Nr. 15. 1911. 



Naturwissenschaftliche Rundschau. 



XXVI. Jahrg. 187 



produkt entsteht, erscheint. Ebenso absorbieren 

 Wasserdämpfe die Strahlung einer Wasserstoffflamine 

 sehr stark. 



Die Strahlung einer Gasexplosion besteht vermut- 

 lich aus denselben beiden Banden (C0 2 und H 2 0) wie 

 die Bunsenflamme. Eine vollständige Analyse der- 

 selben war bis jetzt nicht möglich; doch fanden 

 Hopkinson und David aus bolometrischen Messungen, 

 daß die Strahlung durch Wasser fast vollständig und 

 durch Gas sehr stark absorbiert wird. Das Leuchten 

 der Flamme bei einer Explosion oder in einer Gas- 

 maschine ist daher hauptsächlich durch die große 

 Dichte bewirkt und entspricht nur einem geringen 

 Teil der tatsächlich ausgestrahlten Energie. 



Was nun die theoretischen Erklärungen der voran- 

 stehenden Tatsachen betrifft, so stehen sich hier 

 vor allem zwei verschiedene Annahmen gegenüber. 

 Der einen zufolge, die von R. v. Helm hol tz zuerst 

 ausgesprochen wurde und der sich Pringsheim, 

 Smith eil u. a. anschlössen, wird die Strahlung einer 

 Flamme durch chemische Vorgänge bedingt und stellt 

 somit keine reine Temperaturstrahlung dar. Da- 

 gegen vertreten Paschen und seine Anhänger die 

 Annahme, daß die Strahlung der Flamme ein rein 

 thermischer Vorgang ist und auch erhalten würde, 

 wenn man die Verbrennungsprodukte direkt auf die 

 entsprechende Temperatur erhitzen würde. 



Es läßt sich zeigen, daß der wesentliche Unter- 

 schied zwischen diesen beiden Annahmen auf die Frage 

 nach der Zeit hinauskommt, die ein in seinem Gleich- 

 gewichtszustand gestörtes Gas braucht, um diesen 

 Zustand wieder zu erreichen. Nach R. v. Helmholtz 

 besitzen die C0 2 - oder die H 2 0-Moleküle ihr größtes 

 Ausstrahlungsvermögen im Moment, wo sie entstehen. 

 Man muß von diesem Standpunkt aus annehmen, daß 

 die Bildung der C0 2 - und H 2 0- Moleküle während 

 einer Zeitdauer erfolgt, die groß genug ist, daß inner- 

 halb derselben eine beträchtliche Energiemenge aus- 

 gestrahlt werden kann. Diese Zeit müßte etwa ein 

 Zehntel einer Sekunde betragen. Würde man nämlich 

 annehmen, daß das chemische Gleichgewicht in einer 

 sehr kurzen Zeit, etwa Viooo Sekunde, erreicht wäre, 

 so müßte gerade am Beginn der Verbrennung ein 

 plötzlicher Energiestrom ausgestrahlt und sehr 

 wenig Energie durch Strahlung emittiert werden, 

 wenn die Verbrennung vollständig ist. Dagegen 

 sprechen aber bolometrische Untersuchungen an Gas- 

 explosionen, die ergeben haben, daß die Strahlung 

 erst ungefähr 1 / a Sekunde nach Erreichen des maxi- 

 malen Druckes erfolgt. Schreibt man daher die Strah- 

 lung dem fortgesetzten chemischen Prozeß der Ver- 

 brennung und nicht allein der hohen Temperatur zu, 

 so muß man voraussetzen, daß der Verbrennungs- 

 prozeß sich noch über eine lange Zeit nach Erreichen 

 des maximalen Druckes in dem Gas erstreckt. 



Das hauptsächlichste Argument, das R. v. Helm- 

 holtz für seine Theorie ins Feld führte, war die Be- 

 obachtung, daß die Strahlung einer Flamme verringert 

 wird, wenn man die Gase vor ihrem Eintritt in den 

 Brenner erhitzt. Er erklärte dies daraus, daß durch 



das Erhitzen der Gleichgewichtszustand früher erreicht 

 und so die Möglichkeit der Ausstrahlung vermin- 

 dert wäre. 



Die Frage nach der Geschwindigkeit, mit der sich 

 ein Gas seinem Gleichgewichtszustand nähert, ist häufig 

 diskutiert worden. Man mißt die Geschwindigkeit ge- 

 wöhnlich durch die Zeit, in der die freie Energie auf 

 den Bruchteil 1/e vermindert ist, wenn e die Basis des 

 natürlichen Logarithmus bedeutet und nennt diese 

 Zeit die Relaxationszeit. Schätzungen ihrer Größe 

 aus gaskinetischen Erwägungen haben keinen wirk- 

 lichen Wert, da sie auf sehr spekulative Voraus- 

 setzungen gegründet sind. 



Doch gibt es eine ganze Reihe physikalischer Tat- 

 sachen, die dafür sprechen, daß die Relaxationszeit 

 außerordentlich kurz ist. Beispielsweise zeigt die Fort- 

 pflanzung des Schalles in Luft, daß die Luft viele 

 Tausend Verdichtungen und Verdünnungen pro Sekunde 

 erfahren kann, ohne daß sichtbare Gleichgewichts- 

 störungen eintreten. Doch wäre es noch immer mög- 

 lich, daß die Störungen, die bei der Verbrennung her- 

 vorgerufen werden, von tiefgreifenderer Natur sind, 

 als die mit Schallerregungen verbundenen und darum 

 auch der Eintritt des Gleichgewichts langsamer erfolgt. 



Zum Schluß werden noch die Schwierigkeiten 

 diskutiert, die sich aus der Tatsache ergeben, daß das 

 Gas zu einem beträchtlichen Grad für seine eigene 

 Strahlung durchlässig ist. Die ausgesendete Strahlung 

 hängt daher von der Dicke der Gasschicht ab, und der 

 durch die Strahlung bedingte relative Wärmeverlust 

 wird in Explosionsgefäßen verschiedener Größe ver- 

 schieden sein. 



Die Durchlässigkeit der Flammen wurde von Herrn 

 C allen dar durch einige Experimente vor dem Komitee 

 selbst demonstriert. Es wurden mehrere Flammen 

 hintereinander gestellt und ihre Strahlung mittels eines 

 Pyrometers gemessen. Jede folgende Flamme trug zu 

 der Strahlung etwas weniger bei als die vorhergehenden. 

 Als allgemeines Resultut ergab sich nach diesen Ver- 

 suchen , daß Flammen von 3 cm oder weniger Durch- 

 messer proportional ihrem Volumen strahlen. Wird 

 der Durchmesser größer als 3 cm, so wächst die Strah- 

 lung langsamer als das Volumen und nähert sich für 

 sehr breite Flammen der Proportionalität mit der 

 Oberfläche. Da aber die von Callendar untersuchten 

 Flammen nur eine geringe seitliche Ausdehnung be- 

 saßen, so kann für die letztere Beziehung kein Zahlen- 

 wert angegeben werden. Da die in Explosionszylin- 

 dern oder Gasmaschinen auftretenden Flammen eine 

 sehr bedeutende seitliche Ausdehnung besitzen, und 

 die Gasdichte daselbst 20- bis 30 mal größer ist als in 

 den gewöhnlichen Flammengasen, sind die bezüglich 

 der Durchlässigkeit in letzteren gewonnenen Resultate 

 auf die Maschinen nicht übertragbar. 



Die Abhängigkeit der Strahlung von der Dichte 

 wird in erster Annäherung wohl die sein, daß die 

 Strahlungsfähigkeit eines Gases bei konstanter Tem- 

 peratur seiner Dichte proportional ist. Es wäre daher 

 zu erwarten, daß eine Dichteänderung bei konstanter 

 Masse die gesamte Emission oder Absorption des 



