атомистики,
заложенная в ранних работах. Теперь же настало время сбора первых плодов.
Развивая свою
раннюю теорию о
нечувствительных частичках, Ломоносов в 1748-1749 годы пишет два исследования
Опыт
теории упругости воздуха и Прибавление к размышлениям об упругости воздуха, в
которых придает законченный вид одному своему учению, упредившему развитие
науки почти на столетие.
Упругость воздуха, по
Ломоносову, это способность
сжиматься при увеличении давления и расширяться при уменьшении его, ибо
нечувствительные частички воздуха при этом соответственно сближаются либо
удаляются друг от друга. Частички воздуха находятся далеко друг от друга из
опытов следует, что воздух можно сжать до одной тридцатой начального
объема, но
для того, чтобы она могла действовать одна на другую без чего воздух не
обладал бы упругостью, надо, чтобы они взаимно соприкасались. Ломоносов
объясняет этот парадокс тем, что в каждую данную единицу времени все частички
данного объема не могут находиться в одном и том же состоянии: одни из них
сейчас сталкиваются с другими, стремительно сближаются до мгновенного
соприкосновения, а некоторые в это же время так же стремительно отталкиваются
и, разлетаясь в разные стороны, вновь отталкиваются от них. Равнодействующая
этих частых, хаотических взаимных столкновений всегда направлена вовне.
Нечувствительные
частички
воздуха все же имеют массу, поэтому их столкновения происходят так, что
верхние падают на нижние. Поскольку невозможно, чтобы первые всегда попадали
точно в верхнюю часть расположенных ниже частичек, то отталкивание верхних от
нижних должно происходить вскользь, по наклонным линиям вот почему упругость
воздуха уменьшается с высотою, а точка, в которой сила тяжести верхних
частичек выше силы отталкивания нижних, будет означать верхнюю границу земной
атмосферы. Упругость воздуха, кроме того, зависит от температуры. Чем он
теплее, тем больше коловратное движение частичек, тем больше сила их
взаимного отталкивания, тем выше упругость воздуха. Так как абсолютный холод
на земле невозможен, воздушные частички всегда находятся в
движении, следовательно,
воздух всегда обладает упругостью.
Когда Опыт теории
упругости
воздуха обсуждался в Академическом собрании 30 сентября 1748 года, Ломоносов не
дал объяснения того, почему упругость воздуха пропорциональна его плотности. В
мае 1749 года Ломоносов представил упоминавшиеся уже Прибавления к размышлениям
об упругости воздуха, где он проанализировал опыты Д. Бернулли с определением
высоты поднятия ядра из вертикально стоящих пушек. На основании своих опытов Д.
Бернулли пришел к выводу, что при очень большом давлении воздух сжимается не
пропорционально давлению. Ломоносов, исходя из своей теории упругости воздуха,
объяснил, почему это происходит. Поскольку частицы воздуха материальны, они
имеют не только массу, по также протяженность и объем. При больших давлениях
их столкновения настолько чаще и хаотичнее, что простой пропорциональностью
между давлением и объемом здесь ничего объяснить нельзя и что для этого надо
вычесть объем, занимаемый частицами, из объема свободного пространства, в
котором они движутся.
Учение о природе
упругости
воздуха стало совершенно новым словом в естествознании. Один из известнейших
биографов Ломоносова, Б. Н. Меншуткин, сам к тому же крупный ученый-
химик, пишет:
Так подробно, до мельчайших деталей разработанная Ломоносовым картина
состояния частичек в воздухе не что иное, как современная кинетическая теория
газового состояния, излагаемая в каждом руководстве физики. В этой теории у
Ломоносова были предшественники, высказавшие но не развившие основные
мысли, положенные
в основание разработки Ломоносова, который, наоборот, дал вполне законченную
и совершенно аналогичную нынешней теорию.
Из
предшественников Ломоносова
в этой области впоследствии вспомнили о Д. Бернулли, перепечатав в 1857 году
сначала в научном журнале, потом отдельном изданием соответствующее место из
его Гидродинамики. Это произошло в связи с общим оживлением интереса к
названной проблеме, когда немцы Кениг, Р. Клаузиус самостоятельно высказали
мысль о кинетической природе газового состояния, а затем Дж.
