich ihn vom alten Forster hatte, aber ohne besondere Absicht, nach der Hand da ich auf einen Gedancken gerihet, den ich Königlicher Societät vorlegen wolte, merckte ich, daß meine Excerpte nicht gnau genug waren. Ich glaubte ihn von HE. HofR. Brandes zu erhalten. Ich erhielt aber die Nachricht, daß er ihn nicht hätte, daß er aber mit dem nächsten Transport kommen würde. In London ist er nicht mehr in den Läden, und weil die Buchhändler wissen, daß C. an der 2ten Auflage arbeitet, so unternimmt keiner einen zweyten Abdruck.“ (Bw 2, Nr. 911 [321].) Offenbar hat die Genauigkeit der Exzerpte für eine Darstellung von Crawfords Theorie ausgereicht. In der dritten, der ersten von L. bearbeiteten Auflage der Erxlebenschen ‚Naturlehre‘, steht am Ende des Kapitels „Von der Wärme und Kälte“ in § 494 b bis 494 s ein „Kurzer Abriß der Crawfordischen Theorie vom Feuer“. Als L. die auch auf Grund zahlreicher Experimente erheblich erweiterte und verbesserte zweite Auflage der ‚Experiments‘ (London 1788) in Händen hält (BL 545b), kann er sich intensiver mit Crawfords Theorie befassen. Diese erneute Auseinandersetzung findet ihren Niederschlag in der 5. Aufl. von Erxlebens ‚Naturlehre‘. Nicht nur vermehren sich die Zusätze bis zum § 494 z, sondern es ändert sich auch die Konzeption: Aus dem „Kurzen |
588 Abriß der Crawfordischen Theorie vom Feuer“ wird eine „Theorie der Wärme und des Feuers, größten Theils nach Crawford.“ – nur „größten Theils“, weil L. sich in § 494 w, bei der Entstehung von „Licht, Feuer und Flamme“, lieber an Delucs Theorie hält als an die Erklärungen Crawfords und so eine „etwas modificirte Crawfordsche Theorie“ gibt. – In den ‚Versuchen‘ definiert Crawford zunächst die Begriffe, die er in seiner Abhandlung zu benutzen gedenkt: Absolute Wärme (absolute heat); relative Wärme (relative heat); empfindbare Wärme (sensible heat); Temperatur der Wärme (temperatur of heat) und komparative Wärme (comparative heat). „absolute Wärme“ ist für Crawford „die äußere abgezogene [abstracte] Ursache, ohne Rücksicht auf die besonderen Wirkungen, die sie hervorbringen kann. […] die äußere Ursache aber im Verhältnisse zu den Wirkungen, die sie hervorbringt […], heißt relative Wärme.“ (Crawford, Versuche 1789, 2.) Es gibt dreierlei Wirkungen, wodurch die Wärme gefühlt und gemessen werden kann: 1. die Wirkung auf das Gefühl, das körperliche Empfinden, das ist die empfindbare Wärme; 2. die Wirkung auf ein zur Messung geeignetes Werkzeug, d. h. auf das Thermometer, das ist die Temperatur der Wärme; 3. folgt aus Beobachtungen und Versuchen, „daß in Körpern von verschiedener Art, die Quantitäten der absoluten Wärme ungleich seyn können, wenn gleich die Temperaturen und Gewichte [bzw. Massen] dieselbigen sind. […] Wird das Principium der Wärme, im Bezug auf die ganze Quantität derselben, in solchen Körpern betrachtet, die von verschiedener Art, aber von gleichen Gewichten und Temperaturen sind“, so nennt Crawford das „komparative Wärme.“ (Ebd., 3.) Crawford faßt zusammen: „Empfindbare Wärme wird durch die Stärke der Empfindung geschätzt, die sie erregt; Temperatur durch die Ausdehnung der Flüssigkeit im Thermometer: und komparative Wärme durch die Abwechselungen der Temperatur, welche gleiche Quantitäten von absoluter Wärme in Körpern von gleichen Gewichten hervorbringen.“ (Ebd., 3.) Unterschiedliche Körper können aber trotz gleichem Gewicht (gleicher Masse) und gleicher Temperatur unterschiedliche Mengen absoluter Wärme enthalten. Manche Körper haben also die Kraft (oder das Vermögen), Wärme „in größerer Menge aufzunehmen und zu behalten, als andere.“ Diese unterschiedlichen Kräfte nennt Crawford, „die Kapazitäten der Körper, Wärme zu behalten“. (Ebd., 6.) L. referiert in § 494 d. und 494 e der 5. Aufl. des Erxleben die Crawfordschen Begriffsdefinitionen und ergänzt: „Die comparative Wärme heißt auch mit einem viel schicklicheren von Hr. Wilke gebrauchten Ausdrucke die specifische, und dieses Ausdrucks werde ich mich bedienen.“ (Erx5, 420.) – NB. In seiner Darstellung und Kritik der Crawfordschen Theorie setzt F. A. C. Gren Crawfords Terminologie in Beziehung zu derjenigen anderer Physiker: „Was Herr C. absolute Wärme nennt, heißt sonst auch Wärmestoff; seine empfindbare Wärme ist nach anderen freye, bewegte, Wärmematerie, Thermometerwärme; und seine komparative Wärme ist spezifische oder eigenthümliche Wärme. […] Herr C. leugnet freylich die chemische Vereinigung oder Bindung des Wärmestoffs, |
589 und braucht dafür das Wort Kapazität der Körper gegen die Wärme. Mir scheint aber dadurch doch nur das Wort und nicht der Begriff geändert zu seyn.“ (Gren, Prüfung 1790, 27 f.) – Seine eigentliche Theorie faßt Crawford in sieben sogenannten „Grundsätzen“ zusammen: 1. Wärme verteilt sich zwischen den Körpern gleichförmig bis zum Erreichen einer gemeinsamen, gleichen Temperatur. 2. Alle Körper enthalten Wärme. 3. Bei Körpern von einerlei Materie verhalten sich die Mengen absoluter Wärme wie die Volumina. 4. Die Ausdehnung des Quecksilbers in Quecksilberthermometern ist in einerlei Körpern proportional zur Menge der absoluten Wärme. 5. Bei unveränderter Form bleiben die Kapazitäten der Körper unverändert. 6. Schmelzende Körper „verschlucken“ Wärme, d. h. die Temperatur erhöht sich trotz Wärmezufuhr bis zum Ende des Schmelzprozesses nicht. Gleiches gilt beim Verdampfen von Flüssigkeiten. Aus eigenen Beobachtungen und aus denjenigen von Black, Deluc und Wilcke folgert Crawford, daß „die Körper, wenn sie vermittelst der Einwürkung der Wärme auf den Schmelz- oder Kochpunkt gekommen sind, eine Menge von Wärme einschlucken, die zur Entstehung ihres Zustandes als unelastische Flüssigkeiten, oder als Dampf nothwendig ist, die jedoch aber ihre Temperatur nicht vermehrt: und daß hingegen Dämpfe, wenn sie verdichtet werden, oder unelastische Flüssigkeiten, wenn sie gestehen [erstarren], ihre Wärme wiederum absetzen, die sie vorher eingeschluckt hatten.“ (Crawford, Versuche 1789, 64.) 7. Ungleichartige Körper erfordern ungleiche Mengen absoluter Wärme, um bei gleichen Massen gleiche Temperaturveränderungen hervorzurufen. Aus der Veränderung, die unterschiedliche Körper zeigen, wenn sie, von je verschiedener Temperatur, auf eine gemeinsame Temperatur gebracht werden, kann die komparative Wärme bestimmt werden. – NB. Einige für das folgende wichtige Begriffe der Wärmelehre: 1. Die Wärmemenge Q = cmΔΔT, wo c die spezifische Wärmekapazität, m die Masse und ΔT die Temperaturdifferenz bedeuten. Die Wärmemenge Q – eine Energie – wird in Joule = Newtonmeter 
gemessen; die spezifische Wärmekapazität c in Joule pro Kilogramm und Grad; die Temperatur T in Celsiusgraden (°C) oder in Kelvin (K). 2. Die Wärmekapazität C = c m ist die zum Erwärmen des Körpers um 1 °C (oder 1 K) benötigte Wärmemenge. 3. Für ein Stoffgemisch aus zwei Substanzen gilt 
. 4. Es gilt 
bei der Wärmemischung zweier Substanzen 5. Daraus folgt für das Verhältnis der spezifischen Wärmekapazitäten
. Ist eine der beiden beteiligten Substanzen Wasser und wird dessen spezifische Wärmekapazität vereinbarungsgemäß als Einheit gesetzt, dann läßt sich aus dem Mischungsverhältnis die spezifische Wärme der anderen Substanz bestimmen: 
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gemessen; die spezifische Wärmekapazität c in Joule pro Kilogramm und Grad; die Temperatur T in Celsiusgraden (°C) oder in Kelvin (K). 2. Die Wärmekapazität C = c m ist die zum Erwärmen des Körpers um 1 °C (oder 1 K) benötigte Wärmemenge. 3. Für ein Stoffgemisch aus zwei Substanzen gilt . 4. Es gilt bei der Wärmemischung zweier Substanzen 5. Daraus folgt für das Verhältnis der spezifischen Wärmekapazitäten. Ist eine der beiden beteiligten Substanzen Wasser und wird dessen spezifische Wärmekapazität vereinbarungsgemäß als Einheit gesetzt, dann läßt sich aus dem Mischungsverhältnis die spezifische Wärme der anderen Substanz bestimmen: .
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