Page - 202 - in Vorlesungen über Thermodynamik

Anwendungen auf spezielle Gleichgewichtszusta¨nde 202 Art das thermodynamische Gleichgewicht ist, das auf beiden Seiten einer Wand besteht fu¨r eine Gasart, welche die Wand durchdringen kann; fu¨r jede andere Gasart besteht natu¨rlich keine besondere Gleichgewichtsbedingung, da sich hierfu¨r die Wand wie eine gewo¨hnliche verha¨lt. Hier liefert nun die Erfahrung den einfachen Satz, daß jede Gasart, fu¨r welche eine Wand permeabel ist, sich dann auf beiden Seiten im Gleichgewicht befindet, wenn ihr Partialdruck (§18) auf beiden Seiten gleich ist, ganz unabha¨ngig von den u¨brigen auf beiden Seiten anwesenden Gasarten. Dieser Satz ist weder selbstversta¨ndlich noch notwendig bedingt durch das Vorhergehende, er leuchtet aber durch seine Einfachheit unmittelbar ein und hat sich auch in den allerdings wenig zahlreichen Fa¨llen, die eine direkte Pru¨fung gestatten, u¨berall besta¨tigt. Eine solche Pru¨fung, die zu einer augenfa¨lligen Folgerung fu¨hrt, la¨ßt sich z.B. folgendermaßen anstellen. Glu¨hendes Platinblech ist permeabel fu¨r Wasserstoff, dagegen impermeabel fu¨r atmospha¨rische Luft. Fu¨llt man also ein Gefa¨ß, dessen Wandung an einer Stelle aus Platinblech besteht, mit reinem Wasserstoff, etwa unter Atmospha¨rendruck, und schließt es dann vollkommen ab, so muß, wenn das Platinblech ins Glu¨hen gebracht wird, der innen befindliche Wasserstoff in die a¨ußere Luft, also entgegen dem Atmospha¨rendruck, hinausdiffundieren, und zwar offenbar so lange, bis er vollsta¨ndig aus dem Gefa¨ß entwichen ist. Da nun andrerseits die Luft nicht hineindringen kann, so wird schließlich das Gefa¨ß ga¨nzlich evakuiert sein.1 § 236. Wir wollen nun die besprochene Eigenschaft der semipermeablen Wa¨nde benutzen, um auf reversibelm Wege, in mo¨glichst einfacher Weise, die Bestandteile eines Gasgemisches voneinander zu trennen. Betrachten 1Diese Folgerung habe ich im Winter 1882/83 im physikalischen Institut der Universita¨t Mu¨nchen experimentell gepru¨ft und, soweit es die unvermeidlichen Abweichungen von den idealen Voraussetzungen erwarten ließen, besta¨tigt gefunden. Da u¨ber diesen Versuch bisher nichts vero¨ffentlicht wurde, so mag eine kurze Beschreibung hier Platz finden. Ein gerades Glasrohr von etwa 5mm lichtem Durchmesser, in der Mitte zu einem kleinen Ballon ausgebaucht, war am einen Ende mit einem Glashahn versehen; an das andere Ende war als Verla¨ngerung mit Siegellack angekittet ein 10cm langes Platinro¨hrchen, einerseits offen, andrerseits geschlossen. Mit der Quecksilberluftpumpe wurde die ganze Ro¨hre durch den Hahn evakuiert und mit Wasserstoff unter gewo¨hnlichem Druck gefu¨llt, hierauf der Hahn geschlossen und nun unter das geschlossene Ende des horizontal gelegten Platinro¨hrchens ein Bunsenbrenner gestellt, wodurch die das Rohr abschließende Platinkuppe ins Glu¨hen kam. Um das Siegellack nicht durch Erwa¨rmung zum Erweichen zu bringen, wurde die Lackstelle besta¨ndig von dem Strahl der Wasserleitung umspu¨lt. Nach etwa 4 Stunden wurde der Apparat abgenommen, auf Zimmertemperatur gebracht, und der Hahn unter Quecksilber geo¨ffnet. Das Quecksilber stieg rapid in die Ho¨he und fu¨llte die Ro¨hre fast ga¨nzlich aus, — ein Beweis, daß sie bis zu einem gewissen Grade evakuiert war.