Abb. 25. Webers Tangentenbussole.
Eine zweite Anwendung bestand darin, daß Weber die Wärmewirkung des galvanischen Stromes messend untersuchte und auf diese Weise zur Gewinnung von Daten über die Äquivalenz der Naturkräfte beitrug. Welche Wichtigkeit solche Daten für die Aufstellung des Prinzips von der Erhaltung der Kraft gewinnen sollten, konnte Weber damals freilich noch nicht wissen. Der Gang der Untersuchung war folgender. Ein Platindraht von bestimmter Länge und Dicke wurde in Wasser getaucht und mit einem galvanischen Element in Verbindung gesetzt. Die absolute Intensität des durch den Draht geleiteten Stromes wurde mit der Tangentenbussole gemessen. Ferner wurde die Temperaturerhöhung ermittelt, welche das Wasser durch die Wärmeabgabe des vom Strome durchflossenen Drahtes innerhalb einer bestimmten Zeit erfuhr. Es ergab sich, daß ein Strom von der Intensität 1 in einer Minute soviel Wärme lieferte, daß die Temperatur von 1 g Wasser um 1,4° Celsius stieg.
In einer zweiten Untersuchung vom Jahre 1840 stellte Weber sich die wichtige Aufgabe[146], zu bestimmen, wieviel Milligramm Wasser ein Strom von der Intensität 1 in der Sekunde zersetzt.
Faraday hatte gefunden, daß chemisch äquivalente Mengen verschiedener Stoffe zu ihrer Zersetzung gleiche Elektrizitätsmengen gebrauchen. So zersetzte beispielsweise derselbe Strom, der 9 g Wasser zerlegte, 36,5 g Chlorwasserstoff. Es schien keinem Zweifel zu unterliegen, daß die zersetzte Menge eines Stoffes zu der für die Zersetzung erforderlichen Elektrizitätsmenge in einem bestimmten Verhältnis stehe. Weber stellte sich die Aufgabe, dies Verhältnis für das Wasser zu ermitteln. Er fand, um das Resultat vorwegzunehmen, daß ein Strom von der im elektromagnetischen Maße gemessenen Intensität 1 in der Sekunde 0,009376 mg Wasser zersetzt. Für die Minute ergab sich die Menge von 0,56256 mg Wasser, dem 1,0489 ccm Knallgas entsprechen.
Die Stromintensität in absolutem Maße definierte Weber folgendermaßen: Geht eine gewisse Elektrizitätsmenge in der Sekunde durch den Querschnitt eines Leiters, der in der Ebene die Fläche 1 umkreist, so ist diese Elektrizitätsmenge als absolute Einheit zu setzen, wenn sie dieselbe Fernwirkung hervorruft wie das absolute Grundmaß des freien Magnetismus. Hiermit war zum ersten Male die Einheit einer Elektrizitätsmenge in elektromagnetischem Maße definiert.
Das Verfahren, das Weber zur Ermittlung des elektrochemischen Äquivalentes einschlug, war ein ganz eigenartiges und neues. Es führte ihn zur Erfindung des für feinere Messungen besonders geeigneten Bifilargalvanometers. Ein mit Seide umsponnener Kupferdraht von bestimmter Länge[147] wurde auf einer zylindrischen Rolle von bestimmtem Durchmesser[148] so aufgewunden, daß alle Windungen[149] ein System konzentrischer Kreise bildeten. Durch Multiplikation des Flächeninhalts eines solchen Kreises mit der Zahl der Windungen erhielt Weber die Größe der in der Ebene vom Strom umkreisten Fläche[150]. Sie sei mit S bezeichnet. Die Rolle wurde an zwei Fäden (bifilar) parallel zum magnetischen Meridian des Beobachtungsortes aufgehängt. Das Verfahren bestand darin, daß derselbe Strom, der das Wasser zersetzte, durch die Rolle geleitet wurde. Die Kraft des horizontalen Teils des Erdmagnetismus äußert das Bestreben, die Rolle senkrecht zur Ebene des magnetischen Meridians zu stellen. Die Horizontalintensität des Erdmagnetismus (T) ruft jedoch nur eine Ablenkung (C) hervor, da die Rolle infolge der Art ihrer Aufhängung in ihre ursprüngliche Lage mit einer gewissen Direktionskraft (D) zurückzukehren strebt. In der zwischen diesen Größen obwaltenden Beziehung
S T G = D tg φ
in welcher G die absolute Intensität des galvanischen Stromes bedeutet, sind alle Größen außer G bekannt. Die absolute horizontale Intensität des Erdmagnetismus (T) z.B. betrug an dem Ort und zur Zeit der Versuche 1,702. Aus fünf Messungen, deren Ergebnisse nur sehr wenig voneinander abwichen, erhielt Weber, wie oben erwähnt, als elektrochemisches Äquivalent des Wassers den Wert 0,009376, d. h. die absolut gemessene Einheit des galvanischen Stromes zersetzt in der Sekunde 0,009376 mg Wasser. Weber bediente sich, wie alle hier gegebenen Zahlen beweisen, für seine Messungen ebenso wie Gauß der Sekunde, des Milligramms und des Millimeters als Einheiten (Millimeter-Milligramm-Sekunden-System). Später ist man jedoch zu größeren Einheiten (Zentimeter-Gramm-Sekunden-System oder, kürzer ausgedrückt, CGS-System) übergegangen. Die Bestimmung des elektrochemischen Äquivalents der absoluten Einheit der Stromstärke ist von Bunsen und von Joule wiederholt worden. Die Übereinstimmung mit dem von Weber gefundenen Resultat war eine fast vollkommene. Der Wert betrug nämlich