logo search
01 Дореволюционная Россия

Молекулярно-кинетическая теория тепла

«Таким образом, мы доказали a priori и подтвердили a posteriori, что причиною теплоты является внутреннее вращательное движение связанной материи».

Все вещества состоят из корпускул – молекул, которые являются «собраниями» элементов – атомов. В своей диссертации «Элементы математической химии» ученый дает такое определение: «Элемент есть часть тела, не состоящая из каких-либо других меньших и отличающихся от него тел… Корпускула есть собрание элементов, образующее одну малую массу».

В более поздней работе он вместо «элемента» употребляет слово «атом», а вместо «корпускула» – партикула (лат. particula) – «частица» или «молекула» (лат. molecula). «Элементу» он придает современное ему значение – в смысле предела делимости тел – последней составной их части. Древние говорили: «Как слова состоят из букв, так и тела – из элементов». М.В. Ломоносов указывает на различие «однородных» корпускул, то есть состоящих из «одинакового числа одних и тех же элементов, соединенных одинаковым образом», и «разнородных» – состоящих из различных элементов. Тела, состоящие из однородных корпускул, то есть простые тела, он называет началами (лат. principium).

Своей корпускулярно-кинетической теорией тепла Ломоносов предвосхитил многие гипотезы и положения, сопутствовавшие дальнейшему развитию атомистики и теорий строения материи.

М.В. Ломоносов сформулировал принцип сохранения вещества: «...Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому, так ежели где убудет несколько материи, то умножится в другом месте... Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения, ибо тело, движущее своею силою другое, столько же оные у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает».

М.В. Ломоносовым были заложены основы физической химии, когда он сделал попытку объяснения химических явлений на основе законов физики и его же теории строения вещества. Он пишет: «Физическая химия, есть наука, объясняющая на основании положений и опытов физики то, что происходит в смешанных телах при химических операциях».

Важной особенностью той науки, основу которой заложил М.В. Ломоносов, явился его метод, подразумевающий исследование связи физических и химических явлений. Постоянно занимаясь практической наукой, он находит подтверждение в ней своим теоретическим воззрениям, но не только тому служит эксперимент – ученый применяет его для развития практики как таковой, опирающейся на понимание закономерностей тех или иных процессов. Настоящая методика касается не только химии и физики, но и вопросов химизма, сопровождающего электрические опыты и оптические явления – свойств объектов исследования, химического их состав и молекулярного строения.

В октябре 1748 г. в своей химической лаборатории, построенной и оборудованной по чертежам и проектам самого ученого (Слайд 7), он начал проводить в ней экспериментальные исследования по химии и технологии силикатов, по обоснованию теории растворов и по обжигу металлов, а также осуществлял пробы руд.

В этой лаборатории он провел более 4-х тысяч опытов. Им разработана технология цветных стекол (прозрачных и «глухих» – смальт). Эту методику он применил в промышленной варке цветного стекла и при создании изделий из него.

В 1751 г. Санкт-Петербургский Стеклянный завод через Академию наук заказал М.В. Ломоносову исследования по разработке цветных стекол.

Эмпирическая технология стеклоделия тогда применялась только практиками, не владевшими никакими научными методами. М.В. Ломоносов первым заявил о необходимости знания химии для создания стекол, доказал необходимость лабораторного и производственного персонала.

В четырехлетних фундаментальных научных исследованиях по химии стекла, проводившиеся Ломоносовым, можно наблюдать три крупных этапа:

Одновременно он занимается и теорией цвета, что пребывает в отчетливой связи с настоящими и другими его исследованиями. Он интересовался природой света и цветов с самого начала своей научной деятельности. Тогда же, в ходе размышлений о природе цветов, им был задуман ряд опытов с цветными стеклами. И в согласовании со своими теоретическими исследованиями Ломоносовым были получены такие стекла, рецептуры которых нашли применение впоследствии, при создании его мозаичных работ. Результатом этого комплекса научных исследований явилось также создание им собственной теории света и цвета, основывающейся на представлении о распространении света.

Множество разнообразно окрашенных стекол было получено Ломоносовым при весьма ограниченном наборе элементов, использовавшихся в качестве включений, влиявших на цветность (ныне применяющиеся с этой целью хром, уран, селен, кадмий, попросту еще не были открыты в то время) – очень искусно варьируя приемы химической обработки в восстановительных и окислительных условиях при изменении состава стекла за счет введения свинца, олова, сурьмы и некоторых других веществ.

И поныне знатоки мозаичного искусства очень высоко ценят полихромные качества ломоносовских смальт, и многие считают, что таких замечательных красных и зеленых оттенков крайне редко и мало кому удавалось получить.

В 1753 – 1754 гг. недалеко от Ораниенбаума М.В. Ломоносов получает для строительства стекольной фабрики земельный надел. При постройке этой фабрики ученый проявляет свои инженерные и конструкторские способности, начиная с выбора места строительства, расчетов строительных материалов и ориентации на первоклассные ямбургские пески и достаточное количество леса для стеклоплавильных печей и пережигания на золу, проектирования цехов, детальной разработки технологического процесса, конструирования лабораторных и производственных печей, оригинальных станков и инструментов, и кончая оформлением графических материалов, которые выполняются им также собственноручно или при непосредственном его руководстве. Фабрика представляла собой своеобразное и в полной мере новое стекольное промышленное предприятие, и поскольку руководил ею создатель науки о стекле, ведущее место отведено было лаборатории, причем находившейся в процессе эксперимента и в постоянном совершенствовании.