Henry, alături de fratele său Frederick, a primit educație primară acasă. Inițial planificat să continue formarea fraților din Eton - o școală clasică engleză, care a dat o bună pregătire pentru viitorii politicieni. Cu toate acestea, nici Henry, nici fratele său nu au manifestat nici o înclinație spre știința juridică, așa că tatăl a decis să-i trimită la o instituție științifică specializată. Sa oprit la Academia Hackney, mulți dintre profesorii cărora au fost familiarizați cu mințile avansate ale științei moderne. Henry si Frederick au fost primii membri ai familiei Cavendish, a absolvit Academia Hackney, dar mai târziu școala a devenit foarte popular printre alte familii aristocratice în engleză.
În 1749, la vârsta de optsprezece ani, Henry merge la Universitatea din Cambridge, și continuând tradițiile ancestrale, devine douăzeci și primul membru al familiei Cavendish, înscriși în universitate. Fratele său, Frederic, a intrat în universitate doi ani mai târziu. Educația la universitate a absorbit ideile lui Isaac Newton. a influențat puternic ideologia fraților. Henry Cavendish părăsește universitatea în 1753, fără a obține un grad, deoarece nu vede nevoia unei cariere academice. După ce a părăsit universitatea, începe să-și desfășoare propriile cercetări științifice în izolarea casei sale.
Chimie pneumatica
Studiile pneumatice ale lui Cavendish sunt semnificative în ceea ce privește numărul de descoperiri pe care le-au făcut. Printre cele mai semnificative dintre ele se numără prima expunere completă a proprietăților hidrogenului și a dioxidului de carbon; demonstrarea constanței compoziției aerului atmosferic și a primului calcul al compoziției sale cu privire la precizia ridicată; înregistrări ale experimentelor cunoscute care au dus la descoperirea proprietăților netriviale ale apei și la descoperirea compoziției de acid azotic.
Înainte de experimentele fructuoase de la Cavendish, chimia pneumatică abia exista. În lucrările câtorva oameni de știință din întreaga lume s-au făcut referiri la un "fluid elastic" care este implicat în anumite transformări chimice. Paracelsus avea o anumită familiaritate cu hidrogenul. Van Helmont. care a introdus conceptul de "gaz", a lucrat la alocarea dioxidului de carbon și a unor compuși gazoși combustibili de carbon și sulf. Boyle, în experimentele sale, sa ciocnit cu acidul carbonic și hidrogen.
Acești oameni de știință au fost cei mai apropiați de înțelegerea gazelor ca substanțe individuale, dar prea puțini sunt familiarizați cu proprietățile lor diferite, prin care aceste gaze pot fi distinse și recunoscute. Convingerea că este aer. mai degrabă decât gazele individuale, este eliberat în timpul reacției, a fost tipic pentru aproape toți chimiștii din a doua jumătate a secolului al XVIII-lea. Dezvoltarea chimiei pneumatice ar putea avea loc doar pe baza observării diferențelor dintre aerul artificial obținut în diferite reacții. dar chimiștii nu acordă prea multă atenție acestor diferențe, indicând doar similitudinea și diferențele dintre gazele obținute din aerul atmosferic.
Un exemplu frapant îl reprezintă faimoasele eseuri ale lui Stephen Hales, în care scrie despre reacțiile în care se află "aerul atmosferic" sau "lichidele elastice". Conform ideilor moderne, în cursul cercetărilor sale, el a primit de fapt oxigen. hidrogen. azot. clor. dioxid de carbon. acid sulfuric și alte gaze. Hales nu a observat diferențele de miros, culoare, solubilitate în apă, inflamabilitatea substanțelor obținute. El le considera identice cu aerul atmosferic. deoarece au prezentat aceeași elasticitate și, așa cum părea omul de știință datorită inexactității echipamentului, au avut aceleași greutăți. diferențele lor izbitoare în reactivitatea se crede rezultatul amestecării accidentale „aer adevărat“ cu materii străine, și nu ca trăsături semnificative și caracteristice ale diferitelor fluide „elastice“ sau gaze.
Hakoert, studiind experimentele lui Boyle. El a menționat unele diferențe în "lichidele elastice" pe care le-a obținut din aerul atmosferic. Pentru lipsa altor dovezi, această teorie a fost eliminată ca fiind falsă.
În 1754, totuși, sa observat apariția disertației primului negru. care arată existența a cel puțin unui "lichid elastic", care are proprietăți chimice constante, diferite de proprietățile aerului atmosferic. Deoarece rezultatele cercetărilor sale au fost contrare opiniei dominante, el nu îndrăznește să dea gazul selectat (hidrogen) și numele se referă la o eroare a experimentului de planificare, în viitor, să-l pună cu mai multă precizie.
Cu toate acestea, Black face un mare pas înainte în comparație cu 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 și într-o stare liberă.
"Aerul artificial"
Mesajul său Cavendish se împarte în trei părți: prima se referă la hidrogen. al doilea - la gazul carbonic. a treia - la gazele eliberate în timpul fermentării și putrezire. Principalele observații ale lui Cavendish includ următoarele: zinc. fierul și staniu erau singurele metale. care a izolat "aerul combustibil" atunci când interacționează cu soluțiile diluate de acizi sulfurici și clorhidrici. Zincul dizolvat în ambii acizi cu o rată mai mare decât fierul și staniu, dar aceeași cantitate de gaz a fost eliberată indiferent de acidul utilizat. Fierul a dat aceeași cantitate de "gaz combustibil" în soluții de acid sulfuric de diferite puteri. Tinul se dizolva cel mai bine in 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 sunt rapid dizolvate în oxid (acid azotic) și a produs „aer necombustibil“ (oxizi de azot), precum și în uleiul fierbinte de vitriol (acid sulfuric concentrat), de asemenea, pentru a forma un „aer incombustibil“ cu un miros neplăcut puternic.
Din aceste observații, Cavendish a ajuns la concluzia că atunci când metalele sunt dizolvate în acid sulfuric diluat sau acid clorhidric. „Flogiston lor zboara fara a altera natura si cu o schimbare în formă acidă“ aer combustibil „dar atunci când metalele reacționează cu acid sulfuric concentrat sau acid azotic, flogiston lor pierde inflamabil“.
În activitatea lor Cavendish au următoarele proprietăți ale „gaz combustibil“ (hidrogen): nu își pierde elasticitatea, nu prezintă nici o dizolvare apreciabilă în apă și reacția cu alcalii. Cavendish a investigat, de asemenea, efectul compoziției unui amestec de oxigen și hidrogen asupra pericolului de explozie. Amestecul dintr-o parte a "aerului combustibil" și nouă "obișnuite" a fost ars exclusiv în interiorul vasului considerat. Un amestec format din 8 părți „aer de ardere“ și 2 părți „normal“, fără explozie arși. Cu o creștere a cantității de hidrogen aproximativ de două ori, arderea a avut loc cu o explozie. Din aceste experimente Cavendish a încercat să stabilească proporția dintre hidrogen și aerul atmosferic necesară pentru arderea completă a amestecului, dar greșeala, având în vedere că volumul doi de hidrogen trebuie 7 volume de aer, în timp ce ultimele 5 volume ar fi suficiente.
Cavendish a încercat, de asemenea, să stabilească o masă de "gaz combustibil" de hidrogen. El a ajuns la concluzia că aerul inflamabil iese 8760 ori mai ușor decât apa. sau de 11 ori mai ușoare decât "aerul normal". Totuși, hidrogenul este de 14,4 ori mai ușor decât aerul.
Prima parte a lucrării sale Cavendish completează studiul interacțiunii cuprului cu acid clorhidric și încearcă să obțină "gaz combustibil" în acest fel. Omul de știință ajunge la concluzia că gazul. eliberat în reacție (acid clorhidric gazos), nu se aprinde într-un amestec cu aerul atmosferic. și, de asemenea, își pierde elasticitatea atunci când interacționează cu apa (în legătură cu dizolvarea) și astfel nu este posibil să se obțină un "gaz combustibil". Studiile de acid clorhidric gazos Cavendish nu au fost angajate.
Cea de-a doua parte a lucrării din Cavendish se numește "Experimente pe aerul legat. sau aer artificial, obținut din substanțe alcaline prin interacțiune cu acizi sau prin calcinare. "
Descriind această parte a lucrării, Cavendish se bazează pe rezultatele obținute de Black în legătură cu efectul acidului carbonic asupra rigidității carbonaților. Cavendish a primit dioxid de carbon prin dizolvarea marmurei în acid clorhidric. El a descoperit că gazul eliberat are o solubilitate în apă. reacționează rapid cu alcalii. dar poate persista până la un an sub un strat de mercur. fără a pierde elasticitatea și proprietățile chimice. Pentru a determina solubilitatea dioxidului de carbon în apă, Cavendish a folosit un dispozitiv, descoperirea căruia este adesea atribuită Priestley. Într-un vas gradat umplut cu mercur, Cavendish a alergat în volume cunoscute ale gazului și apei investigate; Astfel, el a stabilit că "la o temperatură de 55 °, apa absoarbe mult mai mult din gazul de încercare decât aerul obișnuit". În cursul experimentelor sale, el a stabilit, totuși, că apa nu absorb întotdeauna același volum de gaz legat în marmură. Acest fapt a fost explicat de om de știință prin faptul că acest gaz conține substanțe cu solubilități diferite în apă. De asemenea, omul de știință a aflat că apa rece dizolvă mai mult din acest gaz decât apa fierbinte; Pentru a explica acest lucru, el a citat apă ca un exemplu, care nu numai că nu poate absorbi nici un gaz, ci pierde și ceea ce a absorbit deja.
Densitatea acidului carbonic a fost determinată în același mod ca în cazul hidrogenului. sa dovedit a fi egal cu 1,57 densități atmosferice de aer. Această definiție reproduce valoarea binecunoscută de 1.529. Inexactitatea determinării se datorează prezenței unei impurități de acid clorhidric gazos. precum și cu echipamente imperfecte. Au fost efectuate o serie de experimente privind efectul dioxidului de carbon asupra procesului de combustie, iar Cavendish a folosit o instalație simplă care conținea un borcan de sticlă și o lumanare de ceară. Dacă în bancă există doar aer atmosferic, lumânarea arde timp de 80 de secunde. Atunci când conținutul în banca-o parte „legat de aer“ (dioxid de carbon) și 19 părți din afara lumânare de ardere 51 de secunde, la un raport de 1 la 9 - numai 11 secunde. Astfel, adăugarea unor cantități chiar mici de dioxid de carbon la aerul atmosferic îl privează pe acesta din urmă de capacitatea de a menține combustia.
Apoi, se încearcă determinarea cantităților de "aer legat" în carbonații de metale alcaline. Pentru aceasta, Cavendish a măsurat pierderea de masă a soluției prin interacțiunea dintre carbonați și acid clorhidric. El a ajuns la concluzia că carbonatul de amoniu conține mult mai mult aer legat decât marmura. deoarece reacția cu acid clorhidric are loc mai violent.
Cea de-a treia parte a lucrării din Cavendish este dedicată "aerului, format în procesele de fermentație și decădere". McBride, urmând ipoteza lui Black. a arătat că în aceste procese se eliberează doar dioxid de carbon. Cavendish a confirmat acest rezultat prin experimente privind fermentarea vinului dulce și a sucului de mere. Într-adevăr, gazul. eliberată în aceste procese, absorbită complet de carbonatul de potasiu. și, de asemenea, au aceeași solubilitate în apă. acțiunea asupra flăcării și a greutății specifice. ca "aerul" emis de marmură.
Gaza. eliberată în timpul putrefacția Cavendish a primit bulion extinde la o temperatură apropiată de punctul de fierbere al apei. Experiența până atunci realizată până ce gazul a încetat să stea. Gazul rezultat a fost trecut printr-o soluție de carbonat de potasiu. în care dioxidul de carbon este absorbit și amestecul a rămas „aer obișnuit“ și anumite „aerul de ardere“ în proporție de 1 până la 4.7. În continuare Cavendish proporție definită a amestecului obținut și comparat cu o greutate specifică de 1 parte din aer și 4,7 părți de hidrogen; greutatea specifică a acesteia din urmă era mai mică. Cercetătorul a concluzionat că noul produs "gaz combustibil" are practic aceeași natură ca și cea obținută prin interacțiunea metalelor cu acizi.
Cavendish a reușit să determine cu acuratețe compoziția atmosferei Pământului. După măsurători atente, omul de știință a ajuns la concluzia că "aerul obișnuit constă într-o parte a aerului fără flogiston (oxigen) și patru părți de aer cu flogiston (azot)".
În 1785, a fost descris un experiment în care Cavendish a reușit să îndepărteze oxigenul și azotul dintr-o probă de aer atmosferic, dar a rămas o anumită parte pe care omul de știință nu i-a putut îndepărta prin metode cunoscute. Din acest experiment, Cavendish a ajuns la concluzia că nu mai mult de 1/120 din aerul atmosferic constă în gaze altele decât oxigenul și azotul. În ciuda faptului că argonul la acel moment era deja cunoscut, a durat aproximativ o sută de ani pentru Ramsay și Raleigh pentru a arăta că acest gaz special constituie partea reziduală a aerului atmosferic.
Constanta gravitațională
Setul experimental a constat din scale de torsiune pentru a măsura atracția gravitațională între două bile de plumb de 350 de lire sterline și o pereche de bile de 2 inchi cu o greutate de 1,61 lire sterline. Folosind acest echipament, Cavendish a stabilit că densitatea medie a Pământului este de 5,48 ori densitatea apei. John Henry Poynting a remarcat mai târziu că datele ar fi trebuit să conducă la o valoare de 5.448 și într-adevăr acest număr este media celor douăzeci și nouă de experimente Cavendish descrise în lucrarea sa.
Cercetarea electricității
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: