ЛЕКЦИЯ VI УГЛЕРОД, ИЛИ УГОЛЬ. СВЕТИЛЬНЫЙ ГАЗ. ДЫХАНИЕ И ЕГО СХОДСТВО С ГОРЕНИЕМ СВЕЧИ. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Одна дама, оказывающая мне честь посещением этих лекций, сделала мне еще и то одолжение, что любезно прислала мне вот эти две свечи, привезенные из Японии. Как видите, они еще более разукрашены, чем французские свечи, которые я вам показывал, и, судя по всему, также представляют собой предмет роскоши. Они отличаются интересной особенностью: фитиль у них полый; как вы помните, введение Арганом полого фитиля в лампу послужило к ее значительному усовершенствованию.

Обратите внимание и на то обстоятельство, что эти литые японские свечи имеют более коническую форму, нежели свечи, отливаемые в нашей части света. По всей вероятности, они сделаны из того вещества, о котором я упоминал в первой лекции. К сведению тех, кому из восточных стран могут привезти такие подарки, я упомяну, что это вещество и ему подобные подвергаются от времени некоторому изменению: их поверхность обесцвечивается и теряет блеск; однако можно восстановить первоначальное великолепие расцветки, если хорошенько потереть их чистой тряпкой или шелковым платком, чтобы сгладить возникшую от времени шероховатость. Одну из этих свечей и таким образом отполировал, и вы видите, какая получилась разница между ней и второй свечой, которую я еще не оттирал, но могу точно так же реставрировать.

В прошлый раз я успел расказать вам довольно много об углекислом газе. Собирая в банки газ, выделяющийся при горении свечи или лампы, и подвергая его испытанию известковой водой (состав и приготовление которой вы теперь знаете и можете добыть ее самостоятельно), мы получали белую муть - известковое вещество, такое же, как в раковинах, кораллах и многих горных породах и минералах. Но я еще не изложил вам с надлежащей полнотой и ясностью химическую историю углекислого газа - вещества, получаемого нами из свечи; теперь я вновь вернусь к этой теме.

Мы видели, как из свечи выделялись продукты сгорания, и исследовали их свойства. Мы выяснили, каковы составные части воды, а теперь нам предстоит выяснить, откуда берутся составные части углекислого газа, выделяемого свечой. Несколько опытов покажут нам это. Вы знаете, что когда свеча горит плохо, она коптит; когда она горит хорошо, копоти нет. Вы также помните, что яркость пламени получается именно от горения копоти. Следующий опыт доказывает, что, пока эта копоть находится в пламени свечи и там воспламеняется, она дает яркий свет и никогда не проявляется в виде черных частиц. Сейчас я зажгу одно вещество, которое горит неэкономно, с чадом и копотью, - это скипидар. Я поджигаю кусочек губки, пропитанный скипидаром... Видите, какой чад валит от него и расходится по воздуху; заметьте, что именно из такого чада и возникает тот углекислый газ, который мы получали из свечи. Чтобы вы могли в этом наглядно убедиться, я опускаю эту губочку с пылающим скипидаром в большую банку с кислородом - животворной частью атмосферного воздуха. Как видите, копоть сгорает без остатка.

Это еще только первая часть нашего опыта - а что же дальше? Та сажа, которая, как вы видели, в воздухе валила клубами от пламени скипидара, теперь в кислороде сгорает полностью. Уже этот незамысловатый опыт приводит нас к тому же самому выводу и результату, к какому мы приходили, разбирая горение свечи. Этот простейший опыт нужен мне только для того, чтобы вести наше исследование шаг за шагом, так просто и ясно, чтобы вы ни на минуту не теряли нити рассуждения, конечно, если только вы не будете отвлекаться. Итак, весь тот углерод, который сгорает в кислороде (или в воздухе), дает углекислый газ; а те частицы, которые при этом не успевают сгореть, проявляются в виде второй составной части углекислого газа, а именно сажи, т. е. углерода, который при достаточном доступе воздуха придает пламени яркость, а при недостатке кислорода для полного сгорания оказывается в излишке и выбрасывается.

Разберем теперь более подробно, как соединяются углерод и кислород, образуя углекислый газ. Теперь вам это легче понять, чем раньше, а для наглядности я подготовил вам несколько опытов. Первый из них не всегда удается идеально гладко, но ради его исключительной наглядности я иду на этот риск. Вот эта банка, совершенно сухая, наполнена кислородом, а в этом тигле находится толченый древесный уголь, который мы сейчас накалим докрасна. В том, что это именно уголь, вы можете убедиться по тому, как он горит в воздухе. (Лектор высыпает из тигля немного раскаленного угля.) Теперь я буду сжигать его в кислороде, а вы будете наблюдать разницу. Издали вам может показаться, будто он горит, образуя пламя, но на самом деле это не так. Каждая частица угля, сгорая, дает крохотную искру; при этом сгорании образуется углекислый газ. Я хочу, чтобы на этих двух-трех опытах вы твердо убедились в том, что уголь сгорает именно так, а не дает пламени; это необходимо для дальнейших рассуждений.

Теперь мы будем сжигать не массу крупинок, а довольно большой кусочек угля, чтобы вам были видны его форма и размеры и вы могли ясно проследить, что с ним будет происходить. Вот банка с кислородом, а вот кусочек угля; щепочку я прикрепил к нему для того, чтобы разжечь этот уголь. Как видите, уголь горит без пламени. Если и появляется пламя, то совсем ничтожное, и принадлежит оно не углю, а образующемуся у самой поверхности угля небольшому количеству горючего газа - окиси углерода. Видите, уголь продолжает медленно гореть, и от соединения этого углерода (или, что одно и то же, угля) с кислородом постепенно получается углекислый газ. Возьмем другой кусок угля - обугленную древесную кору; она отличается тем, что при горении трещит и разлетается на мелкие кусочки. Таким образом, под воздействием высокой температуры крупный кусок угля рассыпается на множество мелких. Но каждая из этих частиц, наравне с основным куском, горит именно как уголь, т. е. не дает пламени. Вы видите множество искорок, но пламени нет. По-моему, нельзя придумать более изящного опыта для доказательства особого, искрового характера горения угля.

Итак, мы получили углекислый газ из его составных элементов. Образуется он тут же, в процессе горения, и испытание известковой водой покажет вам, что это то же самое вещество, о котором у нас шла речь раньше. Из соединения шести частей по массе углерода все равно, получается ли он из пламени свечи или берется как толченый в порошок древесный уголь) с 16-ю частями кислорода получается 22 части углекислого газа; а из этих 22 частей углекислого газа в соединении с 28 частями извести получается обыкновенная углекислая известь. Если бы вы подвергли анализу, скажем, раковину устрицы и определили массы ее составных частей, вы бы убедились, что из каждых 50 частей было бы шесть частей углерода и 16 кислорода в сочетании с 28 частями извести. Однако я не стану утомлять вас этими подробностями; нам надо разобраться лишь в самой сути этого вопроса.

Посмотрите, как чудесно "тает" углерод (показывает на кусок угля, спокойно горящий в банке с кислородом), прямо можно сказать, что уголь исчезает в окружающем воздухе и что если бы он был совершенно свободен от примесей, а это нам нетрудно выполнить, он сгорел бы дотла без малейшего остатка. Да, действительно, при сгорании куска идеально очищенного угля никакой золы не остается. Углерод сгорает как плотное, твердое тело; одного лишь воздействия тепла недостаточно для того, чтобы заставить его изменить свое твердое состояние, - а вместе с тем он превращается в такое газообразное вещество, которое при обычных условиях не превращается ни в твердое, ни в жидкое состояние. Не менее любопытен тот факт, что кислород не меняет своего объема от того, что в нем "растворяется" углерод. Каков был объем в начале горения, таков он и в конце, но только это уже не кислород, а углекислый газ.

Есть еще один опыт, с которым вам нужно ознакомиться, чтобы как следует понять, что собой представляет углекислый газ. Поскольку он является веществом сложным, состоящим из углерода и кислорода, нам нужно научиться разделять его на эти составные части. И действительно, мы можем это сделать. Как мы выделяли из воды ее составные элементы, так мы можем поступить и с углекислым газом.

Простейший и быстрейший способ заключается в том, чтобы воздействовать на углекислый газ каким-нибудь веществом, которое может извлечь из него кислород, оставив углерод в остатке. Вы помните, как я брал кусочек калия и клал его на воду или на лед, и вы убедились при этом, что он обладает способностью отрывать кислород от водорода. Что, если нам сейчас проделать что-нибудь подобное с углекислым газом?

Вы знаете, что углекислый газ - тяжелый; испытывать его известковой водой сейчас не стоит, так как это помешает дальнейшему ходу опытов; однако я полагаю, что тяжести газа, находящегося в этой банке, и его способности гасить пламя будет достаточно для опознания в нем углекислого газа. Я введу в него огонек, а вы посмотрите, погаснет ли он. Как видите, огонек погас. Больше того, этот газ, может быть, потушит и горящий фосфор, - а ведь фосфору, как вы знаете, свойственно весьма энергичное горение. Вот кусочек фосфора, накаленный до чрезвычайно высокой температуры. Я опускаю его в этот газ, и, как видите, пламя гаснет; на воздухе фосфор снова вспыхнет, горение возобновится.

Возьмем теперь кусочек калия; это вещество даже при обычной температуре способно воздействовать на углекислый газ, хотя и не так сильно, как нам сейчас нужно, потому что оно быстро покрывается защитным слоем. Однако если мы его подогреем до точки воспламенения в воздухе (мы на это имеем полное право; точно так же мы поступали и с фосфором), вы убедитесь, что калий способен гореть и в углекислом газе. Но если он горит, то не иначе, как соединяясь с кислородом, - и вы увидите, что окажется в остатке. Итак, я собираюсь сжечь калий в углекислом газе для доказательства присутствия кислорода в этом газе. (При подготовительном нагревании калий взорвался.) Что ж поделаешь, иногда попадается неудачный кусок калия, и когда он накаляется, происходит нечто вроде взрыва. Я беру другой кусочек. Вот он накалился, и я опускаю его в банку на длинной ложечке. Вообще он горит в углекислом газе не так хорошо, как на воздухе, потому что кислород в углекислом газе связан, но все-таки он горит и забирает кислород.

Если я теперь положу этот калий в воду, то окажется, что, помимо образовавшегося поташа (который нас сейчас не интересует), выделилось еще и некоторое количество сажи. Этот опыт я проделал весьма кустарным способом, но, уверяю вас, если бы я употребил на него не пять минут, а целый день и проделал бы все с величайшей тщательностью, то в этой ложечке, где сжигался калий, несомненно, оказалось бы именно надлежащее количество угля, и результаты не оставили бы места ни для каких сомнений. Итак, вот углерод, полученный из углекислого газа в виде общеизвестного черного вещества - сажи. Тем самым мы получили полное доказательство того, что углекислый газ действительно состоит из углерода и кислорода. И теперь я могу сказать вам, что всякий раз, когда углерод горит при обычных условиях, он дает углекислый газ.

Возьмем теперь вот эту деревяшку и доложим ее в банку с известковой водой. Сколько бы я ни взбалтывал известковую воду с деревяшкой и с воздухом, она продолжала бы оставаться такой же прозрачной, как вы ее сейчас видите. А что, если я сожгу этот кусок дерева в том воздухе, который содержится здесь в банке? Конечно, вы знаете, что я получу воду. А получу ли я углекислый газ? (Лектор сжигает щепку и испытывает содержимое банки известковой водой.) Ну, вы видите, вот углекислая известь, получившаяся из углекислого газя, а тот в свою очередь получился из углерода, находившегося в куске дерева, в свече и т. п. Несомненно, вы сами неоднократно проделывали простейший опыт, в котором можно увидеть углерод, содержащийся в дереве: если вы частично сожжете кусок дерева, а потом его погасите, у вас останется уголь. Но есть вещества., которые таким образом не обнаруживают содержащегося в них углерода. В свече, например, вы так не увидите углерод, хотя она его содержит.

Таков же и светильный газ - вот он здесь, в банке, - из него можно в изобилии получить углекислый газ; углерода вы в нем не видите, но мне нетрудно доказать вам его присутствие. Вот я его зажигаю, и пока в банке останется хоть сколько-нибудь этого газа, он будет продолжать гореть. Углерода вы не видите, но вы видите пламя, и оно уже одной своей яркостью наводит вас на мысль, что в пламени содержатся частицы углерода. Впрочем, я это вам докажу иным путем.

В другом сосуде у меня есть тот же газ, но в смеси с таким веществом, которое способно сжечь водород из состава этого газа, а углерода не сожжет. Я поджигаю смесь лучинкой, и вы видите, что водород сгорает, а углерод остается в виде густого черного дыма. Я надеюсь, что из этого ряда опытов вы научитесь распознавать присутствие углерода и будете понимать, каковы бывают продукты горения, когда газы или другие вещества без остатка сжигаются в атмосферном воздухе.

Наше знакомство с углеродом было бы неполным без некоторых опытов и сведений об интереснейшей его особенности, проявляющейся при горении. Как я вам показал, уголь горит только как твердое тело, и, однако, сгорев, он перестает быть твердым телом. Так ведет себя далеко не всякое топливо: этим свойством обладают только те важнейшие сорта топлива, которые относятся к классу углеродистых, т. е. каменный уголь, древесный уголь и дерево. Из числа элементов, кроме углерода, я не знаю ни одного, который мог бы гореть таким образом. А если бы и он не обладал этим свойством, что бы сталось с нами?

Допустим, что всякое топливо подобно железу превращалось бы при сгорании в твердый продукт. Тогда было бы невозможно такого рода горение, какое вы видите здесь в камине. Взгляните, вот у меня тут вещество, которое горит не хуже, если даже не лучше, чем углерод; оно до того горючее, что вспыхивает от соприкосновения с воздухом. (Лектор разламывает трубку, в которой запаян свинцовый пирофор[ 28 ]. Происходит вспышка.) Вы видите, какой поразительной горючестью обладает это вещество, одно из соединений свинца. Своей раздробленностью на отдельные кусочки оно похоже на каменный уголь, наложенный кусками в камине: воздух имеет доступ не только снаружи, но и изнутри, почему оно и горит. (Лектор высыпает содержимое трубки плотной кучкой на железную тарелку.)

Почему же теперь, когда оно лежит плотной массой, оно не горит? Просто потому, что воздух к нему не попадает. При всем том, что это горючее вещество может выделять много тепла, которое нам так нужно для горнов, топок и паровых котлов, продукты сгорания не могут отделиться от скрытого под ними, еще не сгоревшего вещества, т. е. мешают воздуху проникнуть к этому веществу и сжечь его.

Совсем другое дело - углерод! Он горит точно так же, как этот свинцовый пирофор, и потому дает сильный жар в топках; однако при этом продукт сгорания улетучивается, и поверхность несгоревшего угля все время обновляется. Я вам показывал, как углерод таял и исчезал в кислороде, не оставляя никакой золы; зато здесь (показывая на кучку свинцового пирофора) у нас даже больше золы, чем было горючего: ведь это вещество стало тяжелее на то количество кислорода, которое с ним соединилось. В этом и проявляется разница между этим соединением свинца и, скажем, железом, с одной стороны, и углеродом - с другой.

Если бы при сгорании углерода выделялся твердый продукт, комната наполнилась бы непрозрачными хлопьями, как в нашем опыте с фосфором; но на самом деле продукт сгорания углерода целиком улетучивается в атмосферу. До горения углерод находится в неподвижном, почти неизменном состоянии, а потом он оказывается в форме газа, который очень трудно (хоть и не вовсе невозможно) получить в твердом или жидком состоянии.

Перейдем теперь к очень интересному разделу нашей темы: к сходству между горением свечи и тем жизненным видом горения, которое происходит внутри нас. Да, да, в теле каждого из нас происходит жизненный процесс горения, весьма сходный с горением свечи, и я хочу, чтобы вы это ясно поняли. Тут дело не в поэтическом сравнении человеческой жизни с теплящимся огоньком, а в действительном сходстве. Внимательно проследите за моим рассуждением, и вы всё поймете.

Для большей ясности и убедительности я придумал небольшой прибор, который мы сейчас перед вами смонтируем. Вот доска с вырезанным желобком, который можно накрыть планочкой; концы желобка выходят на поверхность, и продолжениями их служат широкие стеклянные трубки; воздух свободно проходит сквозь весь прибор. В одну из трубок я ставлю зажженную свечу. Вы видите, что она продолжает прекрасно гореть. При этом воздух, питающий пламя кислородом, спускается в трубку на одном конце прибора, проходит вдоль по горизонтальному желобку и поднимается к той трубке, где помещена свечка. Если я закрою входное отверстие, прекратится доступ воздуха, а с ним и горение, - как видите, свечка гаснет.

Помните, в одном из предыдущих опытов я вам показывал, что происходит, когда воздух от горящей свечи идет к другому огоньку. Если бы посредством сложного устройства я провел сюда, во входную трубку, воздух, поднимающийся от другой горящей свечи, то основная наша свеча погасла бы. Но что вы скажете, если я вам предскажу, что не только другая свеча, но и мое дыхание потушит эту нашу свечу?

Задувать свечку я не собираюсь - я имею в виду не дуновение, а именно дыхание. Я хочу сказать: природа выдыхаемого мною воздуха такова, что свеча в нем гореть не может. Я сейчас приложу губы к отверстию входной (т. е. левой) трубки и очень осторожно, отнюдь не дуя на пламя, выдохну воздух, т. е. не дам войти в трубку никакому воздуху, кроме того, который выходит у меня изо рта... Вы видите, каков разультат. Я свечу не задувал, а просто впустил в трубку выдыхаемый мною воздух. В результате пламя погасло из-за недостатка кислорода, а не по какой-либо иной причине.

Нечто, а именно мой дыхательный аппарат, забрал из воздуха кислород, и его не хватило на то, чтобы поддерживать горение свечи. При этом, по-моему, очень интересно наблюдать, сколько времени пройдет, прежде чем достигнет свечи испорченный воздух, выдыхаемый мною в эту трубку. Вначале свеча продолжает гореть, но как только испорченный воздух доходит до пламени, она гаснет.

Следующий опыт, который я вам покажу, - это весьма важный шаг в нашем рассуждении. Вот в этой банке, не имеющей дна, содержится чистый воздух, как вы можете заключить из того, что в нем может гореть свеча или газовый рожок. Теперь я этот воздух временно изолирую: банку я ставлю в воду, а горлышко плотно затыкаю пробкой, сквозь которую проходит трубочка. Таким образом, вы видите, я смогу, взяв в рот трубочку, вдохнуть этот воздух, т. е. вобрать его в свои легкие, а затем вновь выдохнуть его в эту банку; тогда мы сможем его исследовать и выяснить, каков получился результат.

Вот, следите, - я сперва вобрал в себя воздух, а затем его выдохнул; это видно было из того, что уровень воды сперва поднялся, а затем опустился до прежней высоты. Теперь, введя в банку горящую лучинку, мы сможем судить, в каком состоянии находится там воздух, по тому, что огонек погаснет. Как видите, уже одного вдоха и выдоха оказалось достаточно, чтобы сделать этот воздух совершенно непригодным для горения, так что мне нет смысла вдыхать его вторично.

Теперь вам будет понятна одна из причин, почему устройство жилищ бедноты является антисанитарным: там нет надлежащего проветривания, и люди дышат все одним и тем же спертым воздухом. Вы видите, как портится воздух, если дохнуть только раз, и потому вам нетрудно будет понять. насколько важен для нас свежий воздух.

Чтобы немного продолжить эту нить рассуждения, посмотрим, что будет происходить с известковой водой. В эту колбу налито немного известковой воды; сквозь пробку колбы проходят две трубки; через них воздух внутри колбы сообщается с внешним. Таким образом, мы можем узнать, какое действие оказывает на известковую воду воздух чистый и воздух, испорченный дыханием. Взяв в рот трубку А, я могу втягивать в себя чистый комнатный воздух, питающий мои легкие, и заставлять его по пути проходить через известковую воду. Взяв в рот трубку В, доходящую почти до дна колбы, я могу, выдыхая воздух нз легких, заставлять его по пути проявить свое действие на известковую воду. Обратите внимание, что как бы долго я ни засасывал наружный воздух в известковую воду, а сквозь нее и в мои легкие, это не будет иметь ни малейшего действия на известковую воду - она не побелеет. Однако же, если я несколько раз подряд пропущу сквозь известковую воду тот воздух, который выходит из моих легких, вы увидите, какой молочно-белой становится эта вода, как на нее подействовал выдыхаемый мною воздух. И теперь вы догадываетесь, что именно углекислый газ, который вы здесь наблюдаете в соприкосновении с известковой водой, и является причиной порчи воздуха при дыхании.

Возьмем две склянки; у каждой из них по два горлышка, одно из которых соединяет ее с другой склянкой посредством особой изогнутой трубки, а другое - с наружным воздухом. Из этих склянок с трубками собран прибор, который при всей своей простоте позволяет сделать изящный и убедительный опыт; этот прибор заставит воздух двигаться только в одном направлении, а не обратно, когда я буду дышать через среднюю отводную трубку.

В первой банке налита простая вода, во второй - известковая. Входя в первую склянку, воздух будет проходить ко мне в рот и легкие, давая мне возможность дышать, а на обратном пути из моих легких и рта сможет проходить только через вторую склянку с известковой водой. Как видите, комнатный воздух не изменил известковую воду; во второй склянке в известковую воду поступал только выдохнутый мною воздух, - и какова разница!

Продолжим наше рассуждение. Что это за процесс, который происходит внутри нас денно и нощно, независимо от нашей воли, и без которого мы не можем обойтись? Ведь если мы задержим дыхание (ненадолго это можно сделать), то мы сами себя погубим. Когда мы спим, органы дыхания и связанные с ними другие органы продолжают действовать, - вот до чего необходим нам этот процесс дыхания, это соприкосновение воздуха с нашими легкими!

Расскажу вам совсем коротко, в чем заключается этот процесс. Мы принимаем пищу; она проходит через находящуюся внутри нас сложную систему органов и сосудов в различные части организма. В таком видоизмененном состоянии часть пищи по особой системе сосудов проходит через наши легкие, где другая, дыхательная, система втягивает и выпускает вдыхаемый и выдыхаемый нами воздух; таким образом, сближаются воздух и пища, разделенные лишь тончайшей перегородкой, благодаря чему воздух получает возможность в процессе дыхания действовать на кровь, и возникает в точности то же самое вещество, с которым мы встречались при горении свечи.

Свеча, как мы убедились, соединяется с некоторой частью воздуха, образуя углекислый газ, и при этом выделяется тепло; подобным же образом происходит и в легких этот своеобразный процесс превращения. Воздух, поступая в легкие, соединяется с углеродом (не со свободным углеродом, а, как и в свече, с углеродом, готовым к использованию в надлежащий момент); образуется углекислый газ, который выдыхается в атмосферу. Так мы приходим к любопытному выводу, что пища играет роль топлива. Возьмем, например, этот кусок сахара. Он, как и свеча, представляет собой соединение углерода, водорода и кислорода; однако эти элементы содержатся в сахаре в ином массовом соотношении, а именно:

Вам нетрудно будет запомнить интереснейшее обстоятельство: кислород и водород содержатся в сахаре как раз в той же пропорции, что и в воде; поэтому можно сказать, что сахар состоит из 72 частей по массе углерода и 99 частей воды.

Именно углерод, содержащийся в сахаре, и соединяется с кислородом воздуха, поступающим в легкие, и тем самым создает сходство нашего организма со свечой. При этой реакции выделяется тепло, а также происходят и другие процессы, в результате которых поддерживается жизнедеятельность организма.

Чтобы ярко и наглядно доказать вам, что в сахаре действительно есть углерод, я возьму кусок сахара или, для ускорения опыта, сироп, в котором сахара приблизительно втрое больше, чем воды. Если накапать туда крепкой серной кислоты, она поглотит всю воду и оставит вместо сиропа углерод в виде черной массы. (Лектор смешивает сироп с крепкой серной кислотой.) Видите, как выделяется углерод! Скоро у нас окажется твердая масса угля, целиком получившаяся из сахара.

Сахар, как вы знаете, - это пища, а тут вдруг у нас получился твердый кусок угля - там, где вы его никак не могли бы ожидать.

Еще более поразительный результат вы увидите, когда я применю к полученному из сахара углероду окислитель, и притом более быстрого действия, чем атмосферный воздух. Мы, таким образом, окислим это топливо путем процесса, отличающегося от дыхания только по форме, а не по существу. Дыхание - это сгорание углерода при соприкосновении с тем кислородом, который подведен к нему организмом. Я действую окислителем, и вы увидите, что происходит сгорание. Это в точности то же самое, что получается в моих легких, но только присоединение кислорода, берущегося из другого источника, т. е. из атмосферы, происходит здесь гораздо быстрее.

Количественная сторона этого дела поразит вас. Свеча может гореть часа четыре, пять, шесть, семь. Каково же должно быть количество углерода, ежедневно улетучивающегося в воздух в виде углекислого газа! Какое количество углерода, очевидно, выдыхает каждый из нас! Какой удивительный круговорот углерода должен происходить при горении и дыхании! За сутки человек превращает в углекислый газ целых 7 унций углерода; дойная корова - 70 унций, а лошадь - 79, и все это только в результате дыхания. Иначе говоря, лошадь в своих органах дыхания сжигает за сутки 79 унций углерода для поддержания естественной температуры своего тела. Все теплокровные животные вырабатывают себе тепло именно таким образом - путем превращения углерода, находящегося не в свободном состоянии, а в соединениях.

А сколь удивительны изменения, происходящие в нашей атмосфере! За сутки в одном только Лондоне образуется в результате дыхания целых 5 миллионов фунтов углекислого газа, т. е. 548 тонн. А куда же все это девается? Улетучивается в воздух. Если бы углерод, подобно железу или свинцовому пирофору, который я вам показывал, давал при сгорании твердое вещество, что бы произошло? Горение не могло бы продолжаться. По мере того как углерод сгорает, он превращается в газообразное вещество и переходит в атмосферу, а та уносит его прочь. А дальше? Как это ни удивительно, изменение воздуха, вызванное дыханием, которое, казалось бы, так для нас вредно (ведь мы же не можем дважды дышать одним и тем же воздухом), как раз, оказывается, поддерживает жизнь растений, покрывающих земную поверхность.

То же самое наблюдается и в водоемах: ведь рыбы и другие водяные животные дышат хотя и не непосредственно путем соприкосновения с открытым воздухом, но все-таки, по существу, так же. Вот эти золотые рыбки в аквариуме (показывает) дышат растворенным в воде кислородом из воздуха. Они также выделяют углекислоту и участвуют в великом круговороте природы, в котором животное и растительное царства поддерживают друг друга.

А все растения, произрастающие на поверхности Земли, - вроде, например, вот этой ветки, - наоборот, поглощают углерод. Вот эти листья растут и развиваются, снабжаясь углеродом из атмосферы, куда мы его отдали в форме углекислого газа. Давайте им чистый воздух, какой нужен нам, - и они не смогли бы в нем жить; давайте им наряду с другими веществами углерод - и они будут жить и процветать. Этот кусок дерева, как все деревья и растения, получил весь свой углерод из атмосферы, которая, как мы уже говорили, уносит с собой то, что вредно для нас и в то же время полезно для растений; известно же: что одному - болезнь, то другому - здоровье. Таким образом, и получается, что мы зависим не только от других людей и от животных, а и от растительного мира нашей планеты, так как вся природа связана едиными законами.

Есть еще одно обстоятельство, на которое я хотел бы обратить ваше внимание, прежде чем мы закончим наши лекции. Оно интереснейшим образом связано со всеми тремя веществами, которыми мы здесь занимаемся: с кислородом, водородом и углеродом в их различных состояниях.

Я сегодня показывал вам, как вспыхивает одно свинцовое соединение: вы видели, что оно воспламенилось в тот самый момент, как я откупорил эту пробирку и в нее проник воздух. Здесь проявляется химическое сродство, обусловливающее все наши химические реакции. Когда мы дышим, внутри нас происходит такой же процесс. Когда мы жжем свечу, действует все то же сродство различных веществ друг с другом. Яркий пример химического сродства наблюдается в нашем опыте со свинцовым пирофором. Если бы продукты сгорания отделялись от поверхности, то это вещество, воспламенившись, продолжало бы гореть до конца; но вы помните, что между ним и углеродом мы отмечали существенную разницу; это свинцовое соединение немедленно воспламеняется при условии доступа воздуха, а уголь способен лежать без изменения целыми днями, неделями, месяцами, годами. В Геркулануме пролежали свыше 1800 лет и не выцвели рукописи, написанные чернилами из сажи, хотя они так или иначе находились в соприкосновении с воздухом.[ 29 ]

Чем же объясняется эта разница между углеродом и свинцовым пирофором?

Поразительно, что углерод - ведь это же горючее вещество, топливо - как бы дожидается момента, когда ему вступить в действие; он не вспыхивает, как этот пирофор или как многие другие вещества, от показа которых мне пришлось воздержаться, чтобы не загромождать здесь стол. Углерод выжидает, пока его зажгут, и уже самое это выжида-ние представляет собой интересное свойство. Также и свечи - хотя бы, например, эти японские свечи - не загораются самопроизвольно, подобно свинцовому пирофору и железу (ведь железо, если оно достаточно измельчено, обладает тем же свойством, что и это соединение свинца), а ждут и ждут годами или даже веками, не претерпевая никаких изменений.

Вот сюда проведен светильный газ. Он выходит из газового рожка, но, как видите, не вспыхивает - он вливается в воздух, и ему приходится дожидаться надлежащего нагрева, прежде чем он загорится. Если я его достаточно нагрею, он вспыхнет. Если я задую пламя, выходящий газ будет дожидаться, пока к нему снова не поднесут огонек.

Интересно изучать, как различно ведут себя вещества в этом отношении: одним достаточно небольшого повышения температуры, а другие дожидаются весьма значительного.

Возьмем, например, порох и нитроклетчатку. Даже эти вещества, несмотря на их одинаковое назначение, различаются между собой по условиям возгорания. И действительно, порох состоит из углерода и других веществ, придающих ему высокую горючесть; нитроклетчатка - тоже горючее соединение. Оба они дожидаются, но вступят в действие при различных температурах. Коснемся их раскаленной проволочкой, и мы увидим, которое из них вспыхнет раньше. (Лектор прикасается раскаленным железом к нитроклетчатке.) Вот видите, нитроклетчатка вспыхнула, но даже самая накаленная часть проволоки, оказывается, недостаточно горяча, чтобы заставить вспыхнуть порох. Как это наглядно показывает вам количественное различие между веществами в отношении возгорания!

В заключение - а рано или поздно конец нашим беседам должен быть - я могу только выразить вам свое пожелание, чтобы вы могли с честью выдержать сравнение со свечой, т. е. могли бы быть светочем для окружающих, и чтобы во всех ваших действиях вы подражали красоте пламени, честно и производительно выполняя свой долг перед человечеством.

Примечания:

2

искры, возникающие при стачивании наждачного круга, дают достаточно много света; вместе с тем они не воспламеняют рудничный газ из-за их сравнительной невысокой температуры. - прим. ред.

28

Свинцовый пирофор получается путем нагревания сухого виннокислого свинца в пробирке, закрытой с одного конца и тонко оттянутой с другого, пока не прекратится выделение паров. Тогда в пламени паяльной трубки заплавляется оттянутый кончик пробирки. При соприкосновении с воздухом пирофор дает красную вспышку. - Прим. В. Крукса.

29

Геркуланум и Помпея - древние римские города, засыпанные пеплом при извержении вулкана Везувия в 79 году нашей эры. - Прим. ред.