Дорфман Я.Г. Закон сохранения массы при химических реакциях и физические воззрения Ломоносова (1124012)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Я. Г. ДОРФМАН ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МАССЫ ПРИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЯХ И ФИЗИЧЕСКИЕ ВОЗЗРЕНИЯ ЛОМОНОСОВА При чтении трудов, посвященных творчеству Ломоносова, у меня неоднократно возникал недоуменный вопрос — неужели наш великий соотечественник, повторив опыт Бойля и доказав несостоятельность его идеи о весомости огня, полностью удовлетворился этим, остановился, так сказать, на полуслове и в дальнейшем не сделал ни малейшей попытки решения основной физико-химической проблемы ХЪ'И1 в.— проблемы окисления и горения.

Документальные источники отчетливо показывают, что Ломоносов наметил замечательную программу экспериментальных исследований, которая, казалось бы, должна была привести его к открытию истинного механизма окисления, т. е. к открытию кислорода и его роли в природе. Однако, увы, этого ~не случилось, а, напротив, эта программа совершенно неожиданно увела его в сторону... Для изучения развития науки представляет огромный интерес ие только история ее крупных успехов и открытий, но и история ее серьезных неудач, И те и другие в одинаковой мере иллюстрируют эволюцию наших понятий и представлений. Чтобы понять причины данной неудачи, надо подробно разобраться не только в технике эксперимента эпохи Ломоносова, но и уяснить себе теоретические представления того времени, на основе которых Ломоносов пытался истолковать результаты своих опытных данных.

В частности, оказалось необходимым более подробно рассмотреть вопрос о современном и тогдашнем понятиях массы и о господствовавших в ту эпоху теориях тяготения. В современной физике масса рассматривается как мера инертных и гравитационных свойств материи. Вспомним происхождение этого представления. Инертные свойства тела проявляются при сообщении ему ускорения. зАкОн сОхРАнения мАссы и Физические В033Рения ломоносОВА 133 'Согласно второму закону Ньютона, ускорение а, приобретаемое телом под воздействием силы у, равно а= —, те ' где иц — «инертная масса», т.

е. масса, характеризующая инертные свойства тела. Гравитационные свойства тела проявляются во взаимном грави-тационном притяжении тел. Согласно закону всемирного тяготения Ньютона, сила притяжения рие ти Р =- соде т и т соответственно «гравитационные массы» обоих тел, г — рас- 8 я стояние между их центрами, а ( — универсальная гравитационная постоянная, равная б,67 ° 10 в дии смт. Всякое тело вблизи Земли, подвергаясь действию силы тяготения, именуемой весом, получает ускорение р т М, гие те ссе где Мв — гравитационная масса Земли, а тс — расстояние до центра Земли.

Галилей впервые показал, что в данном географическом пункте я дли всех тел одинаково. Таким образом, отношение веса тела Р к его инертной массе и; есть (для данного пункта) величина постоянная, иными словами — ' = сопеи Целый ряд веских соображений, основанных на опытных факт, тах, привел впоследствии к убеждению, что фактически ше —— пц = т, т. е.. существует одна физическая величина — масса, характеризующая как инертные так и гравитационные свойства вещества. Вопрос об отношении — был весьма тщательно исследован еще Ньюин Р тоном, который изучал качание маятников, нагруженных различными веществами.

Период Т качания маятника (при очень тонком подвесе) равен, как известно. теХ Т = 2п 1/ 1 где пц — инертная масса подвешенного груза, Р— его вес, а л'. — длина подвеса. «Я заготовил,— пишет Ньютон,— две круглые деревяннью кадочки, равные между собою; одну из них заполнил деревом, в другой же я поместил такой же точно груз из золота (насколько мог точно) в центре качаний.

Кадочки, подвешенные на равных нитях одиннадцати фут длиною, образовали два маятника, совершенно одинаковых по весу, форме и сопротивлению воздуха; будучи помещены рядом, они при равных качаниях шлп взад и вперед вместе, в продолжение весьма долгого времени» '. ' И. Н ь ю т о н. Метеиети юскив начале натуральной Философии. Перевод А Н, Коылове. Пг., 1Г«л15 — 1916, стр, 461.

184 я. Г. дОРФмАн Итак, оказалось, что периоды качания Т обоих маятников одинаковы. Обозначая инертные массы и веса обоих маятников через т'л т,", р', р" соответственно, получаем Р' Р' философии Перевод. И. Н ь ю т о н. Математические начала натуральной А. Н. Крылова. Пг., 1915 — 1916, стр. 22. Там же. " Там же. е Ф.

Б э к о н. Сочинении, т. П, СПав 1874, стР. 29. В современной физике масса характеризует лишь инертные н гравитационные свойства материи, между тем Ньютон, впервые вводя понятие массы, определил ее следующим образом: «Количество материи (массау есть мера таковой, устанавливаемая пропорционально плотности и объему ес» ~, Таким образом, Ньютон считал массу материи не только мерой ее инертности и гравитационных свойств, но и мерой «количества материи». Термин «количество материи» в настоящее время не имеет физического смысла, однако в эпоху Ньютона этот термин имел ясный физический смысл, поскольку предполагалось, что атомы всех веществ состоят из одной и той же «первоматерии». Ньютон полагал, что масса служит мерой количества первоматерии, содержащейся в любом теле. Поэтому Ньютон специально оговорил, что,определяя массу как меру количества материи, он не принял «в расчет той среды, если таковая существует, которая свободно проиикаег в промежутки между частицами» а, т.

е. он не принял в расчет гипотетического эфира. Ньютон показал, что эфир, если он существует, должен обладать ничтожной плотностью, поскольку планеты в своем движении не испытывают сопротивления со стороны эфира. Далее, з своем определении массы Ньютон указал: «Определяется леасса по весу тела, ибо она пропорциональна весу» 4. Таким образом, ьи всей совокупности ньютоновских рассуждений вытекало, что по весу тела можно определять истинное количество содержащейся в этом теле материи, Это обстоятельство приводило еще к одному важному следствию. а именно: всякий раз, когда вес тела остается неизменным, должно оставаться ие. изменным «количество материи», а значит и масса. Таким образом, на основании теории' Ньютона из закона сохранения материи с неизбежностью вытекал закон сохранения массы, Впрочем, Ньютон нигде ие высказал атого вывода.

Закон сохранения «количества материи» был наиболее четко сформулирован впервые Ф. Бэконом еще в 1620 гд «В природе все доказывает существовование следующих двух законов: ничто не делается из ничего и ничто не уничтожается; но собственно так называемое количество или вся сумма частиц материи остается неизменной, не увеличиваясь и не уменьшаясь» '. закон сохрлняния млссы н ензнчкскнх возчркння ломоносоэл !85 Уже задолго до опубликования «Начал» Ньютона (1687 г.) было широко распространено убеждение, что неизменность веса эквивалентна неизменности «количества материи». Так, например, в 1630 г.

французский врач-. химик Жан Рей, узнав, что вес металлов увеличивается при обжигании, путем длинных рассуждений пришел к выводу, что воздух должен иметь веса. А так нак «...увеличить тяжесть можно только прибавляя материю, а уменьшать только отнимая последнюю...»у он пришел к заключению, что «это увеличение веса происходит от воздуха, который в сосуде был сгущен, утяжелен и благодаря сильному и продолжительному жару печи стал как бы липким; этот воздух смешивается с окалиной (чему помогает частое перемешиваиие) и пристает к ее мельчайшим частицам, подобно тому, как вода утяжеляет песок, который вы в нее бросаете и перемешиваете в ней»...

В 1672 г. Роберт Бойль обнаружил, что вес реторты, содержавшей. металл, увеличился после сильного нагревания (запаянная реторта была взвешена до нагревания, затем охлаждена, вскрьгга и вновь взвешена). По мнению Бойля, в запаянную реторту извне проникла сквозь стекло некая посторонняя материя и увеличение веса произошло «от каких-то весомых частиц пламени» а, т. е. от «огиенной материи».

Когда в )756 г. Ломоносов повторил опыт Бойля, он обнаружил, что «без пропущения внешнего воздуха вес сожженного металла остается в одной мере» (т. е. вес запаянной реторты вместе с металлом остается неизменным). Отсюда он сделал вывод, «что славного Роберта Бойля мнение ложно» га: раз вес не изменился, то никакая огненная материя в сосуд извне ие проникла. Еще в 1748 г. в своем знаменитом письме к Л. Эйлеру Ломоносов писал; «Частицы нз воздуха, непрерывно текущего на кальцинируемое тело, смешиваются с последним и увеличивают его вес» '~. Здесь Ломоносов, очеаидно, рассматривал процесс прокаливания на открытом воздухе. Однако попутно Ломоносов указывает на известные ему (источник не указан) «опыты в замкнутом сосуде, при которых также увеличивается вес кальцинируемого тела» ~, хотя при этом несомненно отсутствует «текущий» воздух. К этому вопросу он вновь обратился в 1758 г, в своей работе «Об отношении количества материи и веса» ~~.

Надо полагать, что, повторив опыт Бойля и убедившись в неизменности веса запаянного сосуда с металлом,. Ломоносов затем естественно вскрыл сосуд и взвесил самый металл. И туг ' !. К е у. Еаааж Ег!!ьоо а«отец«. Рана, 1907, 22 — 25.

Характеристики

Тип файла DJVU

Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.

Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.

Список файлов учебной работы