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Naturvvisscnschaftliche Wochenschrift. 



N. F. VIII. Nr. 43 



Er gilt nur von einem idealen Peridel, das ohne 

 Reibung aufgehangt, in einem vollig luftleeien 

 Raum schwingend gedacht wird. Sollte die 

 Energie nicht verloren gegangen sein, so muSte 

 sie sich umgewandelt haben. Die dritte Stufe 

 wird spater der Nachweis bilden, dafi bei der 

 Umwandlung der Energiebetrag unverandert bleibt. 



Fiir das Prinzip der Umwandlung oder der 

 Transformation, auf das besonders der altere 

 Carnot (1784) hingewiesen hat, war der Gedanke 

 von der Einheit der Naturkrafte von grofiter Be- 

 deutung. Schon Diderot (1754) meinte, es wiirde 

 klar werden, wenn die Naturwissenschaft weiter 

 fortgeschritten sein werde, dafi Schwere, Elastizitat, 

 Anziehung, Elektrizitat und Magnetismus nichts 

 waren als ,,des faces differentes de la meme affec- 

 tion". Denselben Gedanken hat dann Mohr wieder 

 ausgesprochen (1837). 



Heute wird die Lehre von der Einheit der 

 Naturkrafte besonders von den Anhangern einer 

 mechanistischen Welterklarung vertreten. Wahrend 

 das Gesetz von der Erhaltung bei der Materie viel 

 friiher als bei der Energie anerkannt wurde, ver- 

 halt es sich mit dem Einheitsprinzip umgekehrt. 

 Die Einheit des Stoffes nahmen zwar schon die 

 alten Philosophen an und im 18. Jahrhundert hat 

 sich Euler neuerdings fur sie eingesetzt. Aber 

 noch immer ist dieses Prinzip nicht zum natur- 

 wissenschaftlichen Axiom geworden, obgleich ge- 

 rade in der letzten Zeit durch die Elektronen- 

 theorie wieder ein Anstofi in dieser Richtung 

 gegeben wurde. 



Das Prinzip der Aquivalenz. 



Wir kommen nun zur dritten Stufe, zur Er- 

 kenntnis, dafi die Grofie der umgewandelten 

 Energie die gleiche bleibt. Diese Aquivalenz hat 

 schon Rumford (gest. 1814) behauptet. Robert 

 Mayer (1842) versuchte das Prinzip der Aquivalenz 

 der verschiedenen Energiearten zu beweisen und 

 ging dabei von philosophischen Gedanken aus: 

 von den beiden Satzen, dafi die Wirkung der 

 Ursache gleich sein miisse, und dafi nichts aus 

 nichts und nichts zu nichts werde. Mayer hat 

 zuerst das mechanische Aquivalent der Warme 

 zu berechnen versucht. Nach Joules (1843) ge- 

 naueren Berechnungen ist dieselbe Energie notig, 

 um i kg Wasser von o" auf i C zu erwarmen, 

 wie um 424 kg i m hoch zu heben. Die beiden 

 Energiegrofien konnen ineinander umgewandelt 

 werden : durch den Fall von 424 kg aus der Hohe 

 von i m kann i kg Wasser von o auf i er- 

 warmt werden und umgekehrt durch Abkuhlung 

 eines Kilogramms Wassers von 1 auf o 424 kg 

 um i m gehoben werden. Wir wollen gleich 

 hier bemerken, dafi spater auch fur die Elektri- 

 zitat und fur das Licht die mechanischen Aqui- 

 valente berechnet wurden. 



1843 hat ferner der Dane Colding die Kon- 

 stanz der Energie behauptet, wie Helm bemerkt, 

 von religiosen Voraussetzungen ausgehend, wah- 

 rend Mayer vom philosophischen Gesichtspunkt 



aus, Joule experimentell zu dem gleichen Ergeb- 

 nisse kamen. Helmholtz (1847) endlich gibt den 

 mathematischen Beweis. Er fiihrt Joule an, weifi 

 aber merkwiirdigerweise nichts von Mayer. Helm- 

 holtz stiitzt sich bei seinem Beweise darauf, dafi 

 ein perpetuum mobile unmoglich sei, was schon 

 Huyghens und Leibnitz bekannt war. Wiirde bei der 

 Umwandlung der Betrag der Energie sich nicht 

 stets gleich bleiben, so konnte man Energie aus 

 nichts gewinnen, und ein perpetuum mobile ware 

 moglich, dem keine Energie von aufien zugefiihrt 

 werden mufite. Seitdem ist der Satz von der 

 Erhaltung der Energie oder der erste Hauptsatz 

 der Energetik als naturwissenschaftliches Grund- 

 gesetz von hochster Bedeutung allgemein aner- 

 kannt. 



B. Die Entwertung der Energie. 

 Zerstreuung. 



Wie wir wissen, ist kein perpetuum mobile 

 ohne Energiezufuhr moglich. Damit wurde der 

 erste Hauptsatz von Helmholtz bevviesen. Nun 

 zeigt sich aber eine neue befremdliche Tatsache : 

 es ist auch kein perpetuum mobile mit Energie- 

 zufuhr moglich. 



Ich hebe ein freihangendes Pendel und lasse 

 es dann wieder los. Meine Muskelenergie hat 

 sich in potentielle Energie des Pendels umgesetzt, 

 und nun finden wahrend der Schwingungen, wie 

 wir bereits wissen, bestandige Umwandlungen der 

 potentiellen in kinetische Energie und umgekehrt 

 statt. Oder ich leite das Wasser eines hoch ge- 

 legenen Teiches, der keinen Zuflufi hat, auf eine 

 tiefer gelegene Miihle und will nun die Arbeit 

 des Miihlrades dazu benutzen, um das abstromende 

 Wasser in den Teich zuriick zu pumpen. In 

 beiden Fallen hatten wir ein perpetuum mobile 

 der zweiten Art, wenn die Pendelausschlage die 

 gleichen blieben, wie wenn die Pumpe immer 

 wieder die gleiche Menge Wassers, die auf das 

 Miihlrad fliefit, in die Hohe des Teiches heben 

 wiirde. Aber es dauert nicht all zu lange und 

 der Teich liegt trocken, das Pendel hangt unbe- 

 wegt. So ist auch ein perpetuum mobile der 

 zweiten Art unmoglich. Wahrend gemafi dem 

 ersten Hauptsatze die Gesamtenergie unverandert 

 bleibt, nimmt die mechanische Energie bestan- 

 dig ab. 



Bei jeder Pendelschwingung, wie bei der Fort- 

 bewegung des Wassers und bei jeder Drehung 

 des Miihlrades setzt sich ein Teil der mechanischen 

 Energie in Reibungswarme um, bis zuletzt dieser 

 Umwandlungsprozefi alle mechanische Energie 

 aufgezehrt hat und Pendel und Miihlrad stille 

 stehen. 



Die Tatsache, dafi alle mechanische Energie 

 sich allmahlich erschopft, wird nach dem Vor- 

 gange von Thomson (1852) als Zerstreuung von 

 Energie aufgefafit und bildet die Grundlage des 

 zweiten Hauptsatzes der Energetik: ,,Bei alien 

 Umwandlungen der Energie findet Energiezer- 

 streuung stall." 



