ПРИЛИВНОЕ ТРЕНИЕ. КАНТ И ТОМСОН – ТЕЙТ 4 страница
1. Если цинк и медь погружены в какую‑нибудь жидкость, содержащую в себе так называемое бинарное соединение, то, согласно § 27, цинк заряжается отрицательным электричеством, а медь – положительным. – Но во всем § 27 нет ни звука о каком бы то ни было бинарном соединении. В нем описывается только простой вольтов элемент, состоящий из цинковой и медной пластинок, между которыми положена смоченная какой‑нибудь кислой жидкостью суконка, и рассматриваются – без упоминания о каких бы то ни было химических процессах – получающиеся при этом статически‑электрические заряды обоих металлов. Таким образом, так называемое бинарное соединение протаскивается здесь контрабандным путем через заднюю дверь.
2. Здесь остается совершенно таинственной роль этого бинарного соединения. То обстоятельство, что оно «может распасться на две химически различные составные части, вполне насыщающие друг друга» (вполне насыщающие друг друга, после того как они распались?!), могло бы научить нас чему‑нибудь новому лишь в том случае, если бы оно действительно распалось. Но об этом не сообщается ни слова, и мы должны поэтому пока допустить, что оно не распадается, как, например, в случае с парафином.
3. После того как цинк, таким образом, зарядился в жидкости отрицательным электричеством, а медь – положительным, мы приводим их (вне жидкости) в соприкосновение. Тотчас же «эти электричества выравниваются через посредство места контакта, через которое, следовательно, течет ток положительного электричества от меди к цинку». Мы опять‑таки не узнаём, почему течет только ток «положительного» электричества в одном направлении, а не течет также и ток «отрицательного» электричества в противоположном направлении. Мы вообще не узнаём, что происходит с отрицательным электричеством, которое, однако, было до сих пор столь же необходимым, как и положительное: ведь действие электрической разъединительной силы заключалось именно в том, чтобы свободно противопоставить их друг другу. Теперь вдруг его устраняют, некоторым образом утаивают, и делают такой вид, будто существует одно только положительное электричество. Но вот на странице 51 мы опять читаем нечто совершенно противоположное, ибо здесь говорится, что «электричества соединяются в токе», и, следовательно, в нем течет как отрицательное, так и положительное электричество! Кто поможет нам выбраться из этой путаницы?
|
|
|
Это сказано несколько сильно. Ибо, как мы увидим, Видеман несколькими страницами далее (стр. 52) доказывает нам, что при «образовании длительного тока... электрическая разъединительная сила в месте контакта металлов... должна быть недеятельной »;
|
|
|
что не только имеется ток, даже если эта разъединительная сила действует в противоположном току направлении, вместо того чтобы переносить положительное электричество в том же направлении, но что она и в этом случае не компенсируется определенной долей разъединительной силы цепи и, значит, опять‑таки недеятельна. Каким же образом Видеман может считать на стр. 45 электрическую разъединительную силу необходимым фактором образования тока, если на стр. 52 он отрицает ее деятельность при наличии тока, и к тому же при помощи специально для этой цели выставленной гипотезы?
5. «Таким образом, здесь возникает длительный ток положительного электричества, который течет в замкнутой цепи от меди через место ее контакта с цинком к последнему, а от цинка через жидкость к меди».
Но подобный длительный ток электричества «порождал бы в самих проводниках теплоту» и «мог бы приводить в действие электромагнитный двигатель и производить таким образом работу», что, однако, невозможно без притока энергии. А так как Видеман до сих пор ни единым звуком не обмолвился насчет того, происходит ли подобный приток энергии и откуда он происходит, то длительный ток по‑прежнему в такой же мере остается чем‑то невозможным, как и в обоих разобранных выше случаях.
|
|
|
Никто этого не чувствует сильнее, чем сам Видеман. Поэтому он благоразумно торопится обойти многочисленные щекотливые пункты этого удивительного объяснения образования тока, вознаграждая зато читателя на нескольких страницах всякого рода элементарными рассказиками насчет термических, химических, магнитных и физиологических действий этого все еще таинственного тока, причем иногда в виде исключения он даже впадает в совершенно популярный тон. Затем вдруг он продолжает (стр. 49):
«Теперь мы должны исследовать, как обнаруживают свое действие электрические разъединительные силы в замкнутой цепи из двух металлов и одной жидкости, например из цинка, меди, соляной кислоты.
Мы знаем, что составные части содержащегося в жидкости бинарного соединения (HCl) разделяются при протекании тока таким образом, что одна из них (H) освобождается на меди, а эквивалентное количество другой (Cl) освобождается на цинке, причем последняя соединяется с эквивалентным количеством цинка в ZnCl».
Мы знаем! Если мы это и знаем, то во всяком случае не от Видемана, который, как мы видели, не обмолвился до сих пор ни единым звуком насчет этого процесса. И далее, если мы и знаем что‑нибудь насчет этого процесса, то именно то, что он не может происходить так, как это описывает Видеман.
|
|
|
При образовании из газообразного водорода и газообразного хлора одной молекулы НС1 освобождается количество энергии, равное 22000 единиц теплоты (Юлиус Томсен)[345]. Поэтому, чтобы снова освободить хлор из его соединения с водородом, надо доставить каждой молекуле HCl извне такое же количество энергии. Откуда же получает цепь эту энергию? Изложение Видемана ничего не говорит нам об этом. Потому постараемся разобраться в этом сами.
Когда хлор соединяется с цинком в хлористый цинк, то при этом выделяется значительно большее количество энергии, чем сколько ее необходимо для отделения хлора от водорода. (Zn, Cl2) развивает 97210 единиц теплоты, а 2 (H, Cl) развивают 44000 единиц теплоты (Юлиус Томсен). Это и объясняет нам происходящий в цепи процесс. Таким образом, дело происходит не так, как рассказывает Видеман, будто водород просто освобождается на меди, а хлор на цинке, «причем», далее, цинк впоследствии и как бы случайным образом соединяется с хлором. Наоборот: соединение цинка с хлором является самым существенным, основным условием всего процесса, и, пока это соединение не произошло, мы будем тщетно ждать появления водорода на меди.
Избыток энергии, освобождающейся при образовании одной молекулы ZnClg, над энергией, необходимой для выделения двух атомов Н из двух молекул HCl, превращается в цепи в электрическое движение и дает всю обнаруживающуюся в токе «электродвижущую силу». Таким образом, дело обстоит не так, что какая‑то таинственная «электрическая разъединительная сила» отрывает водород от хлора, не прибегая к какому‑либо обнаруженному до сих пор источнику энергии, а так, что происходящий в цепи совокупный химический процесс снабжает все «электрические разъединительные силы» и «электродвижущие силы» цепи необходимой для их существования энергией.
Итак, мы должны пока констатировать, что и второе объяснение тока у Видемана так же мало помогает нам сдвинуться с места, как и первое. А теперь посмотрим дальше в тексте:
«Этот процесс доказывает, что роль бинарного соединения между металлами не ограничивается только простым избыточным притяжением всей его массы по отношению к тому или другому электричеству, как это наблюдается у металлов, но что здесь к этому присоединяется еще особенное действие его составных частей. Так как Cl выделяется там, где в жидкость вступает ток положительного электричества, а H там, где появляется отрицательное электричество, то мы допускаем , что каждый эквивалент хлора в соединении HCl заряжен определенным количеством отрицательного электричества, обусловливающим его притяжение вступающим положительным электричеством. Это – электроотрицательная составная часть соединения. Точно так же эквивалент водорода должен быть заряжен положительным электричеством, представляя, таким образом, электроположительную составную часть соединения. Заряды эти могли бы образоваться при соединении H и Cl совершенно так, как при контакте цинка и меди. Так как соединение HCl само по себе не имеет электрического заряда, то в соответствии с этим мы должны допустить , что в этом соединении атомы его положительной и его отрицательной составных частей содержат равные количества положительного и отрицательного электричества.
Если теперь в разбавленную соляную кислоту погрузить цинковую и медную пластинки, то мы можем предположить, что цинк обладает более сильным притяжением к электроотрицательной составной части ее (Cl), чем к электроположительной (H). Благодаря этому прикасающиеся к цинку молекулы соляной кислоты должны были бы расположиться таким образом, чтобы обратить свои электроотрицательные составные части к цинку, а свои электроположительные – к меди. Так как расположенные таким образом составные части воздействуют своим электрическим притяжением на последующие молекулы HCl, то весь ряд молекул между цинковой и медной пластинками примет такое расположение, какое указано на следующем рисунке:
Если бы второй металл действовал на положительный водород так, как цинк действует на отрицательный хлор, то это еще более способствовало бы указанной расстановке. Если бы он действовал в противоположном направлении, но слабее, то по крайней мере направление этой расстановки осталось бы все же неизменным.
Благодаря индуцирующему действию отрицательного электричества прилегающего к цинку электроотрицательного хлора электричество в цинке распределилось бы таким образом, что те места цинковой пластинки, которые находятся в непосредственной близости к хлору ближайшего атома[346] соляной кислоты, зарядились бы положительным электричеством, а расположенные дальше зарядились бы отрицательным электричеством. Точно так же и в меди, в тех частях, которые всего ближе к электроположительной составной части (Н) прилегающего атома соляной кислоты, накоплялось бы отрицательное электричество, положительное же выталкивалось бы в более далекие части.
Вслед за этим положительное электричество в цинке соединилось бы с отрицательным электричеством ближайшего атома хлора, а последний сам соединился бы с цинком [образовав ненаэлектризованный хлористый цинк (ZnCl)] [У Энгельса слова, заключенные в квадратные скобки, опущены. Ред.] . Электроположительный атом Н, который прежде был соединен с вышеуказанным атомом хлора, соединился бы с обращенным к нему атомом Cl второго атома HCl при одновременном соединении друг с другом заключенных в этих атомах электричеств. Точно так же H второго атома HCl соединился бы с Cl третьего атома и т. д., пока, наконец, на меди не освободился бы атом H, положительное электричество которого соединилось бы с индуцированным отрицательным электричеством меди, так что он улетучился бы в нейтральном, ненаэлектризованном состоянии». Этот процесс «стал бы повторяться до тех пор, пока отталкивательное действие накопленных в металлических пластинках электричеств на электричества обращенных к ним составных частей соляной кислоты как раз не уравновесило бы действия химического притяжения последних металлами. Но если металлические пластинки будут соединены друг с другом при помощи какого‑нибудь проводника, то свободные электричества металлических пластинок соединятся между собой, и вышеупомянутые процессы могут начаться снова. Таким образом возникло бы постоянное течение электричества. – Ясно, что при этом 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 (H)», (Примечание: «Так как выигрыш в живой силе при отделении составных частей Cl и H... компенсируется потерей живой силы при соединении их с составными частями ближайших атомов, то влиянием этого процесса можно пренебречь».) «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. Работа, потраченная на распределение электричеств, должна равняться этой величине. Поэтому, если эти электричества соединяются в токе, то, во время растворения эквивалента цинка и выделения из жидкости эквивалента водорода, во всей цепи должна обнаружиться работа (в форме ли теплоты или в форме произведенных вовне действий), которая также эквивалентна количеству теплоты, соответствующему вышеуказанному химическому процессу» [кн. I, стр. 49–51].
«Допустим – могли бы – мы должны допустить – мы можем предположить – распределилось бы – зарядились бы» – и т. д. и т. д. Перед нами сплошные догадки и сослагательные наклонения, из которых можно выудить с определенностью лишь три фактических изъявительных наклонения: во‑первых, что соединение цинка с хлором признается теперь условием выделения водорода; во‑вторых, как мы узнаём теперь в самом конце и, так сказать, мимоходом, что освобождающаяся при этом энергия является источником – и притом единственным источником – всей потребной для образования тока энергии, и, в‑третьих, что это объяснение образования тока так же резко противоречит приведенным выше двум другим объяснениям его, как эти последние противоречат друг другу.
Далее у Видемана говорится:
«Таким образом, при образовании длительного тока действует единственно только та электрическая разъединительная сила, которая происходит от неравного притяжения и поляризации металлическими электродами атомов бинарного соединения в возбуждающей жидкости 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, противоположном 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 масс жидкости, взятой в целом, по отношению к тому или другому электричеству; во‑вторых, благодаря неодинаковому притяжению металлов по отношению к составным частям 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, химическое , действие... дало бы одно всю необходимую для образования тока электрическую разъединительную силу и соответствующую ей электродвижущую силу» (кн. 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 стр. 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 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 (H). 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 полупроизведению 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 [Недавно Ф. Кольрауш (видемановские «Annalen»[347], т. VI, стр. 206) вычислил, что необходимы «колоссальные силы», чтобы переместить ионы в водном растворе. Чтобы 1 мг мог проделать путь в 1 мм, необходима движущая сила, равная для Н – 32500 кг, для Cl – 5200 кг, значит для HCl – 37700 кг. – Даже если эти цифры безусловно правильны, они нисколько не опровергают вышесказанного. Но само это вычисление содержит в себе еще неизбежные в учении об электричестве гипотетические факторы и поэтому нуждается в опытной проверке. Последняя, по‑видимому, возможна. Во‑первых, эти «колоссальные силы» должны снова появиться в форме определенного количества теплоты там, где они потребляются, т. е. в вышеуказанном случае – в цепи. Во‑вторых, потребленная ими энергия должна быть меньше энергии, произведенной химическими процессами цепи, и притом на определенную величину. В‑третьих, эта величина должна быть потреблена в остальной части замкнутой цепи, и она может быть там тоже количественно установлена. Вышеуказанные вычисления Кольрауша можно будет считать окончательными только после такой опытной проверки. Еще более осуществимым представляется установление этих величин в электролитической ванне.] . А если бы она была ей равна, то не был бы возможен никакой ток, так как для тока в остальной части 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.
Дата добавления: 2018-10-26; просмотров: 202; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!