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Naturwissenschaftliche Wochensclirift. 



Nr. 13. 



Die Oberflächenspannung und die Adhäsionserscheinungen der Flüssigkeiten 

 in ihrer Abhängigkeit vom specifischen Gewicht. 



Von Dl-. Karl Fr 



(Schill 



Nach diesen Zwischenerörteningen wollen wir uns 

 der Betrachtung einiger anderer Versuche zuwenden, 

 welche uns Aufschluss über die Abhängigkeit der Ad- 

 iiäsionserscheinungen vom specifischen Gewichte ver- 

 schaffen Ijönnen. 



Fragen wir uns zunächst: Wie muss sich eine ge- 

 wisse Menge einer Flüssigkeit verhalten, die sich inmitten 

 einer anderen Flüssigkeit oder eines Gases aufhält? — 

 Es ist klar, dass in diesem Falle die Druck Verhältnisse 

 an allen Punkten der Oberfläche der in Frage stehenden 

 Flüssigkeitsmenge dieselben sind und daher die Ober- 

 fläch en-spannung und die durch diese bedingte Krümmung 

 der Oberfläche allseits die gleiche ist; die Flüssigkeits- 

 menge muss daher mehr oder minder vollkommene Kugel- 

 gestalt oder: Tropfenform annehmen. Dies zeigt sich 

 denn auch, wenn man kleine Flüs.sigkeitsmengen (nur so 

 gross, dass sie noch vollen Zusammenhang behalten) in 

 Gasen oder specifisch leichteren Flüssigkeiten fallen lässt, 

 oder wenn man z. B. ein längeres, mit Oel gefülltes Rohr 

 in ein Gefäss mit Wasser eintaucht, so dass das Oel aus 

 der unteren Oeffnung ausfliesst; dasselbe steigt dann in 

 dem Wasser gleichfalls in Kugelform in die Höhe. Wenn 

 nun aber ein solcher in einer specifisch leichteren Flüssig- 

 keit niederfallender Tropfen den festen Boden erieicht, 

 welcher die untere Grenze des ihn umgebenden Mittels 

 bildet, so sollte man denken, dass er nun, seinem grösseren 

 specifischen Gewicht folgend, auseinanderfliessen müsste, 

 um somit so viel wie möglich unter der leichteren Flüssig- 

 keit zu liegen. Statt dessen fand ich, dass die schwerere 

 Flüssigkeit höchstens in Gestalt einer Linse, meist sogar 

 einer Kugel auf dem Boden der leichteren liegen bleibt. 

 Eine Kugel bildete: Glycerin in Olivenöl und in Petroleum- 

 benzin; Wasser in Olivenöl; Olivenöl in Alkohol. Eine 

 zu Anfang entstehende Kugel, die sich zu einer Linse 

 abflachte, beobachtete ich an: Glycerin in Terpentinöl 

 und in Petroleum; Wasser in Petroleum und Petroleum- 

 benzin. Sogleich eine Linse entstand, wenn Glycerin in 

 Schwefeläther; Wasser in Terpentinöl getropft wurde. 



Mögen bei diesen Erscheinungen nun auch Zähig- 

 keits- und andere Verhältnisse mitsprechen, so scheint 

 doch ein Grund füi- dieselben auch der zu sein, dass die 

 niederfallende Flüssigkeit infolge des auf sie ausgeübten 

 stärkeren Aetherdrucks von selten der specifisch leich- 

 teren Flüssigkeit ihre nach aussen gewölbte Oberfläche 

 beizubehalten strebt. 



Bei den genannten Versuchen muss man es ver- 

 meiden, zwei Stofi'e auf ihr gegenseitiges Verhalten zu 

 prüfen, welche sich miteinander mischen oder ineinander 

 lösen oder die gar chemisch aufeinander einwirken. 



Denn in diesen Fällen spielen andere Beziehungen 

 der Stofie zu einander mit, die nicht allein von ihrer 

 specifischen Masse, sondern von ihrer besonderen physi- 

 kalischen oder chemischen Konstitution bedingt werden. 



Im Anschluss an die eben beschriebenen Versuche 

 sei noch der folgende erwähnt. Man bringe in ein Ge- 

 fäss zunächst Quecksilber und -darüber Wasser; durch 

 letzteres lasse man einen Quecksilber-Tropfen fallen. 

 Wenn derselbe die Oberfläche der Quecksilber-Unterlage 

 erreicht, so zerfliesst er nicht, wie man vielleicht denken 

 sollte, vereinigt sich nicht mit der grossen Masse des 

 Quecksilbers ; vielmehr bleibt ei- als Kugel auf der Queck- 



iedr. Jordan. 



SS.) 



silber-Oberfläehe liegen. Diese Erscheinung kann man 

 meiner Meinung nach nicht etwa durch Berufung auf die 

 Zähigkeit des Quecksilbers erklären; der einzig annehm- 

 bare Grund für dieselbe scheint mir vielmehr der zu sein, 

 dass der sehr bedeutend stärkere Aetherdruck des zwischen 

 Quecksilber-Unterlage und Quecksilber-Tropfen befind- 

 lichen Wassers ein Abflachen der Oberfläche des Tropfens 

 und damit das Auseinanderfliessen desselben und seine 

 Vereinigung mit der Quecksilber-Unterlage verhindert. 



Bringt man, entgegen den angegebenen Versuchen, 

 eine kleine Menge einer Flüssigkeit auf die Oberfläche 

 einer specifisch schwereren Flüssigkeit, so verbleibt 

 dieselbe in keinem Falle als eine mehr oder minder eng 

 umschriebene Linse schwimmend auf dieser Flüssigkeits- 

 oberfläche, sondern sie breitet sich — oft erheblich weit 

 — auf ihr aus. 



So bildet in einem Glasgefäss von massigem Durch- 

 messer: Olivenöl auf Wasser eine flache Linse, auf 

 Glj'cerin eine flache Scheibe; eine mehr oder minder 

 flache Scheibe bildet auch: Terpentinöl auf Wasser; 

 Petroleum auf Wasser. Eine äusserst dünne, weit aus- 

 gebreitete Fläche wird gebildet von: Terpentinöl auf 

 Glycerin; Alkohol auf Olivenöl; Petroleum auf Glycerin; 

 Schwefeläther auf Glycerin; Petroleumbenzin auf Glycerin 

 und auf Wasser. 



Wie ist dies zu erklären? 



Fragen wir uns, wie sich überhaupt eine kleine 

 Menge einer specifisch leichteren Flüssigkeit auf einer 

 specifisch schwereren verhalten kann! — Als wohl- 

 gebildete Kugel in die letztere um ein beträchtliches 

 Stück einsinken kann sie nicht, eben weil sie specifisch 

 leichter ist. Dann könnte sie vielleicht nach oben — 

 in die Luft — stärker gewölbt sein und nun nur so 

 weit einsinken, dass das Gewicht der verdrängten schwere- 

 ren Flüssigkeit gleich ihrem ganzen Gewichte ist. Ver- 

 hindert nun aber nicht die sogenannte Erdanziehung, die 

 ja alle Flüssigkeitsoberflächen wagerecht zu stellen sucht, 

 jene Hervorwülbung nach oben? 



Diese Frage kann keineswegs ohne weiteres bejaht 

 werden; denn träfe jenes zu, so müsste doch die „Erd- 

 anziehung" auch einen Tropfen Wasser oder Olivenöl 

 usw. auf einer specifisch schwereren festen (z. B. Glas-) 

 Oberfläche flach oder platt ziehen. 



Die richtige Erklärung der fraglichen Erscheinungen 

 scheint mir vielmehr folgende zu sein. 



Da der von der specifisch leichteren Flüs.sigkeit 

 ausgehende Aetherdruck grösser ist als derjenige der 

 specifisch schwereren, so strebt sich die letztere gegen 

 erstere überall, wo sie mit ihr in Berührung ist, vorzu- 

 wölben, während ihr die leichtere Flüssigkeit angepresst 

 wird. Es kann daher die leichtere Flüssigkeit nicht in 

 die schwerere eindringen oder einsinken, sondern sie muss 

 dieselbe in um so dünnerer Schicht und um so weiterer 

 Ausdehnung überziehen, je geringer ihr specifisches 

 Gewicht ist. Dies zeigen auch die oben angegebenen 

 Versuche, denn Olivenöl bildet z. B. auf Wasser eine 

 flache Linse, das leichtere Terpentinöl eine Scheibe, 

 ebenso — eine noch fiachere Scheibe — Petroleum, und 

 endlich bildet Petroleumbenzin eine dünne Fläche; ander- 

 seits bildet Olivenöl auf Wasser eine flache Linse, auf 

 dem specifisch schwereren Glycerin dagegen, zu dem es 



