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Luftpumpen 





M und versclilieBt die Oeffnung 0. Dadurch 

 ist der Rezipient von der Vorpumpe abge- 

 schlossen. Dann beginnt man die Pumpe 

 zu drehen. Das GefaB t enthalt Phosphor- 

 pentoxyd zur Absorption der Wasserdampfe. 

 Zur Verbindung der Ro'hren mit dem Rezi- 

 pienten sind die Rohrenden alleunter gleichem 

 Winkel konisch geschliffen. Die genau auf- 

 einander passenden Schliffflachen dieser ,,Nor- 

 malschliffe" werden mit einem aus Gummi 

 und Vaseline bestehenden Fett abgedichtet. 

 x) Die hochsten, mit Quecksilber- 

 luftpumpen erreichten Verdiinnungen 

 und ih re Bedeutung. Die hochsten Vakua, 

 die bei Quecksilberluftpumpen im gtinstigsten 

 Falle erreicht wurden, betragen bei Anwen- 

 dung einer Toplerpumpe 0,000009 mm nach 

 einer Messung von Bessel-Hagen, bei einer 

 Sprengelpumpe 0,000007 mm nach einer 

 Messung von Odgen N. Rood, und bei 

 einer Gaedepunipe mit einer Kapselpumpe 

 als Vorpumpe .0,000001 mm nach einer 

 Messung von Gaede. Gegen die Angabe 

 so niederer Drucke wurde wiederholt einge- 

 wandt, da6 diese Drucke nur Partialdrucke 

 der Luft bedeuten, well dieselben mit einem 

 Mac Leod (vgl. den Artikel ,,Manometer") 

 bestimmt wurden, und daB die tatsachliche 

 Verdiinnung nur bis 0,001 mm, d. i. bis zur 

 Quecksilberdampfspannung herabgesetzt wer- 

 den kann. ZurKlarung dieser Frage betrachten 



A 



C 



Fig. 11. 



wir die Gleichgewichte zwischen den Total- 

 und Partialdrucken in den drei GefaBen ABC 

 (Fig. 11), welche durch Rohren verbunden 

 sind. A enthalte etwas Quecksilber, und B 

 enthalte ein Absorptionsmittel (Konden- 

 sationsvorlage) fur Quecksilberdampfe, so 

 daft die Spannkraft der Quecksilberdampfe 

 in C praktisch gleich ist. Steht die Luft in 

 C unter Atmospharendruck und erhitzt man 

 A, so siedet das Quecksilber in A und der 

 Quecksilberdampf verdrangt die Luft aus A 

 nach B und C, bis der Quecksilberdampf- 

 druck in A ebenso groB ist wie der Luft- 

 druck in C. Nach dieser Methode bestimmt 

 man Siedepunkte. Nicht die Partialdrucke, 

 sondern die Totaldrucke halten sich das 

 Gleichgewicht. Das gleiche gilt auch bei 

 stark vermindertem Druck. Erstreckt sich die 

 Gultigkeit dieses Erfahrungssatzes bis in das 

 hochste Vakuum, dann sind allerdings die 

 obigen Angaben iiber die von Quecksilber- 

 luftpumpen erzeugten hohen Vakua illu- 

 sorisch, und man kann keine Drucke kleiner 

 als die Quecksilberdampfspannung 0,001 mm 



erzeugen. Gaede hat nun gezeigt, daB im 

 hochsten Vakuum die Totaldrucke nicht 

 mehr in Gleichgewicht stehen. Hat das 

 Quecksilber in A Zimmertemperatur (17) 

 und sind ABC hoch evakuiert, so besteht nach 

 Gaede fiir die Partialdrucke der Luft p x in 

 A und p 2 in C die Beziehung: 



p 2 = p 1 (l + 0,13.r) 



wenn r der Radius der Rohre ist, die A mit 

 B verbindet. Fiir r = = 0,4 cm ist somit p 2 

 um 5% groBer als p x . Der Unterschied riihrt 

 daher, daB die Quecksilberdampfe bei der 

 Stromung von A nach B die Luft infolge des 

 Diffusionswiderstandes in einem gewissen 

 Grade von A nach B zuriickdrangen. A be- 

 deute nun eine Quecksilberluftpumpe (oder 

 Mac-Leod), B eine Absorptionsvorlage fiir 

 die Quecksilberdampfe und C den Rezipienten. 

 In der Pumpe sei der Partialdruck der Luft 

 P!== 0,000001 mm. Der Totaldruck P t 

 in der Pumpe ist dann gleich dem Partial- 

 druck P! der Luft vermehrt um den Queck- 

 silberdampf druck 0.001 mm, somit ist P x 

 = 0,001001 mm. Der Totaldruck P 2 in C 

 ist gleich dem Partialdruck p 2 . Es ist p 2 

 = 1,05. P!, somit ist P 2 = 0,00000105 mm. 

 Der Totaldruck in der Pumpe A ist demnach 

 fast 1000 mal groBer als der Totaldruck 

 im Rezipienten C. Die Angaben iiber die 

 extrem hohen Vakua in Quecksilberpumpeu 

 bestehen daher zurecht. 



Die giinstigen Resultate, welche mit 

 Quecksilberluftpumpen erzielt worden sind, 

 miissen auf folgendes zuruckgefiihrt werden. 

 Die Dampfspannung des Quecksilbers ist 

 an sich sehr klein und die Diffusions yer- 

 haltnisse, wie beschrieben, sind auBerordent- 

 lich giinstig, die Gase werden von Queck- 

 silber bei Zimmertemperatur nicht absor- 

 biert und schlieBlich bilden die Quecksilber- 

 dampfe keine Fliissigkeitshaute auf der Glas- 

 wand. Mit Oelluftpumpen laBt sich angeblich 

 der Partialdruck der Luft bis auf 0,0002 mm 

 herabsetzen. Fiir wissenschaftliche Zwecke 

 bedeutet dies wegen der unreinen Versuchs- 

 bedingungen keinen nenneuswerten Vorteil, 

 indem im Vakuum Oeldampfe auf die Glas- 

 wande niederschlagen (ev. mit dem Alkali 

 der Glaswand verseifen) und z. B. durch 

 elektrische Vakuumentladungen zersetzt 

 werden. 



Bei wissenschaftlichen Untersuchungen 

 mit Luftpumpen ist der Querschnitt der 

 Verbindungsrohren mehr zu beachten, als 

 wie auf den ersten Blick nb'tig scheint. Es 



ist W = 2 - der Widerstand der Rohr- 

 r 3 



leitung fiir Luft im hohen Vakuum, wenn 

 r der Radius in mm und 1 die Lange des 

 Rohrstiickes in Meter is ? t. Fiir 1=1 Meter, 



r = 3 mm ist z. B. W = ^ . Es ist ^ 



