Любопытная выписка из Химии г-на Лавуазье
Любопытная выписка из Химии г-на Лавуазье
——
Любопытная выписка из Химии г-на Лавуазье, Лавуазье Антуан-Лоран, Год: 1804
Время на прочтение: 8 минут(ы)
Когда разогревают какое-нибудь твердое или жидкое тело, то оно прибавляется во всех своих протяжениях, то есть, в длину, в ширину и в вышину или глубину. Феномен сей примечается во всех телах без исключения. Когда же тело простывает, тогда частицы его, раздвинутые жаром, опять сближаются, переходя те же степени растяжения, простынув же совершенно, тело получает опять прежнее свое протяжение, которое до опыта оно имело. Но как неизвестна нам совершенная или такая стужа, которая бы не могла более увеличиться, то из сего следует, что частицы, какого бы ни было тела, не могут быть совершенно сжаты, и что нет в природе ни одного тела, которого бы частицы прикасались одна к другой. Заключение хотя странное, однакож неопровержимое!
Таким образом раздвигаемые теплотой частицы тел не имели бы между собой связи и не было бы ни одного твердого тела в природе, если бы эти частицы не были удерживаемы другой силой, которая стремится их сжимать и сцеплять, сия-то сила, какая бы ни была причина оной, названа притяжением.
Итак частицы всякого тела повинуются законам двух сил: отражательной и притягательной, между которыми находятся они в равновесии. Когда первая превосходит вторую, то тело становится жидким, потому что частицы оного от теплоты вышли из сферы или вихря притяжения своего. Если же вторая, то есть притягательная сила будет более отражательной, то тело бывает твердым.
Возьмем в пример воду. Когда Реомюров термометр находится ниже точки замерзания, тогда она бывает телом твердым и называется льдом. Выше помянутой точки частицы ее теряют несколько своей притягательности, и вода делается жидкостью, наконец при 80 градусах, частицы ее повинуются уже отражательной силе жара, вода превращается в пар или газ, и становится воздухообразной жидкостью, или влагой. Сие самое можно приложить и ко всем прочим телам, в природе находящимся.
Вещество превосходно упругое, занимающее пустоту между частицами тел, называется теплотворным веществом (calorique). Сие вещество должно быть весьма тонко, поелику проницает оно сквозь частицы плотнейших тел, подобно как песок, всыпанный в дробь, наполняет всю пустоту, между дробинками находящуюся, с той однако ж разницей, что дробины между собою прикосновенны, а частицы одного какого-нибудь тела находятся одна от другой в большем или меньшем расстоянии, смотря по свойству тела.
Если бы находились в природе только две вышеописанные силы, то есть, отражательная и притягательная, тогда бы тела переходили от твердости непосредственно к кипению и сделались бы воздухообразными упругими влагами. Итак вода в то самое мгновение, когда перестает быть льдом, начала бы кипеть, превратилась бы в воздухообразное вещество, и частицы ее рассыпались бы на неизмеримое пространство, но третья сила, то есть давление атмосферы, противится сему рассеянию частиц, и по сей-то причине вода пребывает в состоянии жидкости от точки замерзания до 80 градуса Реомюрова термометра, ибо количество принимаемого ей теплотворного вещества недостаточно для преодоления давления атмосферы. Из сего следует, что без сей последней силы тела в самое мгновение расплавления своего, получа еще малейшую сверх того степень теплоты, разлетелись бы врознь. Без сей силы не имели бы мы также и воздухообразных влаг, ибо частицы их рассеялись бы на бесконечное пространство, и ничто бы не могло им в том воспрепятствовать, кроме собственной их тягости, которая собрала бы их для составления атмосферы.
Чтобы сие доказать, были деланы опыты над серным эфиром, наполнив оным стеклянный сосуд и поставив под воздушный насос, вытягивали воздух: тогда эфир начинал кипеть, не ощущая более давления атмосферы, и превращался в воздухообразное упругое вещество. Сей опыт доказывает во-первых, что при теплоте, в которой мы находимся, эфир был бы в виде газа, или воздухообразного упругого вещества, если бы не было давления атмосферы. Во-вторых, доказывает он, что сие прехождение тел от состояния жидкости к воздухообразию сопряжено с великим охлаждением, по той причине, что во время выпаряемости (vaporisation) часть теплотворного вещества, находившегося в свободе, или по крайней мере в равновесии в окружающих телах, соединяется с эфиром для претворения его в воздухообразную влагу. Сей самый опыт можно делать над всеми удобовыпаряемыми жидкостями, каковы например, винный спирт, вода и даже самая ртуть.
Серный эфир, о котором здесь упоминается, есть воспламеняющаяся весьма летучая жидкость, гораздо легчайшая воды и винного спирта. — Когда сей эфир бывает подвержен давлению 28 дюймов ртути, тогда начинает он кипеть при 32 или 33 град. ртутного термометра. — Винный спирт кипит при 67 град., а вода при 80.
Кипение есть ничто иное, как выпарение жидкости и минута прехождения оной в состояние воздухообразного упругого вещества.
Теплота крови нашей почти равна теплоте эфира, преходящего в воздухообразное вещество. Следовательно эфир, принимаемый внутрь, должен превратиться в пар в первых путях нашего тела, по сему вероятно, что свойства сего лекарства происходят от сего почти механического действия.
Вода, напитанная солью, удобна принимать в себя гораздо более жару, нежели пресная.
Все почти тела могут существовать в трех разных состояниях, то есть, быть твердыми, или жидкими как вода, или наконец воздухообразными. Сии три состояния одного и того же тела зависят от большего или меньшего количества теплотворного вещества, которое с оным смешивается.
Если вместо круглых частей, как мы сказали выше о дроби, положить вместе шестигранники, восьмигранники или другие какие правильные тела одинакового вида и плотности, то пустота между оными не будет уже такова, как между круглыми, и не можно уже всыпать в них так много песка. Сие самое должно разуметь и о всех телах, в природе находящихся, ибо не все они составлены из частиц одинаковых, но одни из круглых, другие из угловатых, и так далее, следовательно иные тела имеют более пустоты и места для теплотворного вещества, а другие — меньше. Сие свойство назовем мы способностью тела для содержания в себе теплотворного вещества. Сия способность зависит от фигуры частиц тела, от их величины, от расстояния, в каком находятся они между собой, по отношению, существующему между притягательной их силой, и отражательной, которую производит теплотворное вещество.
Мы назвали теплотворное вещество превосходно упругим: сие значит, что частицы оного имеют в высшей степени способность отдаляться друг от друга, когда какая-нибудь сила принудит их сблизится.
Вода не может быть сжата в состоянии жидкости, но будучи приведена в воздухообразное вещество, становится она удобосжимательной, как воздух или иная какая воздухообразная влага.
Жар, рассматриваемый как ощущение, или жар чувствительный, есть ничто иное, как действие на наши органы теплотворного вещества, переходящего из окружающих нас тел. Вообще же не иначе можем ощутить сей жар, как через какое нибудь движение, и так можно принять за аксиому, что где нет движения, там нет и ощущения. Общее сие начало очень естественно можно приложить к чувствованию стужи или жара. Когда мы дотронемся до холодного тела, то теплотворное вещество, стремящееся придти в равновесие во всех телах, переходит из руки нашей в осязаемое нами тело, и мы чувствуем холод. Противное сему бывает, то есть ощущение теплоты или жара, когда прикоснемся мы к теплому, или горячему телу, в сем случае теплотворное вещество переходит из оного в нашу руку. Когда же осязаемое нами тело имеет равное количество теплотворного вещества с нашей рукой, тогда мы ни тепла, ни холода не ощущаем, потому что нет прехождения теплотворного вещества, нет движения, и следовательно нет ощущения.
Мы называем свободным теплотворным веществом такое, которое ни с чем не смешано. Но поелику мы окружены телами, с которыми теплотворное вещество находится в связи, то и следует из сего, что теплотворное вещество никогда совершенно свободно у нас не бывает, и мы получить его чрез опыты не можем.
Смешанное теплотворное вещество есть то, которое заключено в телах и как бы приковано к ним, силой сродства или притяжения, и которое составляет часть их существа и даже плотности.
Удельное теплотворное вещество есть то количество теплотворного вещества, которое потребно для возвышения к равной степени теплоты многих разного рода тел, но одинакового веса. Разные пустые пространства, находящиеся между частицами тел, от меньшей или большей близости и вида их, называются, как мы уже сказали, способностью для содержания теплотворного вещества.
Когда термометр поднимается, то сие доказывает, что находится свободное теплотворное вещество, которое различается по окружным телам, термометр, будучи сам в числе сих тел, получает также по своей массе и пространству, оставляемому его частицами для принятия теплотворного вещества.
Упругость есть ничто иное, как свойство, которое имеют частицы тела, удаляться друг от друга, когда их принудить сжаться. Теплотворное вещество, как мы уже заметили выше, одарено сим свойством в высшей степени, а за ним следуют все прочие воздухообразные вещества. Все тела содержат в себе более или менее теплотворного вещества, следовательно все тела более или менее упруги. В воздухообразных веществах сия упругость или стремление частиц, удаляться одна от другой, простирается на весьма далекое расстояние. Сие доказывает нам воздух, который весьма удобосжимателен, из чего следует, что частицы его и так уже весьма далеко друг от друга находятся, но невзирая на то, сии частицы стремятся удалиться еще более. Если посредством воздушного насоса сделать пустоту в весьма пространном реципиенте, то последние частицы воздуха, оставшиеся в оном сосуде, разольются равно по всему пространству оного, как бы велико оно ни было, они наполнят весь сосуд и станут давить внутренние его стены. Сие не иначе можно истолковать, как положив, что частицы воздуха силятся во все стороны удаляться, расстояние же, где положен предел сему феномену, неизвестно.
Из сего можно было бы с некоторой справедливостью заключить, что частицы теплотворного вещества друг друга отталкивают и одарены превосходно-отражательной силой, но весьма трудно понять, чтобы между такими малыми частицами могла существовать толь великая и на беспредельное расстояние действующая отражательная сила, гораздо сообразнее с несовершенством наших познаний сказать, что теплотворное вещество сообщает отражательную силу частицам тела.
Из всего сказанного выше о происхождении газов и воздухообразных влаг, можно легко понять, каким образом составились атмосферы планетные, а особливо земная. Сия последняя должна состоять из всех веществ как твердых, так и жидких, которые могут быть приведены в пары и в воздухообразные вещества при теплоте, в которой мы живем, и при давлении, равном столпу ртути вышиною в 28 дюймов.
Если бы мы были перенесены в страну гораздо ближайшую к Солнцу, например в планету Меркурий, где обыкновенная теплота несравненно превосходит жар кипящей воды, тогда бы скоро наша вода и все жидкости, даже самая ртуть, превратились бы в воздухообразные вещества, и поднявшись вверх в виде паров, смешались бы с атмосферой. Сии новые воздухи соединялись бы с теми, которые до того уже существовали, отчего начали бы происходить разные смешения и разложения, и продолжались бы до тех пор, пока все сродства (affinites) были бы удовлетворены, тогда начала, составляющие сии различные воздухи и газы, наконец бы успокоились. Должно заметить, что сие самое выпарение тел имело бы свои пределы, ибо по мере накопления упругих влаг возрастала бы и тягость атмосферы, и наконец давление ее прекратило бы выпарение, потому что самые удобовыпаряемые вещества могут при весьма сильном жаре не превращаться в пары, если сила давления превзойдет силу жара. Наконец, поелику все жидкости и самая даже вода могут в известной Папиновой машине претерпеть жар, удобный их раскалить, то из сего можно понять, что новая атмосфера дошла бы до такой тягости, что вода, не успевшая до того придти в пары, престала бы кипеть и пребыла бы в том состоянии, в котором мы теперь ее видим, таким образом тягость атмосферы не могла бы простираться за известный предел. Сие положение можно бы простереть еще далее и заключить, что если бы земля наша была перенесена на место Меркурия, то бы тогда наши камни, соли и большая часть других плавимых веществ, смягчаясь, потекли бы как вода. — Напротив того если бы мы были перемещены в страну солнечной нашей системы, гораздо хладнейшую той, в которой теперь живем, тогда бы вода, составляющая теперь наши моря и реки, также и большая часть других известных нам жидкостей, превратились в твердые горы и в камни, подобные горному хрусталю, сначала сия камни были бы прозрачны, но в последствии, смешавшись с разнородными веществами, сделались бы непрозрачными и разноцветными.
Тогда бы наш воздух, или по крайней мере часть составляющих его воздухообразных влаг, без сомнения перестали бы существовать в теперешнем их виде, но от недостатка теплоты превратились бы в текучие жидкости, подобные нашей воде, но притом такие, о которых мы не можем иметь никакого понятия.
Из всего вышесказанного следует, что поелику тела могут пребывать в трояком состоянии, то есть быть твердыми, жидкими и воздухообразными, то легко может статься, что в нашей атмосфере находятся тела и весьма от природы плотные, и даже самые металлы, и что металлическое вещество, которое, например, было бы летучее ртути, имело бы сию участь и носилось бы в нашей атмосфере в виде паров.
Итак должно заключить, что атмосфера наша состоит из разных упругих воздухообразных жидкостей, или влаг, которые носятся слоями в рассуждении взаимной их тягости. Легчайшие, поднявшись выше атмосферического воздуха, плавают над ним, одни отдаленно, а другие сложенно с иными, смотря по удобности их или совершенной невозможности смешиваться с другими телами, ибо некоторые, как например, винный спирт и вода, могут смешиваться между собой во всех соразмерностях, а другие, как ртуть, вода и масло, напротив того, смешиваются только на одно мгновение и немедленно разделяются, занимая каждое свое место, смотря по тягости их. Весьма вероятно, что не только в первобытные времена, но даже и ныне ежедневно делаются такие газы, которые по свойству своему весьма трудно смешиваются с атмосферическим воздухом и от оного отделяются. И так если сии газы легче атмосферического воздуха, то они сообщаются в вышних странах, и там плавают над оным. — Феномены, сопровождающие огненные метеоры, склоняют меня верить, что вверху атмосферы существует слой воспламеняющейся жидкости, и что при точке прикосновения сих двух слоев воздуха делаются северные сияния и прочие воздушные огненные явления.
Лавуазье А.Л. Любопытная выписка из Химии г-на Лавуазье: [О свойствах твердых, жидких и газообраз. веществ] // Вестн. Европы. — 1804. — Ч.18, N 21. — С.41-55.