Дмитрий Иванович Менделеев

Он несколько видоизменил свои опыты: он измерял удельный вес жидкости при самых высоких температурах и самых больших давлениях, которые мог получить. Для этого он нагревал жидкости в запаянных с обоих концов стеклянных трубках. Увы, изменения удельного веса при всех условиях подчинялись одним и тем же законам. Никаких отступлений от хорошо известных правил! Было от чего прийти «в отчаяние… Вместо того чтобы открывать новые явления, Менделеев исчерпывал – «закрывал» – одну область исследования за другой. После такого тщательного обследования там нечего было бы больше делать. Он выполнял, таким образом, почетную и важную, хотя и незаметную, черновую работу ученого. Без нее наука не может двигаться вперед, как войско, не закрепившее за собой тыла.

Но Менделеев мечтал о другом!.. Где творческие свершения? Где разгадка ускользающей тайны?

Но вот одно явление, настолько мало выделяющееся из ряда других, подобных, что мимо него легко пройти равнодушно, как это и произошло со многими наблюдавшими его ранее – французским химиком Каньяр Латуром и другими. Перед исследователем запаянная стеклянная трубка с жидкостью. Он ее ставит вертикально. Края поверхностной пленки жидкости в капиллярной трубочке наползают на ее стенки и поднимаются выше уровня жидкости, как бы загибаются кверху. Поверхность жидкости, под действием сил сцепления, становится вогнутой. К запаянной трубке с жидкостью подводится источник тепла. Жидкость начинает нагреваться. Под влиянием нагревания силы сцепления ее частиц ослабевают, уравновешиваются силами теплового движения молекул, и уровень жидкости постепенно выравнивается. Из вогнутого он становится почти совсем плоским, еще более плоским, затем вдруг, внезапно, происходит мгновенный переход, и жидкость в трубке нацело исчезает – она вся сразу превращается в пар. Это происходит, когда сцепление становится равным нулю и жидкость превращается в тело без сцепления – в газ, – это отметил Менделеев в своей статье «Частичное сцепление некоторых жидких органических соединений», напечатанной в 1860 году в первом русском химическом журнале Н. Н. Соколова и А. Н. Энгельгардта, который эти неутомимые пропагандисты химии стали издавать в виде приложения к «Горному журналу».

«Температура этого превращения жидкости в газ – это абсолютная температура кипения», – написал Менделеев далее. С этими словами в науку входило новое понятие огромной важности. В следующей большой статье, опубликованной в том же журнале, «О сцеплении некоторых жидкостей и об отношении частичного сцепления к химическим реакциям» (1860) Менделеев еще более определенно подчеркивал, что «абсолютная температура кипения» жидкостей – это такая температура, выше которой жидкость уже не может существовать как жидкость: она вся превращается в пар».

«Абсолютная температура кипения» могла быть обнаружена только в опытах с жидкостью, нагреваемой в запаянной трубке, потому что для ее проявления должно существовать равновесие между стремлением частичек жидкости выскочить за границы поверхности, разделяющей жидкость и газ, и давлением пара над жидкостью, ограничивающим это стремление жидкости к испарению. С повышением температуры все больше частичек жидкости превращается в пар, а следовательно, все больше возрастает его давление, и так до того мгновения, когда все различия между жидкостью и паром сглаживаются и для полного перехода всей жидкости в пар не требуется уже никакой дополнительной затраты тепла.

Если понижать температуру любого газа, он также, рано или поздно, достигнет своей «критической точки», и если охлаждать его еще дальше, температура его перейдет за эту точку и он неизбежно превратится в жидкость. Всякую жидкость можно обратить в газ, и всякий газ можно обратить в жидкость. Это произойдет при достижении каждым из них своей особой «критической» точки – менделеевской «абсолютной температуры кипения».