Energielehre 



511 



Energie sich ndern kann und umgekehrt 

 oder die Eigenenergie des Geschosses auf 

 Kosten der des Feldes und umgekehrt. 

 Die Bildung eines solchen geschlossenen 

 Systems ist aber unzulssig, wenn die vom 

 Luftwiderstande herrhrenden Energiende- 

 rungen in Betracht gezogen werden mssen; 

 denn diese fallen auf verschiedenen Wegen 

 trotz gleicher Hhennderung sehr ver- 

 schieden aus und sind auch mit Wrme- 

 nderungen verknpft. 



Der Satz der Mechanik von der Erhaltung 

 der mechanischen Energie, nmlich der Satz, 

 da, so lange nur rein mechanische Aenderungen 

 in Betracht kommen, die Summe aus kine- 

 tischer und potentieller Energie unver- 

 ndert bleibt, ist hiernach nur eine Einzel- 

 folgerung aus den Grundlagen der Energetik und 

 darf nicht, wie es hufig geschieht, als ihr Aus- 

 gangspunkt angesehen werden. 



Ueber die physikaliche Natur der zu- 

 nchst nur als Rechnungsgre auftretenden 

 Lagenenergie haben sich zwei Vorstellungs- 

 weisen ausgebildet, die der Fern- und die 

 der Nahe Wirkungen. Soweit es sich um 

 Arbeitsleistungen der allgemeinen Gravi- 

 tation, insbesondere der irdischen Schwere, 

 handelt, hat sich bisher nur die erstere 

 allgemein durchfhrbar erwiesen, whrend 

 die Idee der Nahewirkungen, derzufolge die 

 potentielle Energie auf Spannungen von der 

 Art der elastischen Spannungen beruht, 

 sich in allen anderen Fllen, vorzglich bei 

 Behandlung der durch elektrische und ma- 

 gnetische Krfte geleisteten Arbeiten, so 

 bewhrt hat, da man geradezu die potentielle 

 Energie vielfach als Spannungsenergie 

 bezeichnet. 



ib) Wrmeenergie. Wrmequi- 

 valent. Robert Mayers Ansatz. Die 

 Entwickelung der Energetik begann erst mit 

 der Frage, ob die bei Bewegungsnderungen, 

 z. B. bei der Reibung, auftretenden Wrme- 

 nderungen in einer quantitativ bestimmten 

 Beziehung zu ersteren stehen. Erst diese Frage- 

 stellung hat dazu gefhrt, die in der vor- 

 liegenden Darstellung vorangeschickten ener- 

 getischen Grundbegriffe zu entwickeln, und 

 findet mit Hilfe derselben eine genaue Ant- 

 wort, nmlich diese: In den Energiegesetzen 

 kann mechanische Arbeit, also auch kinetische 

 und potentielle Energie, durch Wrme er- 

 setzt werden, und zwar sind 427 technische 

 Meterkilogramme gleichwertig mit 

 einer groen (Kilogramm-) Kalorie oder 

 419. 10 5 Erg gleichwertig mit einer 

 kleinen Kalorie (Grammkalorie). 



Es empfiehlt sich deshalb, den Ausdruck 

 Arbeit nicht nur fr mechanische Arbeit 

 anzuwenden, sondern auch die Wrme nach 

 Erg zu messen und die so gemessene Wrme 

 Arbeit zu nennen; denn dann gelten die 

 Energiestze wrtlich, auch wenn Wrme- 



nderungen auftreten. Die Zahl 419. 10 5 

 erscheint dann als das Wertverhltnis zwi- 

 schen den Einheiten Erg und kleine Kalorie, 

 genau so wie etwa 0,8 das Wertverhltnis 

 der Einheiten Frank und Mark mit. Wo 

 mechanische Energie als solche verschwindet, 

 und sich in Wrme umwandelt oder umge- 

 kehrt, tritt eine kleine Kalorie an Stelle 

 von 419. 10 5 Erg, wie beim Geldwechseln 

 Markstcke an Stelle der Frankstcke treten. 

 In der Eigenenergie eines Krpers sind die 

 Zugnge von Wrme und mechanischer 

 Arbeit, durch die sie angesammelt ist, 

 nicht mehr zu unterscheiden, ebenso wie 

 es bei der Bemessung eines Vermgens nicht 

 auf die Art der Zugnge ankommt, sondern 

 auf dessen rechnerischen Gesamtwert. 



Um die Zahl 427 technische Kilogramm- 

 meter pro groe Kalorie, das mechanische 

 Wrmequivalent, festzustellen, bedurfte 

 es einer langen Reihe von Experimental- 

 untersuchungen. 



Zunchst war berhaupt die Tatsache 

 festzustellen, da whrend des Einflusses 

 der Reibung oder anderer. Widerstnde, 

 oder whrend des Stoes, also whrend 

 mechanische Arbeit verschwindet, Wrme 

 entsteht, was ja mit der alten Auffassung, 

 da die Wrme ein Stoff sei, schwer vereinbar 

 ist. Der erste, der einen dahin zielenden 

 Versuch durchfhrte, war Graf Rumford, 

 der 1798 als Leiter der Arbeiten im 

 Mnchner Zeughaus nachwies, da man die 

 beim Kanonenbohren entstehende Wrme 

 benutzen knne, um Wasser im Kanonen- 

 lauf bis zum Sieden zu bringen (ein 

 stumpfer Bohrer, der auf dem Boden des 

 Kanonenlaufs sa, wurde von Pferden um- 

 gedreht). Auch hat Davy 1798 nachgewiesen, 

 da beim Reiben trockener, vor uerer 

 Wrmezufuhr geschtzter Eisstcke Wrme 

 entsteht, die das Schmelzen des Eises be- 

 wirkt. Aber zu einer Feststellung der quan- 

 titativen Beziehung zwischen der verschwun- 

 denen mechanischen Arbeit und der ent- 

 wickelten Wrme ist man damals noch nicht 

 vorgedrungen, hauptschlich wohl, weil das 

 Interesse zunchst nur auf die Bekmpfung 

 der Stofftheorie der Wrme gerichtet war. 



Zur Feststellung des Wrmequivalentes 

 gelangte zuerst der Heilbrunner Arzt Robert 

 Mayer 1842 auf folgendem Wege. 



Mayer wute, wie aus seinen Briefen 

 hervorgeht, aus Experimentaluntersuchungen 

 anderer, da wenn ein Gas zusammengedrckt 

 wird, es sich erwrmt, und nahm an, da 

 bei vollkommenen Gasen die so gewonnene 

 Wrme der aufgewendeten Arbeit gleich- 

 wertig ist, oder da nach ihrer Abgabe, 

 d. h. nach Wiederherstellung der usprng- 

 lichen Temperatur, das Gas auch die ur- 

 sprngliche Eigenenergie enthlt: mit an- 

 deren Worten, er nahm an, da eine Gas- 



