Менделеев

Так в декабре 1859 года была намечена программа действий, которая через несколько месяцев привела Дмитрия Ивановича к открытию температуры абсолютного кипении. Капиллярность — вползание столбика жидкости, смачивающей стенку волосной трубки, — процесс, в котором зримо проявляется действие сил сцепления. Тех самых сил сцепления, которыми дают знать о себе атомы и по которым — в этом Менделеев был убежден — можно судить о свойствах этих таинственных частичек, об их сходствах и различиях. Тайна сходств и различий элементов по-прежнему властно приковывала к себе внимание Дмитрия Ивановича.

Первые серии измерений, произведенные при комнатной температуре, не дали ожидаемых результатов, и Менделеев с некоторой досадой записал: «Выводы, каких достиг… уже, не имеют большой общности, но я надеюсь достичь этих общих результатов, надо только еще тел двадцать изучить». Наконец эти двадцать тел изучены, но ожидаемые зависимости по-прежнему ускользают от исследователя. И тогда Дмитрий Иванович решается выяснить, как влияет на капиллярность уменьшение сил сцепления в жидкости при ее нагревании. В полном соответствии с ожиданиями Менделеева столбик жидкости по мере повышения температуры опускался все ниже и ниже.

А что же произойдет при температуре, при которой высота столбика станет равной нулю и уровень жидкости в волосной трубке сравняется с уровнем в сосуде, в который трубка опущена? «В этот момент, — писал потом Дмитрий Иванович, — жидкость должна сделаться телом без сцепления… т. е. превратиться в пар». Правда, достигнуть такой температуры при атмосферном давлении не удается: жидкость начинает кипеть гораздо раньше. Но если повышать давление, не давая тем самым жидкости закипеть, опускание столбика можно довести до нулевой отметки. И о том, что эта отметка достигнута, можно узнать по мгновенному исчезновению уровня, по мгновенному превращению жидкости в пар. Пар этот мало чем отличается от жидкости: он такой же тяжелый и несжимаемый, как и она, и разница только в том, что он не может образовывать капель и уровней. Температуру, при которой происходит такая удивительная метаморфоза, Менделеев назвал температурой абсолютного кипения, и в этом названии был глубокий смысл. Если температура пара меньше температуры абсолютного кипения, то, повышая давление, его всегда можно превратить снова в жидкость. Но если пар нагрет выше этой температуры, то никаким самым высоким сжатием его невозможно превратить в жидкость, способную литься струей и создавать уровень.

Менделеев понимал, что он сделал важное открытие, что ему «совершенно неожиданно удалось… достичь общего результата, посредством которого этот совершенно до сих пор неизвестный вопрос можно считать решенным». И тем не менее он не стал разрабатывать открытую им жилу. С поразительным дли окружающих равнодушием оставляет он тему, способную у другого ученого стать делом всей жизни, и приступает к исследованию совершенно другой проблемы. Но это равнодушие объяснимо и оправданно: перед умственным взором стоила далекая и великая цель, и все, что отвлекало его внимание от этой цели, все, что не вело к ней в то время, сразу же переставало интересовать его. Однако десять лет спустя, когда найденная Менделеевым жила нашла своего исследователя в лице шотландца Т. Эндрьюса, стало ясно, как глубоко Дмитрий Иванович проник в суть вопроса, на который натолкнулся мимоходом, который не стал делом его жизни и которому он смог уделить не так уж много внимания и времени.

В 1869 году, когда Эндрюс опубликовал свои ставший классическим труд о сжимаемости углекислоты, он не достиг еще той ясности представлений, которая была у Менделеева за десять лет до этого. Так, он писал: «Если бы кто-нибудь спросил, газообразна ли она (углекислота. — Г. С.), или же находится в жидком состоянии, то думаю, что вопрос остался бы без ответа: углекислота при 35,5° и под давлением 108 атмосфер находится в состоянии среднем между газом и жидкостью, и нет достаточных оснований, чтобы приписать ей то или другое состояние предпочтительно». Менделеев живо откликнулся на работы шотландца и опубликовал в одном немецком журнале свои «Замечания по поводу работы Эндрьюса над сжимаемостью углекислоты». Он писал: «Нет никакого повода предполагать, что между жидкостью и газом существует еще нечто среднее». И затем привел подробный разбор явлений, происходящих вблизи критической температуры — так назвал Эндрюс менделеевскую температуру абсолютного кипения.