Abb. 52. Die für Rumfords Versuch hergerichtete und in die Bohrmaschine gespannte Kanone. Die Stange w verbindet die Kanone mit dem Göpel.
Da chemische Vorgänge, sowie irgend welche Zuleitung von Wärme bei den Bohrversuchen ausgeschlossen waren, so blieb nichts anderes übrig, als die Ursache der Wärmeentwicklung in der Bewegung zu erblicken. Die weiteren Versuche bezweckten den Nachweis, daß diese Wärmequelle nicht versiegt, solange die Bewegung dauert. Hieran schloß sich schon das erste Aufdämmern der Erkenntnis, daß einem gewissen Aufwand an Arbeit eine bestimmte Menge erzeugter Wärme entspricht. Rumford ließ nämlich einen aus Kanonenmetall bestehenden Zylinder von 112,13 Pfund Gewicht in einem Kasten (Abb. [53]) rotieren, der 18,77 Pfund Wasser enthielt. Wurde die Drehung, bei der ein stumpfer eiserner Bohrer m n gegen das Metall gepreßt wurde, durch die Kraft eines Pferdes bewerkstelligt, so kochte das Wasser nach 2 Stunden und 30 Minuten. »Die Überraschung und das Staunen der Umstehenden, solch eine Wassermasse ohne Feuer zum Kochen gebracht zu sehen, war über alle Beschreibung groß«, heißt es in dem Berichte Rumfords[451]. Die Rechnung ergab, daß die ganze Menge der erzeugten Wärme, die sich auf das Wasser und die Metallstücke verteilte, hinreichend war, um 26,58 Pfund eiskalten Wassers zum Sieden zu bringen, ungerechnet diejenige Wärme, die während des Versuches verloren ging. Diese Wärmemenge entspricht nach Rumford einer Pferdekraft. Da nach Watt die letztere imstande ist, 33 000 Pfund in der Minute einen Fuß hoch zu heben, so würde eine weitere Berechnung gezeigt haben, daß diejenige Wärme, die ein Pfund Wasser um 1° erwärmt, einer mechanischen Leistung von 1034 Fußpfund entspricht. Spätere, genauere Untersuchungen, welche der Engländer Joule anstellte, haben für dieses Äquivalent den Wert von 772 Fußpfund ergeben. Der beträchtliche Unterschied wird daraus erklärlich, daß Rumford die Verluste nicht in Rechnung zog, und daß bezüglich des Arbeitsaufwandes nur eine rohe Annäherung an die von Watt als eine Pferdekraft bestimmte Größe vorlag.
Abb. 53. Der vor der Mündung der Kanone angebrachte hölzerne Kasten. Der stumpfe Bohrer m n wird gegen den Boden des ausgebohrten hohlen Zylinders gepreßt, welcher durch einen kurzen Hals mit dem Ende der Kanone verbunden ist.
Die Abbildungen 52 und 53 sind der unten erwähnten Abhandlung Rumfords entnommen.
Von gleicher Beweiskraft für die Immaterialität der Wärme wie der Rumfordsche Versuch war ein von Davy angestelltes Experiment. In seinen 1799 veröffentlichten[452] »Untersuchungen über Wärme, Licht und Atmung« teilte dieser Forscher mit, daß er bei 29° Fahrenheit, also einer unter dem Gefrierpunkt liegenden Temperatur, zwei an Stäben befestigte Eisstücke durch gegenseitige Reibung zum Schmelzen gebracht habe[453]. Obgleich die Wärmekapazität des Schmelzwassers größer ist als diejenige von Eis, zeigte das erhaltene Wasser dennoch eine Temperatur von 35° Fahrenheit. Auch Davy schloß hieraus, daß die Wärme kein Stoff, sondern eine unmittelbare Folge der Bewegung sei. Er dachte sich die Materie von zwei Kräften, der Anziehung und der Abstoßung, beherrscht. Die Erscheinungen der Wärme rühren nach Davy, dessen Vorstellungen sich im wesentlichen mit den heute geltenden Anschauungen decken, von einer besonderen Bewegung der Körperteilchen her. Alle festen Körper werden durch heftiges Reiben ausgedehnt, indem ihre Teilchen in schwingende Bewegung kommen und sich voneinander entfernen. Die verschiedenen Aggregatszustände werden gleichfalls ganz im Sinne der neueren Physik aus dem Verhältnis zwischen Anziehung und Abstoßung erklärt. Je nachdem die erstere oder die letztere überwiegt oder beide nahezu gleich sind, ist der Körper fest, gasförmig oder flüssig. Die Abstoßung kann durch chemische Vorgänge oder durch Mitteilung des Bewegungszustandes benachbarter Körper erregt werden. In letzterem Falle ist die Bewegungsgröße, die der eine Körper gewinnt, genau gleich derjenigen, welche der andere verliert.
Davy gehört zu jenen Vorläufern von Mayer, Joule und Helmholtz, die von der Allgemeingültigkeit des Prinzips von der Erhaltung der Kraft schon eine deutliche Ahnung hatten. Dafür zeugt auch sein Ausspruch: »Es läßt sich keine erhabenere Vorstellung von den Bewegungen der Materie gewinnen, als daß die verschiedenen Arten der Bewegung sich fortwährend ineinander umwandeln.«
Rumford und Davy waren jedoch ihrer Zeit vorausgeeilt. Die von ihnen entwickelte Lehre sollte erst um die Mitte des 19. Jahrhunderts durch die zuerst genannten Männer erneuert und fortentwickelt werden.