Kaelter als Eis - Absoluter Nullpunkt

IN JEDES HAUS GEHÖRT DIESES WERK das ist das überzeugende Urteil von Presse und Rundfunk über d i e g r o ß e , spannend geschriebene Weltgeschichte „ B i l d der Jahrh u n d e r t e " des Münchner Historikers O t t o Zierer. Von ungeheurer Dramatik sind die Bände dieses n e u a r t i g e n , erregenden Geschichtswerkes erfüllt. Hier sind nicht, wie in Lehrbüchern alter A r t , die historischen Ereignisse mit trockener Sachlichkeit a n e i n a n d e r g e r e i h t : d i e Vergangenheit w i r d vor dem Auge des Lesers in kulturgeschichtlichen Bildern zu neuem Leben erweckt. Menschen w i e Du und ich schreiten über d i e wechselnde Bühne der Geschichte und lasser» den A b l a u f der Jahrhunderte, das Schauspiel vom Schicksal der Menschheit, ergriffen m i t e r l e b e n . Zierers „ B i l d der Jahrhunderte" ist ein W e r k für d i e Menschen unserer Z e i t , für d i e Erwachsenen w i e für die Jugend. DER

KAUF

LEICHT

G E M A C H T . . .

„Schüler, deren Eltern das Bild der Jahrhunderte zu Hause h a b e n , sind d i e besten Geschichtskenner in meinen Klassen", schreibt ein bekannter Erzieher. Der V e r l a g hat d i e Beschaffung der Bücherreihe leicht gemacht. Um jeder Familie den Kauf dieses prächtig ausgestatteten Standardwerkes zu ermöglichen, w e r d e n günstige Zahlungserleichterungen eingeräumt. Das „ B i l d der Jahrhunderte" kann auf Wunsch bei s o f o r t i g e r Lieferung ohne Anzahlung gegen zwanzig Monatsraten e r w o r b e n w e r d e n : DM 10,90 für die RotleinenA u s g a b e , DM 13,75 für d i e Lux-Luxus-Ausgabe. Das W e r k besteht aus z w a n z i g D o p p e l b ä n d e n , dem Band 41/44 und dem Historischen Lexikon; es umfaßt rund 8000 Seiten. 189 ausgewählte Kunstdruckt a f e l n , 500 Lexikonbilder und 124 historische Karten ergänzen den Text. Jeder Band enthält A n m e r k u n g e n , ausführliche Begriffserklärungen und Z e i t t a f e l n .

SCHREIBEN

SIE

UNS

N O C H

HEUTE

oder wenden Sie sich an Ihre Buchhandlung! Sie erhalten sofort kostenlos einen ausführlichen Prospekt mit den genauen Bezugsbedingungen und Besprechungen der einzelnen Bände.

VERLAG

SEBASTIAN

LUX

MURNAU • M Ö N C H E N • INNSBRUCK • ÖLTEN (SCHWEIZ)

KLEINE

BIBLIOTHEK

DES

WISSENS

LUX-LESEBOGEN NATUR-

UND

KU LT U R K U N D LI C H E

HEFTE

GUSTAV BÜSCHER

Kälter als Eis Probleme um tiefste Temperaturen

2066 digitalisiert von Manni Hesse

VERLAG

SEBASTIAN

LUX

MURNAU • M Ü N C H E N • I N N S B R U C K • ÖLTEN

VW arme ist viel leichter zu haben als Kälte. Ein Feuer kann entzündet werden — der Kühle aber muß man auf Bergeshöhe oder in Erdhöhlen und Kellergewölben nachlaufen, oder man muß auf sie warten, bis sie da ist, und auch dann läßt sie sich nicht halten und vergeht wieder, während man ein Feuer, wärmender als die größte Sommersonnenhitze, spielend leicht beliebig lange unterhalten kann!" Der englische Naturforscher Francis Bacon, der vor 300 Jahren diese Gedanken in seinem Werk „Sylva Sylvarum" niederschrieb, sah noch keinen Weg, wie man Kälte dem Menschen ebenso leicht zugänglich machen könnte wie Wärme, und so war er über die zitierte, mehr oder weniger melancholisclie Feststellung nicht hinaus gekommen. Erst der modernen Wissenschaft ist es gelungen, das Problem der künstlichen Kälte in befriedigender Weise zu lösen. Aber es geschah, verglichen mit anderen Errungenschaften der neuzeitlichen Forschung, verhältnismäßig spät. Der Grund ist leicht einzusehen; schon Bacon deutete ihn in seinen Überlegungen an: „Unter die normale Temperatur der Umgebung herunterzugehen, das ist ein unnatürlicher Vorgang. Ihn zu verstehen, bedarf es eines gründlich geschulten Geistes, ihn zu verwirklichen, eines wissenschaftlich genau arbeitenden Verstandes; ihn zu meistern, mehr als der Phantasie eines kühnen Versuchskünstlers." Es gibt tatsächlich nur wenige technische Gebiete, auf denen der praktisdxen Verwirklichung so sehr die wissenschaftliche Forscherarbeit vorausgehen muß, wie auf dem Gebiet der Kältetechnik; hier ist einem gefühlsmäßig schaffenden „Versuchskünstler" nur wenig Baum gelassen. Was ist Wärme? Was ist Kälte? Wo hört die Wärme auf, und wo beginnt die Kälte? Die Physiker haben vor langer Zeit zwischen dem Bereich der Wärme und dem Gebiet der Kälte eine Grenze gezogen. Sie liegt an dem Punkt, wo das Wasser zu frieren beginnt, bei 0 Grad Celsius. Eine Grenze mußte gezogen werden, um für das praktische Leben und lange Zeit auch für die Verständigung der Forscher untereinander einige Ordnung zu schaffen. Aber diese Null-Grad-Grenze ist ganz willkürlich, 2

denn das Kälte- und Wärmeempfinden ist durchaus verschieden. Der Arktisforscher, der auf einer Eismeerscholle die grimmigen Temperaturen von 40, 45, ja 50 Grad unter Null erleben muß, empfindet im nahenden Frühling Kältegrade von —10 oder 15 Grad regelrecht als Wärme. Die Großmutter friert bei 18 Grad Zimmertemperatur; der heimkehrende Skifahrer aber, der zu ihr in die Stube tritt, wundert sich: „Kinder, habt ihr eine Hitze hier!" Für die Männer in den modernen Kältelaboratorien gibt es merkwürdigerweise Kälte überhaupt nicht mehr, sie denken und arbeiten nur noch in Wärmegraden. Auf Grund theoretischer Überlegungen wurde nämlich vor rund 100 Jahren ein ganz neuer Nullpunkt festgelegt, der, in Celsiusgraden gemessen, bei rund —273,2 Grad liegt. Diese Temperatur kann nie unterschritten werden, das haben Berechnungen überzeugend bewiesen. Oberhalb des „Absoluten Nullpunktes", wie man den Endpunkt bezeichnet, gibt es nur PlusTemperaturen, also nur Wärme; der Angabe „—272,2 Grad Celsius" entspricht danach in der Sprache der Wissenschaft 1 Grad absoluter Wärme oder 1 Grad Kelvin (1°K). Lord Kelvin war es nämlich, der im Jahre 1852 die „Absolute Temperaturskala" aufgestellt hatte. Doch kann man in der Praxis des täglichen Lebens bei den allgemein gebräuchlichen Begriffen von Wärme und Kälte und bei Plus- und Minustemperaturen bleiben, und unsere Thermometer werden auch weiterhin auf diese Grade geeicht.

Von Eisschränken und Weinkühlern Daß man Kälte künstlich hervorrufen kann, ist jedem geläufig; welche Verfahren man dabei anwendet, wissen manche; welche physikalischen Vorgänge sich dabei abspielen, ist aber den wenigsten bekannt. Würde man den Mann an der Speiseeismaschine, der aus tiefen Gefäßen das herrlichste Fruchteis hervorholt, befragen, so würde er wohl achselzuckend antworten: „Jedenfalls funktioniert die Geschichte." Ebensowenig wird die Hausfrau über das Geschehen im elektrischen Kühlschrank unterrichtet sein, — und wer wollte ihr das verübeln? Sie wird nicht einmal wissen, warum der ganz gewöhnliche Eisschrank die eingebrachten Lebensmittel kühlt. Hauptsache, er tut's! Weshalb sollte sich auch jemand beim Glas Wein Gedanken darüber machen, warum das Eis im Weinkühler das prickelnde Getränk auf der so angenehm empfundenen kühlen

3

Temperatur hält? Und doch ist es reizvoll, selbst bei Genüssen, die man gern ohne Nachdenken hinnimmt, den Dingen ein wenig auf den Grund zu gehen. Mit dem gewöhnlichen „Eisschrank" — oder wem es besser paßt, mit dem Weinkühler — verhält es sich so: Das Eis befindet sich in dem Kühlbehälter und schmilzt. Das heißt aber, daß das Gefüge der Eismoleküle gelockert wird, und das ist eine Arbeit, die ohne Energieaufwand nicht vor sich gehen kann. Diese Energie entzieht das Eis dem Wärmevorrat seiner Umgebung. Wärmeentziehen ist aber dasselbe wie Kälteerzeugen. Die Flasche, die vorher vielleicht noch eine Temperatur von 20 Grad Celsius hatte, gibt dem im Schmelzprozeß befindlichen Eis von der in ihr steckenden Wärme ab. Es ist also nicht so, wie es sich die meisten vorstellen, daß das Eis Kälte in den Innenraum des Eisschrankes und an die darin aufbewahrten Lebensmittel strahlt, oder daß es im Kühler die Flasche kühlt, nein: es entzieht während des Schmelzens seiner Umgebung Wärme! Man kann den Inhalt einer Flasche auch dadurch kühl halten, daß man ein feuchtes Tuch um die Flasche legt. Was sich hier abspielt, ist ebenso einfach zu erklären: das Wasser verdunstet. Die für den Verdunstungsprozeß benötigte Wärme wird wieder der Umgebung entzogen. Die Flasche kühlt ab. Die gleiche Abkühlung empfinden wir, wenn wir uns abbrausen oder die Hände anfeuchten.

, Dampf — Wasser — Eis Wir kennen Wasser in verschiedenen „Zuständen": im festen Zustand als Eis, im flüssigen als normales Wasser, im gasförmigen als Dunst und Dampf. Der Physiker spricht von den drei „Aggregatzuständen". Um von einem Zustand in den anderen hinüberzuwechseln — vom Eis durch Schmelzen zum Wasser, vom Wasser durch Verdunsten oder Verdampfen zum Dampf —, ist stets Wärmeenergie erforderlich; die Umgebung muß die benötigte Wärme liefern und kühlt sich entsprechend ab. Verläuft der Vorgang in umgekehrter Richtung, so wird die hereingenommene Wärme wieder abgegeben. Aber es dünkt uns zunächst doch merkwürdig, daß beim Übergang von Wasser zu Eis, beim Wassergefrieren also, oder beim Übergang aus dem dampfförmigen Zustand in den flüssigen, beim Kondensieren, Wärme abgegeben wird. Auch bei der Lösung eines Stoffes in einer Flüssigkeit wird der Aggregatzustand verändert, und es treten interessante Temperatur4

Die drei Aggregatzustände des Wassers

erscheinungen auf, die in vielen Kältemaschinen ausgenutzt werden. Stellen wir an einem klaren Wintertag ein Gefäß mit r e i n e m Wasser und ein zweites Gefäß mit Wasser, in dem eine Handvoll Salz gelöst ist, vor das Fenster, so werden wir beobachten, daß das reine Wasser viel früher zu Eis erstarrt als die Salzlösung — eine Tatsache, die mit einer Veränderung in der Beweglichkeit der Wassermoleküle durch das Hinzutreten der Salzmoleküle zu erklären ist. Allgemein gefrieren Lösungen bei niedrigeren Temperaturen als die reinen Flüssigkeiten selbst. Wie jeder Schmelz- und jeder Verdampfungs- oder Vergasungsvorgang ist nun auch der Lösungsvorgang mit einem inneren Energieaufwand verbunden: E,s^ wird Wärme verbraucht. Wird also Salz in Wasser gegeben, so sinkt die Temperatur der Umgebung, solange das Salz sich auflöst. Wird Salz in eine eingeschneite Weichenanlage gestreut, so löst sich das Salz in der Schneemasse auf, es entsteht Salzwasser — eine Lösung, deren Gefrierpunkt niedriger liegt als der des reinen Schnees. Auf diese Weise geschmolzener Schnee zwischen den Weichen wird also 5

so schnell nicht wieder gefrieren. Dabei ist es in der Umgebung des schmelzenden Schnees kälter als bei einer trockenen Schneemasse. Diese Tatsache nutzt man aus, um mit einfachen Eismaschinen verhältnismäßig niedrige Temperaturen zu erreichen. Man mischt feingestoßenes Eis und Kochsalz in einem Gefäß, in das man ein kleineres stellt. Der kleine Behälter enthält alle die würzigen Zutaten, aus denen später die Eisspeise werden soll. Während die Eis-Kochsalz-Mischung im äußeren Gefäß schmilzt und sich das Salz löst, entzieht sie der Umgebung, also der Eisspeise im inneren Behälter, Wärme; die flüssige Eisspeise wird dadurch allmählich zur Eisbombe. Durch das Mischen von Schnee oder Eisstückchen mit gleichen Teilen Kochsalz kommt man auf Temperaturen bis zu —20 Grad Celsius; mischt man Schnee und Pottasche — ein weißes, in Wasser leicht lösliches Salz — im Verhältnis 3 zu 4, so gelangt man sogar bis auf die „sibirische" Kälte von 46 Grad Celsius. In der Kältetechnik ist auch der Druck, unter dem ein Stoff steht, entscheidend für sein Verhalten bei der Erwärmung und beim Gefrieren. Um das zu verstehen, müssen wir die Bewegung der Moleküle näher in den Kreis unserer Betrachtung ziehen; auch die bisher beschriebenen Vorgänge werden uns dadurch erst recht begreiflich. Die kleinsten Teilchen eines Stoffes, die Moleküle, befinden sich stets in Bewegung. Da die Moleküle winzige Durchmesser von millionstel Millimeter haben, können wir ihre Bewegungen nicht sehen. Wird die Bewegung durch Zuführung von Energie, etwa durch Erhitzung, beschleunigt, so sagen wir, der Körper erwärmt sich; wird sie verlangsamt, so kühlt der Körper ab. Temperatur und Molekülbewegung sind zwei Worte für ein und dieselbe Erscheinung. Bei einer Flüssigkeit kann die Bewegung so groß werden, daß die äußersten Moleküle die Oberfläche, die durch ihre Spannung an sich eine erhebliche Sperre darstellt, durchbrechen und nach außen entweichen: Die Flüssigkeit verdunstet. Erfaßt die verstärkte Bewegung das gesamte Volumen der Flüssigkeit, so kommt sie ins Wallen und verwandelt sich in Dampf: sie siedet. Je mehr Hitze zugeführt wird, um so schneller geht das Sieden, die Verdampfung, vor sich. Wasser läßt sich bei normalem Luftdruck (rd. 760 mm Quecksilbersäule) niemals über 100 ° erwärmen. Alle zugeführte Wärmeenergie über 100 °C hinaus wird nicht mehr zur weiteren Erhitzung, sondern nur noch zur Leistung der Verdampfungsarbeit verwandt. Das Entweichen der Wassermoleküle aus der Flüssigkeit, das Verdampfen, geht um so leichter vor sich, je geringer der auf der 6

Wasseroberfläche lastende Druck ist. Das ist ohne weiteres zu verstehen, weil die entweichenden Moleküle einem geringeren Widerstand begegnen. Deshalb verändert sich der Siedepunkt, wenn sich der Druck verändert. Wir können das für Wasser nachprüfen, wenn wir uns mit der Bergbahn etwa in eine Höhe von 3000 m begeben, hier unter dem Kochtopf ein Feuer entzünden, ein Thermometer in das Wasser stecken und ablesen, bei welcher Temperatur der Siedepunkt erreicht ist. Wir stellen fest: In 3000 m Höhe (rd. 540 mm) siedet Wasser schon bei 80 Grad Celsius. Fraglos ist der

bei einem Barometerstand von:

Ho mm (normal)

5*o

mm

Zoo mm

1oo mm

Siedepunkte des Wassers bei verschiedenen Barometerständen

geringere Druck, der in Bergeshöhe auf dem Wasser lastet, für den früheren Übergang des Wassers aus dem flüssigen in den gasförmigen Zustand verantwortlich zu machen. Steht uns ein Flugzeug zur Verfügung und steigen wir bis zu 10 000 m Höhe (rd. 200 mm), so zeigt sich, daß die Siedetemperatur in dieser großen Höhe noch geringer ist; sie liegt bei 65 Grad, in 20 000 m Höhe (rd. 100 mm) bei 50 Grad. Bei 32 mm Quecksilbersäule kocht das Wasser bereits bei 30 Grad Celsius! Ebenso verschiebt sich der Siedepunkt aber auch, wenn man den Druck, der auf einer Flüssigkeit ruht, erhöht. Ohne weiteres dürfen wir annehmen, daß er nach oben rückt, sank er doch bei fallendem Luftdruck. Bei doppeltem Luftdruck, also bei 2 Atmosphären, siedet Wasser erst bei 121 Grad, bei 3 Atmosphären kocht es bei 134 Grad, bei 5 Atmosphären klettert der Siedepunkt auf 152 Grad hinauf.

Ein Schnitt ohne Wirkung Wie aber steht er mit dem Gefrierpunkt? Wir haben recht, wenn wir nach dem bisher Gesagten meinen, daß auch er sich bei einer Veränderung des Druckes verschieben wird. Stellen wir uns vor, ein Eisblock, wie er aus der Eisfabrik kommt, liege rechts und links unterstützt auf zwei Holzböcken. Den Eisblock können wir in der Mitte durchtrennen, ohne daß der Block nach vollendetem Schnitt in zwei Teile auseinanderfällt. Um dieses Zauberstückchen vorzuführen, nehmen wir einen Stahldraht, schlingen ihn um den Eisblock und befestigen an den unten zusammengeführten Enden ein Gewicht Zauberei mit einem Eisblock einigen Kilogramm. von Langsam schneidet sich der Draht in das feste Eis ein, tiefer und tiefer, bis er ganz hindurch ist. Das Gewicht wird auf den Boden poltern, der Eisblock aber wird unversehrt bleiben. Der gespannte Draht übt nämlich auf die Schnittstelle im Eis einen Druck aus. Die dabei geleistete Arbeit setzt sich in Wärme um, weil die Abwärtsbewegung des Drahtes die gegen ihn stoßenden Moleküle 8

beschleunigt. An der Druckstelle verflüssigt sich das Eis. Der Draht sinkt ein. Sobald der Druck nicht mehr wirkt, bewegen sich die Moleküle wieder mit durchschnittlicher Geschwindigkeit, das Schmelzwasser gefriert wieder. Bei verändertem Druck verschiebt sich also nicht nur der Siedepunkt eines Stoffes, sondern auch der Gefrier- bzw. Schmelzpunkt.

Kälte unter Druck und Kälte durch Hitze Kühlschränke sind in den heißen Kulturländern, in denen die Wärme allem Lebendigen oft ohne Unterbrechung recht unangenehm zusetzt, fast zum Symbol des Lebensstandards geworden. Die kleinen Kühlmaschinen verdienen diese Wertschätzung durchaus. Nicht nur wegen ihrer Nützlichkeit in den Haushaltungen, sondern ebensosehr wegen des verblüffenden technisch-physikalischen Prinzips, das in ihnen verwirklicht ist. Die Abbildung zeigt auf den ersten Blick, wie wenig kompliziert die Einrichtung ist. Hier ist der Querschnitt eines Kompressions-Kühlschranks gezeichnet, in dem einige interessante Naturvorgänge geschickt für Kühlzwecke ausgenutzt sind. Der Name Kompressions-Kühlschrank besagt, daß hier etwas komprimiert, zusammengedrückt und entsprechend auch wieder entspannt wird. Die Kompression erfolgt in dem Zylinder links auf dem Bilde, in dem ein Kolben auf und ab bewegt werden kann. Vom oberen Teil des Zylinders geht eine Leitung aus, sie ist mit Kühlrippen versehen; die Leitung wird durch ein Ventil unterbrochen, das eine starke Feder verschlossen hält. Bis hierher befindet sich die Einrichtung außerhalb des eigentlichen Kühlschrankraumes, der in der rechten Hälfte der Zeichnung in seinen Umrissen angedeutet ist. Die Leitung tritt durch die isolierte Wand in das Schrankinnere ein und mündet hier zunächst in den unteren Teil eines Behälters. Von dem oberen Teil des Behälters geht wieder ein Leitungsrohr aus; das Rohr windet sich in Schlangen abwärts durch den Kühlraum, verläßt dann den Schrank und führt zur Kompressionspumpe zurück. Im Zylinder und in der angeschlossenen Rohrleitung befindet sich ein bei normaler Temperatur gasförmiges Kältemittel; man verwendet z. B. Ammoniak, Sdiwefeldioxvd oder Kohlensäure oder auch Frigen, ein organisdies Produkt. Der Kolben im Zylinder bewegt sich aufwärts: das im oberen Teil des Zylinders und in der anschließenden Leitung befindliche Kältemittel wird dadurch komprimiert und wie die Luft in einer Luftpumpe leider 9

auch erwärmt. Das Ventil bleibt so lange geschlossen, bis der Druck so groß geworden ist, daß er die Federkraft überwinden kann. Das ist gegen Ende der Aufwärtsbewegung des Kolbens der Fall. Es wäre natürlich sehr unerwünscht, wenn jetzt die Wärme, die sich bei der starken Zusammenpressung des Kältemittels ergeben hat, in den Kühlschrank einstrahlte. Die Kühlrippen rings um das Leitungsrohr sorgen deshalb schnell für Wärmeabfuhr. Im gebrauchsfertigen Kompressionskühlschrank ist überdies ein Ventilator einZug

'/////////////////////////////ZV.

Prinzip des Kompressions-Kühlschrankes

gebaut, der einen Luftstrom über das Rohr mit den Kühlrippen bläst. Durch die Abkühlung kondensiert das Kältemittel, es wird flüssig und ergießt sich in den Behälter im Kühlschrank. Während nun im oberen Zylinderteil ein Überdruck auftritt, erfolgt mit dem gleichen Kolbenzug im unteren Zylinderteil und in der hier angeschlossenen Rohrleitung ein Unterdrück: Das flüssige Kältemittel im Gefäß beginnt zu verdampfen. Dabei wird der Umgebung des Gefäßes, also dem Kühlraum und den darin aufbewahrten Lebensmitteln, Wärme entzogen. Der Kühlzweck ist erreicht. Nun senkt sich der Kolben im Zylinder wieder, und während er sich abwärts bewegt, öffnet sich ein zweites, bisher verschlossenes Ventil, das im Kolben selbst sitzt: durch dieses Ventil erfolgt Druckausgleich in beiden Zylinderhälften. Erst beim Wiedereinsetzen der 10

Kolbenaufwärtsbewegung schließt sich das Kolbenventil, und das oben beschriebene Spiel beginnt von neuem. Die Kolbenbewegung besorgt ein Elektromotor, so daß dauernd Kälte „erzeugt" wird. Regeleinrichtungen schalten die Maschine selbständig aus, wenn eine genügende Temperaturtiefe erreicht ist. Eine andere Gruppe von Kühlschränken arbeitet nach dem „Absorptionsverfahren"-. In solchen Anlagen wird etwas „absorbiert", d. h. aufgesaugt. Jeder weiß aus Erfahrung, daß offenstehendes Salz Feuchtigkeit anzieht: es „absorbiert" Wasser und wird feucht. Will man die Feuchtigkeit wieder austreiben, so muß das Salz erhitzt werden; dabei verdampft das vorher absorbierte Wasser. Im Absorptionskühlschrank wird diese Eigenschaft ausgewertet (siehe Umschlagbild). Man verwendet Chlorkalzium, ein Salz, das Feuchtigkeit besonders stark anzieht. Eine Heizeinrichtung, die an das Starkstromnetz (Elektrischer Kühlschrank) oder an die Gasleitung angeschlossen wird (Gaskühlschrank), gestattet es, das Salzgefäß zu erhitzen; es wird deshalb „Kocher" genannt. Auch hier ist ein Rohr mit Kühlrippen angeschlossen, das die Hitze wieder wegnimmt. Abgekühlt tritt nun das Rohr in den Kühlraum, bis in ein Verdampfungsgefäß, das ein flüssig gewordenes Kältemittel, z. B, Ammoniak, enthält. Es verdampft sehr schnell. Die zum Verdampfen erforderliche Wärmemenge aber wird der Umgebung entzogen. Es wird kühl im Schrank. Die Dämpfe steigen auf und werden vom Chlorkalzium im Kocher aufgesaugt. Wird das Chlorkalzium erhitzt, so kann das Ammoniak wieder entweichen. Auf dem Wege zum Verdampfungsgefäß kühlen die entweichenden Ammoniakdämpfe ab, verflüssigen sich und setzen sich ab. Sobald

Prinzip einer Gegenstrom-Anlage 11

der Heizvorgang unterbrochen wird, setzt der Verdampfungsvorgang wieder ein. Wieder wird Kälte erzeugt, wieder werden die Dämpfe im Kocher absorbiert und durch Erhitzen wieder ausgetrieben. So setzt sich der Kreislauf fort. Für das periodisch erfolgende Erhitzen sorgt eine selbsttätig arbeitende Einrichtung. Im Absorptionskühlschrank geht also etwas vor sich, was geradezu widersinnig erscheint: Es wird geheizt, um zu kühlen. Bei größeren Kühlanlagen genügt die Abkühlung der „ausgekochten" Ammoniakgase durch Kühlrippen nicht. Hier wird die entwickelte Wärme durch einen Kühlwasserumlauf herabgesetzt. Das Kühlwasser strömt dabei stets dem Fluß des Kältemittels entgegen. Dieses „Gegenstromprinzip" bietet den Vorteil, daß das kälteste Wasser nicht sofort mit dem heißesten Teil der Anlage in Verbindung kommt und sich nicht gleich zu Beginn schon stark erwärmt; es muß vielmehr zunächst die bereits vorgekühlten Leitungsteile umspülen.

Förderer der Kältetechnik: Bierbrauer Im Ehrenhof von Jakobsens Musterbrauerei in Kopenhagen steht ; ein Bronzerelief Carl von Lindes, zur Erinnerung an einen der I „vier Hauptförderer der Bierbrauerei". Linde befindet sich hier in Gesellschaft von Gabriel Sedlmayr, Pasteur und Hansen. Es mag den beschlagenen Historikern der edlen Bierbraukunst überlassen bleiben, ob sie diese eigenwillige Verteilung des Lorbeers, wie sie I der Däne Jakobsen vorgenommen hat, billigen wollen oder nicht. Sicher ist jedenfalls, daß die Bierbrauer allen Grund haben, sich der Verdienste dieses Mannes dankbar zu erinnern. Carl v. Linde (1842 bis 1934), Ingenieur, Forscher, Lehrer und Industrieller war nicht nur der Erfinder der Kompressions-Kältemaschine mit Ammoniak als Kältemittel, die bald in den Brauereien Eingang fand, sondern auch der Bahnbrecher in die Begionen der tiefsten Temperaturen. Doch das Gefühl der Dankbarkeit war beiderseitig. Auch Linde hat sich sein Leben lang gern und dankbar der großen Hilfe erinnert, die ihm die Bierbrauer bei der Entwicklung seiner Kältemaschinen geleistet haben. Voran Gabriel Sedlmayr, der Besitzer einer großen Münchener Brauerei. Er hörte auf einem Umweg von Lindes Erfindung. Ein Brauer aus Triest hatte im Gärkeller wegen der feuchtwarmen Atmosphäre Schwierigkeiten und war an Linde verwiesen worden, der gerade in einem Fachblatt eine Abhandlung über „Verbesserte Eis- und Kühlmaschinen" veröffentlicht 12

Z entscll \?" V lossen kam der verzweifelte Bierbrauer nach München und fragte Linde, ob er nicht bereit sei, auf Grund seiner Vorschlage eine Kältemaschine für Triest ausführen zu lassen.^ Das Angebot konnte Linde schon reizen, dennoch sagte er „nein". Es sei nicht zu erwarten, so erklärte er, daß man sofort eine auch wirklich funktionierende Ausführung zustande brächte; vielmehr müsse man mit einem mehr oder weniger langen Versuchsstadium rechnen, und solche Versuche im praktischen Betrieb könnte er zunächst nur in München durchführen.

So kam man auf den Gedanken, Sedlmayr ins Vertrauen zu ziehen und um die Erlaubnis anzugehen, die Versuchsmaschine in seinem Betrieb aufzustellen und auszuprobieren. Auch Sedlmayr war ein Mann von schnellen Entschlüssen. Er sagte sofort zu, ja noch mehr, er übernahm die gesamten Kosten auf eigene Rechnung. Linde war damit einen großen Schritt vorwärts gekommen. Er hatte erreicht, was allen Erfinder-Konstrukteuren als großer Traum vorschwebt: im praktischen Versuch Schritt für Schritt zur konstruktiven Verwirklichung ihrer Pläne zu kommen. Nicht zuletzt ist es Gabriel Sedlmayr zu verdanken, daß Linde .in aller Ruhe ans Werk gehen und Bauformen von Kältemaschinen entwickeln konnte, die zur Grundlage der neuzeitlichen Kältetechnik wurden. Schon bald eröffnete Linde sein eigenes Unternehmen. Ein Naturereignis kam Linde beim weiteren Ausbau seiner Erfindung zu Hilfe. Es war der ungewöhnlich milde Winter von 1883 auf 84, in dem die Natureisernte völlig versagte. In dieser Zeit brach eine förmliche Sturmflut von Aufträgen über Lindes Gesellschaft herein. Vorausschauend hatte Linde für die gangbaren Maschinengrößen einen beträchtlichen Vorrat herstellen lassen und auf Lager gestellt. So meisterte er die Aufgabe und konnte in den Labyrinthen der Brauereikeller Hunderte von Kilometern Solerohre verlegen, ohne in Verlegenheit zu kommen. Der durstigen Menschheit war wieder einmal geholfen.

Gefrorenes Fleisch Fleisch haltbar zu machen, das war eine der ersten Aufgaben, die die Pioniere der Kältetechnik lockte und die den Einsatz und den Aufschwung der Kältemaschinen am nachhaltigsten förderte. Die Kaufleute der Alten Welt hatten schon lange daran gedacht, das billige Fleisch der riesigen Viehherden Australiens zu beziehen, 13

um es nutzbringend zu verkaufen. Ende der dreißiger Jahre des vergangenen Jahrhunderts war ein Engländer nach Australien ausgewandert, Suthcliffe Mort. Fast ein Jahrzehnt verwendete er auf alle möglichen Versuche für das große Geschäft, das er in der Nutzbarmachung des Fleischreichtums überseeischer Länder für Europa erkannte. In den fünfziger Jahren war er mit dem französischen Ingenieur Nicolle in Verbindung getreten und hatte mit ihm in Sydney eine Firma für den Bau und die Verbesserung von Kaltluftmaschinen gegründet. 1861 errichtete er in Sydney das erste Fleischgefrierwerk der Welt. Die nächsten 15 Jahre vergeudete er ein Vermögen für seine Gefrierversuche mit Fleisch. Aber ehe er dazu kam, einen bereits in allen Einzelheiten vorbereiteten Überseetransport zu verwirklichen, tauchte ein Konkurrent auf. Dieser, James Harrison, stellte 1873 in Melbourne eine Gefrieranlage auf, die mit „Kaltdampfmaschinen" seiner eigenen Bauart — mit Äther als Kältemittel — betrieben wurde. Sie gefror unter öffentlicher Kontrolle Fleisch, Fische und Geflügel, die nach sechs Monaten einer eingehenden Untersuchung und genauen Kostprobe unterzogen wurde. Als diese Versuche gelungen waren, lud Harrison 1873 zwanzig Tonnen frisches Hammel- und Rindfleisch auf den mit Kältemaschinen ausgerüsteten Segler „Norfolk". Das Fleisch wurde an Bord gefroren. Unterwegs trat ein Maschinendefekt ein. Bei der Ankunft in London zeigte sich das Fleisch verdorben, es war unverkäuflich; Harrison verlor sein ganzes Vermögen. Sein Konkurrent Suthcliffe Mort frohlockte und setzte seine eigenen Vorbereitungen mit verdoppeltem Eifer fort. Aber auch ihm sollte der Erfolg versagt bleiben. Im letzten Augenblick erhoben sich bei seinen Geschäftsteilhabern Bedenken, das Fleisch könnte durch die Ammoniakdämpfe der Kältemaschinen entwertet werden. Es gelang Mort nicht, diese Bedenken zu zerstreuen. Aus dem in allen Einzelheiten sorgsam vorbereiteten Überseetransport wurde nichts. Mort verwand diese schwere Enttäuschung nicht. Er starb bald darauf in Neusüdwales. In Sydney erinnert ein Denkmal, dessen Inschrift heute nur noch schwer zu entziffern ist, an diesen frühen und wenig glücklichen Pionier der Kältetechnik. Im gleichen Jahr als Harrison mit seiner „Norfolk" scheiterte, ging Tellier in Frankreich an die Verwirklichung eines ähnlichen Planes. Tellier, der seit Begründung der „Association Internationale du Froid" in Paris als „Le Pere du Froid" (der Vater der Kälte) I gefeiert wurde, gehörte zu jenen Erfindern, denen trotz lebhafter I Phantasie und trotz eines gewissen Reichtums an technischen Einfällen der wirkliche Erfolg ausbleibt, weil sie weder in natur- I 14

wissenschaftlicher noch in maschinentechnischer Hinsicht über die Grundlagen verfügen, auf denen allein die Erflnderideen zum wirtschaftlichen Erfolg heranwadisen können. So schilderte ihn Linde, und er sah ihn richtig. Mit dem überseeischen Transport von Gefrierfleisch hatte auch Tellier wenig Glück. Er hatte in England das Schiff „La Frigorifique" bestellt und mit seinen Kältemaschinen ausgerüstet. Dann segelte er mit einer Ladung Fleisch von Rouen nach Buenos Aires und kehrte von dort mit argentinischem Fleisch zurück, das in Temperaturen um 0 Grad gehalten, also nicht gefroren wurde. Da das Schiff mit seinen sechs Knoten Geschwindigkeit 104 Tage unterwegs war, konnte auch diesem Versuch kein Erfolg beschieden sein; denn bei solch langer Fahrt kam man ohne Gefrieren des Fleisches nicht mehr aus. Mehr Glück hatte eine Marseiller Gesellschaft mit dem Schiff „Paraguay", das mit Carre'schen Ammoniak-Absorptionskältemaschinen ausgerüstet war, mit denen die Temperatur auf minus 30 Grad gesenkt werden konnte. 550 Hammel im Gewicht von 80 Tonnen wurden in Argentinien geladen und an Bord gefroren. Obgleich die Rückreise infolge einer Havarie sieben Monate dauerte, kam das Fleisch im Mai 1878 wohlbehalten und in völlig einwandfreiem Zustand in Le Havre an. Ein Jahr später brachte dann das mehr als doppelt so große Schiff „Strathleven" eine Sendung von 34 Tonnen Gefrierfleisch von Australien nach London. Das war der erste große geschäftliche Erfolg unter allen ähnlichen Unternehmungen; denn das Fleisch war in Australien für IVB bis 2Va Pence je Pfund gekauft worden und wurde am Smithfield Market in London mit 4V2 bis 6V2 Pence je Pfund verkauft. 1881 brachte der Segler „Dunedin" 5000 gefrorene Schafe aus Neuseeland erfolgreich nadi England. Damit war die Epoche der Versuche beendet. Von nun an überquerte in immer größeren Mengen Gefrierfleisch aus der • Neuen Welt den Großen Teich und trug dazu bei, den Lebensstand der breiten Volksschiditen zu erhöhen.

Ungemütliche Bauten: Kühlhäuser Hand in Hand mit der Bemühung, geeignete Kältemaschinen zu entwickeln und mit ihnen Transporte durchzuführen, mußte die Entwicklung von Kühl- und Gefrierhäusern gehen. Hier fand Carl von Linde sehr bald ein reidies Betätigungsfeld, das von Anfang an weit über die Grenzen Deutschlands hinausreichte. 15

Mit Hilfe von Eis lassen sich Kühlräume und die darin lagernden Lebensmittel kaum tiefer als auf + 2 bis +3 Grad kühlen. Nun sind aber selbst bei Null Grad viele Lebensmittel, wie Fleisch, Fische, Milch und die meisten Fruchtarten, nur beschränkt haltbar. Man mußte also zum Gefrieren übergehen. Anfänglich brachte man das Fleisch in großen Stücken in die Gefrierräume; ganze Hammel, Hälften und Viertel von Rindern wurden bei Temperaturen bis zu etwa — 25 Grad dem Gefrier- < prozeß unterzogen, wobei die Luft im Raum nicht oder nur schwach bewegt wurde. Es dauerte verhältnismäßig lange, bis die großen I Fleischstücke durchgefroren waren, fünf bis sechs läge, so daß man | unter allen Umständen versuchen mußte, die Gefrierzeiten herab- J zusetzen; denn oft kam es vor, daß während des langen Gefrierprozesses die inneren Fleischteile schlecht wurden. Untersuchungen ergaben überdies, daß die Gefrierware um so besser ausfiel, je schneller das Frieren vorgenommen wurde. Auch die Gefriertemperatur spielte eine Rolle. So wurde ein schnelleres Gefriersystem mit tieferen Temperaturen entwickelt. Es unterscheidet sich von den früheren Verfahren dadurch, daß das Gefriergut nur in kleinen Stücken in die Anlage gebracht wird und daß für eine schnellere Zirkulation der kalten Luft gesorgt wird. Zahlreich sind die Ausführungen der verschiedenen Gefrieranlagen, bei denen Temperaturen bis — 30 Grad Anwendung finden. Das Schnellgefrierverfahren fand zuerst in der Fischwirtschaft Eingang. Das ist verständlich, weil die vorhandene Scheu vor gefrorenen Lebensmitteln zuerst bei den Fischen überwunden wurde. Der Fischfang in nördlichen Gewässern brachte es in der kalten Jahreszeit von selbst mit sich, daß die Fische bald nach dem Fang fest gefroren sind. So war es nicht schwer, sich davon -. zu überzeugen, daß sich die Fische in diesem Zustand fast ohne Einbuße an Geschmackswert frisch erhalten ließen. Der hohe • Wassergehalt des Fischkörpers wirkt als Kältesammler, und die i gefrorenen Fische können auf große Entfernungen verschickt ' werden. Neben den Gefrier- und Kältekonservierungsverfahren für Fische und Fleisch setzten sich ähnliche Methoden für andere Lebensmittel immer mehr durch. Beliebt wurden die Packungen mit „tiefgefrorenen" Gemüse- und Obstsorten. Daneben aber finden Konservierungsanlagen, in denen das Gut nicht gefroren, sondern nur gekühlt wird, weit verbreitete Anwendung. Durch das Kühlen 16

von Obst wird übrigens der Reifungsprozeß verlangsamt. Interessant mag es in diesem Zusammenhang sein, daß man die Temperatur in den Kühlräumen der Bananenschiffe durch Rundfunkbefehl regelt u n d das Ausreifen der Früchte nach Bedarf, d. h. nach Marktlage, beschleunigt oder verzögert. Milchkühlanlagen finden schon seit mehreren Jahren nicht nur wachsendes Interesse, sondern auch gesetzgeberische Förderung. Die Milch bleibt um so länger frisch, je besser sie gekühlt ist und je schneller das Kühlen nach dem Melken erfolgt. Bei einer Temperatur von 30 Grad verdirbt die Milch bereits nach 6 bis 10 Stunden. Bei einer Temperatur von 20 Grad hält sie sich etwa 20 Stunden frisch. Wird die Milch nach dem Melken sehr bald auf 10 Grad abgekühlt, so beträgt die Haltbarkeit drei ganze Tage. Bei einer Temperatur von Null Grad kann frische Milch unverändert bis zu 40 Tagen aufbewahrt werden, bei einer Temperatur von — 1 Grad ist sie unbegrenzt haltbar. Die künstliche Kühlung findet natürlich auch in den mit der Milchwirtschaft in Verbindung stehenden Betrieben steigende Anwendung. Molkereien, in denen die Milch zu Molkereiprodukten verarbeitet wird, sind heute ohne Kühlanlagen undenkbar. Mit nur wenigen Ausnahmen (z. B. Salat, Bananen und Birnen) können fast alle Lebensmittel tiefgekühlt und damit konserviert werden. Bis auf fertige Suppen werden in Amerika heute schon mehr Lebensmittelkonserven in Tiefkühlpackungen als in Konservendosen verkauft. Außerordentliche Bedeutung hat die Kältetechnik für manche Industriezweige erlangt. In den Gummifabriken werden die Gummiblöcke durch Eintauchen in tiefgekühlte Sole sofort verarbeitbar. Die fertigen Gummiwaren werden in Kühlräumen aufbewahrt. In Färbereien werden die Laugen auf eine Temperatur von ungefähr Null Grad abgekühlt. Die Farben werden dadurch nicht nur beständig, sondern auch besonders leuchtend. In der Tabakindustrie wendet man die Tiefkühlung zur Vernichtung von Schädlingen an, sowie zur Verhinderung der Nachfermentierung der Tabakblätter. Die Güte des Leders wird durch die Kühlung der frischen Häute auf Null Grad erheblich erhöht. In der Schokoladenfabrikation wird die künstliche Kälte, z. B. zur schnellen Abkühlung der frischen Schokoladentafeln benutzt, die dann auf Rüttelbahnen in den Formen gelockert werden. Bei der Herstellung fotografischer Papiere, von Trockenplatten und Filmen wendet man die Kühlung zum schnellen Erstarren der 17

Emulsion an und trocknet außerdem durch künstlich gekühlte Luft; der Trockenprozeß für die Emulsionsschichten wird dadurch stark abgekürzt. Zu den weiteren Betrieben, die heute auf Kühlanlagen angewiesen sind, gehören die Zuckerfabriken, die Ölwerke, die Pulver- und Sprengstoff-Fabriken, die Baumwollspinnereien und Kunstseidefabriken, die Stearin-, Seifen- und Parfümerie-Industrien.

Gehilfin des Chirurgen In den modernen Kliniken haben die Einrichtungen der Kühltechnik viele medizinische Verfahren geradezu revolutioniert. Seit dem Altertum kannten die Ärzte die Bluttransfusion, die Übertragung von Blut von einem gesunden Menschen auf einen Kranken. Bei schwersten Verletzungen und lebensgefährlichen Erkrankungen, aber auch schon bei Schwächezuständen kann das Einpumpen fremden Blutes in den Blutkreislauf das Befinden eines Erkrankten erstaunlich schnell zum Besseren wenden. Das frische, gesunde Blut wird für die unzulängliche Abwehr- und Heilkraft eines verfallenen Körpers zum wahren Bundesgensossen: Die Bildung roter Blutkörperchen wird kräftig angeregt, oder, wo schwerer Blutverlust eingetreten war, die Blutmenge des Körpers wieder aufgefüllt. Nicht leicht war es, jeweils die gesunden und in ihrer Blutgruppe geeigneten Blutspender zu finden, vor allem in Katastrophenfällen. Heute wird in den großen Krankenhäusern Spendeblut gleichsam wie Medizin in Flaschen und Ampullen auf Vorrat gehalten. Es stammt von kräftigen, gesunden Menschen, die an besonderen Blutsammelstellen bedachtsam ausgesucht werden. Für viele ist diese Blutspende eine kleine Verdienstquelle, manche geben aber auch aus reiner Hilfsbereitschaft den halben Liter oder mehr ihres Blutes für den kranken Mitmenschen her. Die Vorrathaltung von Blut, die besonders in den Feldlazaretten des Krieges für viele die Lebensrettung bedeutete, war nur möglich mit Hilfe moderner kühltechnischer Anlagen, in denen das Sammelblut kühl und keimfrei aufbewahrt werden konnte, bis es gebraucht wurde. Wie Gold lagert es in den Kühlschränken, und die Zentralstellen dieser Blutdepots werden deshalb gern als Blutbanken bezeichnet. 18

Wenn sich in den Kühlräumen der höchstempfindliche organische Stoff, das Blut, konservieren ließ, so mußte das gewiß auch mit anderen Organteilen des menschlichen Körpers möglich sein, die der Arzt in der sogenannten plastischen Chirurgie, der Wiederherstellungschirurgie, braucht. So können heute durch Kühlhaltung Knochenstücke, die bei der Operation entfernt werden mußten, sehr lange aufbewahrt werden und sind zur Hand, wenn bei einem anderen Patienten ein Knochenstück eingesetzt werden soll. Früher mußte das Ersatzstück aus dem Körper des Patienten selber, meist aus dem Schienbein, herausgemeißelt und an den Ort der Verletzung, die Nase, das Handgelenk oder in den Armknochen, übertragen werden. Auch Nerven, die wichtigen Kabel des menschlichen Körpers, halten sich lange Zeit in der Unterkühlung der Konservierungsschränke; wo ein Nervenstrang zerrissen ist, können von der „Nervenbank" Ergänzungsteile bezogen und in die Lücken eingepflanzt werden. Die plastische Chirurgie hat mit Hilfe solcher Nervenersatzstücke unzähligen Verunglückten die unterbrochenen Nervenbahnen überbrücken und in die betroffenen Gliedmaßen wieder Bewegung und Empfindung tragen können. Den höchsten Triumph feierte die medizinische Kühltechnik auf dem Gebiet der Augenchirurgie, als es gelang, Augenteile aufzubewahren, die von den Augen eines Verstorbenen oder Operierten stammten. Der operative Ersatz der Hornhaut, jener durchsichtigen, uhrglasförmigen Schicht vor der Pupille, von deren Durchsichtigkeit die Sehfähigkeit abhängig ist, gehört heute zu den großartigsten Leistungen der ärztlichen Kunst. Durch Hornhautentzündung oder Hornhautgeschwüre getrübte Augen schauen wieder klarsichtig, seitdem in den Kühlhallen der Augenkliniken die notwendigen Ersatzteile lebensfähig zur Verfügung gehalten werden. Viele Tausende, deren Augenlicht nahezu erloschen ist, hoffen, daß auch ihnen die Ärzte mit Hilfe fremder Augen die Sehkraft wiedergeben.

Gefrorene Schachtmauern Eis als Baumaterial kennt der Arktis- und Antarktisforscher, der sich in der Weißen Wüste der Polarzonen aus Eisblöcken eine wärmende und schützende Höhle wölbt; auch der Eskimo nutzt diese leicht zu beschaffenden Quadern gern als Bausteine für seine 19

Behausung. Es sind die aus festen Schnee- und Eisblöcken gebauten Winterwohnhäuser, die der Eingeborene innen mit Fellen ausstaffiert und Iglus nennt. Eine besonders klare Eisplatte ersetzt in diesen Schnellbauhäusern die Fensterscheibe. Daß Eis auch in der modernen Technik als Hilfsbaustoff verwendet wird, klingt dagegen wie ein phantastischer Scherz. Aber es gibt Baustellen, an denen man ohne Eis nur schwer in die Tiefe bauen könnte. Schon vor dem ersten Weltkrieg wurde das Verfahren von deutschen Ingenieuren angewandt, um in sumpfigen Gebieten, die bisher für Tiefbauten als unüberwindbar galten, tiefe Schächte anzulegen. Man hat durch die Anlage solcher Eisschächte an manchen Orten der Erde wertvolle Bodenschätze erschließen können, die ohne dieses Verfahren unerreicht geblieben wären. Der Ingenieur, der in Eis baut, läßt in dem sumpfigen und wasserreichen Boden dort, wo der Schacht gegraben werden soll, einen Mantel aus Eis einfrieren. Diese Eiswand dient als erste Schachtwandung und soll das Eindringen von Schlamm oder Wasser bei der späteren Aushebung des Erdreichs verhindern. Auf einer solchen Baustelle gehen während der Vereisung merkwürdige Dinge vor sich: Unten geschlossene Rohre werden, kreisförmig verteilt, bis in eine nicht mehr wasserhaltige Schicht in den Boden eingetrieben. Haben die Rohre die erforderliche Tiefe erreicht, so wird jeweils ein zweites engeres Rohr in das erste hinabgelassen, bis das schräg abgeschnittene Ende des dünneren Rohres auf den Boden des breiteren aufstößt. In das enge Rohr füllt man gekühlte Sole ein, die, unten angekommen, in dem hohlen Raum zwischen beiden Rohrwandungen wieder aufsteigt. Wir haben es hier also mit einer der einfachsten Gefriereinrichtungen zu tun, die sich von ähnlichen in Haushalt und Industrie nicht unterscheidet. In der Umgebung der Doppelrohre wird dem feuchten Grund alle Wärme entzogen, d. h. der Sumpf gefriert. Da die Doppelrohre in Kreisform ganz dicht beieinander in den Erdboden getrieben werden und alle miteinander verbunden sind, so bilden sich beim Soledurchfluß allmählich immer stärker werdende Eissäulen rings um die Rohre aus. Schließlich berühren sich die Eiszylinder und frieren zusammen. Der Eisschacht ist fertig. Die Eissäulen erreichen einen Durchmesser von etwa einem Meter. Die Gefrierarbeit zieht sich allerdings monatelang hin, und es müssen im letzten Stadium Kältegrade von — 40 bis — 50 Grad angewandt werden, um das Wasser und das feuchte 20

Erdreich auch an der Peripherie der dicken Eissäulen erstarren zu lassen. Dann kann die Sumpferde, ohne daß ein Wassereinbruch befürchtet werden muß, aus dem Schacht ausgehoben und der Schacht mit festem Stein ausgemauert oder ausbetoniert werden; der Kältemaschinenbetrieb wird eingestellt. Auf diese Weise wurden in sumpfigem oder feuchtem Gelände, schon Schächte von mehreren hundert Metern niedergebracht. Vielleicht wird man einmal im gleichen Verfahren Eisschächte in das Wasser der Meere einlassen, um trocken und ohne Taucherglocken bis zum Meeresgrunde vordringen zu können. Hier wird man aber wegen des Salzgehaltes des Meerwassers mit viel niedrigeren Temperaturen arbeiten müssen.

Auf dem W e g e zur flüssigen Luft D a ß die Luft ein Gas ist, war eine wissenschaftliche Entdekkung, die den Forschern erst im siebzehnten Jahrhundert gelungen ist. Bis zu dieser Zeit nahm man an, daß in der Luft sozusagen „nichts" vorhanden sei: dieser Vorstellung verdankte die Luft auch die Bezeichnung „Gas", die sich aus dem Wort „Chaos" gebildet hatte, das der Überlieferung nach dem Nichts gleichgesetzt wurde. Erst allmählich gelangte man dazu, die Natur der Luft und anderer Gase besser zu erkennen. Vor allem lernte man b e greifen, daß der gasförmige Zustand bestimmter Stoffe nichts Unabänderliches ist und daß man sie — freilich unter Anwendung verwickelter technischer Verfahren — in andere Aggregatzustände überführen könne: man konnte Gase verflüssigen, ia sogar zu festen Körnern werden lassen. Zu Beginn des neunzehnten Tahrhunderts glückte es dem englischen Physiker und Chemiker Faraday, durch geeignete Kältemischungen bis zu Kältegraden von — 1 1 0 Grad vorzudringen und dabei das Chlor, den Schwefelwasserstoff, das sogenannte Lachgas und noch einige andere Gase in den flüssigen Zustand überzuführen. Eine Anzahl von Gasen widerstand allerdings allen Versuchen dieser Art, und merkwürdigerweise war man schnell bereit zu glauben, daß ihre Verflüssigung überhaupt nicht möglich sei. Die Wissenschaft der damaligen Zeit bemühte sich, diese Widerspenstigkeit bestimmter Gase gegen das Verflüssigen mit einleuchtenden Erklärungen verständlich zu machen. Man lehrte zwischen „coerciblen" und „perma21

nenten" Gasen zu unterscheiden, solche, die sich verflüssigen ließen, und anderen, deren Verflüssigung als unmöglich galt. Zu diesen sogenannten „permanenten" Gasen zählte man auch die Luft und man beruhigte sich mit dieser Feststellung bis zum Jahre 1877. In diesem Jahre gelang es zwei Forschern, die ganz unabhängig voneinander gearbeitet hatten — dem französischen Physiker L. Cailletet und dem Genfer Arzt Raoul Picktet —, eine Anzahl bisher als permanent angesehener Gase, in erster Linie den Sauerstoff, den Wasserstoff und den Stickstoff, zu verflüssigen. Durch die Versuche dieser beiden Forscher, die sehr niedrige Temperaturen und sehr starke Drücke anwandten, war der Beweis erbracht, daß die Unterscheidung zwischen permanenten und coerciblen Gasen nicht stimmen konnte. Als jetzt das so lange herrschende Vorurteil durch das Experiment widerlegt worden war, machte die wissenschaftliche Bearbeitung der Gasverflüssigung rasche Fortschritte. Immer mehr Gase bequemten sich, unter Druck und Kälteeinfluß zu Flüssigkeiten zu werden. Im Jahre 1894 endlich gelang es Olzsewski, auch die so windige Luft in eine Flüssigkeit zu verwandeln, indem er die Siedetemperatur der Luft von rund — 1 9 0 Grad stufenweise durch Anwendung von Kälteträgern erreichte. Rationell war dieses Verfahren der Luftverflüssigung keineswegs. Hier schuf erst Carl von Linde den grundlegenden Wandel. Versuchen wir, seinen Überlegungen zu folgen.

Vom Experiment zur Praxis Während sich mit den früher beschriebenen Kälteanlagen nur verhältnismäßig geringe Kältegrade erreichen ließen, die zur

Versuchsanordnung, mit der d i e A b kühlung komprimierter Luft b e i Entspannung nachgewiesen w e r d e n kann.

22

Kühlung oder Speiseeisbereitung oder zur „Kunsteisherstellung" ausreichten, entwickelte Carl von Linde Maschinen zur Erzeugung noch tieferer Temperaturen. Seine Apparate ermöglichten es, die Verflüssigung der Luft bei rund — 1 9 0 Grad gegenüber den bisherigen Methoden sehr zu vereinfachen. Er hatte den glücklichen Gedanken, die Luft selbst als Kälteträger zu verwenden. Zur Kälteerzeugung diente dabei die Abkühlung, die beim Ausströmen der Luft aus einem Gefäß mit höherem Druck in ein Gefäß mit niedrigerem Druck dadurch entsteht, daß bei der Lockerung der Druckkräfte „innere Arbeit" aufgewendet werden muß, die das betreffende Gas der Umgebung in Form von Wärmeenergie entnimmt. Diese Merkwürdigkeit war schon ein Menschenalter früher, im Jahre 1862, dem englischen Physiker Joseph John Thomson, dem späteren Nobelpreisträger, und dem englischen Physiker James Joule bei Ausströmungsversuchen aufgefallen. Die beiden Gelehrten beobachteten, daß sich die Luft (genau so, wie jedes andere Gas) abkühlt, wenn der Druck, unter dem sie steht, verringert wird. Das ist z. B. dann der Fall, wenn man die Luft, die in einem Gefäß A komprimiert ist (siehe Abb.), durch Öffnen des Hahnes in der Verbindungsleitung zum Gefäß B ausströmen läßt, in dem kein Überdruck vorhanden ist. Thomson und Joule fanden durch sehr genaue Messungen, daß sich die Luft für jede Atmosphäre Druckabfall um rund ein viertel Grad abkühlt. So wie sich Gase beim Zusammenpressen erwärmen — die Luftpumpe wird z. B. im Betrieb heiß —, so ist ihre Ausdehnung mit Abkühlung verbunden. W e n n eine vorher zusammengepreßte Gasmasse ein neues, größeres Volumen annimmt, so kühlt sie sich merklich ab, ohne daß irgendwelche „äußere" Arbeit geleistet wird. Die Abkühlung beträgt allerdings, wie gesagt, nur ein viertel Grad je Atmosphäre Druckverringerung. Daß spätere Forscher an dieser Beobachtung von Joule und Thomson achtlos vorübergegangen sind, ist durchaus begreiflich: für eine praktische Verwertung versprach dieser unbedeutende Betrag kaum einen Gewinn, zumal dann nicht, wenn man in der Kaltluftmaschine bei den geringen Drücken blieb wie bisher. Lindes Überlegungen gingen nun dahin, zu versuchen, ob nicht durch geeignete Anordnung der Betriebsanlage auch ohne übermäßigen Arbeitsaufwand eine praktisch ausreichende Abkühlung zu erzielen war. Die Verdichtung der Luft von einem bestimmten Druck auf den fünffachen Betrag — so sagte sich Linde — wird stets die gleiche 23

Arbeit erforderlich machen, gleichgültig ob eine Verdichtung der Luft von 1 auf 5 Atmosphären, von 5 auf 25 oder von 25 auf 125 Atmosphären vorgenommen wird. Für die Entspannungsabkühlung ist jedoch, weil es sich hierbei um „innere" Arbeit handelt, nur der Druckunterschied maßgebend. Bei einer Entspannung von 5 auf 1 Atmosphäre beträgt die Entspannungsabkühlung 1 Grad, bei einer solchen von 25 auf 5 Atmosphären schon 5 Grad und von 125 auf 25 Atmosphären 25 Grad Celsius. Zu dieser Überlegung trat eine zweite: wie es möglich gemacht werden könnte, die Entspannungsabkühlung durch Verkühlung weiter zu steigern. Bei einer Anfangstemperatur von 16 Grad Celsius beträgt die Temperaturerniedrigung 0,25 Grad für jede Atmosphäre; bei einer Anfangstemperatur von — 3 0 Grad Celsius wächst die Temperaturerniedrigung auf das Anderthalbfache, nämlich auf 0,36 Grad Celsius, und erreicht den doppelten Betrag bei einer anfänglichen Temperatur von — 63 Grad Celsius. Diese Einsicht allein führte noch nicht zum Erfolg; denn schon andere Forscher vor Linde waren rechnerisch zu ähnlichen Ergebnissen gekommen; aber sie hatten praktisch nicht weitergeführt. Der technische Verstand Lindes ließ jedoch den Gedanken nicht los, und so kam er auf die Idee eines Gegenstromapparates, in dem die erste Abkühlung auf die nächste zur Ausströmung gelangende Luftmenge übertragen wurde; durch ständige Fortsetzung dieses Verfahrens summierten sich die Abkühlungsbeträge derart stark, daß die Luftverflüssigungstemperatur von — 1 6 0 Grad erreicht wurde und die weitere Kälteeinwirkung zur Verflüssigung aufgewendet werden konnte.

Die Maschine schafff's Die erste Luftverflüssigungsmaschine war — rein äußerlich betrachtet — eine sehr einfache Einrichtung. Wie bei den früher b e schriebenen Anlagen hat auch hier ein geschlossener Zylinder mit einem darin beweglichen Kolben als „Verdichter" eine der Hauptaufgaben zu erfüllen. Vom unteren Teil des Zylinders gehen zwei Leitungen ab, die durch Ventile verschlossen werden können. Nennen wir sie Ventil 1 und Ventil 2. Wird der Kolben nach unten bewegt, so wird die im Zylinder befindliche Luft zusammen-

24

GegenshomApparat

Schema einer Luftverflüssigungsanlage (nach C. v. Linde)

gedrückt, also verdichtet. Noch bleibt das Ventil 1 geschlossen. Das Ventil 2 aber ist geöffnet, und in der angeschlossenen Leitung strömt die verdichtete Luft in Richtung der Pfeile zunächst durch einen Kühler, der die von der Verdichtung her noch vorhandene Wärme abführt. Vom Kühler führt eine Leitung zum wichtigsten Bestandteil der ganzen Anlage, zum Gegenstrom25

apparat, der aus einem Rohr und einem das Rohr umgebenden zweiten Rohre besteht. Wird jetzt ein drittes Ventil geöffnet — es befindet sich am Ende der Leitung, die mitten durch den Gegenströmer geführt ist —, dann entspannt sich die Luft; es entsteht Kälte. Die auf den niedrigen Druck entspannte Luft wird nun vom Verdichter angesaugt, dessen Kolben sich jetzt aufwärts bewegt; Ventil 2 ist geschlossen und Ventil 1 geöffnet. Der Luftstrom führt unter der Saugwirkung durch das äußere Rohr des Apparates im Gegenstrom nach oben. (Es herrscht also'im inneren Rohr Abwärtsbewegung der Luft, im äußeren Aufwärtsbewegung.) Die hinter dem Ventil 3 entspannte und dadurch stark abgekühlte Luft teilt der entgegenströmenden Luft ihre niedrige Temperatur mit. Die erste Abkühlung wird also auf die nächste zu Ventil 3 drängende Luftmenge übertragen. Durch Fortsetzung dieses Verfahrens wird eine Addition der Abkühlungen herbeigeführt. Schließlich ist die zur Verflüssigung erforderliche Kälte erreicht, und flüssige Luft setzt sich in einem Behälter unterhalb des Gegenstromapparates ab und kann durch einen Ausfluß abgezapft werden. So einfach die Anlage in der Zeichnung geplant war, so gab es doch bei der Ausführung zahllose Schwierigkeiten. Der Gegenstromapparat bestand z. B. aus einem 100 Meter langen Doppelrohr, das zu einer zylindrischen Spirale mit 32 Windungen geformt war. Diese Doppelspirale war ein grundlegendes Konstruktionselement für alle späteren Ausführungen. Der Gegenstromapparat wurde zusammen mit dem Gefäß zur Aufnahme der flüssigen Luft in einen zylindrischen Holzmantel eingebaut, der mit einer etwa 150 mm dicken Schicht aus Korkschalen gegen Wärmeeinflüsse isoliert war. Wegen des verhältnismäßig hohen Gewichtes der Einrichtung, also der großen zu kühlenden Massen (rund 1300 kg!), reichte ein Tag zur Erzielung der Verflüssigungstemperatur nicht aus: während des Stillstandes der Apparatur in der Nacht ging jeweils ein Teil der erreichten Temperatursenkung wieder verloren. Am ersten Tag wurde hinter dem Regelventil (Ventil 3) eine Temperatur von — 60 Grad erreicht, die bis zum Morgen des zweiten Tages auf — 38 Grad stieg. Die Abkühlung am zweiten Abend betrug — 1 3 5 Grad und ging am Morgen des dritten Tages auf — 98 Grad hinauf. An diesem Tage wurde nachmittags die Verflüssigungstemperatur erreicht. Das war am 29. Mai 1895. Linde schildert diesen denkwürdigen Vorgang mit folgenden Worten: 26

„Mit freudiger Spannung sahen wir die Temperatur nach dem von Thomson und Joule angegebenen gesetzmäßigen Verlauf sinken, auch nachdem die Grenzen weit überschritten waren, innerhalb welcher jene Forscher gearbeitet hatten. Nachdem. sich der Beharrungszustand in jene Lage eingestellt hatte, die den von den Physikern gestellten Bedingungen für die Sättigung bzw. Verflüssigung entspricht, arbeiteten wir noch so lange fort, bis die Ansammlung einer bestimmten Menge flüssiger Luft erwartet werden durfte. Dann ließen wir zwischen aufsteigenden Wolken die schöne, bläulich gefärbte Flüssigkeit in einen größeren Blecheimer sich ergießen. Die stündliche Ausbeute betrug ungefähr 3 Liter. Zum ersten Mal war in solcher Größenordnung Luft verflüssigt worden und dies mit Hilfsmitteln, welche gegenüber den bisher gebrauchten von verblüffender Einfachheit waren." Später ausgeführte Maschinen waren natürlich sehr viel leistungsfähiger als die erste hier beschriebene, die nur verhältnismäßig geringe Mengen flüssiger Luft erzeugen konnte.

Zaubereien mit flüssiger Luft Gießt man flüssige Luft, die nach Aussehen und Gewicht dem Wasser ähnlich ist, aus, so verdampft sie augenblicklich. Für sie ist ja die Temperatur der umgebenden Luft fast um den gleichen Betrag höher wie etwa die Temperatur der Gasflamme für das Wasser im Kochtopf. Gießt man flüssige Luft über die Hand, so empfindet man kaum ein Kältegefühl. Durch die Wärme der Hand verdampft nämlich die flüssige Luft an der Berührungsstelle sofort, so daß sich zwischen der Hand und der rund — 1 9 0 Grad kalten Flüssigkeit eine isolierende Schutzschicht von gasförmiger Luft bilden kann. Auch ein Wassertropfen, den man auf eine glühende Herdplatte spritzt, kommt nicht direkt mit der heißen Platte in Berührung, vielmehr bilden sich zwischen dem Wassertropfen und der Herdplatte aus Dampf bestehende Schutzschichten, so daß der Tropfen vom unruhigen Dampfpolster getragen über die heiße Fläche hin und her flitzt. So kann die Hand ohne Gefahr eine Zeitlang in flüssige Luft eintauchen, weil auch hier eine fofort entstehende Schutzschicht den Kälteeinfluß sekundenlang von der Haut fernhält; dann aber ist die gasförmige

27

Zwischenschicht so weit abgekühlt, daß sie nicht mehr schützen kann. Noch manch andere Merkwürdigkeit ergibt sich beim Experimentieren mit flüssig gemachter Luft. Eine in flüssige Luft ein- i getauchte Blume wird glashart und zersplittert bereits nach schwachem Druck in tausend Stäubchen. Ein Apfel wird so hart und spröde, daß ein leichter Schlag mit der flachen Hand genügt, um ihn in viele kantige Stücke zu zersplittern. Kühlt man ein aus j Blei geformtes Glöckchen, das nur einen bleidumpfen Ton abgeben kann, durch Eintauchen in flüssige Luft stark ab, so klingt es nach dem Herausnehmen silberhell. Aus Quecksilber, dessen Gefrierpunkt bei — 40 Grad liegt, kann man sich ein Hämmerchen gießen, das nach kurzem Bad in flüssiger Luft lange genug fest bleibt, um mit ihm Nägel in die W a n d schlagen zu können. Ein in flüssiger Luft abgekühlter Metallstab verbreitet in seiner Umgebung so viel Kälte, daß sich um ihn herum der Wasserdampf der Luft zu Wölkchen verdichtet. W e n n solchen Versuchen auch keinerlei praktische Bedeutung zukommt, so experimentieren Physiker und Chemiker doch höchst sinnvoll mit der flüssigen Luft. In allen Kältelaboratorien der Welt ist sie ein unentbehrliches Hilfsmittel bei dem Bemühen um noch tiefere Temperaturen.

Zerlegte Luft Praktische Bedeutung gewann die flüssige Luft bei der Gewinnung von Sauerstoff und Stickstoff. Obwohl der Umweg über die Luftverflüssigung kostspielig ist, so bietet Lindes Methode doch verhältnismäßig einfach die Möglichkeit, Luft in ihre Hauptbestandteile Sauerstoff und Stickstoff zu zerlegen. Vor Linde war das viel umständlicher. Die Luft setzt sich zu 78,1 Prozent aus Stickstoff, zu 20,9 Prozent aus Sauerstoff und zu 0,03 Prozent aus Kohlensäure zusammen; ferner sind ganz kleine Mengen von Edelgasen vorhanden, so 0,015 Prozent Neon, 0,0045 Prozent Helium und Spuren einiger anderer Edelgase. Von 100 Litern Luft ist etwa 1 Liter aus Kohlensäure und Edelgasen gemischt. Stickstoff verdampft bei normalen atmosphärischen Verhältnissen, d. h. bei einer Quecksilbersäule von 760 mm, bei —195,8 Grad, 28

Sauerstoff bei — 1 8 3 Grad. Der Unterschied in den Siedepunkten wird ausgenützt, um die beiden Hauptstoffe der Luft voneinander zu trennen. Die Methode als solche war bekannt und wird in der Chemie mit „Fraktionieren" bezeichnet. Durch Fraktionieren läßt sich z, B. ein Gemisch von Alkohol und Wasser voneinander trennen. Der Siedepunkt des Alkohols liegt bei rund 78 Grad Celsius, der des Wassers also um 22 Grad höher. Erhitzt man das Flüssigkeitsgemisch bis auf die Temperatur von 78 Grad Celsius, so verdampft der Alkohol, während das später siedende Wasser zurückbleibt. Die Dämpfe werden beim Entweichen in geeigneter Weise gekühlt und dadurch wieder verflüssigt. Ähnlich kann man mit verflüssigter Luft verfahren: Man läßt sie langsam verdunsten. Dabei entweicht der Stickstoff vor dem flüssig zurückbleibenden Sauerstoff. Man kann den Stickstoff auffangen. Es ist ein färb-, geruchund geschmackloses Gas, das, an bestimmte Stoffe gebunden, zur Herstellung von künstlichem Dünger dient, während flüssiger Sauerstoff u. a. in der Raketentechnik eine Rolle spielt, wo er zur Entfachung der Brennstoffe in großen Höhen verwendet wird.

Forschung um tiefste Temperaturen Die ersten kleinen Luftflüssigkeitsmaschinen erwiesen sich bald als unerläßliche Hilfsmittel in jenen Laboratorien der Wissenschaft und der Industrie, die sich mit Forschungsarbeiten auf den Gebieten der tiefsten Temperaturen befaßten. Läßt man flüssige Luft im luftleeren Raum schnell verdampfen, so gelangt man zu noch tieferen Kältegraden, als sie der Flüssigkeit selbst zu eigen sind, so daß sich daraus neue Experimentiermöglichkeiten ergeben. Auf diese Weise gelang es z. B., den Wasserstoff zu verflüssigen. Linde arbeitete zusammen mit anderen auch auf diesem Gebiete ein wirtschaftlich anwendbares Verfahren aus. Von zahlreichen Gasen, die nacheinander in den Laboratorien verflüssigt wurden, widerstand das Helium den Versuchen am längsten; doch auch dieses hartnäckige Edelgas wurde schließlich bezwungen. In Leiden, an der Stätte aufsehenerregender kältetechnischer Erfolge, erinnert ein Gedenkstein an den 10. Juli 1908, 29

als Kammerlingh Onnes zum ersten Male verflüssigtes Helium herstellte. Helium wird bei — 268,5 Grad flüssig, bei einigen tieferen Graden wird es fest: bei — 271 Grad erstarrt es zu kleinen Kristallen. Nachdem man eine Temperatur von — 271 Grad erreicht hatte, war man dem absoluten Nullpunkt, der bei —273,16 Grad liegt, schon sehr nahe gekommen. Im Frühjahr 1935 gelang es dem Gelehrten de Haas sogar, die Temperatur von —273,145 Grad zu erreichen, also nur noch 0,015 Grad vom absoluten Nullpunkt entfernt zu bleiben. Später verringerte Debye diesen Abstand sogar noch um weitere Gradteile. Er erreichte das, indem er die in der ungeheuren Kälte nur noch wenig bewegten Moleküle des erstarrten Heliums durch mächtige Elektromagneten noch weiter abbremste. Da Wärme aber nichts anderes ist als die Bewegungsenergie der Moleküle, entsprach dieses weitere Verlangsamen der Molekularbewegung einer noch tieferen Abkühlung. Die Stoffe offenbaren in der Umgebung des absoluten Nullpunkts die seltsamsten Eigenschaften. Gerade das hartnäckigste Gas Helium tut sich hier besonders hervor; so außerordentlich ist sein Verhalten in der äußeren Kälteregion, daß man Helium, dessen Temperatur unter 2,19 Grad Kelvin liegt, als Helium II bezeichnet hat und es die „merkwürdigste aller Flüssigkeiten" nennt. Während sich andere Stoffe mit zunehmender Abkühlung zusammenziehen, dehnt sich das tiefstgekühlte flüssige Helium mit jedem weiteren Kältegrad aus. Es folgt auch nicht mehr den gewöhnlichen Geboten der Schwerkraft, sondern klettert von außen in einen Becher, und im Gefäß selbst kriecht es allmählich die Wände hinauf. Flüssiges Helium achtet auch nicht mehr auf das Gesetz der „kommunizierenden Röhren", nach dem Flüssigkeiten, die sich in zwei durch ein Rohr verbundenen Gefäßen befinden, die gleiche Niveauhöhe haben, d. h. in beiden Gefäßen, gleich hoch stehen. Hat eines der Gefäße eine niedrigere Temperatur als das andere, so steht Helium in ihm weniger hoch als in dem wärmeren. Überraschend ist bei tiefsten Temperaturen auch das Verhalten verschiedener Metalle gegenüber dem elektrischen Strom. Der Widerstand der meisten Metalle nimmt mit fallender Temperatur ab. Mit anderen Worten: diese Metalle leiten den elektrischen Strom bei tiefen Temperaturen besser. Einige von ihnen zeigen die Eigenschaft, daß sie bei einer sehr tiefen Temperatur, bei 4 Grad absolut oder — 2 6 9 Grad Celsius, jeglichen Wider30

stand verlieren. Man kann in diesem Augenblick also durch einen relativ dünnen Draht sehr große Ströme schicken, ohne daß irgendwelche Verluste eintreten. Man spricht von „Supraleitfähigkeit". Sobald man aber diesen ewig kreisenden Strom für eine Arbeitsleistung einsetzen wollte, verlöre sich die Erscheinung sofort. Andernfalls hätte man hier das „Perpetuum mobile", das so viele bisher vergebens zu konstruieren versuchten. Das Gebiet ist noch keineswegs erforscht, und in vielen wissenschaftlichen Laboratorien der Welt arbeitet man, um zu weiteren Erkenntnissen zu kommen; es ist nicht ausgeschlossen, daß in der Nähe des absoluten Nullpunktes noch unerkannt ein Feld technischer Zukunftsmöglichkeiten verborgen liegt.

Umschlaggestaltung: Karlheinz Dobsky

Lux-Lesebogen

79

(Physik)

-

Heftpreis

25

Pf

Natur- und kulturkundliche Hefte - Bestellungen (viertelj. 6 Hefte DM 1,50) durch jede Buchhandlung und jede Postanstalt - Verlag Sebastian Lux, Murnau (Oborb.), Seidlpark - Druck: Greven & Bechtold, Köln - Printed in Germany

31

STETS

IM

BILDE

SEIN!

Heute kann es sich niemand mehr leisten, auf den Gebieten der Naturwissenschaft und der Technik nicht oder schlecht unterrichtet zu sein, weil Naturwissenschaft und Technik das Gesicht unseres Weltbildes und den Abiauf unseres Alltags weitgehend bestimmen. Wer vorwärtskommen, wer etwas erreichen will, der muß sich der Fortschritte von Technik und Wissenschaft zu bedienen wissen! Und deshalb sollten auch Sie sich in allen Fragen der Naturwissenschaft und Technik zuverlässig und regelmäßig durch den ORION unterrichten lassen.

ORION illustrierte

die führende deutsche

Zeitschrift für

Natur

und

Technik

berichtet in einer Sprache, die jeder versteht: Von den Geheimnissen des Weltalls, seiner Sterne und Atome. Von den Grundlagen und den neuesten Leistungen der Technik • Von den Gesetzen der Physik und Chemie • Von der Harmonie im Bau der Kristalle. Vom Werden der Erde und ihrer Landschaften - Vom Zauber unserer Heimatnatur und ihrer Geschöpfe. Vom Lebenswunder in Pflanze und Tier • Vom gesunden und kranken Menschen • Von der Schönheit fremder Länder und den Kulturen fremder Völker. Prächtige Ausstattung

•

Vielfarbige Illustrationen

Im Abonnement monatlich 1,60 DM, mit Buchbeilage 2,20 DM, zuzüglich Bestellgeld.

Durch alle Buchhandlungen zu beziehen. Jeder ORION-Abonnent ist ohne Mehrkosten Mitglied der ORION-VEREINIGUNG und genießt deren vielseitige Vergünstigungen. Probeheft kostenlos vom VERLAG SEBASTIAN LUX M U R N A U - M Ü N C H E N - I N N S B R U C K - ÖLTEN

Beim Lesen von Zierers abendländischer Geschichte öffneten sich immer w i e d e r Ausblicke in die Räume jenseits der weitgezogenen Grenzen des A b e n d l a n d e s und ließen die Ausstrahlungen der abendländischen W e l t auf d i e Reiche des Orients, Asiens, Afrikas und Amerikas sichtbar w e r d e n . Diesen außereuropäischen Großräumen ist

eine neue Buchreihe von Otto Zierer g e w i d m e t , die d i e Geschichte und Kultur der gelben Rasse, des Islams, Indiens, A f r i k a s , Ostasiens und des amerikanischen Kontinents f a r b i g und anschaulich schildert. Als erstes abgeschlossenes W e r k erscheint d i e

Geschichte Indiens und des Islam 1. Band „ V ö l k e r aus Steppen und W ü s t e n " (2500 vor Chr. bis 700 nach Chr.) 2. Band „Kaiser und K a l i f e n " (700 bis 1500) 3. Band „ D i e g o l d e n e n T e m p e l " 0500 bis 1760) 4. Band „ G o u v e r n e u r e und R e b e l l e n " {von 1760 bis zur G e g e n w a r t ) Jeder Band enthält Kunstdrucktafeln, historische Karten und im A n h a n g A n m e r k u n g e n , ausführliche Begriffserklärungen, Zeittafeln, Q u e l l e n - und Literaturnachweise. Die Buchreihe entspricht im Format und Umfang den Bänden der abendländischen Serie „ B i l d der Jahrhunderte", ist a b e r in der Einbandfarbe und in der Umschlaggestaltung deutlich a b g e h o b e n . Jeder Band in G a n z l e i n e n 9,— D M , in Lux-Luxuseinband 10,50 D M . Prospekte in jeder Buchhandlung und beim V e r l a g .

VERLAG S E B A S T I A N

LUX

MURNAU • MÜNCHEN • INNSBRUCK • ÖLTEN