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1766年,英国物理学家分离并描述了氢引发了科学和现代绿色技术的演变:亨利·卡文迪什发现了什么?
1766年,英国物理学家分离并描述了氢,引发了科学和现代绿色技术的演变。亨利·卡文迪什将氢气识别为一种单独的气体,并将其称为易燃空气。他在气体、水、电和地球密度方面的研究影响了后来的化学和物理学,并帮助建立了现代科学研究中使用的方法。
来源:经济时报引发科学和现代绿色技术的演变。
没有发明氢,因为它是自然产生的。他通过金属与酸反应产生这种气体后,将其作为一种独特的气体进行了分离和研究。他称这种气体为易燃空气,因为它可以燃烧。法国化学家安托万·拉瓦锡后来将其命名为“氢”,意思是“水形成者”。卡文迪什还研究了空气的成分、水的形成、电力和地球的密度。他的实验成为现代化学和物理学发展的一部分。
亨利·卡文迪什是一位英国物理学家和化学家,他的研究涵盖气体、空气、水、电、热和重力。他于1731年10月10日出生于法国尼斯,于1810年2月24日逝世于英国伦敦。
卡文迪什与 1766 年氢的发现和分离有关。从技术上讲,他并没有发明氢,因为氢是一种天然存在的元素。他的贡献是分离出气体,检查其特性并将其描述为一种独特的物质。
他的工作后来与化学的发展以及对氢作为元素的理解联系在一起。氢现在被用于多个领域,包括工业过程,
和现代绿色技术。
1766年,英国物理学家分离并描述了氢,引发了科学和现代绿色技术的演变
卡文迪什通过锌和铁等金属与酸反应产生氢气。该反应释放出一种气体,他收集并研究了这种气体。他称这种气体为“易燃空气”,因为它可以燃烧。他测量了它的特性,并将其重量和行为与其他气体进行了比较。这项工作是卡文迪什首次发表的研究的一部分。 1766 年,他发表了三篇简短的化学论文,内容涉及当时所谓的“人为气氛”。这些是通过实验室过程产生的气体。
卡文迪什还通过将碱溶解在酸中来产生当时所谓的固定空气,现在称为二氧化碳。他将气体收集在倒置在水或水银上的瓶子中。然后他研究了每种气体在水中溶解的量。他还测量了它们的比重并检查了它们的可燃性。这项研究帮助气体化学成为 18 世纪的一个科学研究领域。
卡文迪什如何识别氢?
卡文迪什使用的工艺基于金属和酸之间的化学反应。该反应产生了可以单独收集的气体。卡文迪什测量了这种气体并研究了它的特性。
他的观察表明,这种气体与普通大气不同。它的燃烧能力也将其与当时已知的许多其他气体区分开来。氢这个名字是后来出现的。安托万·洛朗·拉瓦锡使用氢这个名字,它来自希腊语词根,意思是水形成者。这个名字与氢与氧反应时形成水有关。
卡文迪什和水的成分
卡文迪什还研究了水是如何形成的。他在去燃素空气(现在称为氧气)中燃烧易燃空气(现在称为氢气)。实验产生了水。
卡文迪什得出结论,去燃素空气与水有关,氢气在其形成过程中发挥了作用。他的解释仍然采用了当时流行的燃素理论。 1783 年 3 月,他向约瑟夫·普里斯特利 (Joseph Priestley) 报告了自己的发现。卡文迪什于次年发表了该发现。
他对大气的研究
卡文迪什实验和地球密度
苏格兰发明家詹姆斯·瓦特 (James Watt) 也在 1783 年发表了有关水的成分的著作。卡文迪什首先进行了实验,但后来发表了他的发现。这引发了关于优先权的争论。这些实验帮助确定水不是基本元素。它是由氢和氧制成的化合物。
卡文迪什在氢研究结束后继续研究气体。 1785年,他检查了普通大气的成分。他测量了当时被描述为燃素和去燃素的空气的量。这些现在被理解为氮气和氧气。
他的测量留下了少量他无法解释的气体。卡文迪什计算出剩余气体约为氮气体积的120分之一。他的工作表明在研究空气成分时仔细测量的重要性。
卡文迪什还因涉及重力的实验而闻名。他使用改进的扭转天平来测量质量之间的微弱引力。
该装置基于约翰·米歇尔 (John Michell) 的早期设计。卡文迪什改进了装置并用它来确定地球的密度。该实验被称为卡文迪什实验。
该装置使卡文迪什能够在受控实验室环境中测量物体之间的微小重力。根据结果,他计算出了地球的密度,并通过密度与质量之间的关系,提供了一种估计地球质量的方法。该实验成为实验物理学史上的重要组成部分。
卡文迪什对电力的研究
卡文迪什还研究了电学。他研究了电的吸引力和排斥力,并检查了电荷的行为。他的工作包括与电容相关的早期想法。他的一些电气研究还预见到了后来与欧姆定律相关的一些内容。
在他生前,这项研究的大部分内容尚未发表。卡文迪什将许多科学观察结果保留在手稿中,而不是发表。他的出版记录有限,这意味着他的一些作品后来才为人所知。
教育和科学生活
卡文迪什就读于伦敦附近的一所私立学校哈克尼学院。 1748年,他进入剑桥大学彼得豪斯学院,在那里呆了三年,但没有获得学位就离开了。当时,没有学位就离开剑桥并不罕见。离开剑桥后,他与父亲一起住在伦敦。很快他就建立了自己的实验室。
他的父亲查尔斯·卡文迪什勋爵曾涉足政界,后来活跃于科学界和伦敦皇家学会。 1758 年,他的父亲带亨利·卡文迪什参加皇家学会的会议和皇家学会俱乐部的晚宴。卡文迪什于 1760 年当选为这两个团体的成员。
1765 年,他当选为英国皇家学会理事会成员。他还与科学委员会合作,并对科学仪器表现出兴趣。他帮助审查气象仪器并评估皇家格林威治天文台使用的仪器。
他在处理科学论文、1769 年金星凌日、1774 年山脉引力以及 1773 年康斯坦丁·菲普斯探险队科学指导的委员会中任职。
探险队寻找北极和西北航道。 1773 年,卡文迪什与他的父亲一起当选为大英博物馆理事。他为该机构投入了时间。
卡文迪什的个性和工作风格
为什么氢的发现在今天很重要?
1800年英国皇家研究所成立后,卡文迪什成为其管理者之一。他对该实验室产生了兴趣,并观察并协助汉弗莱·戴维的化学实验。
卡文迪什以回避社交场合而闻名。他很少说话,在社交场合感到不自在。他经常穿着老式西装,对自己的私生活保密。他没有在家庭之外发展出众所周知的深厚的个人依恋。
他与 Charles Blagden 的关系也影响了他的科学生涯。在他父亲去世前后,卡文迪什开始与布莱格登密切合作。布拉格登帮助卡文迪什远离更广泛的社会关注,同时也帮助他参与伦敦的科学界。卡文迪什发表的论文很少,也没有出版书籍。然而,他的手稿涵盖了力学、光学和磁学等学科。
氢对于化学的发展变得很重要,因为科学家可以将其作为一种单独的气体进行研究,然后了解它在化学反应中的作用。现代氢研究也与能源和绿色技术相关。氢可用作能量载体,并可在燃料电池中产生电力。当氢用于燃料电池时,主要产物是电、热和水。
对环境的影响取决于氢气的生产方式。使用可再生电力和水通过电解产生的氢气经常与绿色氢气联系在一起讨论。卡文迪什无法预测这些现代应用。他的贡献是对氢及其与其他物质的关系的科学研究。他的工作还展示了测量、受控实验和记录气体特性的重要性。
卡文迪什作品的遗产
卡文迪什的研究通过涉及气体、水、电和重力的实验将化学和物理联系起来。他对氢的研究成为现代化学发展的一部分。他对水的研究帮助科学家了解化学成分。他对大气的测量对气体的研究做出了贡献。
也成为实验物理学的参考点。
他的工作展示了实验室测量如何改变科学理解。对氢的研究始于 18 世纪对易燃空气的识别,后来成为涉及化学、能源和现代绿色技术的更大领域的一部分。
