Как я изобретал мир

Во многих исследованиях, проведенных с 1860 по 1866 год и опубликованных в «Anallen» Поггендорфа, я работал над темой электропроводности металлов и первого и в настоящее время единственного метода получения эмпирически воспроизводимых данных о сопротивлении. Я не знал о том, что мой метод позволит точно определять сопротивление наполненного чистой ртутью практически призматического пространства в пределах десятитысячных долей его значения и таким образом станет решением вопроса получения абсолютной единицы измерения сопротивления, основанной на определении, в точности соответствующей показателям наших измерительных инструментов.

Благодаря этому впервые появилась возможность осуществления точных и соизмеримых электрических измерений.

В процессе данного исследования я нашел обратную сторону медали – у металлических сплавов всегда сопротивление превышает сумму удельного сопротивления легированных металлов, это было доказано касательно твердых сплавов, однако не относится к жидким сплавам металлов, они в большей степени сохраняют неизменным сопротивление отдельных металлов в жидком состоянии.

Я показал, что такое поведение металлов можно использовать для определения удельного сопротивления тугоплавких металлов в жидком состоянии. Кроме того, я обнаружил, что сопротивление металлов можно значительно увеличить благодаря их плавке и что при этом скрытая теплота жидкости имеет большее сопротивление, чем свободная теплота твердых или жидких проводников. Также я выяснил, что сопротивление при плавке увеличивается не скачкообразно, а постоянно повышается в рамках определенного температурного интервала и таким образом неизменно присоединяется к кривой сопротивления расплавленного металла.

Поэтому я пришел к выводу, что физические процессы плавки и затвердевания металлов в значительной степени определяют получение и отдачу скрытого тепла, образующегося в пределах определенного температурного интервала во время плавления.

В написанной позднее работе на тему зависимости электропроводности угля от температуры я подтвердил предположение Матиссена о том, что проводимость угля возрастает при увеличении температуры и, соответственно, доказал ошибочность утверждения Беца и Ауэрбаха. Для объяснения такого необычного поведения угля я выдвинул гипотезу о том, что это был уголь в различных состояниях – древесный уголь, графит, алмаз – аллотропные состояния, значительно отличающиеся друг от друга по количеству поглощаемого скрытого тепла.

Данная гипотеза нашла подтверждение и дальнейшее развитие благодаря изучению Уиллоуби Смитом обнаруженного свойства селена на предмет того, что при освещении его электропроводность выше, чем в темноте. Я выяснил, что наряду с селеном, который при небольшом увеличении температуры из аморфного, не проводящего состояния переходит в так называемое кристаллическое состояние, обладающее электропроводностью; существует еще его третья модификация, достигаемая благодаря нагреванию аморфного селена в течение длительного времени практически до точки плавления, то есть до 200 °C. Обе модификации проводящего электричество селена значительно отличаются друг от друга тем, что первая является электролитическим проводником, то есть, как электролитические жидкие проводники, лучше проводит электричество при высокой температуре, а вторая, напротив, долго нагреваемым металлическим проводником, то есть, как и металлы, обладает меньшей электропроводностью при высокой температуре.

В этих свойствах аморфного, быстро остывающего в расплавленном состоянии селена – при нагревании примерно до 80 °C терять большую часть сохраняющегося при быстром остывании скрытого тепла и становиться электрическим проводником, однако при длительном нагревании при высокой температуре практически до точки плавления и дальше отдавать скрытую теплоту – я нашел подтверждение выдвинутой мной в более ранних исследованиях гипотезы о том, что, во-первых, электрическое сопротивление тела является эквивалентом количества теплоты, содержащейся в нем, независимо от того, является это теплота свободной или скрытой, а во-вторых, скрытая теплота оказывает большее влияние на сопротивляемость, чем свободная теплота, и что тела без аллотропного скрытого тепла выступают металлическими проводниками, а именно: сопротивление увеличивается вместе с повышением температуры без учета точки абсолютного нуля, в то время как влияние на образование сопротивления аллотропного скрытого тепла снижается при повышении температуры.