Чем занимался ломоносов в химии
Научные достижения М.В. Ломоносова в химии – устный журнал
Разделы: Химия
В одной из своих ранних работ, “Элементы математической химии”, Ломоносов предложил краткое определение химии.
Таким образом, в этой формулировке предмета химии Ломоносов впервые представляет её в виде науки, а не искусства.
Ломоносов имел отчетливое представление о химически чистом веществе и реактиве. Ломоносов же еще в 1745 году, составляя план химической лаборатории, выдвигал непременным условием для успешного исследования наличие химически чистых веществ и реактивов. “Нужные и в химических трудах употребительные материи сперва со всяким старанием вычистить, чтобы в них никакого постороннего примесу не было, от которого в других действах обман быть может”.
В 1749 г. М.В.Ломоносов добился от Сената постройки первой в России химической лаборатории.
Лаборатория Ломоносова располагала целым набором различных весов. Здесь были большие “пробные весы в стеклянном футляре”, пробирные весы серебряные, несколько ручных аптекарских весов с медными чашками, обычные торговые весы для больших тяжестей, однако отличавшиеся большой точностью. Точность же, с какой Ломоносов производил взвешивания при своих химических опытах, достигала, в переводе на современные меры, 0.0003 грамма.
М. В. Ломоносов внес большой вклад в теорию и практику весового анализа. Он сформулировал оптимальные условия осаждения, усовершенствовал некоторые операции, проводимые при работе с осадками. В своей книге “Первые основания металлургии или рудных дел” ученый подробно описал устройство аналитических весов, приемы взвешивания, оборудование весовой комнаты.
Первый научный труд Ломоносова “О превращении твердого тела в жидкое, в зависимости от движения предсуществующей жидкости” написан в 1738 г.
Вторая работа “О различии смешанных тел, состоящем в сцеплении корпускул” была завершена год спустя. Эти работы будущего ученого явились началом изучения мельчайших частичек материи, из которых состоит вся природа. Через два десятилетия они оформились в стройную атомно-молекулярную концепцию, обессмертившую имя ее автора.
Закон сохранения массы веществ и движения. Этот закон М. В. Ломоносов впервые четко сформулировал в письме к Л. Эйлеру от 5 июля 1748 г. : “Все встречающиеся в природе изменения происходят так, что если к чему-либо нечто прибавилось, то это отнимается у чего-то другого. Так, сколько материи прибавляется к какому-либо телу, столько же теряется у другого, сколько часов я затрачиваю на сон, столько же отнимаю у бодрствования и т. д. Так как это всеобщий закон природы, то он распространяется и на правила движения: тело, которое своим толчком возбуждает другое к движению, столько же теряет от своего движения, сколько сообщает другому, им двинутому”.
В 1752 году М.В. Ломоносов в “собственноручных черновых тетрадях” “Введение в истинную физическую химию”, и “Начало физической химии потребное молодым, желающим в ней совершенствоваться” уже задал Образ будущей новой науки – Физической химии.
Физическая химия, есть наука, объясняющая на основании положений и опытов физики то, что происходит в смешанных телах при химических операциях.
Ломоносовым разработана технология цветных стёкол. Эту методику Михаил Васильевич применял в промышленной варке цветного стекла и при создании изделий из него.
Около 1750 года Ломоносов занимается составлением рецептуры фарфоровых масс и закладывает основы научного понимания процесса приготовления фарфора. Он впервые в науке высказывает правильную мысль о значении в структуре фарфора стеклообразного вещества, которое, как он выразился в “Письме о пользе Стекла”, “вход жидких тел от скважин отвращает”.
Теория растворов. Химический анализ.
М. В. Ломоносов изучал процессы растворения, провел исследование качества различных образцов солей, открыл явление пассивации железа азотной кислотой, заметил образование необычного легкого газа (водорода) при растворении железа в соляной кислоте, установил различие в механизме растворения металлов в кислотах и солей в воде.
Ученый разработал теорию образования растворов и изложил ее в диссертации “О действии химических растворителей вообще” (1743 —1745).
18 октября 1749 года в журнале академической канцелярии было отмечено, что “профессор Ломоносов разные химическим порядком изобретенные голубые краски наподобие берлинской лазури в собрание Академии художеств для пробы подал, годны ли к чему оные краски и можно ли их в живописном художестве употреблять”. Полученный ответ гласил, что присланные краски были опробованы “как на воде, так и на масле”, в результате чего было “усмотрено, что оные в малярном деле годны, а особливо светлая голубая краска”. Сверх того было решено “оные краски на фонарях при огне пробовать”.
Исследования Ломоносова способствовали развитию фабричного производства “краповой” краски из отечественного сырья, начавшегося около 1759 года.
М. В. Ломоносов сыграл заметную роль также в организации производства в России синей брусковой краски — “русского индиго”.
М. В. Ломоносов является основоположником микрокристаллоскопического метода анализа. С 1743 г. он проводит различные эксперименты с кристаллизацией солей из растворов, используя для наблюдений микроскоп.
М.В.Ломоносов в химии.
М.В. Ломоносов изучал:
М.В. Ломоносов проводил различие:
Создал различные приборы:
Под влиянием М.В.Ломоносова в 1755 г. открывается Московский университет, для которого он составляет первоначальный проект по примеру иностранных университетов.
М.В. Ломоносов умирает от случайной простуды 4 апреля 1765 года в возрасте 53 года. Похоронен М.В. Ломоносов в Санкт-Петербурге в Александро-Невской лавре. Надгробие М. В. Ломоносова – мраморная стела с латинской и русской эпитафией и аллегорическим рельефом. Мастер Ф. Медико (Каррара) по эскизу Я. Штелина, 1760-е годы.
Список используемой литературы.
Ломоносов – первый профессор химии в России
Среди всех наук, которыми занимался энциклопедист Ломоносов, первое место объективно принадлежит химии: 25 июля 1745 года специальным указом Ломоносову было присвоено звание профессора химии (то, что сегодня называется академиком – тогда такого звания просто ещё не было).
Ломоносов подчёркивал, что в химии «высказанное должно быть доказываемо», поэтому он добивался издания указа о строительстве первой в России химической лаборатории, которое было завершено в 1748 году. Первая химическая лаборатория в Российской академии наук – это качественно новый уровень в её деятельности: впервые в ней был осуществлён принцип интеграции науки и практики. Выступая на открытии лаборатории, Ломоносов сказал: «Изучение химии имеет двоякую цель: одна – усовершенствование естественных наук. Другая – умножение жизненных благ».
Среди множества исследований, выполненных в лаборатории, особое место занимали химико-технические работы Ломоносова по стеклу и фарфору. Он провел более трёх тысяч опытов, давших богатый экспериментальный материал для обоснования «истинной теории цветов». Сам Ломоносов не раз говорил, что химия – его «главная профессия».
Ломоносов читал в лаборатории лекции студентам, учил их экспериментальному мастерству. Фактически это был первый студенческий практикум. Лабораторным опытам предшествовали теоретические семинары.
Уже в одной из своих первых работ – «Элементы математической химии» (1741) Ломоносов утверждал: «Истинный химик должен быть теоретиком и практиком, а также философом». В те времена химия трактовалась как искусство описывать свойства различных веществ и способы их выделения и очистки. Ни методы исследования, ни способы описания химических операций, ни стиль мышления химиков того времени не удовлетворяли Ломоносова, поэтому он отошел от старого и наметил грандиозную программу преобразования химического искусства в науку.
В 1751 году на Публичном собрании Академии наук Ломоносов произнёс знаменитое «Слово о пользе химии», в котором изложил свои взгляды, отличные от господствующих, на задачи и значение химии для химических производств. То, что задумал свершить Ломоносов, было грандиозным по своему новаторскому замыслу: он хотел всю химию сделать физико-химической наукой и впервые особо выделил новую область химического знания – физическую химию. Он писал: «Я не токмо в разных авторах усмотрел, но и собственным искусством удостоверен, что химические эксперименты, будучи соединены с физическими, особливые действия показывают». Он впервые стал читать студентам курс по «истинной физической химии», сопровождая его демонстрационными опытами.
В 1756 году в химической лаборатории Ломоносов провел серию опытов по кальцинации (прокаливанию) металлов, о которых писал: «…деланы опыты в заплавленных накрепко стеклянных сосудах, чтобы исследовать, прибывает ли вес от чистого жару; оными опытами нашлось, что славного Роберта Бойля мнение ложно, ибо без пропущения внешнего воздуха вес сожженного металла остается в одной мере…». В результате Ломоносов на конкретном примере применения всеобщего закона сохранения доказал неизменность общей массы вещества при химических превращениях и открыл основной закон химической науки – закон постоянства массы вещества. Так Ломоносов впервые в России, а позднее Лавуазье во Франции окончательно превратили химию в строгую количественную науку.
Многочисленные опыты и материалистический взгляд на явления природы привели Ломоносова к идее о «всеобщем законе природы». В письме к Эйлеру в 1748 году он писал: «Все встречающиеся в при роде изменения происходят так, что если к чему-либо нечто прибавилось, то это отнимается у чего-то другого. Так, сколько материи прибавляется к какому-нибудь телу, столько же теряется у другого. Так как это всеобщий закон природы, то он распространяется и на правила движения: тело, которое возбуждает своим толчком другое к движению, столько же теряет от своего движения, сколько сообщает другому, им двинутому». Через десять лет он изложил этот закон на собрании Академии наук, а в 1760 году опубликовал в печати. В упомянутом выше письме Эйлеру Ломоносов сообщил ему, что этот очевидный закон природы некоторые члены Академии ставят под сомнение. Когда директор академической Канцелярии Шумахер, без согласования с Ломоносовым, направил ряд работ Ломоносова, представленных к печати, на отзыв к Эйлеру, ответ великого математика был восторженным: «Все сии сочинения не токмо хороши, но и превосходны – писал Эйлер, – ибо он (Ломоносов) изъясняет физические материи, самые нужные и трудные, кои совсем неизвестны и невозможны были к толкованию самым остроумным ученым людям, с таким основательством, что я совсем уверен в точности его доказательств. При сем случае я должен отдать справедливость господину Ломоносову, что он одарован самым счастливым остроумием для объяснения явлений физических и химических. Желать надобно, чтобы все прочие Академии были в состоянии показать такие изобретения, которые показал господин Ломоносов».
Работы Ломоносова в области химии
Работы Ломоносова в области химии
Вернувшись в 1741 г. на родину Ломоносов приступил к экспериментальным исследованиям в области химии. К сожалению, сохранилось очень мало материалов, характеризующих научную деятельность молодого ученого в 40-х годах. Нет, например, сведений об опытах по получению и исследованию «горючего пара», о которых впоследствии Ломоносов упоминал в диссертации «О металлическом блеске». Но ещё в 1751 году выступил с речью, названной им «Слово о пользе химии». В общих чертах там говорилось о единстве принципов теории и практики, науки и производства. В одной из своих ранних работ, «Элементы математической химии», Ломоносов предложил краткое определение химии.
Отметим, что Ломоносов, считал, что чистых веществ в природе почти не существует, что все тела являются смешанными. «Элементы математической химии» представляли собой как бы программу будущих физико-химических исследований, многие темы которой им были впоследствии осуществлены. Ломоносов считал, что истинный химик должен быть одновременно и практиком, и теоретиком, т. е. практиком, способным «положить в основание химии начала механики». Он полагал, что «глубже проникнуть в таинства природы» можно лишь на основе применения к химическим процессам разработанной им корпускулярной философии. Он разделяет корпускулы на однородные и разнородные, первые из которых состоят из «одинакового числа элементов одних и тех же, соединенных между собой одинаковым образом». Ко вторым он относит те корпускулы, у которых «элементы их различны и соединены различным образом или в различном числе. От этого зависит бесконечное разнообразие тел».На этой основе Ломоносов разделяет химические вещества на «начала», «смешанные» и «составные».
Весной 1743 г. Ломоносов написал первый вариант своей известной работы «О действии химических растворителей вообще». Кончался период ее чисто экспериментального развития, когда химики производили с химическими веществами различные операции в большинстве случаев вслепую или на основе туманных представлений, которые оставила в наследство алхимия.
1744 год, получив необходимые химические препараты, Ломоносов осуществил большую серию экспериментов по растворению металлов в кислотах и солей в воде. Эти опыты подробно изложены в окончательном варианте работы, представленном в Академию наук 7 декабря 1744 г. и прочитанном в Академическом собрании в марте следующего года.
Процессы растворения металлов и солей Ломоносов объяснял с механических позиций, характерных для его эпохи. ойлю, он был уверен в пористой структуре как металлов и солей, так и жидких растворителей. В процессе растворения, по мнению Ломоносова, воздух, содержащийся в порах кислоты, внедряется в поры металла и, соединяясь там со «сгущенным» воздухом металла, приобретает «огромную упругость», ломая металл на мельчайшие частицы, наблюдавшиеся в микроскоп. Избытки «воздуха», образующегося при химическом взаимодействия кислоты и металла, являются одним из продуктов реакции. Ломоносов не знал тогда, что это был водород, свойства которого были изучены А. Лавуазье через два десятилетия после смерти Ломоносова.
Ломоносов правильно подметил тот случай, когда разбавленная водой кислота лучше растворяет металл, чем концентрированная. Известно, например, что многие металлы не растворяются в очень концентрированной серной кислоте, а в разбавленной водой интенсивно растворяются с выделением водорода.
Переходя к процессу растворения солей в воде, Ломоносов, прежде всего, отметил, что «все соли содержат значительное количество воды», она входит в «поры солей», и поэтому воздух, рассеянный в воде, не входит в них и «не может ни расширяться в них от возродившейся упругости, ни действовать на частицы солей». В этом случае, полагает ученый, «частицы соли отделяются друг от друга действием частиц самой воды». Вступая во взаимодействие с находящимися на поверхности частицами соли, вращающиеся частицы воды «трутся о них и одновременно об однородные себе частицы воды, входящие в состав соли, и ускоряют их вращательное движение. Вследствие этого частицы соли отделяются от основной массы и, сцепляясь с водными частицами, вместе с ними начинают двигаться поступательно и разносятся по растворителю». При этом, ускоряя вращательное движение частиц соли, частицы воды теряют часть своего вращательного движения, поэтому раствор соли в воде охлаждается.
Следует заметить, что Ломоносов основывал свои умозаключения на собственных опытах по растворению металлов и солей в различных условиях и наблюдал, как уже говорилось, процесс растворения в сильный микроскоп с 360- кратным увеличением. В результате ему удалось описать очень точные и тонкие частные наблюдения и высказать новые взгляды на процесс растворения, основывающиеся на его корпускулярной философии.
Ломоносов предвосхищает явление гидратации, заключающееся в том, что ионы, на которые распадается в растворе соль, окружаются плотно пристающими к ним молекулами воды.
В 1745 году Ломоносов пишет работу «О металлическом блеске», чуть позже «О рождении и природе селитры». В последней, учёный высказал взгляды о приложении физических законов к химии.
Довольно большой производительностью отличались печи для варки стекла, называвшиеся «финифтяными печами». Они применялись не только для экспериментальных целей, но и для приготовления значительного количества цветного стекла первых мозаичных картин Ломоносова. Эти же печи могли использоваться и для производства фарфоровых изделий. В первой русской Химической лаборатории находились также обжигательные печи и специальные вертикальные печи, в которых длительное время можно было поддерживать заданный температурный режим. Кроме различных печей, в лаборатории находилось много стеклянных и металлических сосудов для хранения реактивов и проведения экспериментов, а также большое число экспериментальных приборов и измерительных аппаратов. Многие из них были сконструированы самим Ломоносовым. Среди последних назовем изобретенный Ломоносовым специальный прибор для фильтрования под вакуумом, значительно ускоряющий этот процесс.
Говоря о применяемой химиками воде, Ломоносов обращает внимание на имеющиеся в ней примеси, способные исказить картину химических изменений, поэтому следует «для физического познания составных частей применять самую чистую воду». Далее он указывает на то, что вода входит в состав многих химических веществ, что доказывается изменением их вида при прокаливании. Следовательно, вода, применяемая в качестве средства, должна строго различаться от той, которая «существует в самом теле как составная часть».
Надо сказать, что большинство физико-химических исследований и сочинений Ломоносова остались незаконченными. Можно предположить, что основной причиной тому была незаурядная разносторонность ученого.
В заключение подведем некоторый итог сделанному Ломоносовым в химии и физической химии. За сравнительно короткое время в основанной им химической лаборатории были заложены научные основы русской промышленности по производству цветного стекла. Разработаны приемы и методы аналитических исследований руд и сырья из различных месторождений России. Работы Ломоносова в области физической химии заложили основы развития этой науки в нашей стране.
Ломоносов Михаил Васильевич
Ломоносов Михаил Васильевич
Михаил (Михайло) Васильевич Ломоносов (8 [19] ноября 1711, деревня Мишанинская, Россия — 4 [15] апреля 1765, Санкт-Петербург, Российская империя) — первый русский учёный-естествоиспытатель мирового значения, энциклопедист, химик и физик; он вошёл в науку как первый химик, который дал физической химии определение, весьма близкое к современному, и предначертал обширную программу физико-химических исследований; его молекулярно-кинетическая теория тепла во многом предвосхитила современное представление о строении материи, — многие фундаментальные законы, в числе которых одно из начал термодинамики; заложил основы науки о стекле.
Астроном, приборостроитель, географ, металлург, геолог, поэт, утвердил основания современного русского литературного языка, художник, историк, поборник развития отечественного просвещения, науки и экономики. Разработал проект Московского университета, впоследствии названного в его честь. Открыл наличие атмосферы у планеты Венера. Действительный член Академии наук и художеств (адъюнкт физического класса с 1742, профессор химии с 1745).
Михаил Васильевич родился в довольно зажиточной семье помора Василия Дорофеевича (1681—1741) и дочери просвирницы погоста Николаевских Матигор, Елены Ивановны (урождённой Сивковой ) Ломоносовых. О первых годах жизни Михаила Ломоносова имеются крайне скудные сведения. Отец, по отзыву сына, был по натуре человек добрый, но «в крайнем невежестве воспитанный». Мать М. В. Ломоносова умерла очень рано, когда ему было девять лет. В 1721 году отец женился на Феодоре Михайловне Усковой, дочери крестьянина соседней Ухтостровской волости. Летом 1724 год она умерла. Через несколько месяцев, возвратившись с промыслов, отец женился в третий раз — на вдове Ирине Семёновне (в девичестве Карельской). Для тринадцатилетнего Ломоносова третья жена отца оказалась «злой и завистливой мачехой»
Почти все Ломоносовы деревни Мишанинской до начала 20-х годов XVIII века жили одной семьёй, мужчины сообща выходили в море. Семья Ломоносовых принадлежала к опытным мореходам. Документы свидетельствуют, что ещё в 1710 году Лука Леонтьевич Ломоносов (1646—1727), двоюродный дед будущего учёного, был кормщиком — старшим в промысловой артели. А это значит, что он хорошо знал морские пути, умел управлять судами, то есть знал навигационное дело. В 1722 году отец Ломоносова, Василий Дорофеевич, получил 34 сажени пашни, построил собственный дом и стал жить самостоятельно, по-прежнему занимаясь в основном морским промыслом. Позже, в 1753 году, М. В. Ломоносов писал, что отец «довольство кровавым потом нажил».
Лучшими моментами в детстве М. В. Ломоносова были, по-видимому, его походы с отцом в море, оставившие в его душе неизгладимый след. М. В. Ломоносов начал помогать отцу с десяти лет. Они отправлялись на промыслы ранней весной и возвращались поздней осенью. Вместе с отцом будущий учёный в детстве ходил рыбачить в Белое море и до Соловецких островов. Нередкие опасности плавания закаляли физические силы юноши и обогащали его ум разнообразными наблюдениями.
1.2. Путешествие в Москву. Славяно-греко-латинская академия
В декабре 1730 года из Холмогор в Москву отправлялся караван с рыбой. Ночью, когда в доме все спали, Ломоносов надел две рубахи, нагольный тулуп, взял с собой подаренные ему соседом «Грамматику» Смотрицкого и «Арифметику» Магницкого и отправился вдогонку за караваном. На третий день он настиг его и упросил рыбаков разрешить идти вместе с ними. Отъезд из дома Ломоносов тщательно продумал. Он узнал, что только в трёх городах России — в Москве, Киеве и Санкт-Петербурге — можно овладеть высшими науками. Свой выбор он остановил на Москве. Ломоносова ожидала долгая и нелёгкая зимняя дорога. Преодолев весь путь за три недели с рыбным обозом, Ломоносов в начале января 1731 года прибыл в Москву, где он никого не знал.
В 1734 году Ломоносов отправляется в Киев, где на протяжении нескольких месяцев обучается в Киево-Могилянской академии, но не найдя там совершенно материалов для физики и математики, он «прилежно перечитывал летописи и творения святых отцов». В следующем, 1735 году, не дойдя ещё до богословского класса, Ломоносов из философского был вызван в Академию Наук, и вместе с другими двенадцатью учениками Спасского училища, отправлен в Петербург и зачислен в студенты университета при Академии Наук (Первоначально предполагалось принять двадцать человек, но ректор Калиновский избрал из них наиболее способных, в числе которых, помимо Ломоносова, оказался Виноградов, будущий товарищ его по заграничному путешествию, и Никита Попов, впоследствии ставший первым русским астрономом.
1.3. Петербургская академия
М. В. Ломоносов прибыл в Петербургскую Российскую Императорскую Академию Наук в период, когда она вступила во второе десятилетие своей деятельности. Это было уже сложившееся научное учреждение, имевшее значительный для того времени штат сотрудников. В Академии были представлены все ведущие научные дисциплины того времени.
Несмотря на длительную переписку по поводу приезда из Москвы новых студентов, Академия Наук не позаботилась об их устройстве. В первые дни пребывания в Петербурге Ломоносов и его товарищи поселились при самой Академии Наук, а в дальнейшем переехали на жительство в снятое Академией каменное здание новгородской епархии на 1-й линии Васильевского острова, около Невы. Здесь Ломоносов прожил почти полгода до отъезда в Германию.
В 1735 году в Академии было создано Российское собрание для разработки основ русского языка. Ломоносов, получив в Славяно-греко-латинской академии достаточно хорошую подготовку в области грамматики и стихосложения, вероятно, интересовался занятиями Российского собрания
За границей Ломоносов пробыл пять лет: около 3 лет в Марбурге, под руководством знаменитого Христиана Вольфа, и около года во Фрайберге, у Генкеля. Около года провел он в переездах, был в Голландии. Из Германии Ломоносов вынес не только обширные познания в области математики, физики, химии, горном деле, но в значительной степени и общую формулировку всего своего мировоззрения. На лекциях Вольфа Ломоносов мог выработать свои взгляды в области тогдашнего так называемого естественного права, в вопросах, касающихся государства.
1.4. Открытия Ломоносова в молекулярно-кинетической теории
Одним из наилучших естественнонаучных достижений М.В. Ломоносова, является его молекулярно-кинетическая теория тепла. В середине XVIII века в современной науке господствовала «теория теплорода», впервые выдвинутая Робертом Бойлем. В основе этой теории лежало представление о некой «огненной материи», посредством которой распространяется и передается тепло, а также огонь. Ломоносов (памятник Ломоносову) обращает внимание научного сообщества на то, что ни расширение тел по мере нагревания, ни увеличение веса при обжиге, ни фокусировка солнечных лучей линзой, не могут быть качественно объяснены «теорией теплорода». Связь тепловых явлений с изменением массы, отчасти, и породили представление о том, что масса увеличивается вследствие проникновения теплорода в поры тел.
Достаточное основание теплоты», по мнению М.В. Ломоносова заключается:
* «в движении какой-то материи» — так как «при прекращении движения уменьшается и теплота«, а «движение не может произойти без материи»;
* «во внутреннем движении материи», так как недоступно чувствам;
* «во внутреннем движении собственной материи» тел, то есть «не посторонней»;
* «во вращательном движении частиц собственной материи тел», так как «существуют весьма горячие тела без» двух других видов движения «внутреннего поступательного и колебательного».
Эти рассуждения имели огромный резонанс в современной европейской науке. Теория, как и подабает, более критиковалась, чем принималась учеными. В большей степени критика была направлена на следующие стороны теории:
* частицы Ломоносова обязательно шарообразны, (что не доказано);
* утверждение, что колебательное движение влечет за собой распад тела, и поэтому, не может служить источником тепла, но, напротив, общеизвестно, что частицы колоколов колеблются веками и колокола не рассыпаются;
* М. В. Ломоносов считает, что все тела состоят из корпускул — молекул, которые являются «собраниями» элементов — атомов. В своей диссертации «Элементы математической химии» (1741 год; диссертация незавершена) учёный дает такое определения: «Элемент есть часть тела, не состоящая из каких-либо других меньших и отличающихся от него тел… Корпускула есть собрание элементов, образующее одну малую массу».
В более поздней работе (1748 год) он вместо «элемента» употребляет слово «атом», а вместо «корпускула» — партикула — «частица» или «молекула». «Элементу» Ломоносов даёт современное значение — в смысле предела делимости тел — последней составной их части. Древние говорили: «Как слова состоят из букв, так и тела — из элементов». Атомы и молекулы у М.В. Ломоносова — «физические нечувствительные частицы», чем подчёркивается, что эти частицы чувственно неощутимы. Ломоносов показывает различие «однородных» корпускул, то есть состоящих из «одинакового числа одних и тех же элементов, соединенных одинаковым образом», и «разнородных» — состоящих из различных элементов.
Своей корпускулярно-кинетической теорией тепла М.В. Ломоносов предвидел многие гипотезы, сопутствовавшие дальнейшему развитию атомистики и теорий строения материи. В его положениях, логических построениях и доказательствах можно наблюдать следующие аналогии с представлениями, ставшими актуальными более чем сто лет спустя:
* Атомы — шарообразные вращающиеся частицы — следующий шаг был сделан только с гипотезой электрона (1874 год; точнее, ещё позже — с появлением модели вращательного движении частиц вокруг ядра — электронная конфигурация, вращательная симметрия), увеличение скорости вращения сказывается повышением температуры, а покой — предвосхищает мысль об абсолютном нуле и невозможности его достижения (второе начало термодинамики — 1850 год;
* По Джоулю (1844 год) теплота — следствии вращательного движения молекул; теплота, как следствие вращения частиц — у У.Д. Рэнкина — при обосновании второго закона термодинамики);
* М.В. Ломоносов впервые использует геометрическую модель для доказательства, связанного с формой, строением и взаимодействием разной величины шарообразных атомов;
* Опытным путём вплотную приблизился к открытию водорода;
* Дал кинетическую модель идеального газа, по отдельными положениям, при ряде поправок — соответствующую принятой в дальнейшем;
* Демонстрирует зависимость между объёмом и упругостью воздуха (см. закон Бойля-Мариотта), тут же указывает на дискретность её для воздуха при сильном его сжатии, что определяет конечный размер его молекул — настоящая мысль применена Я. Д. Ван-дер-Ваальсом в выводе уравнения реального газа;
* Рассматривая тепло и свет (1756—1757), М.В. Ломоносов приходит к выводам о вращательном («коловратном») распространении частиц тепла и волновом («зыблющемся») — частиц света (в 1771 году тепловое излучение, «лучистую теплоту», рассматривает К. В. Шееле);
* Русский учёный говорит об одном происхождении света и электричества, что, при определённых поправках на общие представления времени, сопоставимо с положениями электромагнитной теории Д.К. Максвелла.
Некоторые из этих утверждений в той или иной форме в дальнейшем высказывались другими учёными, в едином рассмотрении — никем. Справедливость этих аналогий и предшествие гипотез М.В. Ломоносова достаточно убедительно показаны химиком и историком науки Н.А. Фигуровским и многими другими учёными.
Вращательное движение М.В. Ломоносов открыл и положил в основу своей «Натуральной философии», как один из фундаментальных принципов мироздания. При всём умозрительно-философском характере и логике идей М.В. Ломоносова (учёный достаточно широко использовал и математический аппарат, но математика сама по себе ни есть «абсолютный гарант достоверности».
Выводы механической теории теплоты, подтвердив саму её, впервые обосновали гипотезу об атомно-молекулярном строении материи — атомистика получила объективные естественнонаучные доказательства. С корпускулярной теорией и молекулярно-кинетическими взглядами М.В. Ломоносова напрямую связанно его понимание актуальности закона сохранения вещества и силы. Принцип сохранения силы для него стал начальной аксиомой в рассмотрении аргументов в обосновании молекулярного теплового движения. Принцип этот регулярно применяется им в ранних работах. В диссертации «О действии химических растворителей вообще» (1743 год) он пишет: «Когда какое-либо тело ускоряет движение другого, то сообщает ему часть своего движения; но сообщить часть движения оно не может иначе, как теряя точно такую же часть». Похожи соображения о принципе сохранения вещества, показывающего несостоятельность теории теплорода. Руководствуясь им, М.В. Ломоносов выступает с критикой идей Р. Бойля о преобразовании огня в «стойкую и весомую» субстанцию. В 1774 году А. Л. Лавуазье опубликует работу, в которой описаны аналогичные опыты; позднее им был сформулирован и опубликован закон сохранения вещества — результаты опытов М.В. Ломоносова не были опубликованы, поэтому о них стало известно спустя 100 лет.
Основные сомнения М.В. Ломоносов с вопросом невесомости флогистона, который, удаляясь при кальцинации из металла, даёт возрастание веса продукта прокаливания — в чём учёный усматривает явное противоречие «всеобщему естественному закону». М.В. Ломоносов оперирует флогистоном как материальным веществом, которое легче воды — по существу указывая на то, что это — водород. В диссертации «О металлическом блеске» (1745 год) он пишет: «…При растворении какого-либо неблагородного металла, особенно железа, в кислотных спиртах из отверстия склянки вырывается горючий пар, который представляет собой не что иное, как флогистон, выделившийся от трения растворителя с молекулами металла и увлеченный вырывающимся воздухом с более тонкими частями спирта. Ибо:
Чистые пары кислых спиртов невоспламенимы;
Извести металлов, разрушившихся при потере горючих паров, совсем не могут быть восстановлены без добавления какого-либо тела, изобилующего горючей материей»
1.5 Краткая хронология
1731 — 15 января зачислен учеником в Московскую Славяно-греко-латинскую академию.
1731—1735 — учёба в Московской Славяно-греко-латинской академии.
1734 — учёба в Киево-Могилянской академии.
1736 — 12 января зачислен студентом в Санкт-Петербургский академический университет.
1736 — 4 октября для обучения горному делу и металлургии направлен в Германию.
1736—1739 — обучался в Марбургском университете.
1737 — с января слушает курс механики профессора Х. Вольфа и курс теоретической химии профессора Ю. Г. Дуйзинга.
1739 — в феврале женился на дочери квартирной хозяйки Елизавете-Христине Цильх.
1739 — 8 ноября родилась дочь; 9 ноября — крещена в церкви реформатской общины с именем Екатерина-Елизавета.
1739—1740 — под руководством И. Ф. Генкеля обучался горному делу.
1740 — 26 мая обвенчался в церкви реформатской общины Марбурга с Елизаветой-Христиной Цильх.
1740 — в конце мая, направляясь на родину, под Дюссельдорфом «показался пруссакам годною рыбою на их уду» и обманом «забрит» был в рекруты, но в октябре бежал, прибыл чрез Арнгейм и Утрехт в Амстердам, далее — в Гаагу и, только после возвращения вновь в Амстердам, оттуда отправился морем в Россию.
1741 — 8 июня вернулся в Санкт-Петербург.
1741 — 22 декабря в Марбурге у Ломоносова родился сын, названный при крещении Иваном.
1742 — 8 января определён адъюнктом физического класса Академии наук и художеств.
1745 — 25 июля назначен профессором химии Академии наук и художеств.
1746 — 20 июня впервые читает на русском языке публичные лекции по физике.
1748 — создал первую в России научно-исследовательскую и учебную химическую лабораторию.
1748—1757 — проводил в химической лаборатории работы по изготовлению цветных стёкол и красок, химическому анализу руд.
1749 — 21 февраля родилась дочь Елена.
1752—1753 — в химической лаборатории читал первый в истории курс лекций по физической химии.
1753 — основана стекольная фабрика в деревне Усть-Рудица.
1755 — по проекту М. В. Ломоносова учреждён Московский университет.
1757 — назначен советником Академической канцелярии.
1758 — становится руководителем Исторического собрания, Географического департамента, академических университета и гимназии.
1760 — 30 апреля Шведская королевская академия наук избрала М. В. Ломоносова своим почётным членом.
1763 — 10 октября избран членом Академии трёх знатнейших художеств (за мозаичные работы).
1764 — 17 апреля избран почётным членом Академии наук Болонского института.
1765 — 8 апреля похоронен на Лазаревском кладбище Александро-Невской лавры.