Verslagen en mededelingen van de Koninklijke Vlaamse Academie voor Taal- en Letterkunde 1920

[p. 221]

De Opbrengst van het Menschelijk Werktuig
door Dr. A.-J.-J. Vandevelde.

1. - Geschiedkundige inleiding.

In 1699 verscheen eene verhandeling van G. Amontons⁽¹⁾ over het vervangen van menschen- en dierenkracht door het vuur, waarmede werktuigen in beweging kunnen gebracht worden⁽²⁾; de warmte, die de lucht, in de cellen van een draairad ingesloten, uitzet, kan de hoeveelheid water, ook in die cellen ingesloten, verminderen de verandering in het gewicht van een gedeelte van het draairad kan aldus eene beweging voortbrengen die in arbeid kan omgezet worden. Aan deze verhandeling behoort een commentarium waarin wordt medegedeeld dat het vroeger niet mogelijk was met de kracht onzer armen te verrich-

(1) Guillaume Amontons (Parijs, 1663 + 11 Oct. 1705) heeft belangrijke ontdekkingen gedaan op het gebied van natuur- en werktuigkunde, namelijk over de zwaarte van de lucht, den barometer, den thermometer, den hygrometer. Lid van de Academie royale des sciences van Frankrijk, 4 Maart 1699.
Hij schreef onder anderen:
Remarques et experiences physiques sur la construction d'une nouvelle clepsidre, sur les baromètres, thermomètres et hygromètres; Paris, 1695, in-12.
Le thermomètre réduit à une mesure fixe et certaine, et le moïen d'y rapporter les observations faites avec les anciens thermomètres (Mém. Acad. Sciences, 1703, p. 50.)
Expériences sur les dissolutions et sur les fermentations froides de M. Geoffroy, réiterees dans les caves de l'Observatoire, (Ibid., 1705, p. 83)

(2) Moyen de substituer commodément l'action du feu à la force des hommes et des chevaux pour mouvoir les machines. (Acad. Sciences Paris, hist., p. 134, en mém., p. 159, voor 1699. Amsterdam, 2^e uitgave, 1734.) In deze verhandeling bewijst Amontons dat een mensch ongeveer 1/6 van den arbeid van een paard kan voortbrengen.

[p. 222]

ten wat men dan zeer gemakkelijk met allerlei molens doen kon, dat vroeger ook het water en de lucht niet konden benuttigd worden in de plaats van menschen en van paarden. Nog blijft een element te onderwerpen, zegt verder het commentarium, en dat is het vuur.

Rond de jaren 1700 wordt ook het vuur als arbeidsbron niet gebruikt; men kent, men benuttigt de hefboomen, de werktuigen van Archimedes, de lucht onder den vorm van wind, het water als watervallen, om het menschelijk werktuig te vervangen. Stellig is er nog geen spraak van stoommachines, van electrische motoren, van ontploffingswerktuigen die nog moeten uitgevonden worden: het vuur is nog niet onderworpen.

Het nagelaten boek van J.A. Borellus⁽¹⁾, in 1681 te Roma onder den titel ‘De motu animalium’ in het licht gegeven, geeft

(1) Joh. Alph. Borellus (Napels 28 Jan. 1608 + Roma? 31 Dec. 1679), genees- en natuurkundige, leeraar te Florence en te Pisa: hij schijnt de eerste geweest te zijn die het gedacht heeft gehad de verschijnselen van het leven, en in 't bijzonder de spierenbewegingen, in verband te brengen met de wetten der werkruigkunde. Hij schreef menig belangrijk werk, namelijk: De motu animalium Johannis Alphonsi Borelli, Neapolitani, matheseos professoris, opus posthumum. Romae, 1680, in 4 (Ref. Acta Eruditorum anno 1682 publicata, Lipsiae, 1682, vol. I, p. 351). Van dit werk verschenen twee uitgaven te Leiden in 1685 en in 1711. De Hoogeschoolboekerij te Gent bezit onder N^o Phy 35 de uitgave van 1743 te 's Gravenhage door Bernoulli bewerkt: Joh. Alphonsi Borelli Neapolitani matheseos professoris, de Motu animalium, pars prima. Editio nova, a plurimis mendis repurgata, ac dissertationibus physico-mechanicis de motu musculorum, et de effervescentia, et fermentatione, clarissimi viri Joh. Bernoullii matheseos professoris Basileensis, aucta et ornata. Hagae Comitum, apud Petrum Gosse, 1743 (228 pp., 14 × 19,5 cm.); Ibid., pars secunda (270 pp.); de motu musculorum dissertatio physico-mechanica (16 pp.); viri celeberrimi Jo. Bernoullii mattheseos professoris Basileensis, ac Scient. Acad. Reg. quae Parisiis, Londini et Berolini sunt, socii, de effervescentia, et fermentatione dissertatio physico-mechanica (pp. 17-45). Met 19 platen.
In een ander werk wordt hetzelfde onderwerp minder physiologisch en meer wiskundig bestudeerd: Joh. Alphonsus Borellus Neapolit. mathes. professor de vi percussionis, et motionibus naturalibus a gravitate pendentibus, sive introductiones et illustrationes physico-mathematicae apprime necessariae ad opus ejus intelligendum de motu animalium una cum ejusdem auctoris responsionibus in animadversiones illustrissimi doctissimique viri D. Stephani de Angelis ad Librum de vi percussionis. Editio prima belgica. Priori Italica multo correctior et auctior, cui etiam loco figurarum lignearum prioris editionîs, substitutae sunt nitidissimae aeneae nec non triplices Indices locupletissimi. Accurante J. Broen. M.D. Leydensi. Lugduni Batavorum, apud Petrum Van der Aa, 1686 (262 pp., 360 pp., 15.5 × 29.5 cm., Bibl. Univ. Grandav. Math. 701). Het eerst gedeelte van dit boek verscheen in 1667: De vi percussionis liber Jo. Alphonsi Borelli in Patria messanensi pridem, nunc vero in Pisana Academia matheseos professoris; Bononiae, 1667, ex Typographia Jacobi Montii; superiorum permissu (300 pp, 14 × 19.5 cm., Bibl. Univ. Gandav. Math. 702).

[p. 223]

een mechanische studie van de beweging der dieren op; van dit merkwaardig boek zegt Niceron⁽¹⁾ dat het zeker een der belangrijkste is over dit onderwerp geschreven; de werktuigkundige vraagstukken worden mathematisch opgelost en de theorieën der natuurlijke bewegingen worden langs mechanischen weg uiteengezet.

Het vraagstuk van de opbrengst van het menschelijk werktuig is bij gevolg reeds tamelijk oud, en in een proefschrift, verdedigd in 1703 te Altorf, schijnt J.M. Hoffman⁽²⁾, voor de eerste maal de uitdrukking ‘machina humana’ in de studie van de menschenphysiologie ingevoerd te hebben. Van het dierlijk werktuig, ‘la beste transformée en machine, spreekt J. Darmanson⁽³⁾ in 1684.

(1) Jean-Pierre Niceron, pater barnabitus (1685 + 1738). Mémoires pour servir à l'histoire des hommes illustres dans la republique des lettres. Paris, t. 18, 1732, p. 261.

(2) Joh. Maur. Hoffman (Altdorf 1653 + Anspach 1727), plant-, schei- en geneeskundige, leeraar te Altdorf; voerde in de studie der scheikunde de practische oefeningen in. Onder zijne talrijke werken noemen wij: Acta laboratorii chimici Altorfini, chimiae fundamenta, operationes praesipuas et tentamina curiosa, ratione et experienta suffulta, complectentia; Norimbergae 1719 in 4, Altorfii 1720 in 4. Van af 1721 tot zijne dood was hij voorzitter der ‘Academie des Curieux de la nature’. In 1703 verscheen zijn proefschrift: Idea machinae humanae anatomico-physiologica, ad observationes recentiores conformata et ad methodum lectionum communionum accomodata.

(3) La beste transformée en machine par Jean M. Darmanson, 1684 in 12, (Ref. Acta eruditorum anno 1684 publicata, Lipsiae 1684, III, p. 306), Amsterdam, 93 pp. (Bibl. Britisch Museum n^o 527 a 35). - La beste dégradée en machine, Amsterdam 1691 in 12 (Bibl. Britisch Museum n^o 527 e 23). Over Darmanson vond ik in de meest gekende biographische werken niets.

[p. 224]

Baillet⁽¹⁾ geeft in 1813 een historisch overzicht over de eerste stoomwerktuigen die het dierlijk materiaal moeten vervangen en waarover nog in 1812 Guenyveau⁽²⁾ een belangrijk geschrift heeft laten verschijnen, over het benuttigen van ossen in de plaats van paarden.

Op het einde der 17^e eeuw beschreef Papin⁽³⁾ zijn uittrekkingstoestel, zijn ‘digesteur’ waarmede hij weldra het gedacht opvatte stoom als arbeidsbron te laten dienen; terwijl hij aan het

(1) Notice historique sur les machines à vapeur, machines dont les Français peuvent être regardés comme premiers inventeurs, par M. Baillet, inspecteur-divisionnaire au corps impérial des mines. Journ. Mines, 1813, 33, Paris, n^o 197, pp. 321-325.

(2) Sur l'emploi des boeufs au service de machines à molettes, par M. Guenyveau, ingénieur au corps impérial des mines. Journ. Mines, 1812, 31, Paris. pp. 437-447.

(3) Denis Papin (Blois 1647 + Marburg rond 1714 volgens Hoefer, 1710 volgens Querard). Studeerde onder R. Boyle in London en werd na de herroeping van het edict van Nantes leeraar in wiskunde aan de Universiteit Marburg; lid van de Royal Society of London. Hij bestudeerde de bewegingen van een zuiger, door middel van schietpoeder, van het luchtledig, van waterdamp.
Zijn bijzonderste werk is: A new digestor, or engine for softening bones, containing the description of its make und use in cookery, voyages at sea, confectionary making of drtnks; London 1681 in 4. Fransche vertaling: ‘La manière d'amolir les os et de faire cuire toutes sortes de viande en fort peu de temps et à peu de frais, avec une description de la machine, dont il se faut servir pour cet effet, ses propriétés et ses usages, confirmé par plusieurs expériences, nouvellement inventé par Mr. Papin, docteur en médecine. A Paris, chez Estienne Michallet, rue Saint Jacques, proche la Fontaine St. Severin, à l'image Saint Paul, 1682, avec aprobation et permission. (164 pp., 8.5 × 15 cm., Bibl. Univ. Gandav. Phys. 280.)’; Amsterdam 1688 in 12.
In het werk: Nouvelle maniëre pour lever l'eau par la force du feu, mise en lumière par Mr. D. Papin, Dr. et med. prof. et mathem, à Marbourg, conseiller de S.A.S. de Hesse et membre de la Société Royale de Londres. A Casseil, pour Jacob Estienne, libraire de la cour, par Jean Gaspard Voguel, imprimeur, 1707 (64 pp., 11 × 18 cm., Bibl. Univ. Gandav. Math. 882), wordt door Papin de volgende samenvatting aangegeven: ‘Raisons qui obligent à bien conserver la chaleur dans notre machine. Une machine de grandeur médiocre peut à chaque opération élever 200 livres d'eau. Chaque opération peut se faire dans le temps de deux secondes et pousser 200 livres d'eau à 40 pieds de haut. Un homme peut par ce moien faire autant d'effect que 50 qui auroient des machines ordinaires. On peut augmenter l'effect de la machine en sorte qu'un homme fasse plus que 70. On peut encor augmenter l'effet de la machine en sorte que un homme fasse plus que cinq cents. On peut encor augmenter l'effect de la machine en sorte qu'un homme fasse plus que mille. Avantage de notre machine par dessus celle de M. Savery à cause de son piston. Raisons pourquoy on ne doit pas se servir de la suction pour remplir nos machines. Experience incontestable pour prouver l'utilité du piston. On montre un gain très considérable qui vient de la vitesse des forces mouvantes à quoy on n'avoit pas encor pris garde. Nouvelle construction de moulins préférable aux anciens moulins à cause de la simplicité et par deux autres raisons. La machine decritte dans ce traitté peut faire tourner quatre moulins dont chacun feroit autant d'effet que les moulins qui sont sur la Seine à Paris. Notre machine peut faire encor plus d'effect que l'on n'avoit dit dans le chapitre 3. Manière de mettre de nouvelle eau dans la retorte sans interrompre les opérations’
Van het leven en de geschriften van Denis Papin, begonnen in 1869 door de la Saussaye en voortgezet door de Belenet zijn 4 vol. verschenen.

[p. 225]

hof van den landgraaf van Hesse verscheidene werktuigen zocht te maken, ten einde het water door de kracht van het vuur te doen stijgen, was Savery⁽¹⁾ te Londen met soortgelijke proefnemingen bezig, en bekwam hij de zelfde uitslagen.

(1) Thomas Savery (ca 1650 Shilstone near Modbury + 1715), Krijgskundig ingenieur. De ‘Dictionary of national biography edited by Sidney Lee’ (London vol. 50, 1897, p. 354), zegt dat hij in 1698 ‘invited a machine for raising water of the mines, which though not a steam engine in the modern sense of the word, embodied the first practical application of the force of steam for mechanical purposes (published in 1698, entitled The miner's friend, several times reprinted)’
Over de ontdekking van de eerste stoomwerktuigen door Savery en nog anderen zegt verder dezeifde ‘Dictionary’: ‘Desaguliers has accused Savery of deriving his plans from the Marquis of Worcester's Century; but though he may have been indebted to that author for the idea of employing steam as the motivepower, yet the “Century” contains no plans or precise details of the methods to be employed. It has also been suggested that Savery may have been indebted to Papin's experiment showing how water might be raised by a vacuum produced by the condensation of steam. Papin issued an account of his experiment in the Acta eruditorum published at Amsterdam in 1690. None appeared in England until many years afterwards, and it is unlikely that Savery saw the acta. Papin merely made a suggestion, whereas Savery produced a practicable machine.’ Het boek, waarin Papin zijn ‘nouvelle manière pour lever l'eau par la force du feu....’ uiteenzet, verscheen in 1707 en houdt de beschrijving in van een echt practisch werktuig. Zie ook Galloway, Steam engine and its inventors.

[p. 226]

Doch vóór Papin en Savery, had Worcester⁽¹⁾ reeds gevonden dat een geweerbuis, op de drie vierden met water gevuld, en gansch gesloten gedurende 24 uren aan de warmte blootgesteld, in stukken vloog, en uit die wat hevige proef afgeleid dat men het water, in een gesloten vat verwarmd, kon gebruiken om een andere hoeveelheid water in een bijzonder toestel ingesloten op een bepaalde hoogte te doen stijgen.

Twee boeken, handelende over de kracht van den waterstoom en over de toepassing van deze kracht als bron van beweging en van arbeid, verdienen hier aangeduid te worden, omdat zij vóór de werken van Worcester, Papin en Savery verschenen.

Het eerste dezer boeken is van de hand van S. de Caus⁽²⁾, en werd uitgegeven in 1615 onder den titel ‘Les raisons des forces

(1) Markies of Worcester wordt in de meeste werken van biographie niet genoemd; in de Biographie Universelle van Michaud wordt voor Worcester naar Newcomen of Newcommen verwezen, een smid van Darmouth (Devonshire) van het einde der 17^e eeuw, ‘célèbre par son invention du procédé au moyen duquel la vapeur aqueuse est employée comme force dans les machines à vapeur ou mal à propos pompes à feu. On trouve cette application de la force expansive de la vapeur proposée et même exécutée dans un ouvrage publié en 1663 par le marquis de Worcester sous le titre bizarre: ‘A century of inventions.’ Van dit werk vind ik evenmin als voor Worcester zelf niets. Dertig jaren later schijnt de uitvinding opnieuw voor den dag te komen, door de werken van Savery en van Papin. Newcommen en Savery werkten dan te samen, met Switzer ten einde een patent te bekomen.

(2) Salomon de Caus (Cauls of Caux) + 1635; volgens Hoefer is zeer weinig van zijn leven gekend. Hij heeft het volgend werk geschreven: Les raisons des forces mouvantes avec diverses machines tant utiles que plaisantes auxquelles sont adjoints plusieurs desseings de grottes et fontaines, par Salomon de Caus, ingénieur et architecte de son altesse Palatine électorale, à Francfort, en la boutique de Jean Norton, 1615 in fol.; 2^e uitgave te Paris chez Charles Sevestre, rue Dauphine, 1624 in fol. Het werk is in 3 deelen verdeeld. Het 1^e ‘dédié au roy très chrestien’ (Louis XIII), dagteekent van Heidelberg 15 feb. 1615; het privilegie van den koning van Frankrijk is van 17 Oct. 1614; het handelt over ‘les theoremes et les problemes des forces mouvantes (44 blz.); - het 2^e ‘dédié à la princesse Elisabeth, femme de l'électeur palatin’ handelt over ‘les grottes et fontaines pour l'ornement des maisons de plaisance et jardins (20 blz.); - het 3^e handelt over het maken van orgels (8 blz.). In het 1^o deel komt het theorema van de uitzetting en van de verdichting van waterdamp.
Een Fransche ingenieur, Isaac Caus, leefde in het midden van de 17^o eeuw, en is waarschijnlijk de zoon van Salomon de Caus; hij schreef: ‘Nouvelle invention de lever l'eau plus haut que sa source, avec quelques machines mouvantes par le moyen de l'eau, et un discours de la conduite d'icelle’. London 1644 in f^o, 32 blz., 26 platen.

[p. 227]

mouvantes’. In zijn 3^e hoofdstuk zegt de schrijver dat het derde middel om het water te doen stijgen berust op het gebruik van het vuur dat in verscheidene werktuigen kan gebruikt worden. Een dezer werktuigen bestaat in een bolvormig vat, dat verwarmd wordt; het vat draagt twee openingen, de eene om water in te brengen en met een kraan gesloten, de andere van eene buis voorzien die in het water tot dicht bij den bodem van het vat dringt. Als het toestel wordt verwarmd, stijgt het water in de buis en vloeit weg.

Het tweede boek is ‘Le machine diverse del signor Giovani Branca’⁽¹⁾, in 1629 te Roma uitgegeven; onder n^r 25 beschrijft schrijver een echt stoomwerktuig dat de stampers van een poedermolen in werking brengt. Een metalen vat met water, dat den vorm heeft van een menschenromp van een hoofd voorzien, wordt geplaatst op een brandenden haard: de stoom vloeit door de buis, aan den mond van het hoofd geplaatst, geweldig uit, en duwt de vleugels van een rad dat dan de stampers, door de tusschenkomst van getande raderen, beweegt.

Een ‘Essai sur la science des machines’⁽²⁾ van rond 1800 beschrijft in het 6^e hoofdstuk de veerkracht en de kracht der stoomwerktuigen met volledige berekeningen over het verbruik van water en van brandstof; in een verder hoofdstuk wordt de theorie van Coulomb⁽³⁾ uiteengezet, met de hoeveelheid arbeid welke de mensch en het paard voortbrengen kunnen.

(1) Giovani Branca, Italiaansche werktuig- en bouwkundige van de 17^e eeuw; over zijn leven is zeer weinig bekend, en over zijn geboorte en zijn dood weet men niets. Hij schreef: ‘Le machine, volume nuovo et di molto artificio da fare effetti maravi gliosi’. (Lat. et Ital.) Roma 1629 in-4 (Brit. museum). Het boek houdt 3 deelen in, met 40 fig. van werktuigen in het 1^e deel; fig. 25 verbeeldt een werktuig dat met een ‘merkwaardig motor’ werkt (dat feitelijk waterdamp is).

(2) Essai sur la Science des machines, 1 vol. in 8, Paris (Brunot-Labbe). Cit. door Journ. Mines, vol. 25, p. 80 en vol. 31, p. 55.

(3) Charles-Augustin de Coulomb (Angoulême 1736 + Parijs 1806), natuurkundige, lid van de Fransche Academie van wetenschappen. Hij heeft belangrijke onderzoekingen gedaan over werktuigkunde en over electriciteit.

[p. 228]

De vergelijking tusschen mensch en paard, namelijk de vaststelling dat het menschelijk werktuig de waarde heeft van een zesde van het paard, doet het vraagstuk niet veel vooruitgaan; en daarom blijft rond 1800 de vergelijking tusschen het levend werktuig en de stoommachine moeilijk: van de eene zijde is de arbeid van den mensch, dat buitengewoon grillig wezen, waarvan het lichaam talrijke en zeer uiteenloopende hefboomen bevat, aan zeer sterke afwisselingen onderhevig; van de andere zijde vertoont een stoomwerktuig, met zijne wel bepaalde en goed uitgerekende hefboomen, over het algemeen een wel bepaalde opbrengst.

Als Lavoisier⁽¹⁾ vastgesteld had dat de ademhaling de voornaamste, misschien de eenige oorzaak is van het ontstaan der levenswarmte, kon de vergelijking tusschen een stoommotor en een levend motor op wetenschappelijke grondbeginselen gesteund worden. En ook van dien tijd af werden op het gebied van de werktuigkunde en van de physiologie talrijke ontdekkingen gedaan, zoodanig dat het mogelijk werd een tamelijk nauwkeurig gedacht te hebben over de opbrengst van het menschelijk werktuig. Moest ik hier enkele beroemde geleerden niet noemen, dan zou ik laten denken dat de geschiedenis zich uitsluitelijk over het uithemelen van brutale overheerschers bekommert, zonder melding te maken van het geduld en de opoffering der beoefenaars der wetenschap.

Thompson⁽²⁾ sprak in 1798 de meening uit dat arbeid in warmte kan omgezet worden en gaat door, met Daniel Bernoulli⁽³⁾, als een der medestichters van de mechanische theorie

(1) Antoine Laurent Lavoisier (Paris 1743 + Paris 1794), een der medestichters van de moderne scheikunde. De verhandeling waarvan hier wordt meiding gemaakt verscheen in de mededeelingen van Acad. Sciences Paris, 1777 (hist. p. 30 en mèm. p. 185): Expériences sur la respiration des animaux et sur les changements qui arrivent à l'air en passant par leurs poumons.
Cf. ook Jean Noël Hallé (1754 + 1822). De la connexion de la vie avec la respiration, 1798; uit het Engelsch van Edme Goodwin.

(2) Benjamin Thompson, graaf van Rumford (Rum ford 1753 + Auteuil 1814) publiceerde in 1798: An enquiry concerning the source of the heat, Philos. Trans. London 1798, 88, p. 80.

(3) Daniel Bernoulli (Groningen, 9 Feb. 1700 + Bazel, 17 Maart 1782), wis- en geneéskundige, professor te Petersburg en daarna te Bazel.
Dissertatio physico-medica de respiratione. Bas. 1721 in 4^o; De effervescentia, et fermentatione dissertatio physico-mechanica, Hagae, 1743 (cf. Borellus noot p. 222); Remarque sur le principe de la conservation des forces vives, Acad. Berlin 1750.

[p. 229]

der warmte. In 1824 bood Sadi Carnot⁽¹⁾ het begrip aan van de bewegingskracht. William Thomson⁽²⁾ leidt dan uit Carnot's begrip, later door Clausius⁽³⁾ verbeterd, de algemeene neiging tot de verspilling van het mechanisch arbeidsvermogen in de wereld, terwijl Joule⁽⁴⁾, Hirn⁽⁵⁾ en anderen zich met het mechanisch

(1) Nicolas Leonard Sadi Carnot (Paris 1796 + Paris 1832). Reflexions sur la puissance du feu et les machines propres à développer cette puissance, Paris (Bachelier) 1824. Herdrukt in Ann. Scient. Ecole norm, sup., 2^e Serie, t. 2, 1873, pp. 393-457. Carnot komt in dit werk tot het besluit dat slechts 1/20 van de bewegingsmacht van een brandstof feitelijk beschikbaar is; de meeste stoomwerktuigen geven lagere uitslagen.

(2) William Thomson, lord Kelvin (Beifast 1820 + Glasgow 1899). On the dynamical theory of heat, Edinburgh philos. Trans., vol. 20, pp. 261 en 475.
Cf. nog C. Legris, Machines à vapeur, à gaz et à air comprimé mises en mouvement par des feux employés en même temps à d'autres usages, ou l'art d'utiliser successivement et par gradation tout le caloique que peut dégager le combustible avant de se perdre dans l'atmosphère. Paris (Emler) 1829, in 8. - La mécanique des gens du monde, ou les moteurs rendus plus puissants, plus nombreux, plus économiques, plus utiles et plus faciles à employer. Paris (Sanson) 1824, in 8. - La nouvelle mécanique du feu moteur des machines, ou le calorique employé à la distillation des vapeurs des gaz de l'air comprimés. Paris (Garnier) 1827, in 8. - Nouvelles machines à vapeur, à gaz acide carbonique et à air comprimé, ou l'art d'éeonomiser le combustible dans tous les cas possibles, ouvrage contenant plus de cent inventions, Paris 1827, in 8.

(3) Rudolf Julius Emanuel Clausius (Köslin, 2 Jan. 1822 + Bonn, 28 Aug. 1883), hoogleeraar in de natuurkunde aan het Polytechnikum te Zurich in 1855, dan in 1867 te Wützburg en in 1869 te Bonn, heeft in 1850 als volgt het 2^e grondbeginsel der thermodynamica uitgedrukt: ‘Wärme kann niemals von selbst aus einem kälteren in einem wärmeren Körper übergehen’. (Ann. Phys. Chem., 1850, Bd. 79).

(4) James Prescott Joule. On the mechanical equivalent of heat, 1850. In deze verhandeling wordt vastgesteld dat 1 Cal. = 424 Kg.m.

(5) Gust. Ad. Hirn (Logelbach 1815 + Colmar 1890). Recherches sur l'équivalent mécanique de la chaleur, 1858; - Exposition analytique et expérimentale de la théorie mécanique de la chaleur, 1862; - Les êtres vivants, 1887.

[p. 230]

aequivalent van de warmte bezig houden, terwijl Rankine⁽¹⁾ en Zeuner⁽²⁾ de theorie van de stoommachine opbouwen.

Op physiologisch gebied bewijst Robert Mayer⁽³⁾ dat het grondbeginsel van de gelijkwaardigheid van warmte en arbeid ook op de meest ingewikkelde aller machines, het dierlijk werktuig, toepasselijk is, bestudeert Helmholtz⁽⁴⁾ de bruikbare energie bij de levende wezens, gebruiken Regnault⁽⁵⁾, Pettenkofer⁽⁶⁾, Atwater en Benedikt⁽⁷⁾ de dieren en zelfs den mensch als onderzoeksmateriaal, om de echtheid der theorie te bevestigen.

(1) William John Macquorn Rankine stelt in ‘The steam engine and other prime movers’ (1859) een volledige theorie vast van het stoomwerktuig, gesteund op de mechanische theorie der warmte.

(2) Gustav Anton Zeuner geeft in 1859 eene theorie van het stoomwerktuig dat gesteund is op de mechanische warmtetheorie, en hij legt de analogie tusschen warmte- en werktuigkundige betrekkingen door het begrip warmtegewicht.

(3) J.R. von Mayer. Die organische Bewegung in ihrem Zusammenhange mit dem Stoffwechsel, ein Beitrag zur Naturkunde; Heibronn, 1845; - Bemerkungen über das mechanische Aequivalent der Wärme, 1851.

(4) Hermann von Helmholtz, heeft in 1850 vastgesteld dat spierenarbeid met scheikundige omzettingen gepaard gaat.

(5) Henri Victor Regnault (Aken, 1810 + Parijs, 1878). Recherches physiques sur la respiration des animaux des diverses classes, 1849.

(6) Max von Pettenkofer (Lichtenheim, 3 Dec. 1818 + Munchen 10 Feb. 1901), professor in de hygiene te Munchen.

(7) W.O. Atwater (+ 1908) en C.F. Langworthy. A digest of metabolism experiments in which the balance of income and outgo was determined; U.S. Departm. agric. office of exper. Stations, Bull. 45, Washington, 1897 (434 pp.). - W.O. Atwater en F.G. Benedict. Experiments on metabolism of matter and energy; ibid. Bull. 63, 1899; Bull. 136, 1903; Bull. 175, 1907; Bull. 208, 1909. - W.O. Atwater en Bryant. Ibid. Bull. 109, 1899.

2. - Omzetting van het arbeidsvermogen of energie.

De energie, het product der twee factoren kracht en verplaatsing, vertoont zich onder verscheidene vormen die onderling kunnen vervangen worden: mechanische, warmte-, electrische, licht-, chemische energie. Zij wordt gemeten onder den mechanischen vorm: 1 kilogrammeter is de arbeid noodig om

[p. 231]

1 kgr. op eene hoogte van 1 m. te brengen, 1 paard-uur komt met 270000 kgr. m. overeen, - onder den electrischen vorm, 1 joule is de energie van 1 coulomb op 1 volt gebracht, 1 kilowatt-uur heeft eene waarde van 3600000 joule, - onder den thermodynamischen vorm, 1 calorie is de hoeveelheid warmte noodig om de temperatuur van 1 gr. water van o op 1^o C te brengen, 1 Calorie stemt overeen met 1000 calorieën, 1 thermie met 1000 Calorieën.

Het is onmogelijk de chemische energie rechtstreeks te meten; wel na de omzetting in een anderen energievorm, zooals de warmte, kan de hoeveelheid der chemische energie bepaald worden. Daarom worden de scheikundige reactiën in Calorieën gemeten.

Tusschen de verschillende eenheden voor de energie bestaan de volgende verhoudingen:

1 Calorie = 424 kgr. m. = 1/637 paard-uur = 4186 joules = 1/860 kilowatt-uur.

1 kilogrammeter = 1/424 of 0,00234 Cal. = 1/270000 paard-uur = 9.87 joules = 1/364640 kilowatt-uur.

Daar in deze mededeeling de chemische energie, en van de stoomwerktuigen en van het menschelijk werktuig met de opgebrachte mechanische energie wordt vergeleken, zoo worden hier de volgende eenheden gebruikt: calorie, kilogrammeter, paard-uur.

3. - Verbrandingswarmte.

De verbranding is een scheikundig verschijnsel waardoor de brandstof zich met zuurstof, gewoonlijk met de zuurstof van de lucht, verbindt. De ademhaling is slechts een bijzonder geval van de verbranding. De verbrandingswarmte wordt bepaald, of wel door de calorimetrische bom waarvan de temperatuurverhooging rechtstreeks de hoeveelheid warmte in de reactie voortgebracht aangeeft, of wel door de scheikundige analyse, doseering van koolstof en van waterstof, door eene berekening volgens de formule van Dulong:



, waarin C, H en O de percentwaarden aangeven voor de koolstof, de waterstof en de zuurstof, - A de verbrandingswarmte van de koolstof tot koolzuurgas is, zij dus 97.6 Cal. voor 12 gr. koolstof of 8133 Cal. voor

[p. 232]

1 kgr. zuivere koolstof, - en B de verbrandingswarmte van de waterstof tot vloeibaar water, zij dus 68.4 Cal. voor 2 gr. of 34200 Cal. voor 1 kgr. waterstof.

Door de volledige verbranding van de volgende brandstoffen worden de volgende warmtehoeveelheden voortgebracht, per kgr. brandstof:

Mager steenkool	ca 8000 Cal.
Luchtdroog hout	ca 2900 Cal.
Lichtgas (1437 lit.)	ca 10600 Cal.
Koolmonoxyde (800 lit.)	2403 Cal.
Waterstof (11 m^3) tot waterdamp	29000 Cal.
id. tot vloeibaar water	34200 Cal.
Acetyleen	11750 Cal.
Aethylalcohol	7100 Cal.
Petroleum	11400 Cal.

4. - Nuttig effect van eene brandstof.

In de practijk, namelijk in de nijverheid, wordt slechts een gedeelte van de voortgebrachte warmte werkelijk gebruikt. De verliezen kunnen berekend worden; hoe minder de verliezen, hoe grooter het nuttig effect. De bevoegdheid van den ingenieur, de waakzaamheid van den nijveraar kunnen bijdragen om met voordeel tegen de oorzaken van verlies te strijden. Onder die oorzaken noemen wij:

1^o	de verbrandingsgassen welke op hooge temperatuur gebracht, dikwijls 25 tot 30%, in de gunstigste voorwaarden 20% van de warmte in de lucht brengen.
2^o	de heete asch, welke men echter onder den haard zooveel mogelijk kan behouden.
3^o	de uitstraling; de warmte door uitstraling verloren en aan de toestellen, de wanden, de lucht geschonken kan somtijds benuttigd worden, b.v. tot het drogen.
4^o	onvolledig gebrandde gassen, zooals waterstof, koolmonoxyde, methaan, ontsnappen door den schoorsteen in de lucht; het verlies bij het verbranden van steenkool bedraagt aldus 10-20%.
5^o	de verwarming van de luchtoverschot die met de warme verbrandingsgassen en onvolledig gebrandde gassen door den schoorsteen wordt weggevoerd.

[p. 233]

6^o	de brandstof verloren, als ongebrandde kool in de asch en in het schoorsteenroet.

Daarenboven treft men in de stoommachine, en buiten den haard waarvoor de genoemde verliezen toepasselijk zijn, nog een andere oorzaak van verlies, gedurende het overbrengen van de energie door den stoomketel, den condensor en de overdraging, als de scheikundige energie eerst in warmte-energie en dan in mechanische energie wordt omgezet.

De calorische maximumopbrengst van een stoomwerktuig wordt door de formule van Cannot-Clausius T₁-T₂ / T₁ vastgesteld, waarin T₁ de absolute temperatuur van den condensor is. In de veronderstelling dat de ketel eene drukking ondergaat van 10 kgr. per cm², en dat de condensor de temperatuur van 60^o C bereikt, dan hebben wij:

T1	=	273 + 180	=	453.
T2	=	273 + 60	=	333.
T1-T2 / T1	=	453-333 / 453	=	120 / 493	=	0,26.

De opbrengst, volgens de uitdrukking van Carnot-Clausius is, zooals gezeid, de hoogste opbrengst; de echte opbrengst bedraagt zelden 0,7 van de theoretische, aldus 0,26 × 0,7 = 0,18.

De overdraging slorpt ook energie op, door de wrijving der zuigers, der riemen, der kussens, ongeveer 1/10 in de beste voorwaarden. De opbrengst wordt aldus slechts op 0,9 teruggebracht. Ook in de beste voorwaarden wordt de opbrengst opvolgentlijk 80% voor den ketel, dan 18% voor den eigenlijken motor en 90% voor de overdraging, dit is een eindeopbrengst, van den haard tot de as, van 0,80 × 0,18 × 0,90 = 0,13, dus 13%.

Uit de nijverheidservaring blijkt dat een paard-uur practisch 1 tot 3 kgr. steenkool gebruikt; deze hoeveelheid brandstof stemt overeen met 8000 tot 24000 Calorieën, terwijl het warmteaequivalent van het paard-uur slechts 637 Calorieën bedraagt. De verhoudingen 637/8000 en 637/24000 geven opbrengsten van 2.7 tot 8% op.

De stoommachine zet chemische energie om, met de tusschenphase van warmte-energie, die een minderwaardige vorm is van de energie. De ontdekking van Papin, waardoor dus energie van mindere waarde (warmte-energie) en energie van hoogere waarde (mechanische energie) wordt omgezet, schijnt dus een

[p. 234]

zekere teleurstelling mede te brengen, als zij ten opzichte van het grondbeginsel van de verspilling der energie wordt bestudeerd; niettemin is het stoomwerktuig, zelfs met de sterke ontwikkeling van de watervallen en de electrische motoren, steeds de grondslag van de groote moderne nijverheid.

5. - Scheikundige samenstelling van het menschelijk lichaam.

Wij veronderstellen een volwassene, - een volwassene om den factor groei te kunnen uitsluiten, - wegende 70 kgr. Kwalitatief is dit lichaam samengesteld uit:

1^o	elementen van organische stofverwisseling, namelijk proteïnen, vetten, koolhydraten, aldus koolstof, waterstof, stikstof, en zuurstof.
2^o	elementen van anorganische of minerale stofverwisseling, namelijk chloor, fluoor, zwavel, phosphor, silicium, natrium, kalium, mangaan, calcium, magnesium, ijzer.

Kwantitatief bedragen de elementen van de organische stofverwisseling 20,720 kgr.; de hoeveelheid koolstof bedraagt alleen 12,500 kgr. De elementen van de anorganische stofverwisseling wegen samen 49,280 kgr.; het water alleen komt in dit gewicht met 46,200 kgr. De volgende getallen geven de gemiddelde samenstelling op van een menschelijk lichaam van 70 kgr.:

water	46,200 kgr.
proteïnen	11,200 kgr.
vetten	8,670 kgr.
koolhydraten	0,430 kgr.
asch	3,500 kgr.

Over de talrijke scheikundige verbindingen die de groepen proteïnen (stikstofverbindingen), vetten, koolhydraten (zetmeelen suikersoorten), asch (minerale stoffen) uitmaken, verscheen een buitengewoon uitgebreidde litteratuur; het getal dezer scheikundige verbindingen is zeker niet gekend, doch zeer aanzienlijk.

Een stoommachine is daarentegen zeer eenvoudig: met ijzer, kool, water, wat koper, wat smeerolie, zal een handige werktuigkundige een stoommachine vervaardigen. Welke zorgen, welke tijd zijn er niet noodig om een volwassen menschelijken motor te bekomen, in staat zijn maximumopbrengst te leveren.

[p. 235]

6. - Voedsels en voeding.

Het is door de voeding dat het levend wezen de noodige energie bekomt; een gedeelte van het voedsel wordt opgenomen, terwijl de overschot met de onnoodige of verbruikte stoffen wordt weggeworpen. Wordt aan het lichaam geen voedsels toegediend, dan worden de reserven verbruikt en verbrand, tot de volledige uitputting. Het voedsel heeft voor het menschelijk werktuig de zelfde beteekenis als de brandstof in de stoommachine; de uitwerpsels en de ademhalingsgassen welke het lichaam verlaten, zijn met de asch en de verbrandingsgassen van de stoommachine gansch vergelijkbaar.

De voeding heeft voor doel:

1^o	opbouwen en herstellen; daartoe dienen de stikstofhoudende voedsels of proteïnen, zooals vleesch, eieren, kaasstof, legumine van de groenten, kleefstof van het tarwemeel en tarwebrood, enz.
2^o	warmte en energie voortbrengen; daartoe dienen de ademhalingsvoedsels zooals de koolhydraten (suiker en zetmeel), de vetten, de zuurstof van de lucht.
3^o	het mineraal evenwicht behouden; het water, het zout, de phosphaten, enz. die het lichaam verlaten moeten door nieuw water, nieuw zout, nieuwe phosphaten vervangen worden.
4^o	reserven vormen, door het opstapelen van vette weefsels.

Buiten de minerale stoffen, kunnen onze voedsels onder 3 bijzondere groepen vereenigd worden: de proteïnen of eiwitstoffen die bouwstoffen zijn, de vetten, de koolhydraten; die twee laatste groepen zijn ademhalings- of verbrandingsvoedsels. De scheikundige samenstelling van deze stoffen wordt, per kgr., door de volgende waarden opgegeven:

	Koolstof	Stikstot	Zuurstof	Waterstof
Proteïnen	530	158	242	70
Vetten	770	-	115	115
Koolhydraten (rietsuiker)	424	-	513	63

Kunnen de voedsels vergeleken worden met brandstoffen, dan kan ook de voedingswaarde op de zelfde wijze uitgedrukt

[p. 236]

worden als de verbrandingswaarde. Aldus wordt de energie door het aantal calorieën uitgedrukt welke door de verbranding ontstaan; aldus

5650 Cal. voor 1 kgr. proteïnen,

9300 Cal. voor 1 kgr. vet,

4150 Cal. voor 1 kgr. koolhydraten.

Verder handelen wij over het nuttig effect der voedingstoffen; thans kunnen wij reeds zeggen dat de verliezen, door de uitwerpsels of wel door een onvoldoende oxydatie medegebracht, tot practische coefficienten leiden die een mindere waarde bezitten als de theoretische waarden. Die practische waarden zijn:

4100 Cal. voor 1 kgr. proteïnen,

8900 Cal. voor 1 kgr. vet,

4100 Cal. voor 1 kgr. koolhydraten.

Uit deze getallen wordt nu de voedingswaarde van de voedingstoffen berekend; daartoe dient alleen de scheikundige samenstelling te bepalen:

Per kgr.	Proteïnen	Vetten	Koolhydraten	Berekende
	gr.	gr.	gr.	Calorieën
suiker	-	-	1000	4100
zetmeel	-	-	1000	4100
zuiver vet	-	1000	-	8900
boter	9	831	5	7790
aardappelen	26	32	188	1180
tarwebrood	80	4	555	2639
mager rundvleesch	211	17	-	1016
kipeieren	127	121	-	1597
boonen	240	20	590	3572
koemelk	33	32,5	47,5	630
halfvet melkpoeder	331	158	375	4299
melkmeel	99	45	775	398
karnemelk	35	5	41	357

Deze berekening geeft echter geen echte bepaling van de energetische waarde van een voedsel; en inderdaad, moest men niets anders doen dan een voedsel te verbranden, zooals een brandstof in den haard van een stoomwerktuig, dan zouden de opgebrachte calorieën uitsluitelijk tot de verwarming dienen; de voedingstof zou feitelijk eene brandstof zijn, en het werktuig zou

[p. 237]

aldus evenwel met proteïnen, als met vetten en koolhydraten worden gespijsd.

In het menschelijk werktuig is de verbranding, dit is de voeding, meer ingewikkeld: de voedings- of verbrandingsstof is niet alleen uit bouwstoffen, doch ook uit ademhalingsvoedsels samengesteld. In de afwezigheid van ademhalingsvoedsels kunnen de bouwvoedsels als ademhalingsvoedsels fungeeren; er ontstaan, wel is waar, zekere stoornissen, doch nooit kunnen de ademhalingsvoedsels, zooals vetten en koolhydraten, als bouwmateriaal in ons lichaam gebruikt worden.

Als men het tabel der energetische waarden der voedingstoffen bestudeert, bemerkt men dadelijk welk hoog calorieëngetal door 1 kgr. vet of door 1 kgr. suiker wordt voortgebracht. Het is echter gansch onmogelijk zich uitsluitelijk te voeden met vet of suiker, omdat deze producten geen stikstof bevatten. Wil men uitsluitelijk de energetische waarde in acht nemen, dan zal men groote physiologische dwalingen begaan. Daaruit de volstrekte noodwendigheid van een gemengde kost, samengesteld uit proteïnen, vetten en koolhydraten.

De voorgaande theoretische beschouwingen zijn met de uitslagen van talrijke onderzoekingen wel in overeenstemming. Rübner heeft, in 1891, door proeven met honden, die overeenstemming in het licht gebracht; de getallen waren 17406 en 17350 Calorieën na 45 dagen, dus eene verhouding van 100 tot 99,62. Atwater en Benedikt⁽¹⁾ hebben proeven uitgevoerd met den mensch en dergelijke uitslagen bekomen.

Nevens het begrip van het ontstaan van de energie in het menschelijk werktuig komt de wet der isodynamische hoeveelheden: ten opzichte van het voortbrengen van energie, kunnen de voedingstoffen onderling volgens de isocalorische of isodynamische waarden vervangen worden, en hier ook stelt men een zeer bevredigende overeenkomst tusschen proefneming en theorie vast:

	Verbrandingswarmte	Waarden door de proef bekomen
vleesch	213	225
vet	100	100
zetmeel	229	232
suiker	235	234

(1) Atwater and Benedikt. Experiments on metabolism of matter and energy. U.S. Departm. Agric., Bull. 136, 1903, p. 182.

[p. 238]

Deze begrippen, het ontstaan van energie en de isodynamie door Zuntz⁽¹⁾ uitgedrukt, kunnen leiden tot eene bepaling van het begrip leven, zoowel bij de aërobische als bij de anaërobische wezens: een proces van chemische stofwisseling en van oxydatie, met vorming van energie. Als wij echter deze bepaling van dichtbij bestudeeren, bemerken wij dat zij de zelfde waarde heeft als de meeste bepalingen: zij leert ons niets, en verbergt onder een hoopje woorden onze onwetendheid.

(1) Zuntz. In Du Bois-Raymond Archiv. 1894, p. 541.

7. - Proefondervindelijke methoden.

Evenals in de kwantitatieve studie der brandstoffen, gebruiken de physiologische methoden hetzij de resultaten van een onderzoek der verbrandings- en ademhalingsgassen, hetzij de waarden gegeven door een op proefnemingen met dieren toegepasten calorimeter.

In de onderzoekingen van Regnault, Reiset, Pflüger, Hoppe-Seyler, Pettenkofer, en anderen, ademhaalt het proefdier in eene geslotene cel: de lucht wordt in nauwkeurig gemeten hoeveelheid in de cel toegelaten, en dan wordt het door de ademhaling voortgebrachte koolzuurgas door sterke alkalische loogen opgeslorpt en gedoseerd. De methode van Speck⁽²⁾ kan namelijk bij kortdurige proeven op den mensch toegepast worden: de neusgaten worden gestopt, de lucht wordt tot den mond gevoerd door eene buis die in verbinding is met een luchthoudenden spirometer; de ademhalingsgassen worden zonder verlies door eene met klep voorziene buis in een tweede spirometer gebracht: als de proef gedaan is wordt de lucht der twee spirometers gemeten en onderzocht. Zuntz en Geppert⁽³⁾ laten de uitgeademde lucht door een gasmeter trekken, terwijl door het onderzoek van een bepaalde hoeveelheid de samenstelling wordt vastgesteld. Hanriot en Richet⁽⁴⁾ gebruiken een eersten gasmeter om de opgenomen lucht, een tweeden om de uitgeademde lucht, en een derden om die lucht na de opslorping van het koolzuurgas te meten. In de toepassing van al deze methoden, wordt rekening gehouden van de afscheiding van het koolzuurgas, dat als hoofd-

(2) Speck. Physiologie des menschlichen Athmens. Leipzig, 1892.

(3) Pflüger's Arch., Bd. 42.

(4) C.R. Paris, vol. 104.

[p. 239]

product van de verbranding wordt gedoseerd. Daar nu 12 gr. koolstof door de verbranding zich met 32 gr. zuurstof verbinden om 44 gr. koolzuurgas en 97.6 Calorieën af te scheiden, is het gemakkelijk daaruit de ademhaling te meten, doch met deze fout dat men slechts een enkel, alhoewel het belangrijkste der ademhalingsproducten bestudeert.

De physiologische calorimeter geeft van het verschijnsel een meer nauwkeurig begrip en werd trouwens benuttigd door Pettenkofer in zijne proeven met dieren, en door Atwater en Benedikt in hunne belangrijke onderzoekingen met den mensch. Het toestel bestaat in hoofdzaak in een calorimetrische cel waarin het levend materiaal wordt geplaatst; de eel is volledig in het midden van afzonderlijke wanden, zooals lucht en water op constante temperatuur, ten einde al de verliezen door uitstraling te vermijden; de lucht stroomt door meettoestellen ten einde noch warmte te schenken, noch warmte af te trekken. De wijzigingen in de temperatuur van het proefdier laten toe de ontwikkelde energie te meten.

Wil men nu de hoeveelheid energie, door den arbeid voortgebracht, bepalen, dan zal de calorimeter eene verhooging van liet aantal calorieën opgeven; de arbeid zelf wordt automatisch gemeten, namelijk door omzetting in electriciteit. Gewoonlijk wordt de beweging op een rijwiel benuttigd om den arbeid te bestudeeren.

Onlangs heeft A.K. Noyons⁽¹⁾ aanzienlijke verbeteringen aan den menschcalorimeter gebracht.

Tot nu toe werd alleen physische arbeid gemeten; intellectueele arbeid kan echter nog niet door een bepaalde methode worden onderzocht.

(1) A.K. Noyons (Leuven). De differentiaal calorimeter ter bepaling in de warmteafgave bij den mensch; Vlaamsch Nat. en Gen. Congres Antwerpen, 1919.

8. - Stofverwisseling of metabolismus in het menschelijk lichaam in den toestand van rust.

Wij veronderstellen nog altijd het lichaam van een volwassene van 70 kgr.; door de ontbinding der bestanddeelen en door de uitwerpsels, verliest het rustend lichaam in gezonden normalen toestand 1750 gr. urine en 150 gr. faeces, 900 gr. (zij

[p. 240]

450 l.) koolzuurgas en 636 gr. water waarvan 408 gr. door de longen en 228 gr. door de huid. Deze cijfers zijn voor eene temperatuur van 15° C toepasselijk; voor eene hoogere temperatuur, wordt het verlies aan water door de huid hooger als door de longen; als per uur en bij 15° C de longen 17.0 gr. en de huid 9.5 gr. water verliezen, dan bedraagt de afscheiding bij 20° C resp. 17.0 en 37.1 gr., en bij 25° C resp. 18.4 en 57.0 gr.

De hoeveelheid lucht die door de longen trekt bedraagt voor 24 uren ca. 10 m³. De samenstelling van de lucht vóór en na de ademhaling is voor 100 l. als volgt:

	Atmospherische lucht	Uitgeademde lucht
zuurstof	20.96 L.	16.03 L.
stikstof	70.02 L.	79.59 L.
koolzuurgas	0.03 L.	4.38 L.

De scheikundige analyse van de volgende uitwerpsels van 24 uren leidt tot de volgende samenstelling:

	Urine^(1)	Faeces	Koolzuurgas
water	1700 gr.	100 gr.	-
stikstofverbindingen	30 gr.	18.7 gr.	-
vet	-	5.25 gr.	-
koolhydraten	-	5.25 gr.	-
asch	20 gr.	20.7 gr.	-
daaruit:
stikstof	14 gr.^(2)	3 gr.^(3)	-
koolstof	6 gr.	15.5 gr.^(4)	245.5 gr.

(1) Samenstelling van 1 l. normale urine: 40 gr. opgeloste stoffen, 20 gr. uraea (pisstof), 0,47 gr. urinezuur, 0.47 gr. hippurisch zuur, 10 gr. natriumchloride, 1.7 gr. phosphorzuuranhydride, 2.2 gr. kali, 0.2 gr. kalk, 17 gr. minerale stoffen.

(2) Uraea of pisstof is het hoofdbestanddeel (ca 90%) der stikstofverbindingen van de urine en bevat in 60 gr. 28 gr. stikstof en 12 gr. koolstof.

(3) De stikstofverbindingen, in proteïnen uitgerekend, bevatten ca 17% stikstof; 17% van 18.7 gr. bedragen 3.179 gr. stikstof.

(4) Berekening van het koolstofgehalte: 52% voor de stikstofverbindingen, zij 9.5; 75% voor het vet, zij 3.9 gr.; 40% voor de koolhydraten, zij 2.1 gr.; 9.5 + 3.9 + 2.1 = 15.5 gr.

[p. 241]

De dagelijksche verliezen bedragen dus 14 + 3 = 17 gr. stikstof, en 6,0 + 15.5 + 245,5 = 267 gr. koolstof die van de andere zijde in de volgende hoeveelheden voedingsstoffen zich bevinden:

106 gr. proteïnen,

366 gr. koolhydraten,

65 gr. vet.

Deze hoeveelheden, welke zich in de volgende isodynamische spijslijst van Konig bevinden, maken het onderhoudsrantsoen voor 24 uren, aan het menschelijk werktuig in rustenden toestand noodig om hem toe te laten arbeid te verrichten:

160 gr. vleesch, 300 gr. melk, 300 gr. brood, 200 gr. rijst, 300 gr. wortels, 300 gr. aardappelen en 30 gr. boter.

Dit rantsoen geeft door de verbranding 2525 Calorieën en komt overeen met een mechanische uitwerking van 424 kgr. m. × 2525 = 1070600 kgr. m. De energie, die dus dagelijks wordt verbruikt, om niets te doen, staat dus gelijk met den arbeid die zou noodig zijn om iets meer dan 100 duizend kgr., b.v. 1000 zakken graan, op eene hoogte van 10 m. te brengen. Dit verbruik van energie, bij een rustenden motor, is voor het levend werktuig wel typisch.

9. - Stofverwisseling of metabolismus in het menschelijk lichaam in werkenden toestand.

Het menschelijk werktuig van 70 kgr., na gerust te hebben, begeeft zich nu naar den arbeid: deze physische arbeid is gematigd voor een schoenmaker, een kleermaker, een teekenaar, - sterk voor een timmerman, een wever, zeer sterk voor een aardewerker, een steenkapper, een ketelmaker.

Volgens Vievordt⁽¹⁾ wordt de arbeid van een sterken werkman geschat op 200.000 kgr. m. per dag, zij 472 Calorieën. Eene opbrengst van 150000 kgr. m. of 350 Calorieën is, volgens Magnus Levy⁽²⁾, reeds als goed aan te zien. Menschen, zonder werktuigkundig beroep en die weinig wandelen, procudeeren, volgens Rübner 38000 kgr. m. of 89 Cal. per dag. Al die waarden dienen stellig aan dezen van den rusttoestand gevoegd te worden.

(1) Vierordt, Lehrbuch Physiologie, p. 79.

(2) Magnus Levy, Physiologische Stoffwechsel, p. 247.

[p. 242]

Zuntz⁽¹⁾ heeft belangwekkende cijfers over den arbeid van het wandelen uitgerekend:

Aard van den arbeid	Calorieën	Kilogr. m.
gang van 3.6 km. op 1 uur	144	61 056
id. 6.0 id.	283	119 992
id. 8.4 id.	660	279 840
id. 6 km. op 1 uur met eene lading van 25 kg.	385	163 240
opklimmen van 300 m. op eene helling van 30^o	147	62 328
opklimmen van 300 m. op een trap	174	73 776

Zich steunende op het scheikundig metabolismus, heeft König⁽²⁾ de dagelijksche energetische uitgave berekend, en dan de rantsoenen, niet alleen in voedende stoffen, doch ook in gewone voedsels, volgens de sterkte van den arbeid, bepaald.

	Gematigde arbeid	Sterke arbeid	Zeer sterke arbeid
Energie in Caloriën	2734	3500	5000
	(2600 tot 2800)	(3500 tot 4000)	(tot 5200)
Aantal Calorieën meer dan voor den toestand van rust (2531 Cal.)	203	969	2469
Samenstelling van de kost:
proteïnen	100 gr.	160 gr.	180 gr.
koolhydraten	450 gr.	570 gr.	850 gr.
vet	60 gr.	100 gr.	200 gr.
Dagelijksche spijslijsten:
wit tarwebrood	350 gr.	400 gr.	400 gr.
aardappelen	500 gr.	600 gr.	650 gr.
melk	300 gr.	300 gr.	300 gr.
vleesch	160 gr.	180 gr.	200 gr.
rijst	200 gr.	-	-
meel	-	200 gr.	-
wortels	300 gr.	300 gr.	300 gr.
boter	42 gr.	35 gr.	65 gr.
kaas	-	25 gr.	30 gr.
gekookte erwten	-	-	170 gr.

(1) Zuntz, in Handbuch Physik. Therapie van Goldscheider en Jacob, 1901, I, p. 172.

(2) J. König. Nährwerttafel. Gehalt der Nahrungsmittel an ausnutzbaren Nährstoffen, ihr Kalorienwert und Nährgeldwert, sowie der Nährstoffbedarf des Menschen; II^e Auflage, Berlin, 1913.

[p. 243]

10. - Nuttig effect bij het menschelijk werktuig.

Hooger werd gezien dat de stoommachine slechts 13% energie van de onder den vorm van brandstof geschonken energie afleverd. Kon in het menschelijk lichaam het getal Calorieën geen verliezen ondergaan, dan zou de arbeid door het menschelijk werktuig geleverd, aanzienlijk zijn. Inderdaad, 203 Calorieën of 86072 kgr. m., de hoeveelheid geschonken per dag door een gematigden arbeid, stemt theoretisch overeen met den arbeid die noodig is om 86 zakken graan of meel van 100 kgr. op 10 m. hoogte, ofwel om 860 kisten waren van 10 kgr. op 10 m. hoogte te dragen!

Aaard van den arbeid	Calorieën	Kilogr. m.	Zakken van 100 kg. gebracht op 10 m. hoogte	Kisten van 10 kg. gebracht op 10 m. hoogte
gematigd	203	86072	86	860
sterk	969	410856	411	4110
zeer sterk	2469	1046856	1046	10460

Nooit zal een mensch, zelfs van de sterkste kracht en van de grootste bereidwilligheid, zulken arbeid kunnen verrichten. Er zijn dus verliezen, en deze verliezen zijn aanzienlijk.

In de eerste plaats is de hoeveelheid voedingsstoffen, die gedurende den arbeid wordt ontbonden, altijd grooter dan het warmteaequivalent van den arbeid zelf; de uitlegging daarvan ligt in de hoeveelheid der niet gebruikte stoffen die door de uitwerpsels worden weggevoerd; aldus worden van 100 gewichtsdeelen van een bepaald voedsel het grootste gedeelte in energie omgezet, een gedeelte wordt door het lichaam niet gebruikt en uitgeworpen.

Op 100 deelen	in energie omgezet	door de urine uitgeworpen	door de faeces uitgeworpen
melk	89.8	5.13	5.07
vette kost	90.4	3.87	5.73
magere kost	89.3	4.65	6.00
aardappelen	92.3	2.00	5.60
wit tarwebrood	82.1	2.40	15.50
volbrood	73.5	2.20	24.30
vleesch	76.8	16.30	6.90

[p. 244]

In de tweede plaats, gedurende den mechanischen arbeid, scheidt het menschelijk werktuig warmte aan de omgeving af, terwijl het een supplementaire warmtehoeveelheid ontwikkelt, die het werktuig zelf op een hoogere temperatuur verwarmt. De voortgebrachte arbeid wordt hier in warmte niet omgezet: moesten de ademhalingsverbrandingen bij arbeid of bij rust constant blijven, dan zou de arbeid het lichaam afkoelen; juist het omgekeerde gebeurt, zoodanig dat de versterking in de ademhaling, de onder mechanischen vorm ontwikkelde energie in evenredigheid brengt, en zelfs supplementaire warmte uitgeeft, die tot de normale afgescheiden warmte wordt toegevoegd.

De onderzoekingen van Atwater⁽¹⁾ hebben de waarde van het nuttig effect van het menschelijk werktuig bepaald. De arbeid wordt door den mensch op een rijwiel uitgevoerd, en wordt in electrische energie, en dan in de overeenstemmende calorieën uitgedrukt. Uit die onderzoekingen, welke in de volgende tabel worden aangegeven, blijkt dat het nuttig effect 13.3 tot 196% bedraagt, hetgeen beteekent, dat van 100 beschikbare en door den arbeid voortgebrachte Calorieën, 13.3 tot 19.6 Calorieën feitelijk tot den arbeid gebruikt worden.

Gemiddelden per-dag voor drie perioden.
Samenstelling der perioden	42 d. rust 12 d. arbeid	12 d. rust 18 d. arbeid	4 d. rust 14 d. arbeid
Calorieën per dag rust voortgebracht, gemid. uitslagen van den calorimeter.	2279 Cal.	2119 Cal.	2357 Cal.
Calorieën per dag arbeid voortgebracht, gemid. uitslagen van den calorimeter.	3892 Cal.	3559 Cal.	5143 Cal.
Supplementaire calorieën door den arbeid voortgebracht.	1613 Cal.	1440 Cal.	2786 Cal.
Calorisch aequivalent van den voortgebrachten arbeid, gemid. uitslagen van den Wattmeter.	214 Cal.	233 Cal.	546 Cal.
Nuttig effect, dit is de verhouding van de gebruikte Calorieën (Wattmeter) tot de bruikbare Calorieën (calorimeter).	214	233	546
	_____	_____	_____
	1613 of 0,133	1440 of 0,162	2786 of 0,196

(1) U.S. Dep. agric. Bull. 136, 1903, p. 190.

[p. 245]

In het algemeen wordt aangenomen dat het nuttig effect van het menschelijk werktuig tot 25% kan stijgen, en zelfs voor korten tijd tot 35% door de versterking van de ademhaling en van den arbeid van het hart. Ook kan dit nuttig effect methodisch en blijvend door de toepassing der regelen van het Taylorisme⁽¹⁾ verhoogd worden. Doch in dit geval geldt het meer een verstandelijke ordineering van den mechanischen arbeid, een zorgvuldige rangschikking der bewegingen, ten einde de opbrengst ten koste van een verminderde uitwerking te verhoogen. Stellig stelt men vast dat de werkman, die eerst 12 1/2 ton geutijzer dagelijks laadt, en die door Taylof wordt verbeterd of volmaakt om met dezelfde inspanning 47 ton te laden, het nuttig effect op verbazende wijze versterkt.

De gewoonte, het medesleepen behooren in zekere mate tot taylorisme, maar tot een onberedeneerde, en gewoonlijk niet logische taylorisme. Wat de sporten betreft, zij leiden over het algemeen tot misbruik in de opbrengst.

Men heeft altijd niet willen aannemen dat de opbrengst van het menschelijk werktuig 25% of meer zou bedragen; zoo had vroeger Hirn⁽²⁾ berekend dat een man die per uur een arbeid van 33000 kgt.m. verricht 132 gr. zuurstof gebruikt; volgens hem brengt in ons lichaam ieder gr. benuttigde zuurstof ongeveer 5 Calorieiën. De hoeveelheid opgenomen zuurstof bebedraagt aldus 5 × 132 = 660 Calorieën, zij 280000 kgr. m. De verhouding 33000 / 280000 is 12%; deze waarde staat dicht bij de laagste waarden van Atwater, en ook dicht bij de maximale waarde van het nuttig effect bij het stoomwerktuig. In onzen tijd waarop de waarde van de opbrengst van allereerst belang geworden is, behoort een nuttig effect van 12% stellig tot de groep der menschelijke werktuigen die een gemakkelijk leven zoeken.

In zijn belangrijk boek over de verspilling van de energie wijdt Brunhes⁽³⁾ een lange hoofdstuk aan het levend wezen; hij stelt eerst vast dat er geen bijzonder thermodynamica voor

(1) Zie daarover E. Tytgat, Het Taylorisme, besprekingen gehouden Juli-Oogst 1916, Gent, 1916.

(2) G.A. Hirn, Théorie mécanique de la chaleur, conséquences philosophiques et meta physiques de la thermodynamique. Paris, 1868.

(3) Bernard Brunhes, La dégradation de l'énergie. Paris (Flammarion) 1908, 394 pp.

[p. 246]

dat wezen bestaat: dezelfde grondbeginselen van de natuur- en van de scheikunde blijven bij niet levende en bij levende wezens toepasselijk. Aldus blijven stof en energie bij die levende wezens in hun geheel bewaard: sluit men een levend dier in eene ruimte met ondoordringbare wanden in, dan blijft het totaal gewicht van het stelsel onveranderd, zelfs als het dier sterft. De omzetting van de chemische energie door de ademhaling leidt tot mechanische en tot warmteenergie, en, als men rekenschap houdt der verliezen, blijft de bruikbare gelijk aan de voortgebrachte energie. Wat nu veranderlijk is, zooals hooger werd gezeid, is de gebruikte energie; doch is, bij het levend wezen, al de door de voeding geschonken energie, juist gelijk met de energie die aan de omgeving wordt terug gegeven.

Is het grondbeginsel van de bewaring van de energie dus toepasselijk, dan is ook het tweede beginsel van de thermodynamica, het beginsel van de verspilling van de energie aan het levend wezen toepasselijk. Bij de stoommachine wordt de chemische energie, een vorm van hoogere hoedanigheid, in mechanische energie, ook een vorm van hoogere hoedanigheid, omgezet, doch door de tusschenkomst van de warmteenergie, eenen vorm van lagere hoedanigheid: aldus ontstaat verspilling, waardoor het gering nuttig effect van dit werktuig wordt uitgelegd.

Bij het menschelijk werktuig is er in de energieomzetting bijna geen verspilling, omdat de scheikundige hoofdzakelijk in physiologische en dan in mechanische energie omgaat; al die vormen van de energie zijn van hoogere hoedanigheid; de rampzalige warmtenergie komt niet tusschen, en aldus kan men aan het levend wezen, de bepaling geven: een werktuig waarin de energie niet wordt gedegradeerd, een werktuig dat een vertrager is van de energieverspilling.

Stellig gaat een zeker gedeelte van de scheikundige energie over tot warmteenergie; doch verlaat die warmteenergie het levend lichaam, namelijk bij den mensch en bij warmbloedige dieren, om niet verder in dit lichaam omgezet te worden; deze laatste energie dient namelijk tot het behouden van het lichaam op een blijvende temperatuur.

De in het lichaam van een homeotherme dier door de voeding ontstane energie is van driedubbelen aard:

1^o	de physiologische energie, die de levensverrichtingen mogelijk maakt, die de inrichter van de hart-, maag-, darmbewe-

[p. 247]

	gingen, enz. is, die bij volledige rust zich in warmte omzet om het lichaam naar de omgeving te verlaten.
2^o	de supplementaire warmteenergie, waardoor nu het homeotherme wezen tegen de koude kan strijden, ten einde zijne temperatuur constant te behouden; deze is de warmte van de thermogenetische werking die zeer spoedig met het temperatuursverschil tusschen dier en omgeving aangroeit.
3^o	de mechanische energie die wordt gebruikt om de werkzaamheid der weefsels te verhoogen, en waarvan een gedeelte buiten het lichaam kan opgevangen worden. Een gedeelte van de energie maakt de opbrengst uit van het menschelijk werktuig; en vermits die opbrengst op 25% van de totale bruikbare energie, dit is de volgens de voeding berekende energie, wordt geschat, dan is de nuttige werkelijke opbrengst, voor eene periode van 24 uren, de volgende: Gematigde arbeid Sterke arbeid Zeer sterke arbeid Theorie (kgr. m.) 86 072 411 000 1046 000 25% opbrengst (kgr. m.) 21 000 103 000 261 000

Uitdrukking in voorwerpen op 10 m. hoogte gedragen:

Zakken van 100 kgr.	21	103	261
Kisten van 10 kgr.	210	1030	2610

Deze laatste getallen schijnen onmogelijk; zij zijn echter hooger dan de werkelijkheid, omdat het menschelijk werktuig gedwongen is, gedurende den arbeid, telkens voor iedere lading op de plaats terug te keeren waar zakken of kisten zich bevinden, en aldus een arbeid te verrichten die met het dragen dezer voorwerpen niets te maken heeft.

In elk geval moeten wij besluiten dat het menschelijk werktuig eene voeding moet ontvangen waarvan de energetische waarde ongeveer 4 maal de energetische waarde van het nuttig effect bedraagt.

11. - Het chemismus van het menschelijk werktuig.

Het menschelijk werktuig is hoofdzakelijk samengesteld uit een spierenstelsel dat aan een zenuwenstelsel is onderworpen; dit werktuig is de zetel van een belangrijk en ingewikkeld che-

[p. 248]

mismus: benevens de omzettingsverschijnselen der voedsels in assimileerbare stoffen en die in hun geheel de spijsverteering, den bloedsomloop en de ademhaling uitmaken, bestaat er nog een dieper chemismus, en wel het spierenchemismus: dit zijn de scheikundige verschijnselen die men in spierenbloed waarnemen kan.

Het menschelijk lichaam van 70 kgr. bevat 430 gr. koolhydraten; een gedeelte daarvan bevindt zich in het spierenbloed onder den vorm van glucose (of druivensuiker), fructose (of vruchtensuiker), maltose (of moutsuiker), glycogeen, zelden saccharose (of rietsuiker). Het bloed houdt aldus ongeveer 0,75 gr. suiker per kgr., en als, in vitro, het bloed wordt verdeeld in serum en in bloedlichaampjes, dan richt zich de suiker in het serum waarin het gehalte dan 1 gr. per kgr. kan bereiken.

In de rustende spier, is het suikerverbruik gering, en vermits de hoeveelheid suiker die eene spier aan het stroomend bloed onttrekt de omgezette hoeveelheid overschrijdt, - Chauveau en Kaufmann⁽¹⁾ hebben aldus gevonden dat 1 kgr. rustende spier per uur tot 2,186 gr. suiker uit het bloed kan trekken, - dan begrijpt men gemakkelijk dat de spieren hare suikerreserve verhoogen.

In de werkende spier wordt een zekere hoeveelheid suiker door oxydatie omgezet; en de reserve vermindert. Deze oxydatie verhoogt met de hevigheid van den arbeid, en aldus wordt aan het bloed door de spieren klimmende hoeveelheden opgenomen, die volgens Chauveau en Kaufmann tot 8,416 gr. suiker per uur en per kgr. spier bereiken kunnen.

Indien in de rustperiode, de hoeveelheid door een spiere opgenomene zuurstof hooger is dan de hoeveelheid koolzuurgas die in dezelfden tijd wordt ontwikkeld, gebeurt het nu juist het omgekeerde in een werkende spier: dan is het spierenbloed armer aan zuurstof en rijker aan koolzuurgas dan bij de rust. De verschijnselen worden uitwendig vastgesteld door de bepaling van het ademhalingscoefficient CO₂/O. Door den arbeid wordt dat getal hooger tot ca. 1.25; bij de rust is het lager, ca. 1.09.⁽²⁾

(1) C.R. Paris, t. 103, 104 en 105.

(2) Volgens von Pettenkofer en Voit (Zeitschr. Biologie, Bd. 2), ontstaan in 24 u. 912 gr. koolzuurgas in den toestand van rust, en 1209 gr. in den toestand van arbeid; deze getallen leiden tot de coofficienten CO₂ / O = 1,09 en 1.23.

[p. 249]

Nauwkeurige proefnemingen hebben laten vaststellen dat de glucoseomzetting de hoofdomzetting is in het levend chemismus; al de andere omzettingen zijn van gering belang. Vroeger nam men met Liebig aan dat de bron van den spierenarbeid de scheikundige ontbinding der stikstofverbindingen was: doch reeds in 1866 hadden Fick en Wislicenus⁽¹⁾ vastgesteld dat het bestijgen van den Faulhornberg een arbeid eischt die niet in overeenstemming was met het stikstofmetabolismus, door de uraeaafscheiding bepaald. De omzettingen van de stikstofverbindingen gaan feitelijk niet verder dan tot de vorming van een zekere hoeveelheid creatinine ten koste van de creatine, en tot een geringe vermindering der xanthische verbindingen.

Ook bleek uit talrijke proefnemingen dat in de arbeidende spieren de reactie die bij rust neutraal is, zuur wordt; met Du-Bois Raymond kan men aannemen dat melkzuur, phosphorzuur en monocalciumphosphaat ontstaan.

De bloedsuiker is ook, volgens Seegen⁽²⁾, hoofdzakelijk de scheikundige bron van warmte en arbeid; de proteïnen, welke vooral dienen tot de herstelling van de levende stof, dienen niet tot het onderhouden en het voortbrengen van de energie in het menschelijk werktuig.

Voor dit werktuig in beweging, heeft Chauveau deze wet kunnen uitspreken dat de waarde van een voedsel, ten opzichte van de mechanica, als het lichaam zich in gewichtsevenwicht bevindt, niet met de warmteenergie, wel met de glucoseopbrengst overeenstemt; hetgeen beteekent dat de hoeveelheden voedingsstoffen waarvan de eene door de andere nauwkeurig kunnen vervangen worden isoglucosische stoffen zijn, die dezelfde gewichten glucose kunnen leveren.

Wij hebben hooger gezien dat het 3^e gedeelte van de energie die in het lichaam van het homeotherm wezen wordt voortgebracht, niets anders is dan de energie die uitgegeven wordt om de werkzaamheid der weefsels te verhoogen, en waarvan een gedeelte, als mechanische energie, buiten het lichaam kan opgevangen worden. Het ademhalingschemismus en het weefselchemismus zetten de scheikundige energie om in mechanische energie, hoogere vormen van de energie; de overschot alleen

(1) Vierteljahreschr. Zürich Naturf. Ges. Bd. 10.

(2) Centralbl. Physiologie, Bd. 8, p. 417.

[p. 250]

gaat over in een vorm van lagere hoedanigheid, de warmte die door het levend wezen wordt verloren en niet meer voor een rechtstreeksch gebruik vatbaar is.

12. - Besluit.

Deze studie is opgesteld geweest gedurende de sombere dagen van het laatste bezettingsjaar 1918; beroofd van al de weldaden van de beschaving, konden wij niet meer in het bezit geraken van de noodige boeken en tijdschriften, en aldus gebeurde het dat een zeer belangrijk werk ‘Le moteur humain’ van Jules Amar⁽¹⁾, in 1914 te Parijs uitgegeven, mij tot in den laatsten tijd onbekend is gebleven. Ik kan niet nalaten hier te zeggen dat ik met het grootste genot dit merkwaardig boek heb gelezen, waarin vele punten, waarover ik hier gehandeld heb, uitvoerig bestudeerd worden.

Als wij nu al het bestudeerde samenvatten, dan stellen wij eerst vast dat het stoomwerktuig de scheikundige in mechanische energie omzet door de tusschenkomst van minderwaardige energie, de warmte; het menschelijk werktuig voert deze omzetting uit zonder deze verliesgevende tusschenkomst.

De opbrengst van het stoomwerktuig bedraagt ten hoogste 13% van de scheikundige energie geschonken door de brandstof; voor het menschelijk werktuig is die opbrengst 25% en zelfs meer.

In den toestand van rust gebruikt het stoomwerktuig geen energie; het menschelijk werktuig is daarentegen zonder ophou-

(1) Jules Amar. Le moteur humain et les bases scientifiques du travail professionnel, avec une préface de Henry Le Chatelier. Paris (Dunod), 1914, 610 pp.
Ik geef hier nog melding van eenige boeken die met mijn onderwerp in verband staan:
Bellet, D. La machine et la main d'aeuvre humaine. Paris (Doin), 300 pp. - Jougnet, E. Theorie des moteurs thermiques. Paris (Doin), 450 pp. - Paylor F.W., Principes d'organisation scientifique des usines, trad. par J. Royer avec préface de H. Le Chatelier. Paris (Dunod), 1918, 117 pp. - Amar. J. Organisation physiologique du travail. Paris (Dunod), 1917, 374 pp. - Hartness J. Le facteur humain dans l'organisation du travail; trad. par H. Perrot et C. de Freminville. Paris (Dunod), 1918, 128 pp. - Querton, Louis. L'augmentation du rendement de la machine humaine. Bruxelles, 1905, 216 pp.

[p. 251]

den als het ware onder druk: zelfs bij volledige rust heeft hij een rantsoen voedingsstoffen noodig, dat met ongeveer 2500 Calorieën in 24 uren overeenstemt.

Het menschelijk werktuig kan nu voorloopig werkzaam zijn, zelfs wanneer brandstof (dit is voedingsstof) niet onmiddellijk in den haard (dit is de spijsbuis) wordt gebracht; het bezit reservestoffen ten koste waarvan hij een zekeren tijd arbeid kan leveren. Een stoomwerktuig bezit geen energiereserven, tenzij bijzonder ingewikkelde toestellen, zooals accumulatoren, compressoren, enz. er aan zouden toegevoegd worden.

Het menschelijk werktuig schijnt aldus een werktuig van hooge waarde; waarom zoekt dan de nijverheid andere werktuigen in zijne plaats te brengen, zelfs soms ten koste van bloedige omwentelingen? De reden daarvan is eenvoudig: voor een stoomwerktuig, en te meer dus voor een waterval, zijn de kosten bij het voortbrengen van de energie, aanzienlijk lager.

Als men de waarde van de dagelijksche voeding van een mensch die op een dag 5000 Calorieën (zeer sterke arbeid) opbrengst berekent, zonder rekenschap te houden van salaris, enz., dan vindt men 1,40 fr. voor 1914, en 4,04 fr. voor 1920⁽¹⁾. Dit bedraagt per uur respectievelijk 6 en 18 centiemen, en per paard-uur, als men aanneemt dat een mensch de arbeidswaarde heeft van 1/6 paard, zijn dus de voedingskosten 0,36 en 1,08 fr.

Een stoomwerktuig gebruikt 1 tot 3 kgr. steenkool per paarduur; de kosten daarvan zijn, voor 1914, à 20 fr. per ton, 2 tot 6 centiemen, - voor 1920, à 100 fr. per ton, 10 tot 30 centiemen.

Het paard-uur bekomen door het stoomwerktuig kost bijgevolg aan brandstof (voedingsstof) ongeveer 6 maal minder dan

(1) De berekening wordt gedaan volgens de spijzenlijst van König:

	1914	1920	(Januari)
200 gr. vleesch	0.40	1.40
300 gr. melk	0.08	0.21
400 gr. brood	0.12	0.35
650 gr. aardappelen	0.06	0.20
300 gr. wortels	0.10	0.08
65 gr. boter of margarine	0.20	0.38
30 gr. kaas	0.10	0.25
170 gr. erwten	0.09	0.42
bereiding	0.25	0.75
	_____	_____
Totaal	1.40	4 04

[p. 252]

het paard-uur door het menschelijk werktuig voortgebracht. Daarom heeft sedert lang de nijverheid altijd gezocht, zich steunende op de opbrengst aan gemaakte goederen, menschenarbeid door werktuigkundigen arbeid te vervangen.

Het gebruik van werktuigen is een der gevolgen van de beschaving, van den vooruitgang. In den kunstmatigen toestand die ons door de beschaving wordt opgelegd, die ons gestadig van den natuurlijken toestand verwijdert, heeft de mensch geen rol van werktuig te vervullen; in dien kunstmatigen toestand moet de menschelijke geest denken en bevelen, en het werktuig heeft de gedachten en de bevelen uit te voeren.

De werktuigkunde, die een gansch ingewikkeld stelsel van hefboomen, zuigers, assen, riemen, jachtwielen in beweging brengt, werkt wel ten gunste van den vooruitgang.