CAVENDISH, HENRY(Cavendish, Henry) (1731–1810), fizician și chimist englez. Născut la 10 octombrie 1731 la Nisa. Fiul lui Lord Charles Cavendish, care era rudă cu Ducele de Devonshire și Ducele de Kent. Patru ani de studiu la Universitatea Cambridge (1749–1753) i-au insuflat lui Cavendish dragostea pentru științele naturale. După ce a moștenit o mare avere, și-a cheltuit aproape toate veniturile pentru efectuarea de experimente. A înființat un laborator în casa lui din Londra, adunând cele mai bune instrumente și instrumente ale vremii. În 1766, Cavendish a publicat prima lucrare importantă despre chimie - Aer artificial (aer fictiv), unde a fost raportată descoperirea „aerului combustibil” (hidrogen). În 1784 și 1785, alte două lucrări ale sale au fost publicate în Transactions of the Royal Society. Primul dintre ele a descris experimente privind arderea unui amestec de gaze din 5 părți aer obișnuit și 2 părți hidrogen pentru a forma apă, ceea ce a indicat natura complexă a acestei substanțe. A doua lucrare a arătat că atunci când o descărcare electrică este trecută prin aer deasupra suprafeței apei, azotul reacționează cu oxigenul pentru a forma acid azotic. În același timp, Cavendish a atras atenția asupra faptului că 1/120 din volumul original de aer nu reacționează. Din cauza imperfecțiunii metodelor și instrumentelor analitice, Cavendish nu a putut detecta noi elemente în reziduul de gaz nereacționat. Au fost descoperite mai mult de o sută de ani mai târziu de W. Ramsay și numite gaze nobile (inerte).

În 1796–1798, Cavendish a fost implicat în determinarea căldurii tranzițiilor de fază și a capacității termice specifice a diferitelor substanțe. A inventat eudiometrul, un dispozitiv pentru analiza amestecurilor de gaze care conțin substanțe inflamabile, și a introdus în practică desicanții. A anticipat multe invenții ale secolului al XIX-lea. în domeniul electricității, dar toate lucrările sale au rămas în arhiva familiei din Devonshire până când J. Maxwell și-a publicat lucrările alese în 1879. În 1798 a proiectat o balanță de torsiune și a folosit-o pentru a măsura forța de atracție dintre două sfere, confirmând legea gravitației universale; a determinat constanta gravitațională, masa și densitatea medie a Pământului. Fiind un adept al teoriei flogistului, el nu a contestat totuși punctele de vedere ale contemporanului său A. Lavoisier, admițând că teoria sa avea dreptul de a exista. Printre lucrările sale publicate se numără Fenomene electrice (Fenomene de electricitate, 1771); Descoperirea compoziției apei (Descoperirea compoziției apei, 1784); Descoperirea compoziției acidului azotic (Descoperirea compoziției acidului azotic, 1785); Punctul de îngheț al mercurului (Punctul de îngheț al lui Mercur, 1783); Experimente pentru a determina densitatea Pământului (Experimente pentru a determina densitatea Pământului, 1798); O metodă îmbunătățită pentru calibrarea instrumentelor astronomice (O metodă îmbunătățită pentru absolvirea instrumentelor astronomice, 1809).

Biografie

Henry Cavendish s-a născut pe 10 octombrie 1731 în Grozavîn familia lordului Charles Cavendish, fiul celui de-al doilea Duce de Devonshire William Cavendish și Lady Anne Grey, fiica primului duce Kenta Henry Gray. Fratele mai mic al lui Henry, Frederick, a suferit leziuni grave ale creierului în urma unei căderi accidentale la vârsta de douăzeci și unu de ani în timpul ultimului său an în Universitatea Cambridge. Dovezile sugerează că încerca să repete celebrul experiment Benjamin Franklin despre natură fulgerîn timpul apropierii furtuni, și a căzut de la fereastra de sus a clădirii. A avut nevoie de îngrijire specială de-a lungul vieții. Lady Anne a murit, probabil de tuberculoză, la scurt timp după ce sa născut Frederick, așa că niciunul dintre băieți nu și-a cunoscut mama. Familia Cavendish a fost strâns asociată cu multe dintre familiile aristocratice ale Marii Britanii, cu o istorie care se întinde în urmă cu aproximativ opt secole și datează din epocă. Normanzii.

Henry, împreună cu fratele său Frederick, și-au primit educația timpurie acasă. Inițial s-a planificat continuarea educației fraților în Eton- o școală engleză clasică care a oferit o pregătire bună pentru viitorii oameni de stat. Cu toate acestea, nici Henry, nici fratele său nu au manifestat vreo înclinație către știința juridică, așa că tatăl lor a decis să-i trimită la o instituție științifică specializată. S-a stabilit la Academia Hackney, mulți dintre ai cărei profesori erau familiarizați îndeaproape cu mințile de conducere ale științei moderne. Henry și Frederick au fost primii membri ai familiei Cavendish care au absolvit Academia Hackney, dar școala a devenit mai târziu foarte populară printre alte familii aristocratice engleze.

În 1749, la vârsta de optsprezece ani, Henry a intrat în Universitatea Cambridgeși, continuând tradiția familiei, devine al douăzeci și primul membru al familiei Cavendish care a intrat în această universitate. Fratele său Ferderic intră la universitate doi ani mai târziu. Studiul la universitate, care a absorbit ideile lui Isaac Newton, a influențat foarte mult viziunile fraților asupra lumii. Henry Cavendish a părăsit universitatea în 1753 fără a primi o diplomă pentru că nu a văzut nevoia de o carieră academică. După ce a părăsit universitatea, începe să-și desfășoare propriile cercetări științifice în intimitatea casei sale.

Realizări științifice

Chimie pneumatică

Lucrările publicate de Cavendish se referă în principal la studiul gazelor și datează din perioada 1766-1788. Ne vom concentra asupra lucrării principale a omului de știință „Artificial aer" Această lucrare este de mare interes științific, vorbind despre compoziție și proprietăți apă.

Cercetarea pneumatică a lui Cavendish este remarcabilă pentru numărul de descoperiri la care a condus. Printre cele mai semnificative dintre ele este prima declarație completă a proprietăților hidrogenși dioxid de carbon; demonstrarea constanţei compoziţiei atmosferice aerși primul său calcul al compoziției sale de precizie relativ mare; înregistrări ale experimentelor celebre care au dus la descoperirea proprietăților nebanale ale apei și la descoperirea compoziției acid azotic.

Înainte de experimentele fundamentale ale lui Cavendish, chimia pneumatică nu exista cu greu. În lucrările câtorva oameni de știință din întreaga lume, au existat referiri la un „lichid elastic” care participă la anumite transformări chimice. Paracelsus avea ceva cunoştinţă cu hidrogen. Van Helmont, care a introdus conceptul " gaz”, a lucrat la evidențiere dioxid de carbonși unii compuși gazoși inflamabili carbonȘi sulf , Boyleîn experimentele mele pe care le-am întâlnit acid carbonicși hidrogen.

Oamenii de știință enumerați au fost cel mai aproape de înțelegere gazele ca substanțe individuale, dar sunt prea puțin familiarizați cu diferitele lor proprietăți prin care aceste gaze pot fi distinse și recunoscute. Încredere că este aer, mai degrabă decât gazele individuale, eliberate în timpul reacției, a fost caracteristică aproape tuturor chimiștilor din a doua jumătate a secolului al XVIII-lea. Dezvoltarea chimiei pneumatice ar putea avea loc doar pe baza observării diferenţelor dintre artificiale aer, dar chimiștii au acordat puțină atenție acestor diferențe, indicând doar asemănările și diferențele dintre gazele rezultate și aerul atmosferic.

Un exemplu izbitor îl constituie celebrele eseuri ale lui Stephen Hayles, în care scrie despre reacții în care un „atmosferic aer" sau "elastic lichide" Conform înțelegerii moderne, în cursul cercetărilor sale el a primit de fapt oxigen , hidrogen , azot , clor , dioxid de carbon , acid sulfuros si altii gazele. Hales nu a observat diferențe de miros, culoare, solubilitate în apă sau inflamabilitate a substanțelor rezultate. El le considera identice cu cele atmosferice aer, pentru că au arătat la fel elasticitateși, așa cum i s-a părut omului de știință din cauza inexactității echipamentului, aveau aceleași greutăți. El a considerat diferențele lor izbitoare de reactivitate ca fiind rezultatul amestecării accidentale a „aerului adevărat” cu impurități străine și nu ca proprietăți esențiale și distincte ale diferitelor „lichide elastice” sau gaze.

Hacourt explorează experimente Boyle, a remarcat unele diferențe între „lichidele elastice” pe care le-a obținut și aerul atmosferic. În lipsa altor dovezi, această teorie a fost respinsă ca falsă.

1754 marchează însă apariția primei disertații Negru, care arată existența a cel puțin unui „lichid elastic” care are proprietăți chimice permanente diferite de cele ale atmosferei aer. Întrucât rezultatele cercetării sale au fost împotriva opiniei predominante, el nu îndrăznește să dea cele evidențiate gaz (hidrogen) titlu și se referă la eroarea experimentului, plănuind să-l efectueze mai precis în viitor.

Ceea ce urmează sunt încercări de a determina cantitățile de „aer legat” în carbonați Metale alcaline. Pentru a face acest lucru, Cavendish a măsurat pierderea mase soluție la interacțiune carbonați Cu acid clorhidric. A concluzionat că carbonat de amoniu conţine mult mai mult aer legat decât marmură, deoarece reacția cu acidul clorhidric decurge mai violent.

Cavendish a reușit să determine cu exactitate compoziția atmosfera Pământ. După măsurători atente, omul de știință a concluzionat că „obișnuitul aer constă dintr-o parte aer fără flogiston(oxigen) și patru părți de aer cu flogiston (azot).”

O lucrare din 1785 descrie un experiment în care Cavendish a reușit să-l elimine oxigenȘi azot din probă atmosferice aer, dar în același timp a rămas o anumită parte pe care omul de știință nu a putut-o îndepărta prin metode cunoscute de el. Din acest experiment, Cavendish a concluzionat că nu mai mult de 1/120 din atmosferă aer constă din alte gaze decât oxigenul și azotul. Cu toate că argon era deja cunoscut pe atunci, a durat vreo sută de ani pentru RamsayȘi Rayleigh a arătat că acest gaz este cel care constituie partea reziduală atmosferice aer.

Constanta gravitațională

Pe lângă realizările sale în domeniu chimie, Cavendish este cunoscut și pentru experimentele sale, cu ajutorul cărora a putut măsura gravitațională fortași determinați valoarea exactă densitate Pământ. Pe baza rezultatelor sale, este posibil să se calculeze valoarea pentru G = 6,754·10−11 m²/kg², care coincide bine cu valoarea binecunoscută 6,67428·10−11 m²/kg². Pentru experimentul său, Cavendish a folosit echipamente construite și proiectate de geologul John Mitchell, care a murit înainte de începerea experimentului. Echipamentul a fost trimis lui Cavendish, care a finalizat experimentul în 1797 și a publicat rezultatele în 1798.

Configurația experimentală a constat în solzi de torsiune pentru măsurare gravitațională atracție între doi conduce bile cântărind 350- lire sterlineși o pereche de bile de 2 inci cântărind 1,61 lire sterline. Folosind acest echipament, Cavendish a constatat că media densitate Pământ de 5,48 ori mai multă densitate apă. John Henry Poynting a observat mai târziu că datele ar fi trebuit să aibă ca rezultat o valoare de 5,448 și, într-adevăr, acest număr este media celor douăzeci și nouă de experimente ale lui Cavendish descrise în lucrarea sa.

Cercetarea energiei electrice

Cavendish deține mai multe lucrări privind studiul proprietăților electricitate scris pentru Societatea Regală, dar majoritatea experimentelor sale au fost adunate și publicate James Maxwell doar un secol mai târziu, în 1879, la scurt timp după ce alți oameni de știință ajunseseră la aceleași rezultate. Descoperirile lui Cavendish includ:

• Concept potential electric, pe care l-a numit „gradul de electrificare”
• Determinarea capacităţii sferei şi condensator
• Concept constantă dielectrică material
• Relație între potential electricȘi soc electric, care se numește acum Legea lui Ohm. (1781)
• Legi pentru separare actual V circuite paralele care este asociat în prezent cu numele Charles Wheatstone
• Legea inversă a pătratului a schimbării electric putere Cu distanţă care se numește acum legea lui Coulomb.

Stabilită experimental (1771) influenţa mediului asupra capacitate condensatoareși a determinat (1771) valoarea constantelor dielectrice ale unui număr de substanțe. În 1798 a proiectat torsiune cântareşi măsurate cu ajutorul lor forța de atracție între două sfere, confirmând legea gravitației universale; determinat constantă gravitațională, masa si medie densitate Pământ. A lucrat la definițiile căldurii tranziții de fază si specifice capacitate termică diverse substanțe. Inventat audiometrul- instrument de analiză gaz amestecuri conţinând substanţe inflamabile, a introdus în practică desicanţi. A anticipat multe invenții ale secolului al XIX-lea în domeniul electricității, dar toate lucrările sale au rămas în proprietatea arhivei familiei din Devonshire până în 1879. James Maxwell nu și-a publicat lucrările alese. Un laborator fizic înființat în 1871 poartă numele lui Cavendish. Universitatea Cambridge.

• Cavendish ducea o viață liniștită și retrasă. A comunicat cu servitoarele sale exclusiv prin note și nu a stabilit relații personale în afara familiei. Potrivit unei surse, Cavendish folosea adesea ușa din spate pentru a ajunge acasă pentru a-și evita menajera. Unii medici moderni (de exemplu, Oliver Sacks) sugerează că Cavendish a suferit sindromul Asperger, deși s-ar putea să fi fost doar foarte timid. Cercul lui social se limita doar la club Societatea Regală, ai căror membri au luat masa împreună înaintea întâlnirilor săptămânale. Cavendish rareori rata aceste întâlniri și era profund respectat de contemporanii săi.

• De asemenea, îi plăcea să colecteze mobilier fin lucrat și să achiziționeze documentat „zece scaune și o canapea din mahon tapițată cu satin”.

• Modul preferat al lui Cavendish de a cheltui bani era caritate. Odată, după ce a aflat că un student care îl ajuta să-și organizeze biblioteca se afla într-o situație financiară dificilă, Cavendish i-a scris imediat un cec de 10 mii de lire sterline - o sumă uriașă la acel moment. A acționat în acest fel toată viața - și, cu toate acestea, a avut întotdeauna la dispoziție milioane de lire sterline, de parcă ar fi avut o fabuloasă „rulă irecumparabilă”.

• Cavendish a fost complet indiferent față de lumea din jurul său și nu a fost niciodată interesat de evenimentele care aveau loc în această lume - chiar și de cele atât de semnificative precum Revolutia Franceza sau Războaiele napoleoniene, măturat peste Europa.

• Majoritatea lucrărilor științifice ale lui Cavendish nu au fost publicate decât în ​​a doua jumătate a secolului al XIX-lea, când James Maxwell a început să analizeze arhivele Cavendish. Și chiar și acum, mai multe cutii pline cu manuscrise și instrumente, al căror scop nu poate fi determinat, rămân nedemontate.

• Una dintre consecințele acesteia gravitațională măsurătorile au fost destul de precise densitate. Cu toate acestea, acest rezultat nu a fost cunoscut timp de aproape 100 de ani, deoarece lui Cavendish nu i-a păsat de publicarea lucrării sale, nici de vreo recunoaștere de către lumea științifică.

• În 1775, el a invitat șapte oameni de știință eminenti să demonstreze electricitatea artificială stingrayși lăsați toată lumea să simtă electric deversare, absolut identic cu modul în care o adevărată stingray își paralizează victimele. Iar la finalul spectacolului, el, înaintea contemporanilor săi GalvaniȘi Volta, a anunțat solemn celor invitați că această nouă forță pe care a demonstrat-o a fost cea care va revoluționa într-o zi întreaga lume.

• Deși se crede pe scară largă că renumitul Laborator Cavendish este numit după Henry Cavendish, acest lucru nu este adevărat. Este numit după ruda lui Henry, William Cavendish, al 7-lea duce de Devonshire. A fost cancelar al Universității din Cambridge și a donat o sumă importantă pentru deschiderea primului laborator de predare și cercetare din lume la universitate.

• Cu vreo 11 ani înainte pandantiv legea interacțiunii sarcinilor a fost descoperită de G. Cavendish, dar rezultatul nu a fost publicat și a rămas necunoscut multă vreme.

• A murit necăsătorit la 24 februarie 1810, lăsând o avere de 700.000 de lire sterline și un venit anual suplimentar de 6.000 de lire sterline din avere. Din păcate, nici măcar o liră din această bogăție nu a fost donată științei. Testamentul omului de știință conținea o cerință categorică ca cripta cu sicriul său să fie bine zidită imediat după înmormântare și nu existau inscripții în exterior care să indice cine a fost îngropat în această criptă. Și așa s-a făcut. Cavendish a fost îngropat Catedrala din Derby. Nu a fost efectuată nici o examinare a cadavrului, nici o autopsie. Și nici un singur portret de încredere al lui Cavendish nu a supraviețuit.

Biografie

Henry Cavendish (în engleză: Henry Cavendish; 10 octombrie 1731 - 24 februarie 1810) - fizician și chimist britanic, membru al Societății Regale din Londra (din 1760).

Henry Cavendish s-a născut la 10 octombrie 1731 la Nisa în familia lordului Charles Cavendish, fiul celui de-al doilea duce de Devonshire, William Cavendish, și al lui Lady Anne Gray, fiica primului duce de Kent, Henry Gray. Fratele mai mic al lui Henry, Frederick, a suferit leziuni grave ale creierului într-o cădere accidentală la vârsta de douăzeci și unu de ani în timpul ultimului său an la Universitatea Cambridge. Dovezile sugerează că el încerca să repete faimosul experiment al lui Benjamin Franklin despre natura fulgerului în timpul unei furtuni care se apropia și a căzut de la fereastra de sus a clădirii. A avut nevoie de îngrijire specială de-a lungul vieții. Lady Anne a murit, probabil de tuberculoză, la scurt timp după ce sa născut Frederick, așa că niciunul dintre băieți nu și-a cunoscut mama. Familia Cavendish a fost strâns asociată cu multe dintre familiile aristocratice ale Marii Britanii, cu o istorie care datează de aproximativ opt secole până în epoca normandă.

Henry, împreună cu fratele său Frederick, și-au primit educația timpurie acasă. Inițial, s-a planificat continuarea educației fraților la Eton, o școală engleză clasică care a oferit o pregătire bună pentru viitorii oameni de stat. Cu toate acestea, nici Henry, nici fratele său nu au manifestat vreo înclinație către știința juridică, așa că tatăl lor a decis să-i trimită la o instituție științifică specializată. S-a stabilit la Academia Hackney, mulți dintre ai cărei profesori erau familiarizați îndeaproape cu mințile de conducere ale științei moderne. Henry și Frederick au fost primii membri ai familiei Cavendish care au absolvit Academia Hackney, dar școala a devenit mai târziu foarte populară printre alte familii aristocratice engleze.

În 1749, la vârsta de optsprezece ani, Henry a intrat la Universitatea Cambridge și, continuând tradiția familiei, a devenit cel de-al douăzeci și primul membru al familiei Cavendish care a intrat în această universitate. Fratele său Frederick intră la universitate doi ani mai târziu. Studiul la universitate, care a absorbit ideile lui Isaac Newton, a influențat foarte mult viziunile fraților asupra lumii. Henry Cavendish părăsește universitatea în 1753 fără a primi o diplomă academică, pentru că nu vede nevoia unei cariere academice. După ce a părăsit universitatea, începe să-și desfășoare propriile cercetări științifice în intimitatea casei sale.

Realizări științifice

Chimie pneumatică

Lucrările publicate de Cavendish se referă în principal la studiul gazelor și datează din 1766-1788. Ne vom concentra pe munca principală a omului de știință „Aerul artificial”. Această lucrare este de mare interes științific, vorbind despre compoziția și proprietățile apei.

Cercetarea pneumatică a lui Cavendish este remarcabilă pentru numărul de descoperiri la care a condus. Printre cele mai semnificative dintre acestea se numără prima declarație completă a proprietăților hidrogenului și dioxidului de carbon; demonstrarea constanței compoziției aerului atmosferic și primul calcul al compoziției sale cu o precizie relativ mare; înregistrări ale experimentelor celebre care au dus la descoperirea proprietăților nebanale ale apei și la descoperirea compoziției acidului azotic.

Înainte de experimentele fundamentale ale lui Cavendish, chimia pneumatică nu exista cu greu. În lucrările câtorva oameni de știință din întreaga lume, au existat referiri la un „lichid elastic” care participă la anumite transformări chimice. Paracelsus avea oarecare cunoștință cu hidrogenul. Van Helmont, care a introdus conceptul de „gaz”, a lucrat la separarea dioxidului de carbon și a unor compuși gazoși inflamabili de carbon și sulf Boyle a întâlnit acid carbonic și hidrogen în experimentele sale.

Oamenii de știință enumerați erau cel mai aproape de a înțelege gazele ca substanțe individuale, dar erau prea puțin familiarizați cu diferitele lor proprietăți prin care aceste gaze pot fi distinse și recunoscute. Convingerea că aerul, și nu gazele individuale, a fost eliberat în timpul procesului de reacție a fost caracteristică aproape tuturor chimiștilor din a doua jumătate a secolului al XVIII-lea. Dezvoltarea chimiei pneumatice nu s-a putut produce decât pe baza observării diferenţelor dintre aerul artificial obţinut în diferite reacţii, dar chimiştii au acordat puţină atenţie acestor diferenţe, indicând doar asemănările şi diferenţele dintre gazele rezultate şi aerul atmosferic.

Un exemplu izbitor sunt celebrele eseuri ale lui Stephen Hayles, în care scrie despre reacții în care „aerul atmosferic” sau „lichidele elastice” sunt eliberate. Conform ideilor moderne, în cursul cercetărilor sale a primit de fapt oxigen, hidrogen, azot, clor, dioxid de carbon, acid sulfuros și alte gaze. Hales nu a observat diferențe de miros, culoare, solubilitate în apă sau inflamabilitate a substanțelor rezultate. El le-a considerat a fi identice cu aerul atmosferic deoarece prezentau aceeași elasticitate și, așa cum i s-a părut omului de știință din cauza inexactității echipamentului, aveau aceleași greutăți. El a considerat diferențele lor izbitoare de reactivitate ca fiind rezultatul amestecării accidentale a „aerului adevărat” cu impurități străine și nu ca proprietăți esențiale și distincte ale diferitelor „lichide elastice” sau gaze.

Hacourt, examinând experimentele lui Boyle, a remarcat unele diferențe între „lichidele elastice” pe care le-a obținut și aerul atmosferic. În lipsa altor dovezi, această teorie a fost respinsă ca falsă.

1754 marchează însă apariția primei disertații a lui Black, care arată existența a cel puțin unui „lichid elastic” care are proprietăți chimice permanente diferite de cele ale aerului atmosferic. Întrucât rezultatele cercetărilor sale au fost contrare opiniei predominante, el nu îndrăznește să dea un nume gazului izolat (hidrogen) și se referă la o eroare experimentală, plănuind să o definească mai precis în viitor.

Cu toate acestea, Black face un mare pas înainte față de predecesorii săi. În lucrările ulterioare el descrie proprietățile unei soluții de acid carbonic; doisprezece ani mai târziu, Cavendish arată că are exact aceleași proprietăți chimice în stare liberă.

„Aer artificial”

Primul său raport despre gaze, intitulat „Aer artificial”, a fost publicat în 1766. Începe prin definirea aerului artificial ca fiind „orice fel de aer care este conținut în alte organe într-o stare „inelastică” și poate fi obținut de acolo”. Aceasta este urmată de referiri la lucrarea lui Black, în care acesta își declară intenția de a folosi termenul „aer fix” pentru a se referi la gazul conținut în carbonații elementelor alcaline și alcalino-pământoase. Cavendish numește și acest gaz „neinflamabil”, contrastând cu gazul care este eliberat în timpul dezintegrarii organismelor vii și a interacțiunii metalelor cu acizii. Termenii „inflamabil” și „neinflamabil” au găsit ulterior o utilizare largă.

Cavendish își împarte mesajul în trei părți: prima se referă la hidrogen, a doua la dioxid de carbon și a treia la gazele eliberate în timpul fermentației și putrefacției. Principalele observații ale lui Cavendish au inclus următoarele: zincul, fierul și staniul au fost singurele metale care au eliberat „aer inflamabil” atunci când reacționează cu soluții diluate de acizi sulfuric și clorhidric. Zincul s-a dizolvat în ambii acizi într-un ritm mai rapid decât fierul și staniul, dar aceeași cantitate de gaz a fost eliberată indiferent de acidul utilizat. Fierul a dat aceeași cantitate de „gaz inflamabil” în soluții de acid sulfuric de diferite puteri. Staniul se dizolvă cel mai bine în acid clorhidric cald. O uncie de zinc a produs aproximativ 356, o uncie de fier 412 și o uncie de staniu 202 uncii de „gaz combustibil”.

Toate aceste metale s-au dizolvat ușor în protoxid de azot (acid azotic) și au produs „aer neinflamabil” (oxizi de azot), precum și în ulei fierbinte de vitriol (acid sulfuric concentrat), producând și „aer neinflamabil” cu un puternic miros neplăcut.

Din aceste observații, Cavendish a ajuns la concluzia că, atunci când metalele sunt dizolvate în acid sulfuric sau clorhidric diluat, „flogistonul lor zboară, fără a-și schimba natura odată cu schimbarea acidului și formând „aer combustibil”, dar când metalele reacţionează cu concentrat. acid sulfuric sau azotic, flogistul lor își pierde inflamabilitatea.”

În lucrarea sa, Cavendish a subliniat următoarele proprietăți ale „gazului combustibil” (hidrogen): nu își pierde elasticitatea, nu prezintă dizolvare vizibilă în apă și nu interacționează cu alcalii. Cavendish a investigat, de asemenea, efectul compoziției amestecului de oxigen și hidrogen asupra explozivității. Un amestec de o parte „aer combustibil” și nouă părți „obișnuit” ars exclusiv în limitele navei în cauză. Un amestec de 8 părți „aer combustibil” și 2 părți „normal” aprins fără explozie. Când cantitatea de hidrogen s-a dublat aproximativ, arderea a avut loc în mod exploziv. Din aceste experimente, Cavendish a încercat să stabilească proporția dintre hidrogen și aerul atmosferic necesară arderii complete a amestecului, dar a făcut greșeala de a calcula că sunt necesare 7 volume de aer pentru două volume de hidrogen, în timp ce 5 volume din acesta din urmă ar fi fi suficient.

Cavendish a încercat, de asemenea, să stabilească masa „gazului inflamabil” al hidrogenului. El a concluzionat că aerul inflamabil scapă de 8.760 de ori mai ușor decât apa sau de 11 ori mai ușor decât „aerul obișnuit”. Cu toate acestea, hidrogenul este de 14,4 ori mai ușor decât aerul.

Cavendish completează prima parte a lucrării sale cu un studiu al interacțiunii cuprului cu acidul clorhidric și încearcă să obțină un „gaz combustibil” în acest fel. Omul de știință ajunge la concluzia că gazul eliberat în reacție (acid clorhidric gazos) nu se aprinde atunci când este amestecat cu aerul atmosferic și, de asemenea, își pierde elasticitatea atunci când interacționează cu apa (din cauza dizolvării), ceea ce înseamnă că nu este posibil să se obțină un „gaz inflamabil” în acest fel pare posibil. Cavendish nu a studiat acidul clorhidric gazos.

A doua parte a lucrării lui Cavendish este intitulată „Experimente cu aer legat sau aer artificial obținut din substanțe alcaline prin reacție cu acizi sau calcinare”.

În descrierea acestei părți a lucrării, Cavendish se bazează pe rezultatele obținute de Black cu privire la efectul acidului carbonic asupra durității carbonaților. Cavendish a obținut dioxid de carbon prin dizolvarea marmurei în acid clorhidric. El a descoperit că gazul eliberat este solubil în apă, interacționează rapid cu alcalii, dar poate persista până la un an sub un strat de mercur fără a-și pierde elasticitatea și proprietățile chimice. Pentru a determina solubilitatea dioxidului de carbon în apă, Cavendish a folosit un aparat, a cărui descoperire este adesea atribuită lui Priestley. Cavendish a eliberat volume cunoscute de gaz și apă aflate în studiu într-un vas gradat umplut cu mercur; Astfel, el a stabilit că „la o temperatură de 55°, apa absoarbe mult mai mult din gazul studiat decât aerul obișnuit”. În timpul experimentelor sale, el a descoperit, totuși, că apa nu absoarbe întotdeauna același volum de gaz legat în marmură. Omul de știință a explicat acest fapt prin faptul că acest gaz conține substanțe care au solubilitate diferită în apă. Omul de știință a mai descoperit că apa rece dizolvă mult mai mult din acest gaz decât apa caldă; pentru a explica acest fapt, a dat exemplul apei clocotite, care nu numai că nu este capabilă să absoarbă niciun gaz, dar este și lipsită de ceea ce a absorbit deja.

Densitatea acidului carbonic a fost determinată în același mod ca și în cazul hidrogenului, sa dovedit a fi egală cu 1,57 densitatea aerului atmosferic. Această definiție reproduce îndeaproape valoarea cunoscută în prezent de 1,529. Inexactitatea determinării se datorează prezenței unui amestec de acid clorhidric gazos, precum și a echipamentelor imperfecte. Au fost efectuate o serie de experimente privind efectul dioxidului de carbon asupra procesului de ardere. Cavendish a folosit o configurație simplă care conținea un borcan de sticlă și o lumânare de ceară. Dacă în borcan era doar aer atmosferic, lumânarea ardea timp de 80 de secunde. Când borcanul conținea o parte de „aer legat” (dioxid de carbon) și 19 părți de aer atmosferic, lumânarea a ars timp de 51 de secunde, cu un raport de la 1 la 9 - doar 11 secunde. Astfel, adăugarea chiar și a unor cantități mici de dioxid de carbon în aerul atmosferic îl privează pe acesta din urmă de capacitatea sa de a susține arderea.

Ceea ce urmează sunt încercări de a determina cantitățile de „aer legat” în carbonați de metale alcaline. Pentru a face acest lucru, Cavendish a măsurat pierderea de masă a soluției în timpul interacțiunii carbonaților cu acidul clorhidric. El a concluzionat că carbonatul de amoniu conține mult mai mult aer legat decât marmura, deoarece reacția cu acidul clorhidric este mai violentă.

A treia parte a lucrării lui Cavendish este dedicată „Aerului format în procesele de fermentație și putrefacție”. McBride, urmând sugestia lui Black, a arătat că aceste procese produc exclusiv dioxid de carbon. Cavendish a confirmat acest rezultat prin experimente privind fermentarea vinului dulce și a sucului de mere. Într-adevăr, gazul eliberat în aceste procese a fost complet absorbit de carbonatul de potasiu și, de asemenea, a avut aceeași solubilitate în apă, acțiune a flăcării și greutate specifică ca „aerul” eliberat din marmură.

Cavendish a obținut gaze eliberate în timpul procesului de descompunere prin descompunerea bulionului la o temperatură apropiată de punctul de fierbere al apei. Experimentul a fost efectuat până când gazul a încetat să mai fie eliberat. Gazul rezultat a fost trecut printr-o soluție de carbonat de potasiu, în timp ce dioxidul de carbon a fost absorbit și ceea ce a rămas a fost un amestec de „aer obișnuit” și puțin „aer inflamabil” într-un raport de 1 la 4,7. Apoi, Cavendish a determinat greutatea specifică a amestecului rezultat și a comparat-o cu greutatea specifică a 1 parte de aer atmosferic și 4,7 părți de hidrogen; ponderea acestora din urmă s-a dovedit a fi mai mică. Omul de știință a concluzionat că noul „gaz inflamabil” obținut are aproape aceeași natură cu cel obținut prin interacțiunea metalelor cu acizii.

Cavendish a reușit să determine cu exactitate compoziția atmosferei Pământului. După măsurători atente, omul de știință a ajuns la concluzia că „aerul obișnuit este format dintr-o parte de aer fără flogiston (oxigen) și patru părți de aer cu flogiston (azot).”

O lucrare din 1785 descrie un experiment în care Cavendish a reușit să elimine oxigenul și azotul dintr-o probă de aer atmosferic, dar mai exista o anumită porțiune pe care omul de știință nu a putut-o elimina folosind metodele cunoscute de el. Din acest experiment, Cavendish a concluzionat că nu mai mult de 1/120 din aerul atmosferic este format din alte gaze decât oxigenul și azotul. În ciuda faptului că argonul era deja cunoscut la acea vreme, a durat aproximativ o sută de ani pentru ca Ramsay și Rayleigh să demonstreze că acest gaz a constituit partea reziduală a aerului atmosferic.

Constanta gravitațională

Pe lângă realizările sale în domeniul chimiei, Cavendish este renumit și pentru experimentele sale, cu ajutorul cărora a reușit să măsoare forța gravitațională și să determine valoarea exactă a densității Pământului. Pe baza rezultatelor sale, este posibil să se calculeze valoarea pentru G = 6,754·10−11 N m²/kg², care este în acord cu valoarea acceptată în prezent de 6,67384·10−11 N m²/kg². Pentru experimentul său, Cavendish a folosit echipamente construite și proiectate de geologul John Michell, care a murit înainte de începerea experimentului. Echipamentul a fost trimis lui Cavendish, care a finalizat experimentul în 1797 și a publicat rezultatele în 1798.

Articolul principal: Experimentul Cavendish Configurația experimentală a constat într-o balanță de torsiune pentru a măsura atracția gravitațională dintre două bile de plumb de 350 de lire și o pereche de bile de 2 inci și 1,61 de lire. Folosind acest echipament, Cavendish a stabilit că densitatea medie a Pământului era de 5,48 ori mai mare decât a apei. John Henry Poynting a remarcat mai târziu că datele ar fi trebuit să aibă ca rezultat o valoare de 5,448 și, într-adevăr, acest număr este media celor douăzeci și nouă de experimente ale lui Cavendish descrise în lucrarea sa.

Cercetarea energiei electrice

Cavendish a scris mai multe lucrări despre proprietățile electricității pentru Societatea Regală, dar majoritatea experimentelor sale au fost colectate și publicate de James Maxwell abia un secol mai târziu, în 1879, la scurt timp după ce alți oameni de știință au ajuns la aceleași rezultate. Descoperirile lui Cavendish includ:

Conceptul de potențial electric, pe care l-a numit „gradul de electrificare”
Determinarea capacității sferei și condensatorului
Conceptul de constantă dielectrică a materialului
Relația dintre potențialul electric și curentul electric, numită acum legea lui Ohm. (1781)
Legile pentru împărțirea curentului în circuite paralele, care este în prezent asociat cu numele de Charles Wheatstone
Legea inversă a pătratului a modificării forței electrice cu distanța, numită acum legea lui Coulomb.

El a stabilit experimental (1771) influența mediului asupra capacității condensatoarelor și a determinat (1771) valoarea constantelor dielectrice ale unui număr de substanțe. În 1798, a proiectat o balanță de torsiune și a folosit-o pentru a măsura forța de atracție dintre două sfere, confirmând legea gravitației universale; a determinat constanta gravitațională, masa și densitatea medie a Pământului. El a fost implicat în determinarea căldurii tranzițiilor de fază și a capacității termice specifice a diferitelor substanțe. A inventat eudiometrul, un dispozitiv pentru analiza amestecurilor de gaze care conțin substanțe inflamabile, și a introdus în practică desicanții. A anticipat multe dintre invențiile electrice ale secolului al XIX-lea, dar toată munca sa a rămas în arhivele familiei din Devonshire până când James Maxwell și-a publicat lucrările selectate în 1879. Laboratorul de fizică de la Universitatea din Cambridge, înființat în 1871, poartă numele lui Cavendish.

Multe surse descriu în mod eronat lucrarea lui Cavendish ca fiind măsurarea constantei gravitaționale (G) sau a masei Pământului, o eroare care a fost deja observată de mulți autori. În realitate, scopul principal al lui Cavendish a fost să determine densitatea Pământului. Acest rezultat a servit drept bază pentru calcularea constantei G, care a fost folosită pentru prima dată în 1873, la aproape 100 de ani după experimentul Cavendish. Rezultatele experimentului lui Cavendish pot fi folosite și pentru a calcula masa Pământului.

Cavendish ducea o viață liniștită și retrasă. A comunicat cu servitoarele sale exclusiv prin note și nu a stabilit relații personale în afara familiei. Potrivit unei surse, Cavendish folosea adesea ușa din spate pentru a ajunge acasă pentru a evita să-și întâlnească menajera. Unii medici moderni (cum ar fi Oliver Sacks) sugerează că Cavendish suferea de sindromul Asperger, deși este posibil să fi fost pur și simplu foarte timid. Cercul său social se limita la clubul Societății Regale, ai cărui membri luau masa împreună înainte de întâlnirile lor săptămânale. Cavendish rareori rata aceste întâlniri și era profund respectat de contemporanii săi.
De asemenea, îi plăcea să colecteze mobilier fin lucrat și să achiziționeze documentat „zece scaune și o canapea din mahon tapițată cu satin”.
Modalitatea preferată a lui Cavendish de a cheltui bani era prin activități de caritate. Odată, după ce a aflat că un student care îl ajuta să-și organizeze biblioteca se afla într-o situație financiară dificilă, Cavendish i-a scris imediat un cec de 10 mii de lire sterline - o sumă uriașă la acel moment. A acționat în acest fel toată viața - și, cu toate acestea, a avut întotdeauna la dispoziție milioane de lire sterline, de parcă ar fi avut o fabuloasă „rulă irecumparabilă”.
Cavendish a fost complet indiferent față de lumea din jurul său și nu a fost niciodată interesat de evenimentele care au loc în această lume – chiar și de cele atât de semnificative precum Revoluția Franceză sau războaiele napoleoniene care au cuprins Europa.
Majoritatea lucrărilor științifice ale lui Cavendish nu au fost publicate decât în ​​a doua jumătate a secolului al XIX-lea, când James Maxwell a început să analizeze arhivele Cavendish. Și chiar și acum, mai multe cutii pline cu manuscrise și instrumente al căror scop nu poate fi determinat rămân nedemontate.
Una dintre consecințele măsurătorilor sale gravitaționale a fost o determinare destul de precisă a densității. Cu toate acestea, acest rezultat nu a fost cunoscut de aproape 100 de ani, din moment ce lui Cavendish nu i-a păsat de publicarea lucrărilor sale, nici de vreo recunoaștere de către lumea științifică.
În 1775, el a invitat șapte oameni de știință eminenți să demonstreze raia electrică artificială pe care a construit-o și le-a dat fiecăruia senzația unui șoc electric exact identic cu modul în care o raie adevărată își paralizează victimele. Iar la finalul spectacolului, el, înaintea contemporanilor săi Galvani și Volta, i-a anunțat solemn pe invitați că această nouă forță pe care a demonstrat-o a fost cea care va revoluționa într-o zi întreaga lume.
Deși se crede pe scară largă că renumitul Laborator Cavendish este numit după Henry Cavendish, acest lucru nu este adevărat. Este numit după ruda lui Henry, William Cavendish, al 7-lea duce de Devonshire. A fost cancelar al Universității din Cambridge și a donat o sumă importantă pentru deschiderea primului laborator de predare și cercetare din lume la universitate.
Cu aproximativ 11 ani înainte de Coulomb, legea interacțiunii sarcinilor a fost descoperită de G. Cavendish, dar rezultatul nu a fost publicat și a rămas necunoscut mult timp.
A murit necăsătorit la 24 februarie 1810, lăsând o avere de 700.000 de lire sterline și alte 6.000 de lire sterline în venit anual din avere. Din păcate, nici măcar o liră din această bogăție nu a fost donată științei. Testamentul omului de știință conținea o cerință categorică ca cripta cu sicriul său să fie bine zidită imediat după înmormântare și nu existau inscripții în exterior care să indice cine a fost îngropat în această criptă. Și așa s-a făcut. Cavendish a fost înmormântat în Catedrala din Derby. Nu a fost efectuată nici o examinare a cadavrului, nici o autopsie. Și nici un singur portret de încredere al lui Cavendish nu a supraviețuit.

Memorie

În 1935, Uniunea Astronomică Internațională a atribuit numele Henry Cavendish unui crater de pe partea vizibilă a Lunii.

Scopul experimentului: Determinați densitatea medie a Pământului Determinați constanta gravitației universale. Experimentul lui Henry Cavendish (1798) Rezumat de bază Fizicianul alexandrin Robert Hooke (1674) Lucrarea „O încercare de a demonstra mișcarea Pământului prin observații” Isaac Newton (1687) Descoperirea legii gravitației universale Henry Cavendish () John Michell ( pe la 1797) Primul model de cântare de torsiune

Montarea experimentală Pentru realizarea experimentului, Henry Cavendish a folosit: o grindă de lemn pe un fir de cupru argint de 1 m lungime de 775 g fiecare, atașate la balansoar două bile mari de plumb cu o greutate de 49,5 kg fiecare; camera în care este amplasată instalația o oglindă telescopică (microscop) pentru a determina unghiul de răsucire al filetului

Procedura de efectuare a experimentului: agățați un balansoar din lemn de un fir de cupru placat cu argint de 1 m lungime. Atașați două bile de plumb cu o greutate de 775 g fiecare. Atașați o oglindă la culbutorul. plasați instalația într-o cameră rezistentă la vânt. aduce bile mari de plumb la bilele suspendate pe balansier. măsurați unghiul de rotație al balansoarului folosind un fascicul de lumină tras pe o oglindă montată pe balansoar și reflectată într-un telescop (microscop). Vezi animație

Principalele rezultate ale experimentului Valoarea actuală a densității Pământului este de 5,52 g/cm³ Henry Cavendish a demonstrat experimental teoria gravitațională a lui Isaac Newton G. Cavendish a calculat valoarea densității medii a Pământului 5,48 densități de apă Concluzia lui Cavendish că media densitatea planetei 5,48 g/cm³ este mai mare decât densitatea suprafeței, care este de aproximativ 2 g/cm³, a confirmat că substanțele grele sunt concentrate în adâncime

Explicația rezultatelor experimentale Dar istoricii nu știu cine a calculat primul valoarea numerică a lui G. ρ – densitatea Pământului R – raza Pământului g – accelerația gravitației Constanta gravitațională a fost introdusă pentru prima dată, se pare, doar de S. D. Poisson în „Tratat de mecanică” (1811). Cunoscând proprietățile elastice ale filetului, precum și unghiul de rotație al culbutorului, a fost posibil să se calculeze constanta gravitațională folosind formula:

Explicația rezultatelor experimentului Legea gravitației universale a lui Newton, care include constanta gravitațională, afirmă: Forța de atracție gravitațională dintre două puncte materiale de masă m1 și m2, separate de o distanță R, este proporțională cu ambele mase și invers proporțională. la pătratul distanței: Einstein a regândit și conceptul de gravitație. Einstein a înțeles gravitația ca efectul geometric al curburii spațiului. Omul de știință a demonstrat că forța gravitațională este semnificativ diferită de forțele electrice, magnetice, nucleare și alte forțe. Cu cât gravitația este mai mare, cu atât timpul curge mai lent.

Henry Cavendish () fizician și chimist englez, descendent al unei familii nobile engleze. Lord. Născut la Nisa, absolvent al Universității Cambridge. După ce a moștenit o mare avere, și-a cheltuit aproape toate veniturile pentru efectuarea de experimente. Era extrem de reticent în a publica rezultatele muncii sale științifice și, prin urmare, pentru o lungă perioadă de timp cercetările sale asupra energiei electrice nu au fost cunoscute de nimeni. Cavendish a descoperit legea interacțiunii acuzațiilor încă din 1771, dar nu și-a publicat descoperirea. În alte studii despre electricitate, G. Cavendish a stabilit influența mediului asupra capacității unui condensator și a determinat constanta dielectrică a unui număr de substanțe. Henry Cavendish a intrat în istoria fizicii drept cel care a „cântărit” globul. În 1798, a efectuat experimente celebre cu balanțe de torsiune, care au făcut posibilă confirmarea legii gravitației universale și determinarea valorii constantei gravitaționale. Are și alte realizări în fizică și chimie.

Robert Hooke () Hooke a avut ideea unei forțe universale de gravitație de la mijlocul anilor 1660, apoi, încă într-o formă insuficient definită, a exprimat-o în 1674 în tratatul „O încercare de a dovedi mișcarea Pământului. ” Deja într-o scrisoare din 6 ianuarie 1680 către Newton, Hooke a formulat pentru prima dată în mod clar legea gravitației universale și l-a invitat pe Newton să o fundamenteze strict matematic, arătând legătura cu prima lege a lui Kepler pentru orbitele necirculare (foarte probabil, deja având o soluţie aproximativă). Cu această scrisoare, din câte se știe acum, începe istoria documentară a legii gravitației universale.

Isaac Newton (gg.): Lucrare despre „Principiile matematice ale filosofiei naturale” (întreaga lucrare în trei volume a fost publicată în 1687). După multă convingere, Newton acceptă să-și publice principalele realizări. Vin faima mondială și criticile acerbe la adresa cartezienii: legea gravitației universale introduce o acțiune de lungă durată, incompatibilă cu principiile lui Descartes. În 1680, Newton a primit o scrisoare de la Hooke cu formularea legii gravitației universale, care a servit ca. motivul lucrării sale privind determinarea mișcărilor planetare, care a format subiectul „Principia”.

John Michell () Preot din satul Thornhill (Yorkshire), un naturalist și geolog englez proeminent. A studiat astronomia, optica și gravitația, fiind atât teoretician, cât și experimentalist. El a descoperit, în special, natura ondulatorie a cutremurelor, a efectuat o serie de studii originale în domeniul magnetismului și gravitației și a prevăzut posibilitatea apariției găurilor negre. Pentru prima dată, el a propus să folosească balanțe de torsiune pentru a determina constanta gravitațională și a construit un prototip al unui dispozitiv pentru măsurarea masei Pământului, dar nu a avut timp să organizeze un experiment și să efectueze singur calcule. După moartea lui Michell, echipamentul său a fost transferat unui membru al Societății Regale din Londra, Henry Cavendish, care a calculat masa planetei noastre.