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化学家
布拉克(Black, Joseph) 苏格兰化学家。1728年4月16日生于法国波尔多;1799年12月6日卒于爱丁堡。 布拉克的父亲是旅居法国的一位苏格兰酿酒商,1740年他将年轻的布拉克(他十三个孩子中之一)送回英国求学。布拉克在格拉斯哥和爱丁堡攻读医学,后来在这两所学校都取得了教授职位,并成为一位出色的受人欢迎的演说家。当他还是医学院学生时,就对鹅卵石发生了兴趣,进而对外形相似的矿石感到兴趣。1754年他获得医学学位的那篇论文被认为是化学界的经典性论文。这篇论文发表于1756年(就在这年,他成为格拉斯哥大学化学教授),他在文中报道说,我们现在称之为碳酸钙的化合物,经强烈加热就会变成氧化钙并释放出一种气体。这种气体如果再同氧化钙化合又会生成碳酸钙。布拉克称这种气体叫“固定的气体”,因为这种气体可以再次以固体形态固定下来。我们现在称这种气体叫二氧化碳。 一百多年前赫耳蒙特*就曾研究过二氧化碳,但布拉克是第一个证明由于矿物分解以及由于燃烧和发酵会生成这种气体的人。他进一步使气体参与化学反应而解除了人们对气体的神秘感,并从化学的观点说明了气体同液体和固体并没有多大差别。由于氧化钙暴露在空气中可直接转化成碳酸钙,因而可得出结论:二氧化碳是大气中的普通成分。他还认识到,在呼吸排出的气体中含有二氧化碳。 布拉克在研究二氧化碳性质时,发现蜡烛在二氧化碳中不会燃烧。 一支在普通空气中燃烧的蜡烛放进密闭容器中,不久就会熄灭,留在该容器中的空气不再能维持这个蜡烛的火焰。这点看起来也许是合理的,因为燃烧着的蜡烛会生成二氧化碳。然而,当二氧化碳被化学物质吸收时,留下来的空气(不是二氧化碳)也不能维持蜡烛的火焰。布拉克把这个问题交给了他年轻的学生D·卢瑟福*,而在以后的十年,就是由于人们进行了这样一些试验,使化学发生了某种程度的革命。 布拉克在研究热力对碳酸钙的影响时,测定了碳酸钙的重量损失,还测定了能够中和一定数量酸的碳酸钙量。这项定量测定技术在几十年以后由于拉瓦锡*应用于化学反应中而得到普遍应用。 布拉克在物理方面的研究同样具有重要意义。1764年他对现象发生了兴趣,而且成为第一个认识到热的量与热的强度不是一回事的人。只有热的强度才能用温度来徇。基于这种认识,他发现把冰加热时,冰缓慢熔化,但温度不变。冰熔化时吸收一定量的“潜热”,使它所含有的热量增加,但它的热强度并没有增加,水沸腾转化为蒸汽时,要吸收更多的潜热。 他进一步发现,水蒸气冷凝成水或水结冰时,会放出这两个过程的逆过程所吸收的那部分热,而这两个凝结过程中的温度都没有变化。在某项变化中所吸收的热量,在其逆变化中又释放出来,对这一事实的了解,是在了解被称做“能量守恒”这一规律是在七十多年之后由J·R·迈尔*、焦耳*和亥姆霍兹*这些人的研究而明确地建立起来。 在水的沸点温度下,蒸汽所含的热量远比同温度同重量的水所含的热量要多,其原因是水沸腾时吸收了热量。这个精辟的论点,为了解到布拉克研究工作的瓦特*所认识。瓦特发明蒸汽机时就应用了这个理论。(“地面”上的发明家应感谢“象牙塔”里的理论家,这点从未被人们充分认识,特别是在美国。) 布拉克还证明,不同温度同重量的两种不同物质放到一起并使温度达到平衡时,最终温度并不一定就是这两个温度的平均值。例如,一种物质可能降温30℃,另一种物质则可能只升温20℃.换句话说,同样多热量,对一种物质的影响可能比对另一种物质的影响大50%。这种特有的温度变化是由于吸收特定的热量(现在称为比热)而引起的。 布拉克对于解释所有的这些现象感到困惑。他和他同时代的其他化学有都认为,热就象光、电或象斯塔耳*假想的热素一样,是一种不可称量的流体。如果说热是一种不可称量的流体,可由一种物质流入另一种物质,那么,比热和潜热的概念就只能用那些令人费解的和说服力不强的论证加以解释了。当着热的动力学理论最后由麦克斯韦*这样一些人研究出来之后,布拉克的实验才确切地找到了根据。
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