Майкл Фарадей - История свечи
Теперь, познакомившись с этим новым веществом, мы можем исследовать его несколько подробнее, чтобы иметь уверенность в том, что мы в общем хорошо поняли, что собой представляет эта составная часть продуктов сгорания свечи. Способность этого вещества поддерживать горение изумительно велика. Возьмем, например, эту простейшую лампочку, являющуюся своего рода прототипом всякого рода ламп, применяемых для самых различных целей, - для маяков, для освещения предметов, рассматриваемых в микроскоп, и т. д. Если бы понадобилось заставить ее гореть очень ярко, вы бы сказали: "Раз свеча лучше горела в кислороде, то почему бы и лампе не гореть ярче!" Конечно, она будет лучше гореть.
Сейчас я нарочно устрою так, чтобы эта лампочка у нас горело тускло, а затем мистер Андерсон передаст мне трубку, подводящую сюда кислород из банки, где он у нас накопился, и я поднесу ее к пламени лампочки... Вот пошел кислород! И какое получилось пламя! Ну, а что будет с лампой, если я прекращу подачу кислорода? (Закрывается кран, и лампа опять становится тусклой.) Поразительно, до чего мы усиливаем горение при помощи кислорода! Он влияет на горение не только водорода, углерода или свечи - он усиливает все виды горения вообще.
Посмотрим, например, как будет гореть в кислороде железо. Ведь вы уже видели, как слабо горит железо в воздухе. Вот банка с кислородом, а вот железная проволока; но даже если бы это был брус толщиной в руку, и то он горел бы совершенно так же, как проволока. К концу проволоки я сперва прикрепляю кусочек дерева и зажигаю его, а затем опускаю все вместе в банку. Смотрите! Дерево горит так, как оно и должно гореть в кислороде. А сейчае горение передастся железу... Вот загорелось и железо. Как ярко оно горит. Так оно и будет гореть долгое время. Если мы обеспечим подачу кислорода, железо будет продолжать гореть, пока не сгорит дотла.
Оставим теперь железо и обратимся к какому-нибудь другому веществу. Однако нам придется ограничиться немногими опытами, так как у нас не хватит времени для всех тех иллюстраций, которые вы могли бы посмотреть, будь у нас больше времени. Возьмем кусочек серы, - вы знаете, как сера горит на воздухе. Так вот, поместим ее в кислород, и вы убедитесь, что все, что может гореть в воздухе, может гореть и в кислороде, и притом гораздо интенсивнее. Это наведет вас на мысль, что, пожалуй, сам атмосферный воздух обязан именно этому газу своей способностью поддерживать горение. Сера очень спокойно горит в кислороде, но вы же видите, что реакция здесь несравненно сильнее и интенсивнее, чем при горении серы в обыкновенном воздухе.
Теперь я покажу вам горение еще одного вещества - фосфора. Здесь условия более подходящие для этого опыта, чем у вас дома. Фосфор - вещество весьма горючее; а если так обстоит дело в воздухе, то что вы можете ожидать от горения фосфора в кислороде? Показывать вам его в полной силе я не собираюсь, так как есть риск, что при этом взорвется весь прибор. Даже и так банка может треснуть, несмотря на все мои предосторожности. Видите, как горит фосфор на воздухе. Но какой изумительный свет он испускает при горении в кислороде! (Лектор опускает зажженный фосфор в банку с кислородом.) Вот вы тут видите, как отскакивают твердые частицы, благодаря которым это горение и оказывается таким ослепительно ярким.
До сих пор это свойство кислорода и вызываемое им яркое горение мы испытывали при помощи таких веществ, которые не содержатся в воде и в свече. Теперь нам надо еще рассмотреть это свойство в отношении к водороду. Помните, у нас произошел небольшой взрыв, когда мы дали возможность кислороду и водороду смешаться и гореть вместе. Вы помните также, что когда я сжигал кислород и водород вместе в одной струе, у нас получалось очень мало света, но очень много тепла. Теперь я собираюсь поджечь смесь кислорода и водорода в той же пропорции, в какой они содержатся в воде. Вот сосуд, в котором смешан один объем кислорода с двумя объемами водорода. Таким образом, эта смесь по своей природе не отличается от того газа, который мы сегодня получали при помощи электрической батареи.
Здесь у нас чересчур много газа, чтобы сжечь его одновременно, поэтому я устроил приспособление, чтобы надувать этой смесью газов мыльные пузыри, а затем их поджигать и таким образом на опыте убедиться, как кислород поддерживает горение водорода. Прежде всего проверим, удастся ли нам надуть пузырь. Вот пошел газ. (Через курительную трубку, присоединенную к банке со смесью, лектор пропускает газ в мыльную воду.) Вот и пузырь. Я ловлю его на ладонь. Пожалуй, мои действия в этом опыте покажутся вам странными, но я просто хочу вам доказать, что не всегда можно доверяться шуму и звукам, а лучше держаться подлинных фактов. (Лектор поджигает на своей ладони мыльный пузырь; происходит взрыв.) Я боюсь поджечь пузырь прямо у трубки, потому что взрыв может проникнуть в банку - тогда она разлетелась бы на куски. По всем этим видимым явлениям и по звуку вы можете судить, что кислород с чрезвычайной готовностью и стремительностью соединяется с водородом.
Я надеюсь, что из всего сказанного выше вы теперь можете составить себе понятие о том, что представляет собой вода по отношению к кислороду и к воздуху. Почему кусочек калия разлагает воду на составные части? Потому, что в воде он находит кислород. Я сейчас повторю этот опыт. Что выделяется в свободном состоянии, когда я кладу в воду калий? Выделяется водород, и он-то и горит, а кислород соединяется с калием. Так этот кусочек калия, разлагая всякую воду, в том числе хотя бы воду, полученную при горении свечи, забирает из нее кислород, в свое время забранный свечой из воздуха, и тем самым высвобождает водород. Даже если положить кусочек калия на лед, то, как это ни странно, лед подожжет калий. Я это вам покажу для того, чтобы расширить ваше представление обо всем этом и чтобы вы могли убедиться, до какой степени внешние обстоятельства влияют на результаты опыта. Ведь калий на льду, а получается какое-то подобие вулканического извержения!
Ну, теперь мы познакомились с этими необычайными и удивительными реакциями. На следующей лекции я покажу вам, что такие странные и опасные явления не угрожают нам не только при горении свечи, но и при горении светильного газа в уличных фонарях и топлива в наших каминах, если только мы будем соблюдать соответствующие правила, подсказанные нам природой.
ЛЕКЦИЯ V КИСЛОРОД СОДЕРЖИТСЯ В ВОЗДУХЕ. ПРИРОДА АТМОСФЕРЫ. ЕЕ СВОЙСТВА. ДРУГИЕ ПРОДУКТЫ ГОРЕНИЯ СВЕЧИ. УГЛЕКИСЛОТА, ЕЕ СВОЙСТВА
Мы уже убедились, что водород и кислород можно получить из воды, полученной нами при горении свечи. Вы знаете, что водород берется из свечи, а кислород, вы полагаете, берется из воздуха. Но в таком случае вы вправе спросить меня: "Почему же получается, что воздух и кислород не одинаково хорошо сжигают свечу?" Если у вас свежо в памяти, что произошло, когда я накрыл огарок банкой с кислородом, вы припомните, что тут горение шло совсем иначе, чем в воздухе. Так в чем же дело? Это очень существенный вопрос, и я приложу все старания, чтобы вы в нем разобрались; он непосредственно связан с вопросом о природе атмосферы и поэтому для нас чрезвычайно важен.
Мы располагаем несколькими способами распознавания кислорода, помимо простого сжигания в нем тех или иных веществ. Вы видели, как горит свеча в кислороде и как на воздухе; вы видели, как горит фосфор на воздухе и как в кислороде; вы видели, как горит в кислороде железо. Но, кроме этих способов распознавания кислорода, есть и другие, и я разберу некоторые из них, чтобы расширить ваш опыт и ваши знания. Вот, например, сосуд с кислородом. Я вам докажу присутствие этого газа. Я возьму тлеющую лучинку и опущу ее в кислород. Вы из прошлой беседы уже знаете, что произойдет: тлеющая лучинка, опущенная в банку, покажет вам, есть ли в ней кислород или нет. Есть! Мы это доказали горением.
А вот и другой способ распознавания кислорода, очень интересный и полезный. Здесь у меня две банки, каждая из которых наполнена газом. Они разобщены пластинкой, чтобы эти газы не смешивались. Я убираю пластинку, и начинается перемешивание газов: каждый газ как бы вползает в банку, где находится другой. "Так что же тут происходит? - спросите вы. - Они вместе не дают такого горения, кaкoe мы наблюдали у свечи". Но вот взгляните, как присутствие кислорода можно распознать по его соединению с этим вторым веществом.[ 26 ]
Какой великолепно окрашенный газ получился. Он сигнализирует мне о присутствии кислорода. Тот же опыт можно проделать и путем смешения этого пробного газа с обыкновенным воздухом. Вот банка с воздухом - таким, в котором стала бы гореть свеча, - а вот банка с этим пробным газом. Я даю им возможность смешиваться над водой, и вот результат: содержимое испытательной банки втекает в банку с воздухом, и вы видите, что происходит точно такая же реакция. Это доказывает, что в воздухе есть кислород, т.е. то самое вещество, которое мы уже добывали из воды, полученной при сгорании свечи.
