投稿问答最小化  关闭

万维书刊APP下载

胆儿大心细的气体达人——盖·吕萨克

2022/4/8 9:34:39  阅读:531 发布者:chichi77

看过这么多大佬的故事,一般的化学家似乎都围绕着元素及相关物,搞搞学问和研究。本期这位“吕sir”可就有点特别了,他是以研究气体而声名大噪的,啊对,你没看错,“气体化学”家正是他比较重要的头衔之一。

 

他就是冯·李比希【诺贝尔化学奖的“祖师爷”——李比希】咳咳,的恩师——法国化学家、物理学家、科学院院士约瑟夫·路易·盖·吕萨克Joseph Louis Gay-Lussac

文绉绉的啵~

1778年,法国上维埃纳省-利摩日地区-圣莱昂纳德镇,吕萨克出生于一个富裕的家庭,父亲是当地的检察官。按理说,又是个赢在人生起跑线的好命boy。不过,好日子只过到了他11岁,那年法国大革命开始爆发,没多久就波及到了“吕”家,父亲被捕后小萨和家人的平静生活就此被打破。

 

1797年,小萨离开了家乡,考入巴黎高等理工学院(又称巴黎综合工科/工业学校)。这所学校是他自己选的,除了看重其较高的学术水平,有很多大佬在此任教,还有一点最重要的,学校提供助学金,可算是解了他“燃眉”之急呢。

 

 

热爱化学专业和实验技术,勤奋好学的小萨,很快得到著名化学家C.-L.克劳德·贝托莱、居顿·德莫沃等教授们的赏识,尤其是贝老,认为小萨思维敏捷且颇具潜力,是个好苗子。1800年毕业后,小萨起初是留校教书的,后来就受邀直接进入贝老的私人实验室里做助手了。

   尊重事实,不惧权威   

贝老有多宠小萨呢?不仅在工作和生活中给了他许多特殊照顾和鼓励,几乎还把他当做自己的接班人(之一)来培养,另外一个当然是儿子小贝啦,小萨和小贝也是经常在一块做实验呢。

 

事实证明,咱们聪慧机智的小萨完全无愧于贝老的赏识和认可!这里有个比较经典的故事,极能体现小萨有原则这一点,是关于定比定律的争论:

 

定比定律是由法国科学家普罗斯特于1799年提出,他认为“两种或两种以上的元素相互化合成某一化合物时,其重量之比例是天然一定的,人力不能增减”。然而贝托莱却坚持反对这一认识,据说贝老和普老争论了长达9年的时间。贝老始终不服气,把心爱弟子小萨拎出来,希望他通过实验来证明自己是对的,一起“攻击”普老。

 

然鹅……如果贝老这算得上是“较真儿”的话,咱们的小萨也丝毫不差。细心严谨的他,经过了反复实验和分析研究,很快“打”了老师的脸——定比定律没有错。贝老拿到小萨的实验报告之后,没有懊恼,反而第一时间就笑了。他说,他为小萨感到自豪,原话是:“像您这样有才能的人,没有理由让您当助手,哪怕是给最伟大的科学家当助手。您的眼睛能发现真理,能洞察人们所不知的奥秘,而这一点却不是每一个人都能做到的。您应该独立地进行工作。从今天起,您可以进行您认为必要的任何实验……”

这件事过去后,贝老更加坚信自己的选择没有错,小萨用自己高超的实验技能和强烈的科学心态,彻底征服了大家,包括普老都在感谢贝老的质疑和小萨“不经意间”的佐证。小萨就此在实验室里开展了更独立、专业、深入的工作,这对于未来他的认知和成长起了极大的推动作用。

   研究气体,大胆升空   

都说咱们小萨是以对气体的研究而广为人知的,天知道他对这方面有多执著,多热爱。这刚有独立实验的机会,小萨就忙不迭地开启了项目研究,并且超级快(大约也就一年功夫呗)出了成果——1802年,发现气体热膨胀定律(气体在恒压、升温时的线性膨胀定律),即“吕萨克定律”,又名“查理-盖·吕萨克定律”(因为查理早几年也做出了同样的发现,只是没有公布及完善)。

 

这项定律的内容是说,一定质量的气体,在压强不变的情况下,它的体积跟热力学温度成正比。这可是个极为重要的发现,还记得阿伏伽德罗吗【其貌不扬的分子之父——奇才阿罗】,近10年后,借用小萨的这一理论,延展表达出了他那个被人忽视N久的“阿罗定律”:在相同温度下各种不同气体含有相同粒子数。

 

时间会给我们答案,真理也总是越辩越明,越探越清的嘛。像普老一样,最终阿罗赢了,小萨也把他的定律完善晋升,成为今天我们高中物理课本里必修的三大气体定律之一。

 

想来一定是源于兴趣,不吹不黑,小萨的工作效率和积极性都是真心的高。仅仅时隔两年,他又去干了件大事情!——做“空中飞人儿”。

 

人们早就清楚,地球的四周存在着大气和磁场,物理学家帕斯卡对大气压强的研究又给大家带来了新的认知。但,也仅仅局限于一般山峰的高度,再往上的大气情况如何,还是未知的。在当时那个缺乏距离传感技术的时代,想要找到答案,怕是只能亲自升天去一探究竟罢。

 

带着一颗勇敢的心,小萨约了好友——物理学家让·巴蒂斯特·毕奥,带了些许助手随从,于180482日这天,登“球”上天去了。关于这只热气球,有说是找了一个当年拿破仑出征后留下的技术工人制作的,也有说是他们特意为此次飞天亲手制作的(材料浸有树脂的密织绸布)。随“球”前往的除了气压计、温度计、湿度计、静电计、测量磁力和磁倾角等的仪器,还有青蛙、小鸟等配合实验的小动物,别说准备的还挺齐全。

 

这是个晴朗的好天气,万里无云,炎热无风。阳光下,膨胀的巨型气球被映射出闪亮的光。飞天小分队们徐徐上升,贝老也亲临现场,在地面上和大伙摆手送别,想想这场景还是挺激动的呢!

 

在气球升至2000米高空时,“飞天小分队”开始采集数据,边升边测,最后一直上升到约5800米处(已超阿尔卑斯山顶峰4810米的高度)。这个高度温度已经很低了,毕奥的身体开始严重不适,头晕、耳鸣、乏力等症状持续加重,没办法坚持,于是他们开始迅速下降,毕奥后面发誓说只此一次绝不再上天。果然,小萨是带主角光环了,他倒没那么大反应,另外,小编还挺关心青蛙兄是否安好呢。

 

由于没“玩儿”尽兴,大约一个半月后,916日,小萨独自一人轻装上阵,再次飞天冒险。这回他上升到了7016米的高度,这已经创造了当时世界上乘气球升空的最高记录!这是真的勇士啊,要知道彼时的小萨年仅26岁,怎能不让人叹服!

 

经过这两次的探测,综合数据分析,小萨给出了这样的结果:在他所到的高空领域,无论是空气的组成和成分、地磁强度等数据,都基本相同,恒定不变;但在不同高度的空气中,含氧比例是不一样的。(注:关于大气随高度气压降低时其成分不发生变化这一点,咱们的洪二堡也在和好友的探险中得出结论,与小萨达成共识)

 

这可以说是人类进行的首批用于科学考察的气球升空试验,咱们小萨这项果敢又热切的探险活动,为后人厘清高层大气的特点提供了宝贵资料。

“头铁”的小萨回归地面后,继续进行着空气成分的研究。

1805年,他发现1体积的氧气和2体积的氢气燃烧会生成水;

1808年,证明体积的一定比例关系不仅在参加反应的气体中存在,而且在反应物与生成物之间也存在;

18091231日,正式发表他先前发现的气体化合体积定律(-吕萨克定律),这在化学原子分子学说的发展历史上起了重要作用。

 

以上,我说小萨是“气体化学”的狂热粉,大家没意见吧。当然,除了这方面,小萨也没少研究元素呢,喏:

 

1808年,与泰纳尔合作分离出硼;

1812年,发现了氯气;

1813年,为碘命名;

1815年,发现/制造出氰,并弄清它作为一个有机基团的性质;

1827年,设计盖-吕萨克塔,用以改进硫酸的生产,提出建造硫酸废气吸收塔……

作为多所大学的教授和专家学者,吕萨克潜心理论教学,更重视科学实践,他始终在把科学理论成果转化为生产力的道路上坚持努力着。说起来,他是很“轴”的,对科学和事实永远保持相信和尊重,不屈服或盲从于固有权威,能保持独立思考,因而也能洞察些许寻常人看不到或是懒得探索的“真相”吧。

他人缘好,像拉普拉斯、洪()堡、泰纳等人都是他的挚友与合作伙伴。在广泛的学术交流中,一众科学家们共同向着科研真理迈进,精进不休,成就了我们今日科技发达的时代。感恩,致敬!

如有侵权,请联系本站删除!

  • 万维QQ投稿交流群    招募志愿者

    版权所有 Copyright@2009-2015豫ICP证合字09037080号

     纯自助论文投稿平台    E-mail:eshukan@163.com