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Aus dem Archiv der Deutschen Seewarte —* 1905 No. 2. —
Die Herleitung der äquivalenten Temperatur und ihr Zusammenhang mit. dem Wärmemaß.
Denkt man sich den Wassergehalt der Atmosphäre pro Kubikmeter bei der herrschenden Lufttempe
ratur t kondensiert und dann die in einem Kubikmeter enthaltene Luftmasse mitsamt dem jetzt flüssigen Wasser
(welches auch die Temperatur der Luft hat) auf 0° abgekühlt, so muß eine Wärmemenge entzogen werden,
die sich aus drei Teilkomponenten zusammensetzt, deren Herkunft im Folgenden dargelegt sei.
1) In dem Wasserdampfe der Luft ist diejenige Wärmemenge latent vorhanden, welche nötig war, um
das Wasser aus dem flüssigen in den dampfförmigen Agregatzustand überzuführen. Diese Wärmemenge ist,
wie Regnault gezeigt hat, eine Funktion der Temperatur, insofern, als die zum Verdampfen gleicher
Wassermassen erforderlichen Wärmemengen um so kleiner sind, je höher die Temperaturen liegen, bei denen
die Verdampfung stattfindet. Wird nun eine Wassermasse hei t° verdampft, und der Dampf hei eben dieser
Temperatur t hernach wieder kondensiert, so wird die zum Verdampfen erforderlich gewesene, an den Dampf
gebundene Wärmemenge wieder frei. Diese Wärmemenge nun, welche die auf f erwärmte Flüssigkeit in
gesättigten Dampf verwandelt, nennt man die totale Verdampfungswärme. Sie ist von Regnanlt in
einer empirischen Formel angegeben
r = 606.5 — 0.695 t.
Diese Wärmemenge in gr—Kal. würde also für jedes gr des im Kubikmeter enthaltenen kondensierten Wasser
dampfes frei werden. Da dem Dunstdruck e mm ein Wasserdampfgehalt von /Grammen pro Kubikmeter
entspricht, so würde einer Kondensation dieser / Gramme Wasserdampf hei der herrschenden Lufttemperatur t
eine Wärmeabgabe von
(606.5—0.6951) f gr — Kal. oder (606.5 kg—Kal.
entsprechen.
2) Die hier beschriebenen Vorgänge finden bei der Temperatur t statt. Legt man nun allen Betrach
tungen die Temperatur 0° zu Grunde, d. h. sucht man fürs erste die Wärmemenge zu ermitteln, welche das
in einem Kubikmeter Luft enthaltene Kondensationswasser bei der Abkühlung auf 0° abgibt, so ist folgende
Erwägung zweckmäßig: Da die spezifische Wärme des Wassers = 1 ist, (Volumenkapazität = Gewichts
kapazität = 1) sind zur Erwärmung von / Grammen Wasser um t. t Kal. nötig, f.t nennt man die
Eliissigkeitswärme, und diese bedeutet jene Wärmemenge, welche erforderlich ist, um/gr Wasser von
0° zur Verdampfungstemperatur t zu erwärmen. Aber auch umgekehrt gibt eine Wassermasse von / gr
und t° Temperatur /. t gr —Kal. ah, wenn sie auf 0® abgekühlt wird. /. t ist mithin auch die Wärmemenge,
welche bei der Abkühlung der / gr Kondensationswasser frei wird.
Die Summe der totalen Verdampfungswärme und der Flüssigkeitswärme nennt man nach Regnault
Gesamtwärme des Dampfes und versteht also darunter die ganze Wärmemenge, welche nötig ist, um
1 gr Wasser von 0° bei konstantem Druck in Dampf von der Temperatur t zu verwandeln.
— 606.5 + 0.305 t\ für / Gramm also: f. ).t — (606.5 + 0.305 t)./ gr —Kal.
3) Neben diesen beiden Wärmemengen, deren Herkunft an das Vorhandensein des Wassers geknüpft
ist, kommt noch eine dritte Wärmequelle in Frage, welche von der Abkühlung der Luftmasse selbst herrührt.
Die spezifische Wärme der Luft hei konstantem Druck ist 0.2375. Weil nun die Luftmasse im Kubikmeter
hei f und b mm Barometerstand
b . a (g 0 = 1.293)
Qb.t — Go lja + t) (a = 273)
beträgt, wobei (>„ auf 0° und b 0 auf 760 mm bezogen ist, werden bei der Abkühlung dieser Luftmasse von
f auf 0° frei:
, Qo ' h \\- • 0.2375 . t kg—Kal.
K ■ (« + i)
Im ganzen werden also bei der Abkühlung eines Kubikmeters Luft mitsamt dem in ihm enthaltenen
Wasser folgende kg — Kal. frei, wobei lt = 606.5 + 0.305 t die Gesamtwärme des Dampfes bei t° bedeutet.
Für = latenten Wärmegehalt und Q L = freien Wärmegehalt ist (nach Herrn v. Bezold):
n. 0.2375./ f.h
b 0 (a + t) + 1000
kg—Kal.
Q — Qi + Qi