Sechste Vorlesung.

Sechste Vorlesung.Chemische Zusammensetzung der Kohlensäure. Ihre Bildung durch Verbrennung von Kohlenstoff. Mengenverhältnis der Bestandteile. Zerlegung der Kohlensäure in ihre Elemente. Bildung von Kohlensäure durch Verbrennung des Holzes und des Leuchtgases. Feste und gasförmige Verbrennungsprodukte der Körper. – Der Atmungsprozeß. Kohlenstoffgehalt der Nahrungsmittel. Die Körperwärme. Wechselwirkung zwischen der Tier- und Pflanzenwelt. – Einfluß der Temperatur auf den Eintritt chemischer Prozesse.

Chemische Zusammensetzung der Kohlensäure. Ihre Bildung durch Verbrennung von Kohlenstoff. Mengenverhältnis der Bestandteile. Zerlegung der Kohlensäure in ihre Elemente. Bildung von Kohlensäure durch Verbrennung des Holzes und des Leuchtgases. Feste und gasförmige Verbrennungsprodukte der Körper. – Der Atmungsprozeß. Kohlenstoffgehalt der Nahrungsmittel. Die Körperwärme. Wechselwirkung zwischen der Tier- und Pflanzenwelt. – Einfluß der Temperatur auf den Eintritt chemischer Prozesse.

Eine Dame, welche diese Vorträge mit ihrer Gegenwart beehrt, hat mich noch weiter durch Übersendung dieser beiden Kerzen zu Dank verpflichtet. Sie stammen aus Japan und sind vermutlich aus jenem Material verfertigt, das ich Euch schon in der ersten Vorlesung zeigte, dem sogenannten Japanischen Wachs. Ihr seht, sie sind noch viel zierlicher gestaltet und ausgeschmückt als jene französischen Kerzen, die ich ebenfalls damals vorwies, und ihrem ganzen äußeren Aussehen nach möchte man sie wahre Luxuskerzen nennen. Außerdem aber zeigen sie eine merkwürdige Eigentümlichkeit, nämlich einen hohlen Docht – jene vorzügliche Verbesserungalso, welche Argand an der Lampe einführte und durch welche er ihren Wert so bedeutend erhöhte. Wer schon öfter Sendungen aus dem fernen Osten erhielt, wird wohl bemerkt haben, daß solche Gegenstände auf dem langen Transport ein mattes, unscheinbares Aussehen bekommen haben; es ist aber ganz leicht, ihnen die ursprüngliche Schönheit und das frische Äußere wiederzugeben; man braucht sie zu diesem Zweck nur mit einem reinen seidenen Tuch gut abzureiben, also die Unebenheiten und Rauhigkeiten ihrer Oberfläche gleichsam zu polieren. Eine dieser beiden Kerzen habe ich so behandelt und Ihr werdet den Unterschied von der andern nicht polierten bemerken, die ich natürlich ebenso auffrischen könnte. Außerdem ist an diesen japanischen Kerzen noch die Eigentümlichkeit hervorzuheben, daß sie viel mehr kegelförmig gegossen sind, als es bei uns üblich ist.

In meinem letzten Vortrag habe ich Euch bereits viel von der Kohlensäure erzählt. Ich habe Euch besonders ihre Reaktion auf Kalkwasser vorgeführt, dessen Bereitung ich Euch zeigte, so daß Ihr es selbst machen könnt; und Ihr erinnert Euch, wie die in einer Flasche aufgefangene Luft aus unserer Kerze in dem Kalkwasser einen weißen Niederschlag hervorbrachte, daß ferner dieser Niederschlag aus demselben Kalk bestand, der sich in den Muscheln, Korallen, wie in vielen Gebirgsarten und Mineralien findet. Von ihrer eigentlichen chemischen Natur indes habe ich noch nicht ausführlich und eingehendgenug gesprochen, und ich muß deshalb dieses Thema heute wieder aufnehmen.

Wie wir bei Untersuchung der Verbrennungsprodukte unserer Kerze bereits das aufgefundene Wasser in seine Elemente zerlegten, so müssen wir jetzt auch die aus der Kerze entwickelte Kohlensäure auf ihre Bestandteile prüfen, und einige Experimente werden uns auch hier zum Ziele führen.

Ihr erinnert Euch, daß eine schlecht brennende Kerze Ruß entwickelt, während bei einer gut brennenden davon nichts zu sehen ist; Ihr wißt aber auch, daß die Helligkeit der Kerzenflamme gerade diesem Ruße zu verdanken ist, welcher zunächst ins Glühen kommt und schließlich verbrennt. Hier habe ich ein Experiment vorbereitet, an dem es sich recht deutlich zeigt, wie hellleuchtend die Flamme wird, wenn alle Kohlenteilchen innerhalb derselben zum Erglühen und Verbrennen gelangen, so daß dabei durchaus nichts von schwarzen Flöckchen zu sehen ist. Ich entzünde einen ungemein lebhaft brennenden Stoff, Terpentinöl nämlich, mit dem dieser Schwamm getränkt ist. Seht den aufsteigenden Ruß, wie er massenhaft in der Luft herumfliegt! Und nun denkt daran, daß ich Euch sagte: von solchem Ruß, solcher Kohle, entsteht die Kohlensäure, wie wir sie aus der Kerze erhielten. Das nun will ich Euch jetzt beweisen. Ich bringe den Schwamm mit dem brennenden Terpentinöl in ein Glas voll Sauerstoff, und da seht Ihr denn, wie prächtig jetzt die Flammeleuchtet und daß aller Ruß vollständig verzehrt wird. Dies ist aber erst die eine Hälfte unseres Experiments. Was folgt nun?

Die Kohle, welche Ihr soeben aus der Terpentinflamme in die Luft fliegen saht, ist also völlig im Sauerstoff verbrannt, und wir werden finden, daß wir bei diesem raschen ungestümen Vorgange ganz genau dasselbe Ergebnis erlangten, welches uns die ruhige Verbrennung unserer Kerze lieferte. [In die Flasche, in welcher das Terpentinöl mit Sauerstoff verbrannte, wird Kalkwasser gegossen, welches beim Umschütteln stark getrübt wird.] Ich habe Euch dieses Experiment gezeigt, obwohl sein Erfolg eigentlich vorauszusehen war, damit Euch der Gang unserer Untersuchungen bei jedem Schritt so klar und deutlich werde, daß Ihr keinen Augenblick den Faden verlieren könnt, wenn Ihr nur recht Achtung gebt.

Alle Kohle also, die in der Luft oder in reinem Sauerstoff verbrennt, tritt als Kohlensäure aus der Flamme heraus; in den Teilchen dagegen, welche nicht so verbrannt sind, stellt sich Euch der zweite Bestandteil der Kohlensäure dar, nämlich Kohle, jener Körper, welcher die Flamme so hell machte, als sie genug Sauerstoff zum Verbrennen erhielt, welcher aber teilweise ausgeschieden wurde, als nicht genug Sauerstoff vorhanden war, um ihn zu verbrennen.

Um Euch nun diese Vereinigung der Kohle und des Sauerstoffs zu Kohlensäure noch verständlicher zumachen, wozu Ihr jetzt schon viel besser befähigt seid als früher, habe ich hier einige Experimente vorbereitet. Dieses Gefäß hier ist mit Sauerstoff gefüllt, und hier ist etwas Kohle, die ich in einem Schmelztiegel zunächst rotglühend mache. Ich will gleich voraus bemerken, daß ich Euch diesmal ein etwas unvollkommenes Resultat zu bieten wage; aber es geschieht gerade, um das Experiment deutlicher zu machen. Ich bringe jetzt Sauerstoff und Kohle zusammen. Daß dies Kohle, gewöhnliche pulverisierte Holzkohle ist, könnt Ihr an der Art sehen, wie sie an der Luft brennt. [Indem er etwas von der rotglühenden Holzkohle aus dem Tiegel herausfallen läßt.] Nun werde ich sie aber in Sauerstoff verbrennen; achtet auf den Unterschied! In der Entfernung mag es Euch vielleicht scheinen, als ob sie mit einer Flamme brenne; dem ist aber nicht so. Jedes einzelne Stückchen Kohle brennt als ein Funke, und indem es so brennt, bildet es Kohlensäure. Ich wünschte diese paar Experimente besonders auch deshalb anzustellen, weil sie das recht deutlich vor Augen führen, worauf ich später näher eingehen werde, nämlich: daß Kohle eben indieserWeise brennt und nicht mit einer Flamme.

Statt aber so viele einzelne Kohlenstäubchen zu verbrennen, will ich nun lieber ein größeres Stück Kohle benutzen, dessen Gestalt und Umfang Ihr während des Brennens deutlich unterscheiden könnt. Ihr werdet dann auch den ganzen Vorgang besser beobachten.Hier ist das Gefäß mit Sauerstoff, und hier ist ein Stück Kohle, an das ich einen Holzspan befestigt habe; diesen kann ich anzünden und so die Verbrennung einleiten, welche sich sonst nur schwierig bewerkstelligen ließe. Da seht Ihr nun die Kohle brennen, aber nicht mit einer Flamme (oder wenn Ihr doch ein Flämmchen bemerkt, so ist es jedenfalls nur ein ganz kleines; es rührt davon her, daß bei der Verbrennung sich vorübergehend eine eigene Substanz, sogenanntes Kohlenoxyd an der Oberfläche der Kohle bildet). Die Verbrennung geht diesmal langsam vor sich, wie Ihr seht, und nach und nach entwickelt sich Kohlensäure durch die Verbindung der Kohle mit dem Sauerstoff. Hier habe ich ein anderes Stück Kohle, und zwar Borkenkohle, welches die Eigentümlichkeit besitzt, beim Brennen in Stücke zu zerspringen, zu explodieren. Durch die Hitze wird dieser Kohlenklumpen in einzelne Teilchen zerplatzen, die in die Luft fliegen; indes brennt jedes Teilchen ebenso wie die ganze Masse in dieser eigentümlichen Art – es brennt wie eben Kohle brennt, ohne Flamme. Ihr bemerkt, daß eine Menge einzelner kleiner Verbrennungen vor sich gehen, seht aber keine Flammen. Ich kenne kein schöneres Experiment als dieses, um zu zeigen, daß die Kohle nur glimmend brennt.

Zerlegung der Kohlensäure.

Hier also sehen wir Kohlensäure aus ihren Elementen entstehen. Wenn wir sie mit Kalkwasser prüfen, so werdet Ihr sehen, daß wir ganz denselbenKörper erhalten, den ich Euch bereits früher beschrieben habe. Wenn sich 6 Gewichtsteile Kohle (mag sie von der Flamme einer Kerze oder von pulverisierter Holzkohle herstammen) und 16 Gewichtsteile Sauerstoff verbinden, so erhalten wir 22 Teile Kohlensäure; und 22 Teile Kohlensäure geben mit 28 Teilen Kalk 50 Teile kohlensauren Kalk. Wenn Ihr Austerschalen untersucht und ihre Bestandteile wägt, so werdet Ihr finden, daß je 50 Teile davon 6 Teile Kohle und 16 Teile Sauerstoff verbunden mit 28 Teilen Kalk enthalten. Indessen will ich Euch nicht mit solchen Einzelheiten behelligen; wir wollen uns vielmehr an die Natur unseres Gegenstandes im allgemeinen halten. Seht, wie die Kohle nach und nach schwindet [der Vortragende zeigt auf das Stück Kohle, das in dem Gefäß mit Sauerstoff ruhig fortbrennt]. Ihr mögt sagen, daß sich die Kohle in der umgebenden Luft auflöst; und wenn das ganz reine Kohle wäre (die wir übrigens leicht herstellen könnten), so würde auch gar kein Rückstand übrig bleiben; vollkommen reine Kohle läßt keine Asche zurück.

Die Kohle ist ein fester Körper, dessen Festigkeit durch Hitze allein nicht aufgehoben werden kann; aber beim Verbrennen geht sie in ein Gas über, welches sich unter gewöhnlichen Umständen nicht zu einem festen oder flüssigen Körper verdichten läßt. Und noch wunderbarer mag der Umstand erscheinen, daß durch diese Aufnahme der Kohle der Sauerstoff durchaus nichts anseinem Rauminhalt ändert: er verwandelt sich in Kohlensäure, und diese nimmt genau denselben Raum ein, wie der Sauerstoff, welcher zu ihrer Bildung erforderlich war.

Ich muß Euch indes noch ein anderes Experiment zeigen, um Euch hinreichend mit der Natur der Kohlensäure bekannt zu machen. Da sie ein zusammengesetzter Körper ist, indem sie aus Kohle und Sauerstoff besteht, so müssen wir auch imstande sein, sie in ihre Bestandteile zu zerlegen; und das können wir auch in der Tat bei ihr so gut wie beim Wasser. Der einfachste und kürzeste Weg ist der, einen Körper auf die Kohlensäure einwirken zu lassen, welcher den Sauerstoff aus ihr an sich zieht und die Kohle zurückläßt. Ihr erinnert Euch, wie ich Kalium auf Wasser oder Eis legte, und Ihr saht, daß es imstande war, den Sauerstoff vom Wasserstoff zu trennen. Nun, versuchen wir einmal dasselbe bei der Kohlensäure. Ihr wißt, die Kohlensäure ist ein schweres Gas, ich will sie nicht mit Kalkwasser prüfen, weil sich das mit den folgenden Experimenten nicht vertragen würde, und ich denke, die Schwere des Gases und seine Kraft, Flammen auszulöschen, wird Euch seine Gegenwart hinlänglich beweisen. Ich bringe eine Flamme in das Gas, und Ihr seht, das Licht geht aus. Vielleicht möchte das Gas sogar Phosphor auslöschen, von dem Ihr doch wißt, daß er sehr heftig brennt. Hier ist ein Stückchen Phosphor, das ich durch Erhitzen entzünde. Ich bringe es in das Gas und Ihr seht, eslöscht aus, wird aber in der Luft wieder Feuer fangen und von neuem weiter brennen. Das Kalium nun ist imstande, schon bei gewöhnlicher Temperatur auf die Kohlensäure zu wirken, freilich nicht so kräftig, wie es unser augenblicklicher Zweck erfordert, da sich bald eine umhüllende Schicht darüber bildet, welche das Fortschreiten des Prozesses erschwert. Wenn wir es aber so erwärmen, daß es in der Luft brennt, wozu wir ja das volle Recht haben und wie wir’s auch mit dem Phosphor taten, so werdet Ihr sehen, daß es auch in Kohlensäure brennen kann; und wenn es brennt, so tut es dies eben, weil es sich mit dem Sauerstoff der Kohlensäure verbindet, so daß Ihr dann sehen werdet, was dabei zurückbleibt. Ich werde also dieses heißgemachte Kalium in der Kohlensäure verbrennen, um das Vorhandensein des Sauerstoffs in der Kohlensäure nachzuweisen. [Beim Erhitzen explodiert das Kalium.] Es kommt öfter vor, daß ein schlechtes Stückchen Kalium beim Brennen explodiert oder sich auf irgend eine Weise ungeeignet zeigt. Ich muß also ein anderes Stück nehmen; nun, nachdem es erhitzt ist, bringe ich es in das Gefäß und Ihr seht, daß es in der Kohlensäure brennt – nicht so gut wie in der Luft, weil die Kohlensäure den Sauerstoff ziemlich festhält; aber es brennt doch weiter und nimmt den Sauerstoff fort. Wenn ich dieses Kalium nun in Wasser bringe, so finde ich, daß (außer Pottasche, um die Ihr Euch jetzt nicht zu kümmern braucht)etwas Kohle gebildet ist. Ich habe hier das Experiment nur auf rohe Art ausführen können; aber ich versichere Euch, daß, wenn ich es sorgfältig machen und statt fünf Minuten einen Tag darauf verwenden könnte, wir eine gehörige Menge Kohle in dem Löffel oder an der Stelle, wo das Kalium verbrannte, erhalten würden, so daß über das Ergebnis unseres Experiments kein Zweifel obwalten könnte. Da seht Ihr also die Kohle in ihrem gewöhnlichen schwarzen Zustande aus der Kohlensäure abgeschieden, als sprechenden Beweis, daß diese aus Kohle und Sauerstoff besteht. Und nun brauche ich Euch wohl kaum zu sagen, daß, wo auch immer Kohle unter gewöhnlichen Umständen, d. h. bei gehörigem Luftzutritt verbrennen mag, immer Kohlensäure gebildet wird.

Feste Verbrennungsprodukte.

In der Flasche hier ist etwas Kalkwasser und sonst nichts als atmosphärische Luft; bringe ich dahinein einen Holzspan, so mag ich diese drei Dinge mit einander umschütteln wie ich will, das Wasser wird stets so klar bleiben, wie Ihr es jetzt seht. Verbrenne ich nun aber den Holzspan in der Flasche, wie ich es jetzt tue, also in der über dem Kalkwasser befindlichen Luft – daß Wasser dabei gebildet wird, wißt Ihr schon – bekomme ich da vielleicht auch Kohlensäure? Nun, da seht: da schlägt sich schon kohlensaurer Kalk nieder, welcher sich nur aus Kohlensäure bilden kann; die Kohlensäure muß also aus der Kohle entstanden sein, welche aus dem Holze stammt, wie in anderen Fällenaus der Kerze oder irgend einem brennenden Körper. Ihr selbst habt schon oft genug ein sehr einfaches Experiment ausgeführt, durch welches Ihr die Kohle im Holze zu sehen bekamt; wenn Ihr ein Stückchen Holz anzündet, es teilweise verbrennen laßt und es dann ausblaset, so erhaltet Ihr Kohle, welche zurückbleibt. Nicht alle kohlehaltigen Körper indes zeigen ihren Gehalt an Kohle so leicht; eine Kerze z. B. tut das nicht, von der wir doch recht gut wissen, daß sie Kohle enthält. Auch im Leuchtgas, das beim Verbrennen sehr viel Kohlensäure entwickelt, seht Ihr nichts von der Kohle; aber ich kann sie Euch ganz leicht sichtbar machen. Hier habe ich eine Flasche voll Leuchtgas; ich zünde es an, und die Verbrennung wird andauern, so lange noch etwas Gas in dem Gefäß ist. Die Kohle freilich seht Ihr jetzt nicht, sondern nur die Flamme; aber schon aus deren hellerem Leuchten werdet Ihr nach den früher gewonnenen Erfahrungen vermuten, daß feste Kohlenteilchen darin zum Erglühen und Verbrennen gelangen. Indes will ich Euch die Kohle mit Hilfe eines anderen Prozesses wirklich mit Augen schauen lassen. In einer anderen Flasche – in dieser hier – habe ich etwas von demselben Leuchtgas mit einem Körper vermischt, der bloß den Wasserstoff des Gases verbrennen wird, nicht aber die Kohle.[21]Ich will diese Mischung nun mit meinem Wachslicht anzünden, und da habt Ihr’s; der Wasserstoff wird verbrannt, die Kohle aber bleibt als ein dichter schwarzer Rauch zurück. Ich denke, durch diese Experimente habt Ihr die Gegenwart von Kohle in einer Flamme erkennen gelernt und zugleich begriffen, welcher Art die Verbrennungsprodukte sind, wenn Leuchtgas oder andere kohlehaltige Körper in freier Luft vollständig verbrannt werden.

Gasförmige Verbrennungsprodukte.

Bevor wir indessen die Kohle verlassen, wollen wir noch ein paar Versuche anstellen, durch welche wir noch weitere Einblicke in ihr wunderbares Verhalten bei der gewöhnlichen Verbrennung erhalten werden. Ich habe Euch gezeigt, daß die Kohle beim Verbrennen nur verglimmt, wie feste Körper es immer tun; dabei bemerktet Ihr jedoch, daß sie nach dem Verbrennen nicht als fester Körper zurückbleibt. Es gibt nur sehr wenige Brennstoffe, die sich in dieser Hinsicht ebenso verhalten. Eigentlich tut dies nur jene große Gruppe unserer gewöhnlichen Brennstoffe: die kohlenartigen Substanzen, die Steinkohlen, die Holzkohlen und die Hölzer. Ich kenne außer der Kohle keinen Stoff, welcher bei der Verbrennung dasselbe Verhalten zeigt; und wenn dem nicht so wäre, was würde uns zustoßen? Wenn alle Brennstoffe sich so wie das Eisen verhielten, welches ja bei der Verbrennung einen festen Körper gibt, – wie könnten wir dann in unseren Öfen eine solche Verbrennung haben, wie wir sie gewohntsind? – Hier in dem Glasrohr ist noch eine andere Art Brennstoff, ein sehr leicht brennender Körper, so leicht entzündlich, daß er an der Luft von selbst Feuer fängt, wie Ihr seht [indem er das Rohr zerbricht]. Das ist schwarzer Blei-Pyrophor, und Ihr seht, wie wunderschön er brennt[22]. Er ist pulverförmig, so daß die Luft wie bei einem Haufen Kohlen im Ofen von allen Seiten hinzutreten kann, und so brennt er nun. Aber warum brennt die Substanz nicht ebenso fort, wenn sie in einer Masse zusammenliegt? [Er schüttet den übrigen Inhalt der Röhre auf eine eiserne Platte zu einem Haufen aus.] Einfach genug, weil die Luft nicht allseitig dazutreten kann. Auch entwickelt sich dabei große Hitze, so groß, wie wir sie in unseren Öfen und unter unseren Kesseln gebrauchen; aber der durch die Verbrennung gebildete Körper ist nicht flüchtig, kann nicht in die Luft entweichen, sondern haftet als Decke über der übrigen Masse, so daß diese nicht mit neuer Luft in Berührung kommen kann, also unverbrannt unter der Decke liegen bleiben muß. Worin unterscheidetsich dieses Brennen von dem der Kohle? Die Kohle brennt zunächst ganz in derselben Weise wie dieser Körper; aber sie unterhält auch ein kräftiges Feuer auf dem Herd oder wo wir sie sonst brennen mögen, weil eben die Kohlensäure, die durch die Verbrennung erzeugt wird, als Gas in die Luft entweicht, so daß fort und fort reine Kohle dem Zutritt frischer Luft bloßgelegt wird. Ich habe Euch auch gezeigt, daß die Kohle beim Verbrennen in Sauerstoff keine Asche zurückläßt; aber hier bei unserem Häufchen Blei-Pyrophor haben wir augenblicklich mehr Asche als Brennstoff; denn er ist durch den Sauerstoff, der sich mit ihm verbunden hat, schwerer geworden. Da seht Ihr denn, worin der große Unterschied zwischen dem Verbrennen der Kohle und dem des Bleis oder Eisens besteht, und warum wir das Eisen so gut bei den mannigfachen Einrichtungen zur Feuerung, zum Leuchten oder zum Heizen verwenden können. Das Eisen überzieht sich sehr bald mit einer dünnen Kruste seines Verbrennungsproduktes, welche es dann vor dem Zutritte der Luft schützt und macht, daß seine Verbrennung nur langsam fortschreitet.

Wenn die Kohle beim Verbrennen sich zuerst verflüchtigte und dann als Verbrennungsprodukt einen festen Körper bildete, so würde unser Zimmer bald mit einer undurchsichtigen Substanz angefüllt sein, ähnlich wie wir’s beim Verbrennen von Phosphor sahen; statt dessen geht alles flüchtig in die Luft. Vor der Entzündung ein fester, unveränderlicher Körper, geht dieKohle bei der Verbrennung in ein Gas über, welches sich nur sehr schwer wieder in festen oder tropfbar flüssigen Zustand überführen läßt.

Fig. 32.

Das Atmen eine Verbrennung.

Ich führe Euch nunmehr zu einem sehr interessanten Teil unseres Themas – zu der Beziehung zwischen der Verbrennung unserer Kerze und jener lebendigen Art von Verbrennung, welche in unserem Körper vorgeht. Ja, in uns Allen findet ein lebendiger Verbrennungsprozeß statt, ganz ähnlich dem der Kerze; und ich will versuchen, ihn Euch klar zu machen. Die Vergleichung des menschlichen Lebens mit einer Kerze ist nicht nur im poetischen Sinne wahr; wenn Ihr mir folgen wollt, denke ich es euch deutlich machen zu können, daß sie auch naturwissenschaftlich berechtigt und begründet ist.

Ich habe mir dazu einen kleinen Apparat ersonnen, den ich gleich vor Euch aufbauen werde. Hier ist einBrettchen, in das eine Rinne eingeschnitten ist, und diese Rinne kann ich von oben mit einer etwas kürzeren Platte zudecken, so daß auf jeder Seite eine Mündung frei bleibt; den so entstandenen Kanal kann ich ferner durch aufgesetzte Glasröhren an jeder Mündung aufwärts leiten, so daß das Ganze einen freien Durchgang bietet. Wenn ich nun einen Wachsstock oder eine Kerze (wir dürfen jetzt frei im Gebrauch des Wortes »Kerze« sein, seitdem wir seine ganze Bedeutung verstehen) in eine von den Röhren stelle, so wird die Verbrennung sehr gut vonstatten gehen. Ihr merkt, daß die Luft, welche die Flamme unterhält, in der Röhre auf der linken Seite hinabsteigt, dann durch die horizontale Rinne geht und in der Röhre am andern Ende, in der die Kerze brennt, aufsteigt. Wenn ich die Öffnung, durch welche die Luft eintritt, verstopfe, so hemme ich alsbald die Verbrennung, wie Ihr begreift. Ich schneide die Luftzufuhr ab, und die Kerze geht aus. Aber was können wir nun weiter daran knüpfen? In einem früheren Experimente[23]zeigte ich Euch, was geschieht, wenn die Luft von einer brennenden Kerze zu einer anderen gelangt. Würde ich nun hier Luft, die von einer anderen Kerze kommt, durch eine geeignete Vorrichtung in diese Röhre einleiten, so wißt Ihr, daß dieses Licht verlöschen müßte. Indes, was werdet Ihr sagen, wenn ich behaupte, daß auch mein Atem dieKerze zum Verlöschen bringt? Ich meine nicht etwa durch Ausblasen, sondern einfach: die Natur meines Atmens ist derart, daß die Kerze darin nicht zu brennen vermag. Ich werde jetzt meinen Mund über die Öffnung halten und, ohne daß ich die Flamme im geringsten anblase, keine andere Luft in die Röhre gelangen lassen, als die aus meinem Munde kommt. Da seht Ihr schon das Ergebnis. Ich habe die Kerze durchaus nicht ausgeblasen; ich ließ nur die Luft, die ich ausatmete, in die Mündung des Kanals eintreten, und das Licht auf der andern Seite verlöschte aus keinem andern Grunde als aus Mangel an Sauerstoff. Etwas anderes – nämlich meine Lunge – hatte den Sauerstoff aus der Luft fortgenommen, und so war keiner mehr da, die Verbrennung der Kerze zu unterhalten. Ich halte es für recht interessant, zu beobachten, wieviel Zeit die schlechte Luft gebraucht, die ich auf dieser Seite in den Kanal hineinatme, bis sie auf der andern Seite zur Kerze gelangt; anfangs brennt diese noch ganz ruhig weiter, sobald aber die ausgeatmete Luft sie erreicht, löscht sie aus.

Fig. 33.

Atmungsprodukte.

Jetzt werde ich Euch noch ein anderes Experiment zeigen, um Euch diesen wichtigen Teil unserer Untersuchung möglichst vollständig zu erläutern. Hier ist eine Glasglocke, die nichts als Luft enthält, was Ihr daran sehen könnt, daß meine Kerze oder die Gasflamme darin gleichmäßig fortbrennt. Ich verschließe sie mit einem Stöpsel und mittelst einer Glasröhre im Kork bringe ich meinen Mund so darüber, daß ich die darin enthaltene Luft einatmen kann. Wenn ich die Glocke auf Wasser setze, wie Ihr es hier seht, so bin ich imstande, die Luft herauszuziehen (natürlich muß der Kork ganz luftdicht schließen), sie in meine Lungen gelangen zu lassen und sie dann zurück in das Gefäß auszuatmen. Nun können wir sie untersuchen, um den Erfolg zu erfahren. Daß ich die Luft zuerst aussog und sie dann zurückatmete, konntet Ihr deutlich an dem Auf- und Niedersteigen des Wassers beobachten. Ich bringe nun einen brennenden Wachsstock in diese ausgeatmete Luft, und ihr werdet ihren Zustand an dem Verlöschen der Flamme erkennen. Ein einziger Atemzug hat diese Luft, wie Ihr seht, vollständig verdorben, so daß es ganz nutzlos sein würde, sie nochmals einatmen zu wollen. Nun begreift Ihr auch den Grund der Unzweckmäßigkeit vieler Einrichtungen in den Häusern besonders der ärmeren Klassen, welche es bedingen, daß dieselbe Luft immer und immer wieder eingeatmet werden muß, weil der Mangel geeigneter Ventilation die Zufuhr frischer Lufterschwert. Wenn schon ein einziger Atemzug die Luft so verdirbt, wie Ihr es hier gesehen, wie wesentlich muß da für unsere Gesundheit frische Luft sein!

Fig. 34.

Um über diesen wichtigen Gegenstand noch klarer zu werden, wollen wir doch einmal sehen, was mit dem Kalkwasser geschieht, wenn es mit der Ausatmungsluft in Berührung kommt. Hier ist ein Glaskolben, der etwas Kalkwasser enthält; durch die Glasröhren im Stöpsel kann Luft hinein- und heraustreten, so daß wir die Einwirkung der geatmeten, wie der frischen Luft bequem beobachten können. Ich kann nun entweder durchALuft einsaugen und so in meine Lungen gelangen lassen, nachdem sie durch das Kalkwasser gegangen ist; oder ich kann die Luft aus meinen Lungen durch die bis auf den Boden gehende RöhreBtreiben und ihre Wirkung auf das Kalkwasser zeigen. Gebt Acht – ich werde beiAbeginnen –; jetzt habe ich also längere Zeit die äußere Luft in das Kalkwasser gezogen und dann durch dasselbe hindurch in meine Lungen; es zeigt sich aber nicht die geringste Veränderung, das Kalkwasser ist durchaus nicht trübe geworden. Nun will ich’s aber umgekehrt machen, alsodie Luftausmeinen Lungen durch das Kalkwasser hindurchtreiben (indem ich sie durchBeinblase); da seht, hier zeigt sich die Wirkung sofort, das Kalkwasser wird durch die ausgeatmete Luft weiß und milchig. »Aber dieser weiße Niederschlag im Kalkwasser ist uns ja von früher schon ganz gut bekannt«, sagt Ihr, »das ist ja kohlensaurer Kalk, der bei Berührung des Kalkwassers mitKohlensäureentsteht«. Ganz recht; es ist Kohlensäure, welche die durch das Atmen unbrauchbar gewordene Luft verdirbt; die Reaktion auf Kalkwasser läßt keinen Zweifel daran.

Fig. 35.

Ich habe hier zwei Flaschen, welche beide mit Kalkwasser gefüllt und durch Röhren verbunden sind, wie Ihr’s hier seht. Der Apparat ist zwar nur roh, wird aber doch für unsern Zweck genügen. Wenn ich nun an diesen Flaschen hier (beia) ein- und dort(beib) ausatme, so bewirkt die Einrichtung der Röhren, daß die Luft in beiden Fällen durch das Kalkwasser streicht. Zunächst bemerkt man nun, daß die gute Luft beim Einatmen in dem Kalkwasser wiederum gar keine Veränderung hervorbringt; und alsdann seht ihr die Wirkung beim Ausatmen: das Kalkwasser wird getrübt; und es ist doch nichts als mein Atem damit in Berührung gekommen. Der Unterschied ist wohl auffallend genug!

Gehen wir nun weiter zu der Frage: Was hat dieser ganze Prozeß zu bedeuten, der in uns vorgeht, ohne den wir nicht sein können, weder am Tage, noch bei Nacht, und welcher vom Schöpfer so eingerichtet ist, daß er im Wachen wie im Schlaf ganz unabhängig von unserem Willen sich fortsetzt? Wenn wir den Atem dauernd anhielten – was wir aber bekanntlich nur für ganz kurze Zeit vermögen – so würden wir uns selber zerstören. Auch im Schlaf sind die Atmungswerkzeuge und die mit ihnen verbundenen Organe in beständiger Tätigkeit; so notwendig ist der Atmungsprozeß für unser Leben, so unentbehrlich diese unausgesetzte Berührung der Luft mit unsern Lungen. Ich muß Euch diesen Prozeß in möglichster Kürze auseinandersetzen. Wir nehmen Nahrung zu uns; diese Nahrung gelangt durch die Speiseröhre zunächst in den Magen und dann weiter in die übrigen Teile des Verdauungskanals, wo die für den Körper brauchbaren Stoffe gelöst und von eigens dazu eingerichteten Gefäßenaufgesogen werden. Die so umgewandelten Nahrungsstoffe werden nun, nachdem sie zu Bestandteilen des Blutes geworden, durch eine besondere Reihe von Gefäßen in die Lungen eingeführt und wieder herausgeschafft; gleichzeitig wird durch eine andere Reihe von Gefäßen die Luft in die Lungen ein- und wieder ausgepumpt. Luft und Nahrungsstoff kommen auf diese Art in sehr nahe Berührung mit einander; sie sind nur getrennt durch ganz dünnhäutige Scheidewändchen, wobei denn die Luft auf das Blut eine Wirkung ganz derselben Art ausübt, wie wir sie an der Kerze kennen gelernt haben. Der Sauerstoff der Luft verband sich mit dem Kohlenstoff der Kerze zu Kohlensäure, und dabei wurde Wärme entwickelt; dieselbe eigentümliche Umsetzung findet in den Lungen statt. Der Sauerstoff der eingeatmeten Luft verbindet sich mit Kohlenstoff (nicht Kohle in freiem Zustande, sondern hier gerade im Augenblick der Verwendung erst frei werdend) und bildet damit Kohlensäure, welche dann in die Atmosphäre ausgeatmet wird. So gelangen wir denn zu der merkwürdigen Folgerung, daß wir den Nahrungsstoff als Brennstoff anzusehen haben. Ich will ein Stückchen Zucker nehmen, und Euch daran das eben Gesagte noch deutlicher machen. Der Zucker ist zusammengesetzt aus Kohle, Wasserstoff und Sauerstoff; aus denselben Elementen besteht, wie wir wissen, auch die Kerze, nur die Gewichtsverhältnisse sind andere. Der Zucker enthält:

Es ist sehr merkwürdig, und es ist gut, wenn Ihr das beachtet, daß Wasserstoff und Sauerstoff sich hier genau in demselben Verhältnis vorfinden wie im Wasser, so daß man also auch sagen könnte: der Zucker besteht aus 99 Teilen Wasser und 72 Teilen Kohle. Eben diese Kohle im Zucker ist es, welche sich mit dem Sauerstoff der eingeatmeten Luft in den Lungen verbindet, also uns gleichsam zu Kerzen macht und durch diesen so schönen und einfachen Prozeß die für den Körper unentbehrliche innere Wärme neben manchen anderen notwendigen Wirkungen hervorbringt. Um dies noch deutlicher zu machen, nehme ich ein wenig Zucker – oder, um Zeit zu sparen, nehme ich etwas Syrup, der aus ungefähr ¾ Teilen Zucker und ¼ Teil Wasser besteht, und gieße etwas Schwefelsäure hinzu. Die Schwefelsäure nimmt aus dem Zucker das Wasser fort, mit dem sie sich kräftig verbindet, und zurück bleibt, wie Ihr seht, eine kohlschwarze Masse – wirkliche Kohle; Ihr seht, wie die Kohle sich abscheidet, und nach kurzer Zeit werden wir einen einzigen festen Kohlenklumpen in dem Gefäß haben, welcher allein aus dem Zucker stammt. Der Zucker gehört, wie Ihr wißt, zu den Nahrungsmitteln – und schwerlich hättet Ihr die Bildung von Kohle aus einem solchen erwartet. Meine Beweisführung wird indes noch vollständigerwerden, wenn ich diese aus dem Zucker erhaltene Kohle verbrenne, d. h. chemisch ausgedrückt: wenn ich sie mit Sauerstoff – Oxygen – verbinde, wenn ich sieoxydiere. Hier habe ich einen Körper, der kräftiger oxydierend wirkt als die atmosphärische Luft[24], und die Oxydation der Kohle wird darin zwar dem Anschein nach anders vor sich gehen als beim Atmungsprozeß, im wesentlichen aber ist es ganz derselbe Vorgang, hier wie dort Verbrennung der Kohle durch Verbindung mit dem zugeführten Sauerstoff. Ich lasse jetzt die Einwirkung stattfinden, und Ihr seht nun sofort die Verbrennung erfolgen. Ich wiederhole es: ganz dasselbe, was in den Lungen durch den Sauerstoff der Luft geschieht, vollzieht sich hier in einem rascheren Prozesse[25].

Atmung und Verbrennung.

Es wird Euch in Erstaunen setzen, wenn ich Euch mitteile, welch’ hohe Gewichtsmengen Kohle bei dieser merkwürdigen Umwandlung in den Lungen verarbeitet werden. Schon wenn Ihr berücksichtigt, wie eine so kleine Kerze vier bis sieben Stunden brennt und so lange auch fortwährend Kohlensäure entwickelt, werdet Ihr eine Ahnung bekommen, daß die Menge der Kohle, welche täglich in Form von Kohlensäure in die Luft aufsteigt, sehr bedeutend sein muß. Welche Masse Kohlensäure mag wohl jeder von uns ausatmen! Welch ungeheurer Umsatz an diesem Brennstoff muß in der ganzen Natur, bei aller Verbrennung, aller Oxydation, aller Atmung stattfinden! Ein erwachsenerMann verwandelt in 24 Stunden etwa 240 Gramm, also nahezu ein halbes Pfund Kohle in Kohlensäure; eine Kuh verbraucht täglich ungefähr 2 Kilogramm Kohle, und ein Pferd 2¼ Kilogramm beim Atmen; also: das Pferd verbrennt in seinem Körper binnen 24 Stunden 2¼ Kilogramm Kohle, um während dieser Zeit seine natürliche Wärme zu unterhalten. Alle warmblütigen Tiere entwickeln so ihre Blutwärme einzig und allein durch Verbrennen der in den Nahrungsstoffen eingeführten Kohle[26]. Und welcher großartigeEinblick ergibt sich daraus in die Vorgänge, welche sich in unserer Atmosphäre vollziehen! In London allein werden innerhalb 24 Stunden 548 Tonnen, also 5,000,000 Pfund Kohlensäure allein durch Atmung entwickelt. Und wo bleibt all diese Kohlensäure? Sie geht in die Luft. Verhielte sich die Kohle beim Verbrennen ebenso wie Blei oder Eisen – Ihr habt gesehen, daß diese Körper feste Oxydationsprodukte liefern – was würde da geschehen! Niemals könnte in gewöhnlicherLuft eine lebhafte Verbrennung vor sich gehen. Die Kohle aber wird durch die Oxydation zu einem Gas, das sich in die atmosphärische Luft erheben, sich mit ihr vermischen kann und nun von diesem gewaltigen Träger fortgeschafft wird.

Was aber wird nun aus der Kohlensäure? Wahrhaft wunderbar ist es zu sehen, daß dieses Atmungsprodukt, welches für uns so nachteilig zu sein schien, als wir seine Unbrauchbarkeit zu fernerem Atmen erkannten, – daß dieser gleiche Stoff wiederum zur Lebensquelle einer anderen Klasse von Geschöpfen wird; die Pflanzenwelt auf unserer Erdoberfläche saugt die Kohlensäure als Nahrungsstoff ein. Und auch unter der Oberfläche, in den großen Wassermassen der Meere und Seen findet derselbe Austausch statt; die Fische und anderen Seetiere atmen im Wasser in eben dieser Weise, wenn auch nicht in unmittelbarer Berührung mit der freien Luft.

Seht da diese Goldfische in der Glaskugel! Sie ziehen fortwährend das Wasser durch ihre Kiemen hindurch und atmen dabei den Sauerstoff ein, welchen das Wasser aus der Luft aufgenommen hat, und Kohlensäure atmen sie aus.

Und so sehen wir denn alles sich regen zu dem einen großen Werke, die beiden lebendigen Reiche der Schöpfung einander dienstbar zu machen. Alle Bäume, Sträucher und Kräuter der Erde nehmen Kohlenstoff auf; sie nehmen ihn durch die Blätter aus der Luft,in die wir und alle Tiere, ihn in Gestalt von Kohlensäure entsendet haben, und sie wachsen und gedeihen darin. Gebt ihnen ganz reine Luft, wie sie uns am dienlichsten ist – sie werden dahinwelken und absterben: gebt ihnen Kohlensäure, und sie werden wachsen und sich wohlbefinden. Alle Kohle in diesem Stück Holz, ebenso wie in allen Pflanzen, stammt aus der Atmosphäre, welche die Kohlensäure aufnimmt, die uns schädlich, jenen aber nützlich ist – was dem einen den Tod brächte, dem andern bringt es Leben. Und so sehen wir Menschen uns abhängig nicht nur von unseren Nebenmenschen, sondern abhängig von aller Mitkreatur, sehen uns mit dem All der Schöpfung zu einem großen Ganzen verbunden durch die Gesetze, nach denen jedes Glied zum Heile der anderen lebet und webet und schafft.

Bevor wir nun zum Schluß kommen, muß ich Eure Aufmerksamkeit noch auf einen Umstand lenken, der bei allen unseren chemischen Arbeiten eine wichtige Rolle spielt. Ich zeigte Euch kürzlich Blei-Pyrophor, der sich entzündete; Ihr saht, daß er gleich beim Zerbrechen der Röhre, als er kaum mit etwas Luft in Berührung gekommen, und ehe er noch aus dem Röhrchen heraus war, Feuer fing. Nun, das geschah in Folge chemischer Verwandtschaft – dieser den Elementen innewohnenden Hinneigung zu einander, vermöge welcher alle chemischen Prozesse, die wir ausführen, vor sich gehen. Beim Atmen wirkt sie in unseren Lungen, beim Brennen unserer Kerze in der Flamme; und hierwirkt sie zwischen dem Blei und dem Sauerstoff der Luft; stiege auch hier das Verbrennungsprodukt des Bleies von der Oberfläche in die Luft auf, so würde immer wieder eine neue Schicht Feuer fangen und das Blei ganz bis zu Ende verbrennen. Wie ganz anders aber verhält sich die Kohle! Während wir dort bei der ersten Berührung der Luft sofortige Entzündung beobachten, bleibt die Kohle Tage, Jahre, Jahrhunderte lang unverändert an der Luft liegen. Die in dem verschütteten Herkulanum aufgefundenen Schriften waren mit einer Tinte geschrieben, welche Kohle enthielt, und sie haben sich über 1800 Jahre unverändert erhalten, haben durch den Einfluß der Luft nicht im geringsten gelitten, obwohl sie mit ihr in vielfache Berührung kamen. Nun, worin besteht also diese große Verschiedenheit der Kohle von jenem andern Körper? Es ist eine wirklich erstaunliche Erscheinung, daß gerade der Körper, der von der Natur recht eigentlich zum Brennstoff bestimmt erscheint, auf seine Entzündungwartet! Unsere Kohle fährt bei Berührung mit der Luft nicht flammend auf wie jenes Bleipräparat und noch so mancher brennbare Körper, den ich Euch hätte zeigen können; sondern sie wartet ihre Verwendung ab. Ist dieses Warten nicht eine absonderliche, eine ganz wunderbare Eigenschaft? Unsere Kerze fängt nicht von selbst Feuer an der Luft, gerät nicht auf einmal in Brand, wie jenes Bleipräparat; sie wartet Jahre, sie wartet ganze Zeitalter ab, ohne einer Veränderung zu unterliegen,bis wir sie in Tätigkeit setzen. Drehe ich den Hahn hier an der Gaslampe auf, so strömt das Gas kräftig aus dem Brenner aus; aber Ihr seht, Feuer fängt es nicht an der Luft – es tritt heraus in die Luft, wartet aber, bis ich es entzünde; und blase ich die Flamme wieder aus, so strömt es abermals ohne zu brennen heraus und wartet von neuem, bis ich meinen Wachsstock daran halte. Ich muß die Kerze oder das Gas ersterwärmen, wenn es sich entzünden soll. Dabei ist es merkwürdig, wie die verschiedenen entzündlichen Stoffe verschiedener Hitzegrade bedürfen, damit sie sich entzünden; manche brauchen nur geringe Temperaturerhöhung, andere verlangen stärkere Erhitzung. Hier habe ich z. B. zwei explodierende, also sehr kräftig feuerfangende Substanzen, Schießpulver und Schießbaumwolle; sogar diese weichen in den Temperaturgraden ab, bei denen sie sich entzünden. Das Schießpulver besteht aus Kohle und einigen andern Stoffen, die es sehr leicht brennbar machen; und die Schießbaumwolle wird durch eigentümliche Behandlung aus der gewöhnlichen Baumwolle angefertigt, enthält also ebenfalls viel Kohle, denn die Baumwolle stammt ja aus dem Pflanzenreiche. Beide entzünden sich nicht von selbst; und sie werden bei verschiedenen Hitzegraden, oder sonst unter verschiedenen Bedingungen in Tätigkeit versetzt. Berühre ich diese beiden Substanzen mit einem heißen Draht, so werdet Ihr sehen, welche sich zuerst entzündet. Da seht – die Schießbaumwolle istexplodiert, während selbst der heißeste Teil des Eisendrahtes das Schießpulver nicht zu entzünden vermag. Wie schön zeigt sich an diesem Beispiel die Tatsache, daß verschiedene Körper zur Entwickelung ihrer eigentümlichen Tätigkeit verschiedene Bedingungen verlangen! Der eine Körper wartet es ruhig ab, bis die gehörige Wärme seine Tätigkeit weckt; der andere aber wartet gar nicht – wie es beim Atmungsprozeß der Fall ist. Sofort beim Eintritt der Luft in die Lungen verbindet sich der Sauerstoff mit der Kohle; noch bei der niedersten Temperatur, welche der Körper ertragen kann, wenn er selbst dem Erfrieren nahe ist, findet die Wirkung des Atmens ohne weiteres statt: es wird Kohlensäure gebildet, und alle Funktionen gehen ihren normalen Gang.

So werdet Ihr erkennen, in wie weit Atmung und Verbrennung übereinstimmen.

Und so wünsche ich Euch denn zum Schluß unsrer Vorlesungen, daß Ihr Euer Leben lang den Vergleich mit einer Kerze in jeder Beziehung bestehen möget, daß Ihr wie sie eine Leuchte sein möget für Eure Umgebung, daß Ihr in allen Euren Handlungen die Schönheit einer Kerzenflamme widerspiegeln möget, daß Ihr in treuer Pflichterfüllung Schönes, Gutes und Edles wirket für die Menschheit.

Fußnoten:[21]Dieser Körper ist dasChlor, ein Element, welches große Neigung besitzt, sich mit Wasserstoff zu verbinden.[22]Einen solchen Pyrophor kann man auf mannigfache Art erhalten, z. B. indem man zitronensaures Blei in einem geschlossenen Gefäße glüht. Das Blei bleibt dann in einem sehr fein verteilten Zustande zurück, gemischt mit Kohle, welche aus der Zitronensäure stammt. Sobald die Luft mit der schwammigen Masse in Berührung kommt, entzündet sie sich, wobei die Kohle zu Kohlensäure, das Blei zu Bleioxyd verbrennt.[23]SieheFig. 29, Seite 125.[24]Der gewöhnliche Salpeter – bekanntlich ein Bestandteil des Schießpulvers – kann zu diesem Zwecke verwendet werden. Auch das chlorsaure Kali eignet sich gut dazu. Es enthält viel Sauerstoff und gibt denselben, wie aus dem S. 124 Gesagten hervorgeht, beim Erhitzen leicht ab.[25]Einige Nahrungsmittel gleichen hinsichtlich ihrer Zusammensetzung dem Zucker, welcher Wasserstoff und Sauerstoff in demselben Verhältnisse enthält wie das Wasser. Beispielsweise ist dies auch bei der Stärke der Fall, welche den Hauptbestandteil aller Mehlarten ausmacht und daher zu den wichtigsten Nahrungsstoffen gehört. Bei den Fetten dagegen, sowie bei den Hauptbestandteilen des Fleisches trifft dieses Verhältnis nicht zu: sie enthalten weit weniger Sauerstoff als Zucker und Stärke. Damit sie im menschlichen oder tierischen Körper verbrennen, bedarf es einer größeren Sauerstoffzufuhr von außen, da nicht nur der Kohlenstoff zu Kohlensäure, sondern auch ein großer Teil des Wasserstoffs zu Wasser oxydiert werden muß. Wie bei der Kerze haben wir also auch in unserem Körper als Verbrennungsprodukte Kohlensäure und Wasser. Beide befinden sich in der Ausatmungsluft, die erstere als Gas, das letztere als Dampf. Die Anwesenheit der Kohlensäure in der Ausatmungsluft wurde durch die im Texte angegebenen Versuche bewiesen; das Vorhandensein von Wasserdampf zeigt sich sehr leicht, wenn wir mit unserem Atem einen kalten, blanken Körper anhauchen; sogleich wird er durch einen Niederschlag von feinen Wassertröpfchen blind werden. – Auch das Beschlagen der Schlafzimmerfenster, welches man im Winter des Morgens beobachtet, rührt von dem durch die Lungen (und die Haut) ausgeschiedenen Wasserdampf her; der letztere wurde, wenigstens teilweise, durch die Oxydation des in den Nahrungsmitteln enthaltenen Wasserstoffs gebildet.[26]Die Erzeugung der Körperwärme ist nicht die einzige Folge des im Körper stattfindenden Oxydationsprozesses. Eine Eigentümlichkeit des Tieres (und des Menschen) ist die Bewegung. Das Tier kann den eigenen Körper bewegen und außerdem noch äußere Lasten in Bewegung setzen: esarbeitet. Man weiß jetzt, daß jede Arbeit den Aufwand einer Kraft erfordert, welche nicht aus nichts entstehen kann. Soll eine Dampfmaschine Arbeit liefern, so müssen wir unter ihrem Kessel einen Brennstoff – Holz, Kohlen etc. – verbrennen, und die geleistete Arbeit steht im geraden Verhältnis zu dem aufgewendeten Brennstoff. Gerade so bedarf der Körper des Menschen und der Tiere eines Brennstoffes zur Leistung der Arbeiten, welche ihm zugemutet werden. Dieser Brennstoff ist die eingenommene Nahrung, von der wir ja sahen, daß sie in ihrer Zusammensetzung den gewöhnlichen Brennstoffen gleicht. Auch die Produkte der Verbrennung sind in beiden Fällen dieselben. Kohlensäure und Wasserdampf, welche wir durch die Lungen ausatmen, entweichen auch aus dem Kamine einer Dampfmaschinenfeuerung. – So sind die Nahrungsmittel, welche wir aufnehmen, und welche durch den eingeatmeten Sauerstoff verbrannt werden, die Quelle, aus welcher fort und fort die Wärme des Tierkörpers und zugleich seine Arbeitsleistungen fließen. Diese Nahrungsmittel liefern uns die Pflanzen; sie besitzen die merkwürdige Fähigkeit, aus Kohlensäure und Wasser diejenigen Stoffe zu bilden, welche zum Aufbau ihres eigenen Körpers erforderlich sind und zugleich den Tieren zur Nahrung dienen; und so zeigen sich diese beiden großen Reiche in einer höchst wunderbaren und für beide gleich notwendigen Wechselwirkung. – Die Pflanzen aber bedürfen zur Ausübung ihrer Lebensfunktionen eines mächtigen Agens, und dieses ist kein anderes als das Licht der Sonne. Eine Pflanze, welche den Sonnenstrahlen entzogen wird, verkümmert bald und geht zuletzt zugrunde. Und genaue Untersuchungen haben zweifellos ergeben, daß nur unter dem Einflusse des Sonnenlichts jener wichtige Prozeß in den Pflanzen sich vollzieht. Das Sonnenlicht ist also die eigentliche Quelle allen Lebens auf der Erde. Es vermittelt den großen Kreislauf, welcher den Kohlenstoff und den Wasserstoff – und nebenbei noch einige andere Stoffe – zuerst zu Bestandteilen der Pflanze und dann zu solchen des Tierkörpers macht, damit sie dann, von den Tieren ausgeschieden, wiederum in den Pflanzenkörper gelangen, und so den Lauf von neuem beginnen.

[21]Dieser Körper ist dasChlor, ein Element, welches große Neigung besitzt, sich mit Wasserstoff zu verbinden.

[22]Einen solchen Pyrophor kann man auf mannigfache Art erhalten, z. B. indem man zitronensaures Blei in einem geschlossenen Gefäße glüht. Das Blei bleibt dann in einem sehr fein verteilten Zustande zurück, gemischt mit Kohle, welche aus der Zitronensäure stammt. Sobald die Luft mit der schwammigen Masse in Berührung kommt, entzündet sie sich, wobei die Kohle zu Kohlensäure, das Blei zu Bleioxyd verbrennt.

[23]SieheFig. 29, Seite 125.

[24]Der gewöhnliche Salpeter – bekanntlich ein Bestandteil des Schießpulvers – kann zu diesem Zwecke verwendet werden. Auch das chlorsaure Kali eignet sich gut dazu. Es enthält viel Sauerstoff und gibt denselben, wie aus dem S. 124 Gesagten hervorgeht, beim Erhitzen leicht ab.

[25]Einige Nahrungsmittel gleichen hinsichtlich ihrer Zusammensetzung dem Zucker, welcher Wasserstoff und Sauerstoff in demselben Verhältnisse enthält wie das Wasser. Beispielsweise ist dies auch bei der Stärke der Fall, welche den Hauptbestandteil aller Mehlarten ausmacht und daher zu den wichtigsten Nahrungsstoffen gehört. Bei den Fetten dagegen, sowie bei den Hauptbestandteilen des Fleisches trifft dieses Verhältnis nicht zu: sie enthalten weit weniger Sauerstoff als Zucker und Stärke. Damit sie im menschlichen oder tierischen Körper verbrennen, bedarf es einer größeren Sauerstoffzufuhr von außen, da nicht nur der Kohlenstoff zu Kohlensäure, sondern auch ein großer Teil des Wasserstoffs zu Wasser oxydiert werden muß. Wie bei der Kerze haben wir also auch in unserem Körper als Verbrennungsprodukte Kohlensäure und Wasser. Beide befinden sich in der Ausatmungsluft, die erstere als Gas, das letztere als Dampf. Die Anwesenheit der Kohlensäure in der Ausatmungsluft wurde durch die im Texte angegebenen Versuche bewiesen; das Vorhandensein von Wasserdampf zeigt sich sehr leicht, wenn wir mit unserem Atem einen kalten, blanken Körper anhauchen; sogleich wird er durch einen Niederschlag von feinen Wassertröpfchen blind werden. – Auch das Beschlagen der Schlafzimmerfenster, welches man im Winter des Morgens beobachtet, rührt von dem durch die Lungen (und die Haut) ausgeschiedenen Wasserdampf her; der letztere wurde, wenigstens teilweise, durch die Oxydation des in den Nahrungsmitteln enthaltenen Wasserstoffs gebildet.

[26]Die Erzeugung der Körperwärme ist nicht die einzige Folge des im Körper stattfindenden Oxydationsprozesses. Eine Eigentümlichkeit des Tieres (und des Menschen) ist die Bewegung. Das Tier kann den eigenen Körper bewegen und außerdem noch äußere Lasten in Bewegung setzen: esarbeitet. Man weiß jetzt, daß jede Arbeit den Aufwand einer Kraft erfordert, welche nicht aus nichts entstehen kann. Soll eine Dampfmaschine Arbeit liefern, so müssen wir unter ihrem Kessel einen Brennstoff – Holz, Kohlen etc. – verbrennen, und die geleistete Arbeit steht im geraden Verhältnis zu dem aufgewendeten Brennstoff. Gerade so bedarf der Körper des Menschen und der Tiere eines Brennstoffes zur Leistung der Arbeiten, welche ihm zugemutet werden. Dieser Brennstoff ist die eingenommene Nahrung, von der wir ja sahen, daß sie in ihrer Zusammensetzung den gewöhnlichen Brennstoffen gleicht. Auch die Produkte der Verbrennung sind in beiden Fällen dieselben. Kohlensäure und Wasserdampf, welche wir durch die Lungen ausatmen, entweichen auch aus dem Kamine einer Dampfmaschinenfeuerung. – So sind die Nahrungsmittel, welche wir aufnehmen, und welche durch den eingeatmeten Sauerstoff verbrannt werden, die Quelle, aus welcher fort und fort die Wärme des Tierkörpers und zugleich seine Arbeitsleistungen fließen. Diese Nahrungsmittel liefern uns die Pflanzen; sie besitzen die merkwürdige Fähigkeit, aus Kohlensäure und Wasser diejenigen Stoffe zu bilden, welche zum Aufbau ihres eigenen Körpers erforderlich sind und zugleich den Tieren zur Nahrung dienen; und so zeigen sich diese beiden großen Reiche in einer höchst wunderbaren und für beide gleich notwendigen Wechselwirkung. – Die Pflanzen aber bedürfen zur Ausübung ihrer Lebensfunktionen eines mächtigen Agens, und dieses ist kein anderes als das Licht der Sonne. Eine Pflanze, welche den Sonnenstrahlen entzogen wird, verkümmert bald und geht zuletzt zugrunde. Und genaue Untersuchungen haben zweifellos ergeben, daß nur unter dem Einflusse des Sonnenlichts jener wichtige Prozeß in den Pflanzen sich vollzieht. Das Sonnenlicht ist also die eigentliche Quelle allen Lebens auf der Erde. Es vermittelt den großen Kreislauf, welcher den Kohlenstoff und den Wasserstoff – und nebenbei noch einige andere Stoffe – zuerst zu Bestandteilen der Pflanze und dann zu solchen des Tierkörpers macht, damit sie dann, von den Tieren ausgeschieden, wiederum in den Pflanzenkörper gelangen, und so den Lauf von neuem beginnen.

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