Cohäsion

Cohäsion (v. lat.), 1) Zusammenhang; 2) (Phys.), die Art, wie die kleinsten Theile eines Körpers unter einander zusammenhängen. Den äußeren Zustand der Körper denkt man sich von dem Zusammenwirken zweier zwischen ihren kleinsten Theilen od. Molekülen bestehenden Kräften abhängig: der Molekularanziehung, welche von den wägbaren Massen der Moleküle auszugehen scheint, u. der Molekularabstoßung, welche man als Äußerung der die Moleküle umgebenden Atmosphären von unwägbarem Wärmestoff betrachtet. Die jedesmal aus beiden Kräften resultirende Kraft ist das, was man C. nennt. Es geht hieraus sogleich hervor, daß es drei Hauptzustände der C. in diesem allgemeinen Sinne geben kann, je nachdem die Molekularanziehung über die Abstoßung überwiegt, wie bei den festen Körpern, od. beide sich im Gleichgewicht befinden, wie bei den tropfbar flüssigen; od. endlich die Molekularabstoßung die überwiegende ist, wie bei den gasförmigen Körpern. Versteht man unter C. im engeren Sinne nur die Stärke der Kraft, mit welcher die kleinsten Theile eines Körpers wirklich zusammenhängen, so kommt den Gasen eine solche gar nicht zu; unter jenem allgemeineren Gesichtspunkte dagegen ist dennoch eine gewisse C. vorhanden, welche sich unter gewöhnlichen Umständen indeß als negativer Werth herausstellt, übrigens aber mit Veränderung des Druckes u. der Wärme gesetzlichen Veränderungen unterworfen ist. Diese letzteren sprechen sich im Mariotteschen Gesetze u. dem Gesetze der Wärmeausdehnung der Gase aus. Bei tropfbaren Flüssigkeiten würde, wenn es in der Natur solche im idealen Sinne gäbe, der Werth der C. = 0 sein; allein alle bekannten Flüssigkeiten besitzet[245] doch einige C.; sie äußert sich in der Tropfenbildung kleiner Massen auf horizontaler ebener Unterlage, während diese doch bei mangelnder C. in Folge der Schwere in einer unendlich dünnen Schicht sich ausbreiten müßten; ferner tritt sie in den Erscheinungen der Capillarität als der eine den festen Wänden. Indem die Physik die genannten Erscheinungen abgesonderter Betrachtung zu unterwerfen pflegt, bleiben hier sonach nur noch die Erscheinungen der C. an festen Körpern zu berücksichtigen. Nimmt man die C. fester Körper als die Differenz der zwischen den Molekülen bestehenden Anziehungs- u. Abstoßungskräfte u. mithin als gleich der Kraft, welche zu einer völligen Trennung der Theile erforderlich ist, so unterscheidet man namentlich für praktische Zwecke 4 Arten derselben: sie heißt absolute Festigkeit, insofern sie beim Zerreißen der Körper durch Zug Widerstand leistet; relative Festigkeit, insofern sie das Zerbrechen beim Biegen verhindert; rückwirkende Festigkeit, insofern sie dem Zermalmen durch Druck sich entgegenstellt; Torsion, insofern sie das Aufheben des Zusammenhangs durch Drehen verhindert. Bei jeder dieser vier Arten zerstörender Kräfte äußert sich die C. übrigens als Elasticität, insofern sie die Wiederherstellung der früheren Gestalt bewirkt, nachdem diese nur einigermaßen verändert ist. Über die absolute Festigkeit verschiedener Körper sind von de Lanis die ersten brauchbaren Versuche angestellt worden; unter den späteren machen auf vorzügliche Genauigkeit Anspruch die von v. Musschenbroek, v. Sickingen, Guyton de Morveau, Eytelwein, Tredgold u. A. Sie zeigen, daß die C. der Metalle durch verschiedene Arten der Bearbeitung bedeutend abgeändert wird, indem z.B. gezogener Draht bei den meisten Metallen größere C. zeigt, als gewöhnlich bearbeitetes Metall. Einige der wichtigsten Resultate sind nach Schubarths Sammlung physikalischer Tafeln folgende: zur Zerreißung einer Masse vom Querschnitt eines Quadratzolls sind erforderlich bei Stahl 120,000–130,000 Pfund, Schmiedeeisen 60,000–80,000 Pfund, Gußeisen 20,000 Pfund, Gold, gegossen, 20,000 Pfund, Golddraht 67,000 Pfund, Silber 40,000 Pfund, Kupfer 30,000 Pfund, Zinn 3300 Pfund, Zink 2900 Pfund, Zinkdraht 7300 Pfund, Blei 1000 Pfund, Bleidraht 3000 Pfund. Die Hölzer der Esche, Buche, Eiche, Tanne erfordern bei einem der Faserrichtung parallelen Zuge 15,000–20,000 Pfund, wogegen nach der darauf senkrechten Richtung nur der vierte Theil der Kraft nöthig ist. Hanfseile sind verhältnißmäßig fester, wenn sie dünner sind, was in der stärkeren Drehung der Fasern bei dickeren Seilen seinen Grund hat. Für dicke Hanfseile von ¹/₄ bis 1 Zoll werden 9000 Pfund, für die Dicke von 1 bis 3 Zoll 5500 Pfund auf den Querschnitt eines Quadratzolls angegeben. Über die relative Festigkeit hat man sich, da dieser Gegenstand noch höheres praktisches Interesse bietet seit langer Zeit bemüht, durch theoretische u. praktische Untersuchungen Einsicht zu gewinnen, die Resultate derselben s. u. Festigkeit. Für die rückwirkende Festigkeit sind einige den Schubarthschen Tafeln entnommene Zahlen folgende: Rothenburger Sandstein wird zerdrückt durch einen Druck von 2600 Pfund, Ziegelstein durch 1100 Pfund, Gneiß durch 5100 Pfund, Gußeisen durch 150,000–200,000 Pfund auf den Cubikzoll. Be zogen sich die genannten Zahlen auf das Maß der Stärke, mit welcher der Zusammenhang der Theile durch die C. erhalten wird, so unterscheidet der Sprachgebrauch daneben auch noch verschiedene Arten, wie die C. sich äußert. Erleidet ein Körper schon durch geringe Kräfte merkbar bleibende Änderungen der Gestalt, ohne daß der Zusammenhang aufgehoben wird, so nennt man ihn weich, im Gegentheil hart. Ist ein Körper ohne Aufhebung des Zusammenhangs der Theile merkbarer bleibender Änderungen seiner Dimensionen fähig, so nennt man ihn geschmeidig, u. zwar resp. dehnbar od. streckbar, hämmerbar, biegsam, im Gegentheil spröde. Diese Eigenschaften scheinen durch die Art des Gefüges hauptsächlich bedingt zu sein; denn sie können schon durch Temperaturveränderung, od. durch geringe Beimischung eines anderen Stoffes beträchtlich geändert werden, wie z.B. die Geschmeidigkeit des Eisens durch verschiedene Beimischungen von Kohlenstoff, wodurch es zu Stahl od. zu Gußeisen wird. Auch übt die Geschwindigkeit des Erkaltens aus vorher glühendem od. heißem Zustande bedeutenden Einfluß, in Wasser gelöschte Glastropfen, sowie die schnell gekühlten Bologneser Fläschchen, besitzen eine außerordentliche Sprödigkeit. Dem Stahl kann man dagegen seine ursprüngliche Sprödigkeit durch Erhitzen u. nachheriges langsames Abkühlen wieder nehmen, u. zwar um so mehr, bis zu je höherer Temperatur man ihn erhitzt. Die bei Berührung zweier verschiedener Körper auftretende gegenseitige Attractionskraft der Moleküle wird eigentlich Adhäsion genannt, doch kann dieselbe durch bedeutenden Druck gleichfalls bis zur C. gesteigert werden, dh. beide Körper können so vereinigt werden, daß zu ihrer Trennung eine gleich große Kraft erforderlich ist, wie zur Zerreißung eines homogenen Körpers. Diese Wirkung wird durch Erwärmung befördert. Kupfer mit Silber zusammengedreht wird plattirt, Gold mit Silber durch starken Druck vereinigt, Platinschwamm durch Hämmern zu compacten Massen, zwei Stücke weißglühendes Eisen zu einem zusammengeschweißt. Hierher gehört auch die Vereinigung zweier Körper durch Vermittelung einer zwischengebrachten, später erstarrenden Flüssigkeit, das Leimen, Kitten, Löthen. 3) In der Landwirthschaft nennt man C. den Zusammenhang der trockenen Ackererde, sie ist für den Ackerbau ein sehr wichtiges Moment, indem von ihr die größere od. geringere Leichtigkeit abhängt, mit der die Wurzeln in den Boden eindringen können; die geringste C. besitzt der Sand-, die größte der Thonboden, in der Mitte stehen Lehm, Kalk u. Gyps.