Закон сохранения массы: вещество не исчезает при превращениях
В 1748 году Михаил Ломоносов изложил Леонарду Эйлеру мысль о сохранении количества материи при изменениях в природе. Позднее он проверял этот принцип на химических опытах с нагреванием металлов в закрытых сосудах.
Как это было
Ломоносов исследовал строение вещества, теплоту и химические превращения. В письме математику Леонарду Эйлеру от 5 июля 1748 года он сформулировал общий принцип: изменения перераспределяют материю между телами, а не создают её из ничего. Сам документ сохранился в архиве Академии наук.
Для химии эта идея имела вполне практический смысл. При нагревании металла на воздухе образуется окалина, масса которой может оказаться больше массы исходного металла. Чтобы выяснить причину, нужно учитывать не только твёрдое вещество, но и всё содержимое сосуда. Ломоносов обратился к подобным опытам в 1756 году — спустя несколько лет после письма Эйлеру.
Как это работало
Учёный нагревал металлы в стеклянных сосудах, которые предварительно герметично запаивали. При таком опыте вещество не может свободно поступать снаружи или уходить в окружающий воздух. Масса закрытого сосуда с его содержимым после реакции остаётся той же, хотя внутри происходят изменения.
Сейчас это объясняют так: металл соединяется с частью вещества из воздуха внутри сосуда. Масса получившегося соединения может увеличиться, но масса всех участников реакции вместе остаётся неизменной. Поэтому в химическом уравнении учитывают и вещества, вступившие в реакцию, и продукты превращения.
Что было дальше
Ломоносов вновь обратился к общему принципу сохранения материи в более поздних научных работах. В химии XVIII века количественные измерения постепенно становились способом проверять объяснения реакций. В дальнейшем закон сохранения массы получил систематическое экспериментальное обоснование и вошёл в основу химических расчётов.
Сегодня по этому закону составляют уравнения реакций и рассчитывают, сколько исходных веществ требуется для получения заданного количества продукта. История работы Ломоносова показывает, как общая физическая идея стала предметом конкретного опыта со взвешиванием.
В те же годы
Атмосферное электричество: объяснение грозы через движение воздуха
В 1753 году Михаил Ломоносов представил в Петербургской академии наук теорию электрических явлений в атмосфере. Он связывал появление электрических зарядов с движением воздуха и частиц влаги в облаках.
1754авиацияАэродромическая машина: попытка поднять приборы над землёй
В 1754 году Михаил Ломоносов показал Академии наук модель устройства с вращающимися крыльями, предназначенного для подъёма метеорологических приборов. По принципу действия оно напоминало будущие аппараты вертикального взлёта.
1756приборы и измеренияНочезрительная труба: как рассмотреть берег в сумерках
В 1756 году Михаил Ломоносов представил в Академии наук зрительную трубу для наблюдения слабо освещённых предметов. Её предполагалось использовать на море, чтобы лучше различать корабли, скалы и очертания берега ночью или в сумерках.
1761ракеты и космосАтмосфера Венеры: светлая дуга у края планеты
В 1761 году Михаил Ломоносов наблюдал прохождение Венеры по диску Солнца и заметил световой эффект у края планеты. Он объяснил увиденное тем, что Венера окружена атмосферой, преломляющей солнечные лучи.
1763энергетикаПаровая машина Ползунова: два цилиндра вместо водяного колеса
В 1763 году Иван Ползунов предложил проект пароатмосферной машины с двумя цилиндрами и общим приводом. Она была рассчитана на работу заводских механизмов без обязательного подключения к водяному колесу.