Ueber eine praktische Form des Haarhygrometers; von Dr. C. Koppe. Koppe's Haarhygrometer. Durch die Versuche von Saussure und später diejenigen von Gay-Lussac und Regnault ist hinreichend dargethan, daß ein Haar, auf angemessene Weise von Fett befreit, dem Grade der relativen Feuchtigkeit des Raumes, in welchem es sich befindet, mit großer Regelmäßigkeit folgt, so daß man dasselbe als Hygrometer benutzen kann. Regnault überzeugte sich durch Versuche, daß gut construirte Haarhygrometer die relative Feuchtigkeit bis auf einzelne Procente genau anzugeben im Stande sind; nichts desto weniger glaubte er vom Gebrauche dieser Art Hygrometer abrathen zu müssen, da die von ihm benutzten Instrumente zu leicht in Unordnung geriethen, um, wenn ein Transport derselben nothwendig, auch nur einigermaßen zuverlässige Resultate erwarten zu lassen. Dies gilt auch jetzt noch von allen den Haarhygrometern gegebenen Formen, sowie von allen Feuchtigkeitsmessern, welche auf den hygroskopischen Eigenschaften organischer Substanzen beruhen, unter denen das Haarhygrometer unstreitig am regelmäßigsten arbeitet. Die Störungen, welche diese Instrumente durch den Transport, die Witterung, die Zeit u. dgl. erleiden, fallen theilweise dem Mechanismus zur Last, welcher die durch den Wechsel der Feuchtigkeit bedingte kleine Verlängerung oder Verkürzung des Haares zur Anschauung bringen soll, theilweise haben sie ihren Grund in einer wirklichen Dehnung, d.h. einer von dem Feuchtigkeitsgrade unabhängigen Aenderung der Länge des Haares. Ein gereinigtes Menschenhaar hat im Mitte eine Tragkraft von 100g und eine Elasticität von 33 Proc., d.h. es läßt sich um 1/3 seiner Länge aus einander ziehen, ehe es zerreißt. Ist es im Haarhygrometer um eine Achse geschlungen, welche 4mm Durchmesser hat, nimmt ferner die Scale einen Quadranten ein, und denkt man sich dieselbe in 100 gleiche Theile getheilt, so entspricht ein solcher Theil einer Veränderung der Länge des Haares von wenigen Hundertsteln eines Millimeter, und wenn das Haar selbst einige hundert Millimeter lang ist, so läßt sich schon voraussehen, daß auch eine wirkliche Dehnung des Haares, welche eine Verstellung des Zeigers um mehrere Procente bewirkt, im Vergleich zur ganzen Länge des Haares so gering ist, daß sie keine wesentliche Veränderung der hygroskopischen Eigenschaften des Haares veranlaßt, sondern nur den Nullpunkt der Scale verschiebt. Dies gilt selbstredend von allen den Verstellungen, welche im Mechanismus ihren Grund haben, so daß, wenn man für ein Haar die Procentscale einmal genau bestimmt hat und das Hygrometer in Folge des Transportes und Gebrauches ganz unrichtig zeigt, man doch eine ganz identische Procentscale erhält, wenn man dieselbe durch neue Vergleichungen noch einmal bestimmt. Ein solches Hygrometer wird daher wieder ganz richtig zeigen, wenn man die Mittel besitzt, einen Punkt der Scale zu controliren und zu berichtigen, was durch zahlreiche praktische Versuche hinreichend bestätigt worden ist. Eine bleibende und wesentliche Veränderung des Haares ist erst dann eingetreten, wenn dasselbe eine sehr auffallende Erscheinung zeigt, wenn es nämlich, aus einem trockenen in einen vollständig feuchten Raum gebracht, sich nicht verlängert, sondern verkürzt. In diesem Falle ist die Elasticitätsgrenze überschritten und das Haar unbrauchbar. Man kann sich hiervon leicht überzeugen, wenn man ein Haar gewaltsam zerreißt und das eine Ende desselben in ein Hygrometer spannt. Dies verlängert sich dann, aus dem Trocknen ins Feuchte gebracht, zuerst ein wenig, verkürzt sich aber unmittelbar darauf so, daß der Zeiger oft rückwärts über die ganze Scale geführt wird. Dieselbe Eigenschaft zeigt ein Haar, welches zu stark belastet ist, je nach dem Grade der Belastung nach kürzerer oder längerer Zeit, und soll daher die Kraft, mit welcher ein Haar im Hygrometer gespannt ist, 0g,5 nicht übersteigen. Dieses Gewicht genügt zwar nicht, das trockene Haar ganz gerade zu spannen, wohl aber das feuchte, und auch aus diesem Grunde kann ein transportables Haarhygrometer, bei welchem das Haar während des Transportes entlastet war, nicht richtig zeigen, denn das Haar krümmt und kräuselt sich etwas in der Trockenheit, das schwache Gewichtchen genügt dann nicht, dasselbe wieder ganz gerade zu spannen, und erst durch Einführen in einen ganz mit Feuchtigkeit gesättigten Raum wird es wieder auf seine normale Länge ausgedehnt. Da ein solcher Raum aber im Allgemeinen sehr selten zur Hand ist, so findet man bei fast allen Hygrometern das Gewicht, mit welchem das Haar gespannt ist, so groß, daß hierdurch das Haar binnen Kurzem unbrauchbar werden muß, wie Saussure durch seine mühsamen, aber umfassenden Versuche so klar nachgewiesen hat, daß es wohl verdiente, etwas mehr beachtet zu werden. Durch fortgesetztes Behandeln mit Aether, Natron, Kali u.s.w. läßt sich ein Haar ungemein empfindlich machen; doch kann man hierin leicht zu weit gehen und die Haltbarkeit des Haares wesentlich beeinträchtigen. Ein zu lange Zeit oder zu energisch mit Reinigungsmitteln behandeltes Haar wird auch durch das schwächste Gewicht sehr bald aus einander gezogen und kommt in einem mit Feuchtigkeit gesättigten Räume nicht zur Ruhe, sondern verlängert sich immer mehr. Alle im Vorigen erwähnten Eigenschaften des Haares lassen es wünschenswerth erscheinen, stets einen mit Feuchtigkeit gesättigten Raum zur Prüfung und Justirung des Hygrometers zur Hand zu haben, und diese Ueberlegung hat zu folgender Einrichtung desselben geführt. Das gut gereinigte und durch häufiges und wechselweises Einführen aus dem Trocknen ins Feuchte gut präparirte Haar ist in einen Rahmen von 20 bis 25cm Länge eingezogen. Es wird gespannt durch eine kleine Spiralfeder aus hartem Neusilberdraht, deren Kraft durch Einhängen eines Gewichtchens von 0g,5 in das Oehr, in welchem der Faden befestigt ist, leicht auf diesen Betrag genau regulirt werden kann. Man dreht zu diesem Zwecke das Hygrometer um, hängt das Gewichtchen vorn an die Feder und zieht diese durch Drehen mit einem Schraubenzieher an oder läßt sie nach, bis sie grade 0g,5 trägt. Für den Transport ist diese Einrichtung bei weitem bequemer, als ein beständig angehängtes Gewichtchen; sie bietet den weitern Vortheil, daß man die Kraft, mit welcher das Haar gespannt ist, nach Gutdünken reguliren kann. Die Achse besteht aus Neusilber, um Rost zu vermeiden und die Reibung möglichst gering zu machen. Sie hat die im Vorigen angegebenen Dimensionen. Das ganze Hygrometer ist in ein Blechkästchen gestellt, welches vorn durch eine Glasscheibe und hinten durch einen Schieber geschlossen werden kann; vor letzterem ist ein mit dünnem Zeuge überspanntes Rähmchen in einer Ruth eingeschoben. Soll das Instrument zu Beobachtungen benutzt werden, so wird das auf das Rähmchen aufgezogene Gewebe in Wasser getränkt und eingeschoben. Das Kästchen füllt sich dann in kurzer Zeit vollständig mit Feuchtigkeit, weil die verdunstende Oberfläche verhältnißmäßig sehr groß ist, und da sich das Haar seiner ganzen Länge nach in unmittelbarer Nähe des nassen Gewebes befindet, so wird sich dasselbe rasch mit Feuchtigkeit sättigen und der Zeiger bis zu einem Punkte vorrücken, welcher dieser vollkommenen Sättigung entspricht und dort stehen bleiben. Dieser Punkt sollte der Theilstrich für 100 Proc. sein; in Folge der Veränderungen des Instrumentes beim Transport u.s.w. wird es aber in vielen Fällen nicht zutreffen. Man hat dann nur einen Uhrschlüssel durch das oben in der Glasscheibe befindliche Loch auf die Achse aufzusetzen, in welcher das obere Ende des Haares befestigt ist und durch Drehen den Zeiger auf 100 zu führen. Um die Reibung der Achse leichter zu überwinden, ist es gut, etwas auf den Fuß des Hygrometers zu klopfen und von Neuem einzustellen, wenn durch das Klopfen eine kleine Verrückung des Zeigers hervorgebracht wird. Dann ist das Instrument justirt und wird, nachdem man Schieber, Gewebe und Glas fortgenommen, einige Minuten später den Feuchtigkeitsgrad des zu prüfenden Raumes richtig anzeigen. Das etwa abgetropfte Wasser läßt sich leicht beseitigen und kann dieser Art der Justirung eben so wenig zum Vorwurf gemacht werden, wie das zur Untersuchung des Nullpunktes eines Thermometers erforderliche Eis dieser letztern. Beide Methoden der Prüfung haben in mancher Beziehung Aehnlichkeit mit einander. Die eben beschriebene Einrichtung des Haarhygrometers bietet den Vortheil, daß man sich jeden Augenblick auf sehr einfache Weise überzeugen kann, ob das Instrument noch richtig zeigt, und durch sie dürfte dieses Hygrometer einen praktischen Werth erhalten, welchen es vorher in Folge der unvermeidlichen Verstellungen nicht besaß. Zur Bestimmung der Procentscale ist es nothwendig, eine längere Vergleichung mit einem Regnault'schen Hygrometer bei möglichst verschiedenen Feuchtigkeitsgraden vorzunehmen. Am einfachsten bedient man sich hierzu nach dem Vorgange von Gay-Lussac einer großen Glasglocke, deren Wände mit den von ihm angegebenen Salzlösungen befeuchtet werden. Anstatt aber die relative Feuchtigkeit nach dem specifischen Gewichte der Salzlösung und der jedesmaligen Temperatur zu bestimmen, ist es bequemer und genauer, ein Regnault'sches Hygrometer mit unter die Glocke zu stellen, die Schläuche durch kleine Oeffnungen im Deckel durchzuführen und nach seinen Angaben den jedesmaligen Feuchtigkeitsgrad zu berechnen. Ist auf diese Weise im Mittel aus mehreren Bestimmungen, am besten durch graphische Ausgleichung, die Procentscale einmal genau bestimmt, so wird man mit einem solchen Instrumente auf sehr bequeme Weise wissenschaftlich genaue Resultate erhalten können. Die Controle eines solchen Hygrometers mit dem Psychrometer ist unzulässig, da die Unsicherheit in den Angaben dieser Instrumente nach den Beobachtungen von Regnault und den ein Jahr lang fortgesetzten und in den schweizerischen, metereologischen Beobachtungen mitgetheilten Vergleichungen von Prof. Wolf so bedeutend ist, daß der Fehler in ungünstigen Fällen, wenn die Temperatur um den Thaupunkt schwankt, die abnorme Größe von 25 bis 30 Proc. erreichen kann. In geschlossenen Räumen ist zudem das Psychrometer gar nicht zu gebrauchen. Ein so empfindliches Instrument wie ein Haarhygrometer kann selbstredend nicht unbeschadet allen Witterungseinflüssen ausgesetzt werden, und auch aus diesem Grunde ist das Kästchen, in welchem es vor Beschädigungen aller Art und Verunreinigungen hinreichend geschützt ist, eine nützliche Beigabe. Die Haare behalten ihre hygroskopischen Eigenschaften, wie aus der Untersuchung der Haare von Mumien hervorgegangen ist, so lange Zeit unverändert bei, daß bei einigermaßen guter Behandlung nicht zu befürchten ist, daß ein solches Instrument zu bald unbrauchbar werde. Saussure hat seine Instrumente viele Jahre lang unverändert benutzt. Das häufige Befeuchten des Haares ist für seine Erhaltung eher nützlich als schädlich, worauf auch Saussure ausdrücklich aufmerksam macht. Einen Umstand möchte ich mir erlauben, noch besonders hervorzuheben, da er im Allgemeinen zu wenig Beachtung findet. Der Feuchtigkeitsgehalt der Luft ist in Folge der Production von Wasserdämpfen durch Verdunstung, Verbrennung, den Lebensproceß organischer Wesen u. dgl. einem so raschen Wechsel unterworfen und an verschiedenen Orten in Folge der langsamen Verbreitung der Wasserdämpfe durch den lufterfüllten Raum so verschieden, daß nur ein so empfindliches Instrument, wie ein Haarhygrometer, im Stande ist, diesen fortwährenden Wechsel unmittelbar zur Anschauung zu bringen. Anderseits muß das Haar, wenn es richtig functioniren soll, durchaus frei der Einwirkung der umgebenden Luft ausgesetzt sein. Statt dessen findet man bei den meisten Hygrometern zum Schutze des Haares in unmittelbarer Nähe desselben eine Wand angebracht, oder das Haar seiner ganzen Länge nach mit einer Metallhülse umgeben, oder man hat gar, wie bei den neuesten Erzeugnissen der Industrie, die Abgeschmacktheit so weit getrieben, das Haar ganz in ein Gehäuse einzuschließen und dieses nur mit einigen kleinern Luftlöchern versehen. Daß solche Instrumente das Hygrometeer in Mißcredit bringen müssen, ist nur zu natürlich, und doch bewährt sich immer mehr das Wort Saussure's, der bereits vor nahe 100 Jahren behauptete: „Man wird, wenn man alle andern Methoden, die Feuchtigkeit zu messen, versucht hat, immer wieder zum Haarhygrometer, als dem bequemsten und empfindlichsten Instrumente dieser Art, zurückkehren.“ Durch die im Vorigen beschriebene praktische Einrichtung desselben dürfte ein nicht unwesentlicher Schritt weiter gethan sein zur allgemeinen Bewahrheitung dieses Ausspruches. Der Werth eines einfachen und zuverlässigen Feuchtigkeitsmessers wird in demselben Maße anerkannt werden, in welchem die Erkenntniß wächst, eine wie wichtige Rolle der Feuchtigkeitsgehalt der Luft in meteorologischer, sanitärer und mercantiler Beziehung einnimmt.Die mathematische Werkstätte von Jakob Goldschmid in Zürich verfertigt die im Obigen beschriebenen sehr beachtenswerthen Haarhygrometer zum Preise von 45 Franken. Die nöthigen Zuthaten (wie Schraubenschlüssel, Gewichtchen und Uhrschlüssel) werden jedem Instrumente beigegeben.Die Red. Zürich, im September 1877.