Частью совершенно противоположные результаты получил Бунзен, который ввел в круг исследования новый элемент — время. Бунзен воспользовался при своих опытах (подобно Кайзеру) капиллярными стеклянными нитями, какие применяются в стеклянно-прядильном производстве. Нить длиною в 62 геогр. мили весит всего 150 г и, представляя поверхность в 23 м2, занимает объем всего только в 100 см3; поэтому она допускает столь малую внутреннюю абсорбцию, какая только возможна. Из наблюдений над абсорбцией угольной кислоты Бунзеном были введены следующие законы: «1) Стационарное состояние сгущения газа не наступает не только через несколько часов или дней, но даже через несколько лет. 2) В течение трехлетнего периода опыта, несмотря на внезапные и постепенные изменения давления и температуры, никогда не происходило заметного отделения сгустившейся на поверхности углекислоты. 3) Внезапные изменения ртутного давления от 0,3521 до 0,5696 м, от 0,5450 до 0,7171 м, от 0,7168 до 0,5355 м и от 0,4431 до 0,5248 м не дали никакого заметного изменения в непрерывном ходе сгущения газа. 4) В температурном интервале от +23 до —0,8° С с повышением температуры происходит ускорение, а с понижением — замедление процесса сгущения газа. 5) Поверхность стекла в 13,628 м2 по истечении первого года абсорбировала 42,91 см3 углекислоты, по истечении второго года — 57,94 см3 и по истечении третьего года — 69,98 см3, т. е. за первый год она абсорбировала 42,91 см3, за второй — 15,03 см3 и за третий — 12,04 см3. Таким образом, за три года на 1 м2 поверхности стекла было сгущено 5,135 cм3 при 0° и 0,76 м давления». Расхождение этих выводов со всеми ранее полученными результатами Бунзен объясняет неправильностью установившегося в прежнее время предположения, будто максимум сгущения газа наступает уже через несколько часов или дней, вследствие чего все последующие изменения абсорбции приписывали изменениям давления или температуры. Бунзен опровергает и другое предположение, будто в данном случае имеет место не явление прилипания, а только химическое разложение стекла, указывая, что слабый угольный ангидрид не в состоянии разложить силикатов стекла. Поэтому, по мнению Бунзена, здесь возможно лишь следующее чисто механическое объяснение явлений. «Подобно тому, как тяжелая твердая или жидкая масса окружается газовой атмосферой убывающей плотности, точно так же на поверхности твердых и жидких тел должны образоваться, вследствие капиллярных притяжений, газовые скопления убывающей плотности, а так как эти исходящие из поверхности притяжения, по исследованиям Квинке, могут быть прослежены на расстоянии 0,000005 см, то сгущенные в течение трех лет на 10 000 см2 стеклянной поверхности 5,135 см3 углекислоты при 0° С и 0,76 м ртутного давления должны заключаться в пространстве 0,05 см3, т. е. по меньшей мере, сгуститься от 5,135 до 0,05 см3. Но такому сгущению соответствует давление в 102,7 ат. Так как углекислота при температуре наблюдения 19° С уже становится жидкой под давлением 57,5 ат, то не может подлежать никакому сомнению, что поверхность стекла покрыта слоем жидкой углекислоты. Если бы весь газ, заключающийся в упомянутых 5,135 см3, находился в жидком состоянии, то, так как удельный вес жидкой углекислоты при 19° С равен 1,137, — толщина этого слоя под атмосферным давлением составила бы только 0,000008 мм. Легко, однако, понять, что этот слой никогда не может переступить той высоты, на которой убывающее с расстоянием капиллярное давление становится равным упругости пара жидкой углекислоты, и что выше этого предела все еще должна существовать атмосфера газообразной углекислоты убывающей плотности. Эти соображения, правда, объясняют наблюденное сгущение газа, но не объясняют, почему этот процесс сгущения растягивается на ряд лет. В соответствии с опытом теория скорее требует мгновенного наступления состояния равновесия в газовых массах, подверженных давлению. Поэтому значительная продолжительность сгущения газа едва ли может быть объяснена иначе, чем на основе допущения, что стекло не вполне проницаемо для газов и что частицы жидкой углекислоты, проникая в промежутки между молекулами стекла, должны преодолевать сопротивление, которое, как показывает наблюденный ход сгущения газа, с течением времени возрастает. Только дальнейшие наблюдения могут решить вопрос, существует ли такой момент, когда проникновение жидкой углекислоты в стекло можно признать исчезающе малым. Если бы такой момент существовал, то после наступления его процессы сгущения газа должны были бы существенно измениться, тогда толщина слоя жидкой углекислоты не уменьшалась бы более вследствие проникновения ее внутрь стеклянной массы, наряду с увеличением высоты облегающей углекислотой атмосферы. Вместе с утолщением жидкого слоя при продолжающемся сгущении облегающая углекислая атмосфера должна скорее уменьшаться в вышину, а вместе с нею должно постоянно уменьшаться и давление со стороны этой атмосферы на поверхностный слой жидкости; это должно было бы продолжаться до тех пор, пока давление на поверхность жидкости не достигло бы величины упругости пара углекислоты при существующей температуре. С наступлением такого момента на поверхности жидкого слоя углекислоты, при прочих равных условиях, уже не может далее иметь места ни сгущение, ни испарение; но когда давление или температура изменяются, они вновь тотчас же появляются». В конце своей статьи Бунзен упоминает, что атмосферный воздух ведет себя по отношению к гладким стеклянным поверхностям аналогично углекислоте и что, напротив, у угля и у подобных ему пористых тел стационарное состояние сгущения газа наступает сравнительно быстро. Эти выводы Бунзена не остались без возражений. Прежде всего, Кайзер указал, что проникшая якобы в стекло углекислота вероятнее всего была абсорбирована жирной смазкой стеклянных приборов и диффундировала через нее в воздух. Бунзен опроверг это возражение на опытах с приборами без смазанных жиром притертых частей; но затем в следующей работе занялся более детальным исследованием того влияния, которое оказывают на сгущение газов осаждающиеся на поверхности стекла налеты влаги, остающиеся там, несмотря на тщательное высушивание. И действительно, он нашел, что осевший на стеклянных нитях налет влаги испарялся постепенно лишь при температуре в 503° С, тогда как после высушивания нитей путем длительного пропускания сухого воздуха при температуре 215° на них все еще оставался слой воды в 0,00000645 мм толщины, при 107° — слой в 0,00000703 мм, а при 23° — слой толщиной в 0,00001055 мм. Конечно, влияние этого слоя воды при температурах ниже 500° должно быть довольно значительным, однако оказалось, что как раз при наличии этого влияния приведенные Бунзеном в его первой работе законы и объяснения сгущения газов сохраняют полную силу.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «ЗАВИСИМОСТЬ АБСОРБЦИИ ОТ ВРЕМЕНИ» з дисципліни «Історія фізики»
