Лр. Фридрих Энгельс АнтиДюринг. Диалектика природы (сборник)
 Скачать 4.53 Mb.
|
|
Мы знаем что составные части содержащегося в жидкости бинарного соединения (HCl) разделяются при протекании тока таким образом, что одна из них (H) освобождается на меди, а эквивалентное количество другой (Cl) освобождается на цинке, причем последняя соединяется с эквивалентным количеством цинка в Мы знаем Если мы это и знаем, то во всяком случае не от Видемана, который, как мы видели, не обмолвился до сих пор ни единым звуком насчет этого процесса. И далее, если мы и знаем что-нибудь насчет этого процесса, то именно то что он не может происходить так, как это описывает Виде- ман. При образовании из газообразного водорода и газообразного хлора одной молекулы НС освобождается количество энергии, равное 22 000 единиц теплоты (Юлиус Томсен) 369 Поэтому, чтобы снова освободить хлор из его соединения с водородом, надо доставить каждой молекуле HCl извне такое же количество энергии. Откуда же получает цепь эту энергию Изложение Видемана ничего не говорит нам об этом. Потому постараемся разобраться в этом сами. Когда хлор соединяется с цинком в хлористый цинк, то при этом выделяется значительно большее количество энергии, чем сколько ее необходимо для отделения хлора от водорода) развивает 97 210 единиц теплоты, а 2 (H, Cl) развивают 44 000 единиц теплоты (Юлиус Томсен). Это и объясняет нам происходящий вцепи процесс. Таким образом, дело происходит не так, как рассказывает Видеман, будто водород просто освобождается на меди, а хлор на цинке, причем, далее, цинк впоследствии и как бы случайным образом соединяется с хлором. Наоборот соединение цинка с хлором является самым существенным, основным условием всего процесса, и, пока это соединение не произошло, мы будем тщетно ждать появления водорода на меди Здесь ив дальнейшем результаты термохимических измерений Ю. Томсена Энгельс приводит по книге А. Наумана Руководство по общей и физической химии, Гейдельберг, 1877, стр. 639–646. Избыток энергии, освобождающейся при образовании одной молекулы ZnClg, над энергией, необходимой для выделения двух атомов Низ двух молекул HCl, превращается вцепив электрическое движение и дает всю обнаруживающуюся в токе электродвижущую силу. Таким образом, дело обстоит не так, что какая-то таинственная электрическая разъединительная сила отрывает водород от хлора, не прибегая к какому-либо обнаруженному до сих пор источнику энергии, атак, что происходящий вцепи совокупный химический процесс снабжает все электрические разъединительные силы и электродвижущие силы цепи необходимой для их существования энергией. Итак, мы должны пока констатировать, что и второе объяснение тока у Видемана также мало помогает нам сдвинуться с места, как и первое. А теперь посмотрим дальше в тексте: «Этот процесс доказывает, что роль бинарного соединения между металлами не ограничивается только простым избыточным притяжением всей его массы по отношению кто- му или другому электричеству, как это наблюдается уме- таллов, но что здесь к этому присоединяется еще особенное действие его составных частей. Так как Cl выделяется там, где в жидкость вступает ток положительного электричества, а H там, где появляется отрицательное электричество, то мы допускаем, что каждый эквивалент хлора в соединении заряжен определенным количеством отрицательного электричества, обусловливающим его притяжение вступающим положительным электричеством. Это – электроотрицательная составная часть соединения. Точно также эквивалент водорода должен быть заряжен положительным электричеством, представляя, таким образом, электрополо- жительную составную часть соединения. Заряды эти могли бы образоваться присоединении и Cl совершенно так, как при контакте цинка и меди. Так как соединение HCl само по себе не имеет электрического заряда, тов соответствии с этим мы должны допустить что в этом соединении атомы его положительной и его отрицательной составных частей содержат равные количества положительного и отрицательного электричества. Если теперь в разбавленную соляную кислоту погрузить цинковую и медную пластинки, то мы можем предположить что цинк обладает более сильным притяжением к электроотрицательной составной части ее (Cl), чем к элек- троположительной (H). Благодаря этому прикасающиеся к цинку молекулы соляной кислоты должны были бы расположиться таким образом, чтобы обратить свои электроотрицательные составные части к цинку, а свои электроположи- тельные – к меди. Так как расположенные таким образом составные части воздействуют своим электрическим притяжением на последующие молекулы HCl, то весь ряд молекул между цинковой и медной пластинками примет такое расположение, какое указано наследующем рисунке Если бы второй металл действовал на положительный водород так, как цинк действует на отрицательный хлор, то это еще более способствовало бы указанной расстановке. Если бы он действовал в противоположном направлении, но слабее, то по крайней мере направление этой расстановки осталось бы все же неизменным. Благодаря индуцирующему действию отрицательного электричества прилегающего к цинку электроотрицательного хлора электричество в цинке распределилось бы таким образом, что те места цинковой пластинки, которые находятся в непосредственной близости к хлору ближайшего атома соляной кислоты, зарядились бы положительным электричеством, а расположенные дальше зарядились бы отрицательным электричеством. Точно также ив меди, в тех частях, которые всего ближе к электроположительной составной части (Н) прилегающего атома соляной кислоты, накоплялось бы отрицательное электричество, положительное же выталкивалось бы в более далекие части Здесь и далее Видеман говорит об атомах соляной кислоты, имея ввиду ее молекулы Вслед за этим положительное электричество в цинке соединилось бы с отрицательным электричеством ближайшего атома хлора, а последний сам соединился бы с цинком 371 , 372 Электроположительный атом Н, который прежде был соединен с вышеуказанным атомом хлора, соединился бы с обращенным к нему атомом Cl второго атома HCl при одновременном соединении друг с другом заключенных в этих атомах электричеств. Точно также второго атома HCl соединился бы с Cl третьего атома и т. д, пока, наконец, на меди не освободился бы атом H, положительное электричество которого соединилось бы с индуцированным отрицательным электричеством меди, так что он улетучился бы в нейтральном, ненаэлектризованном состоянии. Этот процесс стал бы повторяться до тех пор, пока отталкивательное действие накопленных в металлических пластинках электричеств на электричества обращенных к ним составных частей соляной кислоты как раз не уравновесило бы действия химического притяжения последних металлами. Но если металлические пластинки будут соединены друг с другом при помощи какого-нибудь проводника, то свободные электричества металлических пластинок соединятся между собой, и вышеупомянутые процессы могут начаться снова. Таким образом возникло бы постоянное течение электричества. – Ясно, что при этом происходит постоянная потеря живой силы, ибо Образовав ненаэлектризованный хлористый цинк (ZnCl). 372 У Энгельса слова, заключенные в квадратные скобки, опущены. – Ред направляющиеся к металлам составные части бинарного соединения движутся к ним с известной скоростью и затем приходят в состояние покоя, либо образуя некоторое химическое соединение (ZnCl), либо улетучиваясь в свободном виде (H)». (Примечание Так как выигрыш в живой силе при отделении составных частей Cl и H… компенсируется потерей живой силы присоединении их с составными частями ближайших атомов, то влиянием этого процесса можно пренебречь) Эта потеряв живой силе эквивалентна тому количеству теплоты, которое освобождается при явно происходящем химическом процессе, те. по существу при растворении эквивалента цинка в разбавленной кислоте. Работа, потраченная на распределение электричеств, должна равняться этой величине. Поэтому, если эти электричества соединяются в токе, то, вовремя растворения эквивалента цинка и выделения из жидкости эквивалента водорода, во всей цепи должна обнаружиться работа (в форме ли теплоты или в форме произведенных вовне действий, которая также эквивалентна количеству теплоты, соответствующему вышеуказанному химическому процессу» 373 «Допустим – могли бы – мы должны допустить – мы можем предположить – распределилось бы – зарядились бы и т. д. и т. д. Перед нами сплошные догадки и сослагательные наклонения, из которых можно выудить с определенностью лишь три фактических изъявительных наклонения во Кн. I, стр. 49–51. первых, что соединение цинка с хлором признается теперь условием выделения водорода во-вторых, как мы узнаём теперь в самом конце итак сказать, мимоходом, что освобождающаяся при этом энергия является источником – ипритом единственным источником – всей потребной для образования тока энергии, и, в-третьих, что это объяснение образования тока также резко противоречит приведенным выше двум другим объяснениям его, как эти последние противоречат друг другу. Далее у Видемана говорится: «Таким образом, при образовании длительного тока действует единственно только та электрическая разъединительная сила, которая происходит от неравного притяжения и поляризации металлическими электродами атомов бинарного соединения в возбуждающей жидкости цепи электрическая же разъединительная сила вместе контакта металлов, в котором теперь уже не могут происходить никакие механические изменения, должна быть недеятельной Вышеупомянутая полная пропорциональность всей электрической разъединительной силы (и электродвижущей силы) в замкнутой цепи упомянутому тепловому эквиваленту химических процессов доказывает, что разъединительная сила контакта, если она, скажем, действует в направлении, противоположном электродвижущему возбуждению металлов жидкостью (как в случае погружения олова и свинца в раствор цианистого калия, не компенсируется определенной долей разъединительной силы в местах соприкосновения металлов с жидкостью. Поэтому она должна быть нейтрализована иным способом. Это могло бы произойти проще всего при допущении, что при контакте возбуждающей жидкости с металлами электродвижущая сила порождается двояким образом во- первых, благодаря неодинаковому притяжению масс жидкости, взятой в целом, по отношению к тому или другому электричеству во-вторых, благодаря неодинаковому притяжению металлов по отношению к составным частям жидкости, заряженным противоположными электричествами… В результате первого, неодинакового, притяжения масс по отношению к тому или другому электричеству жидкости должны были бы вести себя согласно закону вольтова ряда металлов, ив замкнутой цепи наступила бы полная, до нуля, нейтрализация электрических разъединительных сил (и электродвижущих сил второе же, химическое действие дало бы одно всю необходимую для образования тока электрическую разъединительную силу и соответствующую ей электродвижущую силу (кн. I, стр. 52, Тем самым из объяснения образования тока был бы благополучно устранен последний остаток контактной теории, а одновременно также и последний остаток первого данного Видеманом на стр. 45 объяснения тока. Под конец без оговорок признается, что гальваническая цепь есть просто аппарат для превращения освобождающейся химической энергии в электрическое движение, в так называемую электрическую разъединительную силу и электродвижущую силу, подобно тому как паровая машина есть аппарат для превращения тепловой энергии в механическое движение. Ив томи в другом случае аппарат дает только условия для освобождения и дальнейших превращений энергии, не доставляя от самого себя никакой энергии. После того как мы это установили, нам еще остается теперь более детально рассмотреть третий вариант видемановского объяснения тока как изображаются здесь превращения энергии в замкнутой цепи? Ясно, – говорит он, – что вцепи происходит постоянная потеря живой силы, ибо направляющиеся к металлам составные части бинарного соединения движутся к ним сиз- вестной скоростью и затем приходят в состояние покоя, либо образуя некоторое химическое соединение (ZnCl), либо улетучиваясь в свободном виде (H). Эта потеряв живой силе эквивалентна тому количеству теплоты, которое освобождается при явно происходящем химическом процессе, те. по существу при растворении эквивалента цинка в разбавленной кислоте». Во-первых, если процесс совершается в чистом виде, тов цепи при растворении цинка никакой теплоты не освобождается ибо освобождающаяся энергия превращается прямо в электричество и лишь из этого последнего, благодаря сопротивлению всей замкнутой цепи, превращается далее в теп- лоту. Во-вторых, живая сила есть полупроизведение массы на квадрат скорости. Поэтому вышеприведенное положение должно было бы гласить так энергия, освобождающаяся при растворении эквивалента цинка в разбавленной соляной кислоте и равняющаяся такому-то и такому-то количеству калорий, вместе стем равна полупроизведению массы ионов на квадрат скорости, с которой они направляются к металлам. Формулированное таким образом, это положение явно ложно появляющаяся при движении ионов живая сила далеко неравна освобождающейся благодаря химическому процессу энергии. А если бы она была ей равна, тоне был бы возможен никакой ток, так как для тока в остальной части Недавно Ф. Кольрауш (видемановские «Annalen» «Annalen der Physik und Chemie» (Анналы физики и химии) – немецкий научный журнал, подданным названием издавался в Лейпциге с 1824 по 1899 г. под редакцией ИХ. Погген- дорфа доги Г. Г. Видемана (с 1877 г периодичность – три тома в год; т. VI, стр. 206) вычислил, что необходимы колоссальные силы, чтобы переместить ионы вводном растворе. Чтобы 1 мг мог проделать путь в 1 мм, необходима движущая сила, равная для Н – 32 500 кг, для Cl – 5200 кг, значит для – 37 700 кг. – Даже если эти цифры безусловно правильны, они нисколько не опровергают вышесказанного. Но само это вычисление содержит в себе еще неизбежные в учении об электричестве гипотетические факторы и поэтому нуждается в опытной проверке. Последняя, по-видимому, возможна. Во-первых, эти «колоссальные силы должны снова появиться в форме определенного количества теплоты там, где они потребляются, те. в вышеуказанном случаев цепи. Во-вторых, потребленная ими энергия должна быть меньше энергии, произведенной химическими процессами цепи, ипритом на определенную величину. В- третьих, эта величина должна быть потреблена в остальной части замкнутой цепи, иона может быть там тоже количественно установлена. Вышеуказанные вычисления Кольрауша можно будет считать окончательными только после такой опытной проверки. Еще более осуществимым представляется установление этих величин в электролитической ванне замкнутой цепи не оставалось бы никакой энергии. Поэтому у Видемана находит себе место еще и то замечание, что ионы приходят в состояние покоя, либо образуя некоторое химическое соединение, либо улетучиваясь в свободном виде». Но если потеря живой силы должна включать в себя также и те превращения энергии, которые имеют место в обоих этих процессах, то получается, что мы уже окончательно запутались ведь как раз этим двум процессам, взятым вместе, мы обязаны всей освобождающейся энергией, так что здесь абсолютно не может быть речи о потере живой силы, а разве только о выигрыше ее. Ясно, таким образом, что Видеман, высказывая это положение, не связывал с ним ничего определенного и что потеря живой силы – это лишь своего рода deus ex долженствующий сделать для него возможным неприятный прыжок из старой контактной теории в химическую теорию объяснения тока. Действительно, теперь потеря живой силы сделала свое дело, и ей дают отставку отныне единственным источником энергии при образовании тока неоспоримо признается химический процесс вцепи, и наш автор теперь озабочен только тем, чтобы каким-нибудь приличным образом избавиться от последнего остатка возбуждения электричества при контакте химически индифферентных тел, те. от Буквально бог из машины (в античном театре актеры, изображавшие богов, появлялись на сцене с помощью особых механизмов в переносном смысле: неожиданно появляющееся лицо, которое спасает положение, или неожиданная, не вытекающая из хода событий развязка. – Ред разъединительной, силы, действующей вместе контакта обоих металлов. Когда читаешь вышеприведенное видемановское объяснение образования тока, то кажется, что имеешь перед собой образец той апологетики, с которой лет сорок тому назад правоверные и полуправоверные теологи выступали против филологически-исторической критики Библии, предпринятой Штраусом, Вильке, Бруно Бауэром и другими. В обоих случаях пользуются одинаковым методом. И это неизбежно, ибо в обоих случаях дело идет о том, чтобы спасти старую традицию от натиска научного мышления. Исключительная эмпирия, позволяющая себе мышление в лучшем случае разве лишь в форме математических вычислений, воображает, будто она оперирует только бесспорными фактами. В действительности же она оперирует преимущественно традиционными представлениями, по большей части устаревшими продуктами мышления своих предшественников, такими, например, как положительное и отрицательное электричество, электрическая разъединительная сила, контактная теория. Последние служат ей основой для бесконечных математических выкладок, в которых из-за строгости математических формул легко забывается гипотетическая природа предпосылок. Насколько скептически подобного рода эмпирия относится к результатам современной ей научной мысли, настолько же слепо она доверяет результатам мышления своих предшественников. Даже экспериментально установленные факты мало-помалу неразрывно связываются у нее с соответствующими традиционными толкованиями их; в трактовку даже самого простого электрического явления вносится фальсификация при помощи, например, контрабандного протаскивания теории о двух электричествах. Эта эмпирия уже не в состоянии правильно изображать факты, ибо в изображение их у нее прокрадывается традиционное толкование этих фактов. Одним словом, здесь, в области учения об электричестве, мы имеем столь же развитую традицию, как ив области теологии. Атак как в обеих этих областях результаты новейшего исследования, установление неизвестных до того или же оспаривавшихся фактов и неизбежно вытекающие отсюда теоретические выводы безжалостно бьют по старой традиции, то защитники этой традиции попадают в затруднительнейшее положение. Они должны искать спасения во всякого рода уловках, в жалких увертках, в затушевывании непримиримых противоречий и тем самым сами попадают в конце концов в такой лабиринт противоречий, из которого для них нет никакого выхода. Вот эта-то вера в старую теорию электричества и запутывает Ви- демана в самые безысходные противоречия с самим собой, когда он делает безнадежную попытку рационалистически примирить старое объяснение тока, исходящее из контактной силы, с новой теорией, основывающейся на освобождении химической энергии. Нам, может быть, возразят, что данная выше критика ви- демановского объяснения тока основывается на придирках к словами что если Видеман и выражается вначале несколько небрежно и неточно, тов конце концов он все же дает правильное, согласующееся с принципом сохранения энергии объяснение что, значит, все у него кончается благополучно. В ответ на это мы приведем здесь другой пример, его трактовку процесса вцепи цинк, разбавленная серная кислота, медь. «Если соединить проволокой обе пластинки, то возникает гальванический ток Благодаря электролитическому процессу из воды разбавленной серной кислоты выделяется на меди один эквивалент водорода, улетучивающийся в виде пузырьков. На цинке образуется один эквивалент кислорода, окисляющий цинк в окись цинка, которая растворяется в окружающей кислоте в сернокислую окись цинка (кн. стр. Чтобы из воды выделить газообразный водород и газообразный кислород, для каждой молекулы воды требуется энергия, равная 68 924 единицам теплоты. Откуда же получается в вышеуказанной цепи эта энергия Благодаря электролитическому процессу. А где же берет ее электролитический процесс На это мы не получаем никакого ответа. Однако далее Видеман рассказывает нами не один раза по крайней мере два раза (кн. I, стр. 472 и 614), – что вообще согласно новейшим опытам разлагается не сама во При электролизе да, а, в данном случае, серная кислота H 2 SO 4 , которая распадается, с одной стороны, на Нс другой – на SO 3 + О, причем и О могут при известных обстоятельствах улетучиваться в виде газов. Но это совершенно меняет природу всего процесса. H 2 в H 2 SO 4 прямо заменяется двухвалентным цинком, образуя сернокислый цинк ZnSO 4. На одной стороне остается H 2 , а на другой О. Оба газа улетучиваются в той пропорции, в которой они образуют воду SO 3 соединяется с водой раствора H 2 O снова в H 2 SO 4 , те. в серную. кислоту. Но при образовании ZnSO 4 развивается количество энергии, не только достаточное для вытеснения и освобождения водорода серной кислоты, но и дающее еще значительный избыток, который расходуется в нашем случае на образование тока. Таким образом, цинк не ждет, пока электролитический процесс доставит в его распоряжение свободный кислород, чтобы благодаря этому сначала окислиться, а потом раствориться в кислоте. Наоборот он прямо вступает в процесс, который вообще осуществляется только |