Читать книгу "Электричество в мире химии - Георгий Яковлевич Воронков"

внес существенные усовершенствования в конструкцию вольтова столба. Новый столб состоял из 4200 медных и цинковых кружков диаметром 3,5 сантиметра. Если бы их можно было положить друг на друга, то высота батареи превысила бы 12 метров. Петров нашел, что даже при двухстах пластинках в таком столбе электролит (он применял нашатырь, которым пропитывал бумажные прокладки) выжимался из бумажных дисков, расположенных в его нижней части, и действие батареи ослабевало. Поэтому он расположил свою батарею горизонтально в специальном ящике из красного дерева. Кружки были поставлены на ребро и уложены в четыре соединенных последовательно ряда. Внутренняя поверхность ящика была покрыта изоляцией — сургучным лаком. Все это делало столб достаточно мощным, долговечным и удобным для пользования. После Петрова многие ученые стали строить горизонтальные вольтовы батареи.

По современным оценкам батарея Петрова давцла напряжение около 1500 вольт — раз в сто, видимо, больше, чем получилось у Никольсона и его коллег.

Мощный источник тока позволил Петрову провести разнообразные исследования и сделать несколько открытий и наблюдений. Он установил, что различные вещества по-разному ведут себя при электролизе, что для разложения воды, например, достаточно батареи из двух пар пластинок, а для разложения водных растворов масла и спирта требовалась вся его огромная батарея из 4200 пар. Оказалось, что на электролиз и на работу батареи существенное влияние оказывает температура. Он писал, что отдавшая на холоде весь свой запас электроэнергии батарея «оживает», если внести ее в теплое помещение; «...вовсе прекратившееся или, по крайней мере, весьма ослабевшее ее действие опять становилось постепенно чувствительнее...»

Изучая разложение жидкостей электрическим током, Петров один из первых обнаружил, что материал электродов разлагается так же, как и жидкость (он считал, что металлические электроды, к которым подключен «плюс» батареи, окисляются), и оказывает влияние на течение и результаты такой реакции. Изучая влияние материала электрода на реакцию, он отметил, что изменение окраски жидкости у электрода зависит от природы металла, из которого изготовлен электрод. Одним из первых он научился выделять с помощью электрического тока металлы из растворов их солей.

Экспериментировал Петров с упоением и был на редкость изобретателен при разработке методики исследования. Не забудем, что в те времена приборов было мало, ни амперметров, ни вольтметров не существовало. Качество работы батареи Петров определял по своеобразному ощущению, которое вызывал электрический ток в его пальцах, когда он касался ими столба. Чтобы сделать пальцы более чувствительными, он срезал с их кончиков верхний слой кожи; тогда ему удавалось обнаружить даже очень слабый ток.

Петров разработал способ изоляции провода сургучом, а также способ изготовления многожильного гибкого провода с изоляционным покрытием. Несколько тонких струн Петров обвивал медной проволокой или шелковой ниткой, а затем покрывал тонким слоем воска.

Намного раньше других Петров применил параллельное соединение проводников, при котором электрический ток, «входя одновременно во все из них и покидая их через соединенные вместе концы», производил более сильное действие.

В «Известиях о гальвани-вольтовских опытах» была впервые в мире описана электрическая дуга, возникающая при сближении двух угольков, соединенных с источником тока: «Если на стеклянную плитку будут положены два древесных угля и если потом металлическими изолированными направителями, сообщенными с полюсами огромной батареи, приближать оные один к другому на расстояние от одной до трех линий (линия — старая русская мера длины, равная приблизительно 2,5 мм.— Г. В.), то является между ними весьма яркий белого цвета свет или пламя, от которого оные угли скорее или медленнее загораются, и от которого темный покой довольно ясно освещен быть может».

Восемь лет спустя такое же свечение открыл Дэви, назвав электрическую дугу вольтовой дугой.

Практическое использование дуга Петрова нашла прежде всего в осветительной технике. В 1875 г. талантливый изобретатель Павел Николаевич Яблочков (1847— 1894), расположив угли параллельно и разделив промежуток между ними изолирующим веществом, способным испаряться по мере их горения, создал «электрическую свечу». «Русский свет», как называли изобретение Яблочкова за границей, впервые осветил парижскую площадь Опера, роскошные парижские магазины, туманные набережные Темзы, шумный порт в Гавре. Впоследствии свечи Яблочкова горели на Литейном мосту и на Екатерининской площади в Петербурге, на Балтийском, Пути-ловском, Обуховском и других заводах.

По инициативе В. Н. Чиколева, создателя Московского политехнического музея, дуга Петрова была приспособлена для прожекторов во время русско-турецкой войны. Большего дуговые лампы не достигли. На смену им пришли простые и дешевые лампы накаливания. Зато электрическая дуга нашла самое широкое применение в электросварке и электрометаллургии.

ГЛАВА 3. АТОМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

Великий изобретатель Дэви

20 ноября 1806 г. перед Лондонским Королевским обществом с лекцией «О некоторых химических действиях электричества» выступил Гэмфри Дэви (1778— 1829). «Среди тел, дающих химические соединения, имеются противоположно заряженные,— говорил он.— Примером таких противоположностей являются кислые и щелочные вещества, сера и металлы... Предполагая полную свободу движения их частиц, мы должны считать, что эти тела будут притягиваться друг другом под действием электрической силы». На вопрос, каким образом протекает образование химического соединения, Дэви отвечал: «Предположим, что имеются два тела, частицы которых находятся в различных электрических состояниях, достаточно напряженных, чтобы сообщить им притягательную силу, превосходящую силы сцепления. Тогда должно образоваться соединение. Таков должен быть простейший механизм химического соединения».

Когда говорят о Дэви, вспоминают крылатую фразу той эпохи: «Два великих события потрясли Англию в 1815 году: победа Веллингтона над Наполеоном и победа Дэви над рудничным газом». Ни один ученый не открыл столько элементов, сколько открыл Дэви... Это он изобрел самое первое блестящее техническое приложение электролиза — способ получения элементов калия и натрия. Это он открыл веселящий газ — закись азота. Это он... Впрочем, сам он будто бы сказал, что самым великим его открытием было открытие Фарадея...

После того как он заглушил зубную боль закисью азота и открыл таким образом наркотизирующее вещество, применяющееся и по сей день, и после того как об этом узнал весь Лондон, к нему пришел светский успех. Со всех концов Англии к нему приезжали подышать веселящим газом. Создавались даже клубы любителей ве-

селящего газа. Дэви пригласили в Королевский институт в Лондоне.

Этот институт был основан в 1799 г. Бенджаменом Томпсоном, плодовитым изобретателем и крупным ученым. Он внес большой вклад в теорию теплоты и энергии, показал, что работа превращается в теплоту и что теплота есть особый вид движения — движение частиц вещества. Это привело к замене теории теплорода кинетической теорией теплоты. Он также изобрел калориметр, фотометр, кухонную плиту, двойной кипятильник, печь для обжига кирпичей, армейскую полевую кухню, кофеварку, паровую систему