РАЗЛИЧИЕ ПОЛОЖЕНИЯ В КОНЦЕ ДРЕВНЕГО МИРА, ОКОЛО 300 г., И В КОНЦЕ СРЕДНЕВЕКОВЬЯ — 1453 г.28 16 страница

«Таким образом, при образовании длительного тока действует единственно только²⁸ та электрическая разъединительная сила, которая происходит от неравного притяжения и поляризации ме­таллическими электродами атомов бинарного соединения в возбу­ждающей ;кидкостп цепи; электрическая же разъединительная сила в месте контакта металлов, в котором теперь уже не могут происходить никакие механические изменения, должна быть недея­тельной^. Вышеупомянутая полная пропорциональность всей электрической разъединительной силы (и электродвижущей силы) в замкнутой цепи упомянутому тепловому эквиваленту химиче­ских процессов доказывает, что разъединительная сила контакта, если она, скажем, действует в направлении, противоположном²⁹ электродвижущему возбуждению металлов жидкостью (как в случае погружения олова и свинца в раствор цианистого калия), не компенсируется определенной долей разъединительной силы в местах соприкосновения металлов с жидкостью. Поэтому она должна быть нейтрализована иным способом. Это могло бы про­изойти проще всего при допущении, что при контакте возбу­ждающей жидкости с металлами электродвижущая сила поро­ждается двояким образом: во-первых, благодаря неодинаковому притяжению лшес ²⁹ жидкости, взятой в целом, по отношению к тому нлн другому электричеству; во-вторых, благодаря неодина­ковому притяжению металлов по отношению к составным частям³ жидкости, заряженным противоположными электричествами... В результате первого, неодинакового, притяжения масс по отноше­нию к тому или другому электричеству жидкости должны были бы вести себя согласно закону вольтова ряда металлов, и в замк­нутой цепи наступила бы полная, до нуля, нейтрализация электри­ческих разъединительных сил (и электродвижущих сил); второе же, химическое³¹, действие... дало бы одно³¹ всю необходимую для образования тока электрическую разъединительную силу и соот­ветствующую ей электродвижущую силу» (т. I, стр. 52—53).

Тем самым из объяснения образования тока был бы благопо­лучно устранен последний остаток контактной теории, а одно­временно также и последний остаток первого данного Видеманом на странице 45 объяснения тока. Под конец без оговорок признается, что гальваническая цепь есть просто аппарат для превращения освобождающейся химической энергии в электрическое движение, в так называемую электрическую разъединительную силу и электродвижущую силу, подобно тому как паровая машина есть

{103}

аппарат для превращения тепловой энергии в механическое движе­ние. И в том и в другом случае аппарат дает только условия для освобождения и дальнейших превращений энергии, не доставляя от самого себя никакой энергии. После того как мы это установили, нам еще остается теперь более детально рассмотреть третий ва­риант видемановского объяснения тока: как изображаются здесь превращения энергии в замкнутой цепи?

Ясно, говорит он, что в цепи «происходит постоянная потеря живой силы, ибо направляющиеся к металлам составные части бинарного соединения движутся к ним с известной скоро­стью и затем приходят в состояние покоя, либо образуя некото­рое химическое соединение (ZnCl), либо улетучиваясь в свободном виде (Н). Эта потеря в живой силе эквивалентна тому количеству теплоты, которое освобождается при явно происходящем химиче­ском процессе, т. е. по существу при растворении эквивалента цинка в разбавленной кислоте».

Во-первых, если процесс совершается в чистом виде, то в цепи при растворении цинка никакой теплоты не освобождается; ибо освобождающаяся энергия превращается прямо в электричество и лишь из этого последнего, благодаря сопротивлению всей замкнутой цепи, превращается далее в теплоту.

Во-вторых, живая сила есть полупроизведение массы на квад­рат скорости. Поэтому вышеприведенное положение должно было бы гласить так: энергия, освобождающаяся при растворении экви­валента цинка в разбавленной соляной кислоте и равняющаяся такому-то и такому-то количеству калорий, вместе с тем равна полупроизведепию массы ионов на квадрат скорости, с которой они направляются к металлам. Формулированное таким образом, это положение явно ложно: появляющаяся при движении ионов живая сила далеко не равна освобождающейся благодаря химиче­скому процессу энергии^*. А если бы она была ей равна, то но был бы возможен никакой ток, так как для тока в остальной части

{104}

замкнутой цепи не оставалось бы никакой энергии. Поэтому у Видемана находит себе место еще и то замечание, что ионы при­ходят в состояние покоя, «либо образуя некоторое химическое со­единение, либо улетучиваясь в свободном виде». Но если потеря живой силы должна включать в себя также и те превращения энер­гии, которые имеют место в обоих этих процессах, то получается, что мы уже окончательно запутались: ведь как раз этим двум про­цессам, взятым вместе, мы обязаны всей освобождающейся энер­гией, так что здесь абсолютно не может быть речи о потере живой силы, а разве только о выигрыше ее.

Ясно, таким образом, что Видеман, высказывая это положе­ние, не связывал с ним ничего определенного и что «потеря живой силы»—это лишь своего рода deus ex machina³², долженствую­щий сделать для него возможным роковой прыжок из старой кон­тактной теории в химическую теорию объяснения тока. Действи­тельно, теперь потеря живой силы сделала свое дело, и ей дают отставку; отныне единственным источником энергии при образо­вании тока неоспоримо признается химический процесс в цепи, и наш автор теперь озабочен только тем, чтобы каким-нибудь при­личным образом избавиться от последнего остатка возбуждения электричества при контакте химически индиферентных тел, т. е. от разъединительной силы, действующей в месте контакта обоих металлов.

Когда читаешь вышеприведенное видемановское объяснение об­разования тока, то кажется, что имеешь перед собою образец той апологетики, с которой лет сорок тому назад правоверные и полуправоверные теологи выступали против филологически-исто­рической критики библии, предпринятой Штраусом, Вильке, Бруно Бауэром и другими. В обоих случаях пользуются одина­ковым методом. И это неизбежно, ибо в обоих случаях дело идет о том, чтобы спасти старую традицию от натиска научного мышле­ния. Исключительная эмпирия, позволяющая себе мышление в луч­шем случае разве лишь в форме математических вычислений, воображает, будто она оперирует только бесспорными фактами. В действительности же она оперирует преимущественно традицион­ными представлениями, по большей части устаревшими продуктами мышления своих предшественников, такими, например, как поло­жительное и отрицательное электричество, электрическая разъ­единительная сила, контактная теория. Последние служат ей осно­вой для бесконечных математических выкладок, в которых из-за строгости математических формул легко забывается гипотети­ческая природа предпосылок. Насколько скептически подобного рода эмпирия относится к результатам современной ей научной мысли, настолько же слепо она доверяет результатам мышления своих предшественников. Даже экспериментально установленные факты мало-помалу неразрывно связываются у нее с соответствен­ными традиционными толкованиями их; в трактовку даже самого

{105}

простого электрического явления вносится фальсификация при помощи, например, контрабандного протаскивания теории о двух электричествах. Эта эмпирия уже не в состоянии правильно изо­бражать факты, ибо в изображение их у нее прокрадывается тра­диционное толкование этих фактов. Одним словом, здесь, в области учения об электричестве, мы имеем столь же развитую традицию, как и в области теологии. А так как в обеих этих областях резуль­таты новейшего исследования, установление неизвестных до того или же оспаривавшихся фактов и неизбежно вытекающие отсюда теоретические выводы безжалостно бьют по старой традиции, то защитники этой традиции попадают в затруднительнейшее поло­жение. Они должны искать спасения во всякого рода уловках, в жалких увертках, в затушевывании непримиримых противоре­чий и тем самым сами попадают в конце концов в такой лабиринт противоречий, из которого для них нет никакого выхода. Вот эта-то вера в старую теорию электричества и запутывает Видемана в са­мые безысходные противоречия с самим собою, когда он делает безнадежную попытку рационалистически примирить старое объяс­нение тока, исходящее из «контактной силы», с новой теорией, основывающейся на освобождении химической энергии.

Нам, может быть, возразят, что данная выше критика видемановского объяснения тока основывается на придирках к словам и что если Видеман и выражается вначале несколько небрежно и неточно, то в конце концов он все же дает правильное, согласую­щееся с принципом сохранения энергии объяснение; что, значит, все у него кончается благополучно. В ответ на это мы приведем здесь другой пример, его трактовку процесса в цепи: цинк, раз­бавленная серная кислота, медь.

«Если соединить проволокой обе пластинки, то возникает галь­ванический ток... Благодаря электролитическому процессу³³ из во­ды³³ разбавленной серной кислоты выделяется на меди один экви­валент водорода, улетучивающийся в виде пузырьков. Па цинке образуется один эквивалент кислорода, окисляющий цинк в окись цинка, которая растворяется в окружающей кислоте в сернокис­лую окись цинка» (т. I, стр. 593).

Чтобы из воды выделить газообразный водород и газообраз­ный кислород, для каждой молекулы воды требуется энергия, равная 68 924 единицам теплоты. Откуда же получается в вышеука­занной цепи эта энергия? «Благодаря электролитическому про­цессу». А где же берет ее электролитический процесс? Па это мы не получаем никакого ответа.

Однако далее Видеман рассказывает нам — и не один раз, а по крайней мере два раза (т. I, стр. 472 и 614), — что вообще «согласно новейшим опытам [при электролизе] разлагается не сама вода», а, в данном случае, серная кислота I1₂S0₄, которая распа­дается, с одной стороны, па Н₂, с другой — на S0₃-f-0, причем Н₂ и О могут при известных обстоятельствах улетучиваться в виде

{106}

газов. Но это, совершенно' меняет природу всего процесса. И₂ в Н₂80₄ прямо заменяется двухвалентным цинком, образуя серно­кислый цинк ZnS0₄. На одной стороне остается Н₂, а на другой 80₃ + О. Оба газа улетучиваются в той пропорции, в которой они образуют воду; 80₃ соединяется с водой раствора Н₂0 снова в Н₂80₄, т. е. в серную кислоту. Но при образовании ZnS0₄ раз­вивается количество энергии, не только достаточное для вытесне­ния н освобождения водорода серной кислоты, но и дающее еще значительный избыток, который расходуется в нашем случае на образование тока. Таким образом, цинк не ждет, пока электро­литический процесс доставит в его распоряжение свободный кисло­род, чтобы благодаря этому сначала окислиться, а потом рас­твориться в кислоте. Наоборот: он прямо вступает в процесс, который вообще осуществляется только благодаря этому всту­плению цинка.

Мы видим здесь, как на помощь устарелым представлениям о контакте приходят устарелые химические представления. Со­гласно новейшим воззрениям, соль есть кислота, в которой водо­род замещен каким-нибудь металлом. Рассматриваемый нами про­цесс подтверждает это воззрение: прямое вытеснение водорода кислоты цинком вполне объясняет происходящее здесь превраще­ние энергии. Прежнее воззрение, которого придерживается Видеман, считает соль соединением какого-нибудь металлического окисла с какой-нибудь кислотой и поэтому говорит не о серно­кислом цинке, а о сернокислой окиси цинка. Но для получения в нашей цепи из цинка и серной кислоты сернокислой окиси цинка необходимо, чтобы цинк сперва окислился. Для достаточно бы­строго окисления цинка мы нуждаемся в свободном кислороде. Чтобы получить свободный кислород, мы должны допустить, — так как на меди появляется водород, — что вода разлагается на свои составные части. Для разложения воды мы нуждаемся в огромном количестве энергии. Откуда же она получается? Про­сто «благодаря электролитическому процессу», который в свою очередь не может иметь места, пока но начал образовываться его конечный химический продукт, «сернокислая окись цинка». Дитя рождает свою мать.

Таким образом, и здесь у Видемаиа весь процесс совершенно извращен и поставлен на голову, и это потому, что Видемап, но задумываясь, валит в одну кучу два прямо противоположных про­цесса — активный и пассивный электролизы, рассматривая их как электролиз просто.

До сих пор мы рассматривали только то, что происходит в цепи, т. с. тот процесс, при котором благодаря химическому действию освобождается избыток энергии, превращающийся при помощи приспособлений цепи в электричество. Но, как известно, этот про­

{107}

цесс можно обратить: получившееся в цепи из химической энергии электричество длительного тока может быть в свою очередь обратно превращено в химическую энергию во включенной в цепь электро­литической ванне. Оба процесса явно противоположны друг другу: если рассматривать первый как химико-электрический, то второй является электро-химическим. Оба они могут происхо­дить в одной и той же цепи с одними и теми же веществами. Так, например, батарея из газовых элементов, ток которой порождается благодаря соединению водорода и кислорода в воду, может дать во включенной в цепь электролитической ванне водород и кисло­род в той пропорции, в которой они образуют воду. Обычная кон­цепция рассматривает оба эти противоположных процесса под од­ним общим названием электролиза и не проводит различия между активным и пассивным электролизом, между возбуждающей жид­костью и пассивным электролитом. Так, Видеман на 143 страни­цах рассматривает электролиз вообще, прибавляя затем в заклю­чение несколько замечаний об «электролизе в цепи», где происхо­дящие в действительных цепях процессы занимают к тому же только наименьшую часть семнадцати страничек этого отдела. Равным образом и в следующей затем «теории электролиза» эта противоположность между цепью и электролитической ванной даже и не упоминается; а тот, кто пытался бы отыскать в примы­кающей сюда главе «Влияние электролиза на сопротивление проводников и на электродвижущую силу в замкнутой цепи» какие-нибудь соображения насчет превращений энергии в замкну­той цепи, был бы жестоко разочарован.

Рассмотрим же этот непреодолимый «электролитический про­цесс», который способен без видимого притока энергии отделить Но от О и который в интересующих нас теперь отделах книги играет ту же роль, какую прежде играла таинственная «электрическая разъединительная сила».

«Наряду с первичным, чисто электролитическим ³⁴ процессом отделения попов возникает еще масса вторичных ³⁵, совершенно независимых от него, чисто химических ³⁵ процессов благодаря воздействию выделенных током ионов. Это воздействие может про­изводиться па вещество электродов и на разлагаемое тело, а в рас­творах также на растворитель» (т. I, стр. 481). — Вернемся к приведенной выше цепи: цинк и медь в разбавленной серной кислоте. Здесь, по собственным словам Видемана, выделяемые ионы — это Н₂ и О воды. Следовательно, для него окисление цинка и образование ZnS0₄ есть вторичный, независимый от электроли­тического процесса, чисто химический процесс, хотя только бла­годаря ему становится возможным первичный процесс. Рассмотрим несколько подробнее ту путаницу, которая неизбежно должна получиться из этого извращения действительного хода вещей.

Остановимся прежде всего на так называемых вторич­ных процессах в электролитической ванне, для иллюстрации

{108}

которых Видеман приводит нам несколько примеров^* (стр. 481 — 482):

I. Электролиз сернокислого натрия (Na₂S0₄), растворенного в воде. Он «распадается... на 1 эквивалент S0₃+0... и 1 эквива­лент Na... Но последний реагирует с водой раствора и выделяет из нее 1 эквивалент Н, причем образуется 1 эквивалент едкого натра [NaOH], который растворяется в окружающей воде». Урав­нение пишется следующим образом:

Na₂S0₄ + 2Н₂0 = О + S0₃ + 2 NaOH + 2Н.

В этом примере можно было бы действительно рассматривать разложение

Na₂S0₄=Na₂ + S0₃ + 0

как первичный, электро-химический, а дальнейшее превращение

Na₂-f- 2Н₂0 = 2NaOH + 2Н

как вторичный, чисто химический процесс. Но этот вторичный про­цесс совершается непосредственно на том электроде, где появ­ляется водород; поэтому освобождающееся здесь весьма значитель­ное количество энергии (111 810 единиц теплоты для Na, 0,.Н, aq. по Юлиусу Томсену) превращается — по крайней мере большею частью—в электричество, и только небольшая часть переходит в электролитической ванне непосредственно в теплоту. Однако последнее может произойти и с химической энергией, прямо или первично освобождающейся в цепи. Но получившееся таким обра­зом и превратившееся в электричество количество энергии вычи­тается из того количества ее, которое должен доставлять ток для непрерывного разложения Na₂S0₄. Если превращение натрия в гидрат окиси являлось в первый момент всего процесса вторич­ным процессом, то со второго момента оно становится существен­ным фактором всего процесса и перестает поэтому быть вторичным.

Но в этой электролитической ванне происходит еще третий про­цесс: S0₃ — если оно не вступает в соединение с металлом положи­тельного электрода, причем опять-таки освободилось бы некото­рое количество энергии,—соединяется с Н₂0 в H₂S0₄, серную кислоту. Однако это превращение не происходит непременно непо­средственно на электроде, и поэтому освобождающееся при этом количество энергии (21 320 единиц теплоты по Юлиусу Томсену) целиком или в значительнейшей части в самой электролитической ванне превращается в теплоту, отдавая, в форме электричества,

{109}

току в крайнем случае весьма незначительную свою часть. Таким образом, единственный действительно вторичный процесс, имею­щий место в этой электролитической ванне, у Видемана не упоми­нается вовсе.

II. «Если подвергать электролизу раствор медного купороса [Си80₄ + 5Н₂0] между положительным медным электродом и отрицательным платиновым, то — при одновременном разложе­нии сернокислой воды в той же цепи — на отрицательном плати­новом электроде на 1 эквивалент разложенной воды выделяется 1 эквивалент меди; па положительном электроде должен был бы появиться 1 эквивалент 80 ₄, по последнее соединяется с медью электрода, образуя 1 эквивалент Си80₄, который растворяется в воде подвергаемого электролизу раствора» [т. I, стр. 481].

Итак, мы должны, выражаясь современным химическим язы­ком, представить себе весь процесс следующим образом: на пла­тине осаждается Си; освобождающееся 80₄, которое не может существовать само но себе, распадается на Б0₃ +0, причем послед­ний улетучивается в свободном виде; 80₃ заимствует из раство­рителя Н₂0 и образует серную кислоту (Н₂80₄), которая снова соединяется, при выделении Н₂, с медью электрода в Си80₄. Строго говоря, мы имеем здесь три процесса: 1) разделение Си и 80₄; 2)80₃ + 0 + Н₂0=Н₂80₄ + 0; 3) 11₂80₄ + Си=Н₂ + Сн80₄. Можно было бы рассматривать первый процесс как первичный, а оба других как вторичные. Но если мы поставим вопрос о происхо­дящих здесь превращениях энергии, то мы найдем, что первый про­цесс целиком компенсируется частью третьего: отделение меди от Э0₄ компенсируется обратным соединением обоих на другом электроде. Если мы отвлечемся от энергии, необходимой для пере­мещения меди от одного электрода к другому, а также от неиз­бежной (неопределимой точно) потери энергии в цени благодаря превращению ее в теплоту, то мы окажемся здесь перед таким слу­чаем, где так называемый первичный процесс не отнимает у тока никакой энергии.Ток дает энергию исключительно только для того, чтобы сделать возможным разделение (к тому же еще не прямое, а косвенное) Н₂ и О, которое оказывается действительным химиче­ским результатом всего процесса, -—стало быть, для того, чтобы осуществить некоторый вторичный или даже третичный процесс.

---

Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 62; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!