Ľudia, ktorí nie sú spokojní s vývojom oceánu vody, už dlho snívali o oceáne vzduchu. Sny o lietaní ako vtáky alebo o rútení sa medzi oblakmi na okrídlenom voze našli vyjadrenie v mnohých rozprávkach a mýtoch. Ale bolo v skutočnosti možné prinútiť tie isté vozy, aby sa vôbec zdvihli zo zeme? História letectva hovorí o nespočetných neúspešných pokusoch vzlietnuť na krídlach poháňaných silou svalov alebo skonštruovať lietajúci stroj.
Zatiaľ čo niektorí odvážni muži skúšali vzlietnuť na provizórnych krídlach, iní sa pustili do vytvorenia lietadiel na aerostatickom princípe. Je zrejmé, že stúpa dym a ohriaty vzduch, ktorý je ľahší ako studený vzduch. Už v starom Ríme sa mušle z čriev zvierat pre zábavu plnili dymom. Títo predkovia moderných balónov stúpali do vzduchu a klesali, len čo sa dym ochladil. Francúzsky misionár, ktorý navštívil na začiatku XIV. Čína, ktorá bola prítomná na ceremónii nástupu na trón cisára, zanechala poznámky, ktoré sa zmieňujú o tom, ako sa na vrchole osláv zdvihla k oblohe obrovská guľa naplnená horúcim vzduchom.
Späť v III storočí. pred Kr e. Grécky vedec Archimedes sformuloval zákon, podľa ktorého na všetky telesá v kvapaline alebo plyne (a teda aj vo vzduchu) pôsobí vztlaková sila rovnajúca sa hmotnosti množstva kvapaliny alebo plynu, ktoré vytlačí ponorená časť tela. . To znamená, že ak je vztlaková sila väčšia ako sila gravitácie pôsobiaca na teleso, tak toto teleso vzlietne. Inými slovami, telo musí byť ľahšie ako vzduch. To samo o sebe nie je možné, ale škrupina naplnená plynom, ktorej hustota je menšia ako hustota vzduchu, je schopná nielen vzlietnuť, ale aj zdvihnúť náklad. V tomto prípade sa zdvíhacia sila takéhoto balóna (alebo balóna) rovná rozdielu medzi Archimedovou silou a gravitačnou silou pôsobiacou na balón.
Napriek zjavnej jednoduchosti tohto zákona trvalo takmer dve tisícročia, kým sa uplatnil jeho princíp zdvíhania predmetov do vzduchu. V XIV storočí. mních Albert Saský v jednom zo svojich diel poznamenal, že dym sa stáva ľahším ako vzduch a stúpa, pretože má vyššiu teplotu ako vzduch. V XVI storočí. slávny vedec Jules Scaliger navrhol vyrobiť škrupinu z najkvalitnejšieho zlata a naplniť ju horúcim vzduchom. O sto rokov neskôr napísal Cyrano de Bergerac román „Štáty a ríše Mesiaca“, ktorého hrdina s pomocou dvoch hermetických škrupín naplnených dymom letí takmer na samotný Mesiac, kde vypúšťa dym a pomocou škrupiny ako padák, klesá na jeho povrch.
Najbližšie k vytvoreniu balóna mal portugalský kňaz a prírodovedec Bartolomeu Lourenço de Guzman. V roku 1709 poslal kráľovi Jánovi V. petíciu, v ktorej žiadal o privilégium vynájsť vzducholoď, ktorú nazval Passarola. Súdiac podľa dochovaných nákresov, loď bola škrupina v tvare vajca so zaveseným grilom. Počas demonštrácie papierový model„Passarola“ bezpečne vystúpila na 4 m. Nanešťastie sa o Guzmana začala zaujímať inkvizícia, v dôsledku čoho musel odísť do Španielska, kde zomrel skôr, ako mohol uskutočniť svoj projekt.
Loď Bartolomeu de Guzman "Passarola".
V sovietskych časoch bol náš krajan vyhlásený za vynálezcu balóna. Takže druhé vydanie Veľkého Sovietska encyklopédia a potom školské učebnice informovali, že v roku 173 v Rjazane úradník Kryakutny vyfúkol koženú škrupinu „špinavým a páchnucim dymom“ a úspešne letel na tejto lopte. Neskôr sa však zistilo, že rukopis opisujúci tento let bol sfalšovaný.
Skutočné odpočítavanie éry letectva sa začalo 5. júna 1783, keď vo francúzskom meste Annone bratia Jacques Etienne a Joseph Michel Montgolfierovci vyzdvihli do vzduchu balón vyrobený z plátna s objemom 600 m3. Škrupina gule bola zvnútra pokrytá papierom a na jej spodnom otvore bola spevnená mriežka viniča. Konštrukcia bola inštalovaná na lešení, pod ktorým sa zapálil oheň a balón naplnený horúcim vzduchom vystúpil do výšky 500 m a zostal na oblohe 10 minút, pričom prešiel 2 km.
19. septembra toho istého roku sa vo Versailles za prítomnosti kráľa Ľudovíta XVI. vzniesol do vzduchu nový balón, ktorý v pripevnenom koši odniesol prvých cestovateľov: barana, kohúta a kačicu. A 21. novembra sa Jean-Francois Pilatre de Rozier a markíz d'Arlande prvýkrát vzniesli do vzduchu na teplovzdušnom balóne pomenovanom po jeho tvorcoch. Balón so štartom v Bois de Boulogne na okraji Paríža stúpal do výšky asi 1 km. Po 25 minútach, po prelete nad Seinou a prekonaní asi 9 km, aeronauti pristáli za mestským opevnením. Ľudia ich oslavovali ako národných hrdinov.
Súčasne s bratmi Montgolfierovými ďalší Francúz vedec fyzik Jacques Charles. Keď po úspešnej demonštrácii v Annona Montgolfier dostali od Akadémie vied pozvanie na uskutočnenie nového letu v Paríži, Charles dostal pokyn, aby o tomto vynáleze vypracoval predbežnú správu. Podrobnosti o projekte vedcovi neboli známe a navrhol, aby sa ako výplň lopty použil najľahší vodíkový plyn. 27. augusta 1783, bez čakania na Montgolfierov príchod do Paríža, Charles úspešne vypustil svoj balón, ktorý bol vyrobený z hodvábnej tkaniny namočenej v roztoku kaučuku v terpentíne. Vodík pre loptu získaval pôsobením kyseliny sírovej na železné piliny. Potom, čo bol vo vzduchu 45 minút, lopta, ktorá veľmi vystrašila miestni obyvatelia, pristál 28 km od miesta štartu.
Jacques Charles.
Desať dní po lete teplovzdušného balóna s ľuďmi na palube Charles a jeho asistent leteli vodíkovým balónom, ktorý bol analogicky nazvaný charlier. Let trval 2 hodiny 5 minút a uskutočnil sa vo výške asi 400 m. Po pristátí Charles vysadil pasažiera a pokračoval v lete. Vyšplhal sa do výšky 2 km a o pol hodiny neskôr, keď uvoľnil časť vodíka, jemne pristál. Vedec opúšťajúc gondolu sľúbil, že „už sa nikdy nevystaví nebezpečenstvu takéhoto cestovania“.
Charles vynašiel lanovú sieť, ktorá ovinie okolo lopty a prenáša na ňu záťaž, ventil na uvoľnenie prebytočného plynu na vysoká nadmorská výška, vzduchová kotva, bola prvá, ktorá použila piesok ako záťaž a tiež navrhla prístroje na meranie výšky. V porovnaní s teplovzdušným balónom bol Charlier pokročilejším dizajnom. Mal však značnú nevýhodu: na naplnenie balóna bolo na mieste štartu potrebné značné množstvo plynu, ktorý sa následne uvoľnil do atmosféry a to zvýšilo náklady na štart. Vodík je navyše veľmi výbušný, v dôsledku čoho sa v súčasnosti používa len pre bezpilotné žľaby (tie sú plnené neškodným a bezpečným, no drahším héliom).
V tom istom roku 1783 odvodil člen Akadémie vied v Petrohrade Leonhard Euler vzorce na výpočet zdvihovej sily lopty. A o 20 rokov neskôr sa v Petrohrade uskutočnil prvý let človeka v balóne. Vyrobil ho francúzsky letec Andre Jacques Garnerin a jeho manželka. Čoskoro sa spolu s Garnerinom dostal do vzduchu v balóne generál pechoty Sergej Lavrentievič Ľvov. Ruskí vedci ako prví na svete uskutočnili lety na balónoch na vedecké účely.
Kresba opisujúca balón bratov Montgolfierovcov. 1786
Smrť balonistu Thomasa Harrisa, ktorý sa obetoval, aby zachránil nevestu. Pohľadnica koniec XIX v.
A tak v roku 1804 akademik Jakov Dmitrievič Zakharov a belgický balonista Etienne Raspar Robertson použili balón na štúdium horné vrstvy atmosféru.
Napriek tomu, že najprv bolo mimoriadne ťažké lietať s balónmi, veľmi skoro sa začali používať vo vojenských záležitostiach (najmä priviazané balóny, ktoré vynašiel Henri Giffard). Hneď po prvých letoch poručík vojenských inžinierov Jean-Baptiste Meunier predložil Francúzskej akadémii vied esej „O použití balóna na vojenské účely“. Počas prvej svetovej vojny sa balóny používali na prieskum, komunikáciu a dokonca aj na bombardovanie. Počas druhej svetovej vojny hlavne preto, aby protivzdušná obrana.
Major americkej armády vykonáva dohľad z balónového koša. 1918
S pomocou slnka
V roku 1973 bol vytvorený solárny balón. Má najvyššiu zdvíhaciu silu zo všetkých balóny. Jeho plášť je nevyhnutne čierny, valec je naplnený vzduchom a nie je na ňom žiadny horák. Zdvíhaciu silu vytvára vzduch ohriaty slnečnými lúčmi. Ak výfukový ventil zlyhá, solárny balón neklesne, ale stúpa, až kým nepraskne zo zvýšeného vnútorného tlaku.
V druhej polovici minulého storočia, keď boli vynájdené nové materiály plášťa a účinnejšie horáky, sa balóny (najmä teplovzdušné balóny) opäť vrátili do módy. Nechýbali ani kombinované lopty, ktoré si zobrali to najlepšie z tradičných vzorov. Plášť takýchto balónov je rozdelený na dve časti, spodná je naplnená horúcim vzduchom a horná héliom. Ohrievaním vzduchu propánom, etánom alebo petrolejom spaľovaným v horáku môže pilot upraviť výšku letu. Takéto balóny sa niekedy nazývajú rosiers na počesť Pilatra de Roziera, ktorý zomrel v roku 1785, ktorého balón naplnený zmesou horúceho vzduchu a vodíka vzplanul počas letu.
V súčasnosti sa balóny používajú na špecializovanej báze väčšinou na zdvíhanie komunikačných systémov do požadovanej výšky, kamerový dohľad a získavanie meteorologických údajov. Je to tiež veľmi nádherný výhľadšporty, ktoré si rýchlo získavajú na popularite. Pod záštitou Svetovej federácie letectva sa konajú majstrovstvá sveta: v párnych rokoch teplovzdušné balóny, nepárne roky plynové balóny, ako aj fiesty, hromadné dovolenky pre všetkých fanúšikov týchto nádherných lietadiel.
Balón americkej protivzdušnej obrany. 1942
Balónový festival v Albuquerque, Nové Mexiko, USA.
V marci 1999, počas letu okolo zemegule, ktorý trval 19 dní, 21 hodín a 55 minút, bol stanovený absolútny svetový rekord vzdialenosti 40 814 km. Na balón Breitling Orbiter-3 ho nainštalovali balonisti Bertrand Piccard (Švajčiarsko) a Brian Jones (Veľká Británia).
Prvýkrát sa človek vydal na voľný let balónom, ktorý vyletel zo záhrady Chateau de la Muet na západnom predmestí Paríža 21. novembra 1783. Jeho pasažiermi bol mladý riaditeľ parížskeho múzea vedy Pilatre de Rozier a armádny dôstojník Marquis d "Arlande, ktorý mal rozsiahle styky s dvorom Ľudovíta XVI. V balóne naplnenom horúcim vzduchom, ktorý postavili bratia Joseph a Etienne Montgolfierovci, strávili vo vzduchu asi 25 minút a lietali takmer 10 km počas tejto doby a bezpečne pristál na otvorenom priestranstve v blízkosti cesty do Fontainebleau.
Bratia Montgolfierovci: vľavo - Joseph, vpravo - Etienne (rytina 19. storočia). Pri prvom verejnom vystavení ich balóna mal Joseph 43 rokov a Étienne 38 rokov. Etiennov obraz je skopírovaný z portrétu jeho dcéry.
Samotný let bol pozoruhodnou udalosťou, ale okrem toho sa zdalo, že zhŕňa najväčší úspech chémie: odmietnutie flogistónovej teórie o štruktúre hmoty, ktorá sa zrútila, keď sa ukázalo, že rôzne plyny majú rôznu hmotnosť. S prvými letmi balónov s ľudskou posádkou a bez posádky sú úzko spojené mená štyroch vynikajúcich chemikov – Joseph Black, Henry Cavendish, Joseph Priestley a Antoine Lavoisier, ktorých práca pripravila pôdu pre jasné pochopenie chemickej podstaty hmoty.
Prvá verejná ukážka letu balóna naplneného horúcim vzduchom je prezentovaná rytinou v tak trochu fantastickej podobe. Experiment uskutočnili bratia Joseph a Etienne Montgolfierovci 4. júna 1783 v Annone (Francúzsko). Lopta bola guľovitá ľanová taška vystlaná papierom, mala priemer 11 m a vážila 227 kg. Bol naplnený horúcim vzduchom nad ohňom. Let trval 10 minút.Bratia Montgolfierovci žili v Annone, meste neďaleko Lyonu. Boli posadnutí myšlienkou letu a prišli s nápadom, že ak nafúknete papierové vrecko horúcim vzduchom, môže lietať. Koncom roku 1782 bratia urobili dva predbežné experimenty, ktoré ukázali, že veľké vrecko naplnené dymom z ohňa by malo ísť hore. Bratia usporiadali prvú verejnú demonštráciu v Annone 4. júna 1783. Balón bol guľovitý plátenný vak pokrytý papierom. Mal priemer 11 m a vážil asi 227 kg. Balón sa nafukoval nad ohňom, v ktorom sa pálila nadrobno nasekaná slama. Keď ho pustili, vyšplhal sa dosť vysoko a po 10 minútach zostúpil, pričom za túto dobu preletel asi tri kilometre. Let urobil na divákov veľký dojem a správa o tomto experimente sa rozšírila po celom Francúzsku a celej Európe.
O dva mesiace neskôr iná skupina nadšencov vypustila v Paríži iný typ balóna. Experiment viedol fyzik Jacques Charles. Charles poznal výsledky najnovšieho výskumu plynov a rozhodol sa naplniť balón vodíkom. Keďže papierový obal nedokázal zadržať vodík, guľa bola vyrobená z tenkej hodvábnej látky napustenej latexom. Vodík sa získaval vystavením železných pilín kyseline sírovej. Kompletné nafúknutie balóna s priemerom 4 m trvalo niekoľko dní a spotrebovalo sa pri ňom 227 kg kyseliny a 454 kg železa. 27. augusta sa zhromaždil obrovský dav, aby sledoval štart balóna na Champ de Mars. Lopta zostala vo vzduchu 45 minút a nakoniec pristála pri meste Gonesse, 28 km od miesta štartu. Miestnych tak vystrašil, že ho roztrhali na kusy.
O tri týždne neskôr si bratia Montgolfierovci zopakovali svoju skúsenosť vo Versailles, tentoraz za prítomnosti Ľudovíta XVI. a jeho dvora. Naplniť balón horúcim vzduchom bolo oveľa jednoduchšie ako vodíkom a po 10 minútach bol pripravený na let. Z nej bola zavesená malá klietka, v ktorej bol baran, kačica a kohút. Tentoraz už loptička nebola len taška - bola pestro namaľovaná olejovými farbami. Let skončil v lese 3,5 km od miesta štartu. Žiadny z prvých aeronautov nebol zranený.
Prvý let muža v balóne naplnenom horúcim vzduchom sa uskutočnil v Paríži 21. novembra 1783. Zložito maľovaný balón, ktorý postavili bratia Montgolfierovci, mal priemer 14 m a výšku viac ako 21 m. Kôš s dvoma pasažiermi, Pilatrem de Rozierom a markízom d'Arlandom, vážil asi 730 kg. Verí sa, že ide o pohľad z terasy domu Benjamina Franklina v Passy.Len čo sa preukázala možnosť lietania v balóne, jej praktická realizácia sa pomaly napĺňala. V októbri de Rozier vyliezol 25 m na priviazanom teplovzdušnom balóne a zostal vo vzduchu viac ako 4 minúty. O mesiac neskôr on a d "Arlande uskutočnili svoj historický let nad Parížom. Charles sa nechcel vzdať a 1. decembra s jedným pasažierom opustil Paríž na balóne naplnenom vodíkom. Let trval 2 hodiny a skončil sa 50. km od Paríža v malom mestečku Nesle Tu cestujúci vystúpil a Charles pokračoval v ceste do výšky viac ako 3,5 km. Len za 6 mesiacov vzlietol muž a naučil sa lietať.
Prvý let balóna s posádkou naplneného vodíkom. Ples bol spustený v Tuileries Garden v Paríži 1. decembra 1783. Pasažiermi boli Jacques Charles a jeho asistent M.-N. Robert. Let trval asi 2 hodiny, potom Robert zostúpil na zem a Charles, ktorý pokračoval v lete sám, sa vzniesol do výšky viac ako 3,5 km.V nasledujúcich rokoch sa v Európe uskutočnilo mnoho letov balónom. Zvlášť pozoruhodný patril Josephovi Montgolfierovi (z dvoch bratov jediný letel v balóne). Teplovzdušný balón "Flessel" bol v tom čase najväčším balónom - 55 m na výšku a 30,5 m na obvod. Za 17 minút sa balón naplnil horúcim vzduchom z ohňa a do výšky viac ako 900 m vyniesol 7 ľudí.
Letectvo sa rýchlo rozvíjalo. V auguste 1784 francúzsky chemik Guyton de Moro a Abbé Bertrand, ktorí ho sprevádzali, dosiahli výšku viac ako 3 km, pričom cestou merali teplotu a tlak vzduchu. Nasledujúci január francúzsky balonista Jean Pierre Blanchard a americký lekár John Jeffries prvýkrát prekonali Lamanšský prieliv a leteli z Doveru do Calais.
Po lete Annonay Francúzska akadémia vied na žiadosť vlády vytvorila komisiu, ktorá mala pripraviť správu o tomto experimente a vypracovať plán ďalšieho výskumu. Významným členom komisie bol Lavoisier, francúzsky chemik, ktorého vedecké objavy spolu s objavmi iných vedcov tvorili základ pre vytvorenie prvých balónov. Zdá sa, že francúzska vláda považovala vynález teplovzdušného balóna za veľký úspech, pretože prevzala na seba náklady niekoľkých následných letov plánovaných komisiou.
Reakcia britských vedcov na vynález balóna bola zdržanlivejšia. V novembri 1783 bol balón naplnený vodíkom demonštrovaný kráľovi Jurajovi III. a jeho dvoranom vo Windsore. Lopta urobila na kráľa veľký dojem a prezidentovi Kráľovskej spoločnosti v Londýne Sirovi Josephovi Banksovi poslal odkaz, v ktorom ponúkol financovanie ďalšieho výskumu v oblasti letectva. Odpoveďou však bolo, že keďže tieto experimenty nebolo možné očakávať "všetko dobré" spoločnosť o nich nemá záujem.
Zároveň sa rýchlo ocenil vojenský význam balónov. Sotva mesiac po predstavení vo Windsore vyšla na túto tému brožúra. Čoskoro sa Benjamin Franklin vyjadril v liste takto:
"Vynález balóna, ako vidíte, je objav prvoradého významu. Jedným z jeho dôsledkov môže byť odmietnutie panovníkov z vojen, pretože ani tí najmocnejší z nich nebudú môcť brániť svoj majetok. Päťtisíc balónov Je nepravdepodobné, že by každý mohol zdvihnúť dvoch ľudí. Budú stáť viac ako päť bojové lode a kde je vládca, ktorý by dokázal pokryť svoju krajinu jednotkami schopnými ju ochrániť pred desiatkami tisíc bojovníkov, ktorí na mnohých miestach zostúpili z neba a sú pripravení spôsobiť štátu nenapraviteľné škody skôr, než stihnú zhromaždiť vojská a odraziť ich?
Pôsobivé úspechy aeronautiky boli nevyhnutným dôsledkom hlbokých zmien v chápaní štruktúry sveta. V tom čase jediná veda hodná tohto chápania bola mechanika, najmä nebeská mechanika, ktorá študuje pohyb nebeských telies. Chémia sa práve oslobodzovala od alchymistických dogiem, zatiaľ čo biológia a iné prírodné vedy boli v ranom pozorovacom štádiu vývoja. Bola to doba, keď ešte vedec mohol byť špecialistom vo všetkých oblastiach poznania a bol právom nazývaný prírodným filozofom. Štyria takíto prírodní filozofi zohrali obrovskú úlohu pri vynáleze teplovzdušného balóna. Ide o Blacka, Cavendisha, Priestleyho a Lavoisiera, ktorých by sme dnes nazvali chemikmi.
Každý, kto pozná moderná veda, primitívny stav poznania v oblasti chémie na začiatku 18. storočia. by viedlo k zmätku. Základná myšlienka alchýmie, že všetka hmota sa skladá zo štyroch prvkov – vzduchu, zeme, ohňa a vody – bola stále populárna. Táto jednoduchá myšlienka, prvýkrát vyjadrená v Aristotelovej „Fyzike“ pred dvadsiatimi storočiami, naznačovala možnosť premeny jedného druhu hmoty na iný. Výsledkom toho bolo napríklad márne hľadanie kameňa mudrcov, údajne schopného premeniť železo a olovo na zlato. Ďalším výplodom aristotelovských myšlienok bola teória flogistónu, ktorá počas väčšiny 18. storočia naďalej zahmlievala a mätila myslenie chemikov.
Flogistónová teória mala vysvetliť podstatu ohňa. Už v najskorších štádiách svojho vývoja človek vedel, že niektoré látky horia, iné nie. Alchymisti si všimli, že aj obyčajné kovy horia dostatočne silným teplom a je po nich vodný kameň, čiže popol, ktorý sa už spáliť nedá. prečo?
V prvej štvrtine XVIII storočia. Georg Stahl to vysvetlil a rozvinul myšlienku, ktorú predtým predložil jeho učiteľ Johann Becher. Becher zaradil medzi aristotelovské prvky terra pinguis- "tuková zem", ktorá sa, ako predpokladal, uvoľňuje z látky pri jej spaľovaní. Stahl zašiel ešte ďalej a uviedol, že akýkoľvek kov nie je nič iné ako kombinácia stupnice s „mastnou zemou“. Z tohto hľadiska bolo spaľovanie uvoľňovaním „tučnej zeme“ obsiahnutej v tele, ktorú Stahl premenoval na flogistón, čo v gréčtine znamená „horľavý“.
Teória flogistónu bola veľmi flexibilná a mohla veľa vysvetliť. Dala napríklad odpoveď na otázku, prečo sa vodný kameň rozpálený dreveným uhlím premení späť na pôvodný kov: uhlie ako horľavá látka je bohaté na flogistón, kým na vodný kameň, ktorý nehorí, nie. V dôsledku toho uhlie uvoľňuje svoj flogistón na povrchu, čím sa opäť stáva kovovým a samo sa mení na popol. Úspešné vysvetlenia, ako je toto, prispeli k všeobecnému prijatiu flogistónovej teórie, ktorá mala vplyv v chémii po väčšinu nasledujúceho storočia.
Black, Cavendish, Priestley a Lavoisier boli oddanými zástancami teórie flogistónu, keď začali študovať chémiu. Prví traja sa však zaoberali najmä experimentálnym výskumom, ktorého výsledky boli často interpretované z hľadiska teórie flogistónu. A iba Lavoisier bol dostatočne šikovný na to, aby spojil objavy a známe fakty do nového systému chemických reprezentácií, kde pre flogistón nebolo miesto. Je iróniou, že Cavendish a Priestley, nie menej ako iní prispeli svojimi prácami k odhaleniu teórie flogistónu, zostali jej podporovateľmi až do konca svojich dní. A v roku 1800, keď už bola úloha kyslíka pri spaľovaní dobre známa, zostal Priestley verný tejto teórii. Svoju poslednú knihu nazval The Phlogiston Doctrine Is Justified.
Prvé pochybnosti o správnosti Aristotelových chemických myšlienok vznikli po pokusoch Jana Van Helmonta, ktorý začiatkom 17. storočia zverejnil výsledky svojich výskumov. Aj keď alchymisti už predtým vedeli, že pri spaľovaní alebo kvasení dreveného uhlia vznikajú plyny, pomýlili si ich s formou obyčajného vzduchu. S pomocou jednoduchého chemické pokusy Van Helmont dostal plyny, ktoré sa zreteľne líšili od vzduchu. Obrazne ich nazval veterné, mastné a dymiace plyny. Van Helmont sa nepokúsil analyzovať alebo izolovať tieto plyny čistej forme bol to však on, kto zaviedol tento termín do vedeckého používania „plyn“.Štúdium vlastností plynov sa stalo samostatným odvetvím chémie, nazývaným pneumatická chémia, za zakladateľa ktorej sa zvyčajne považuje Van Helmont.
Až do polovice XVIII storočia. v pneumatickej chémii sa nedosiahli žiadne vynikajúce výsledky. Potom sa jeho vývoj prudko zrýchlil a vydal sa novým smerom a úžasné výsledky sa začali objavovať jeden po druhom. Švédsky chemik 18. storočia. Thorburn Bergman o tom napísal takto: "Za posledných desať rokov chémia nielenže prenikla do oblasti neviditeľnej vzdušnej hmoty, ale odvážila sa študovať jej povahu a naučiť sa princípy jej štruktúry." Skutočne, v roku 1779, keď boli tieto slová napísané, už existovali spoľahlivé údaje o chemickej štruktúre ôsmich plynov.
Hoci Black, Cavendish, Priestley a Lavoisier pracovali nezávisle, ich príspevky k vede sa navzájom dopĺňali a spoločne tvorili to, čo dnes nazývame vedecká revolúcia. Prvým zo série objavov bol Black's. V 50. rokoch 19. storočia sa ako študent medicíny v Edinburghu podrobil starostlivému štúdiu plynu uvoľneného pôsobením kyselín na pevnú magnéziu (uhličitan horečnatý). Jeho hlavným cieľom bolo pochopiť neutralizačný účinok magnézia. Ale po ceste, v priebehu práce, sa ukázalo, že uvoľnený plyn nebol v žiadnom prípade atmosférický vzduch.
Black nazval novú látku „viazaný vzduch“, pretože sa zdalo, že je takpovediac viazaná vo vnútri magnézia. Nikto vtedy nevedel, že tento plyn je zlúčeninou chemických prvkov; len o niekoľko desaťročí neskôr sa v súlade s jeho zložením nazýval oxid uhličitý. Prechodom bublín plynu vápennou vodou a pozorovaním tvorby bielej zrazeniny Black ukázal, že viazaný vzduch sa uvoľňuje pri spaľovaní dreveného uhlia, dýchaní a fermentácii. (Následne sa Black stal jedným z popredných teoretických chemikov svojej doby; bol profesorom chémie v Glasgowe a potom sa vrátil do Edinburghu v rovnakej pozícii.)
Jozef Čierny (1728-1799). Oceľorytina je kópiou obrazu od Sira Henryho Raeburna.
Jeho práca predchádzala objavom, ktoré viedli k vynálezu teplovzdušného balóna. V 50. rokoch 18. storočia ako študent medicíny v Edinburghu ukázal, že plyn uvoľnený pôsobením kyselín na pevnú magnéziu je nezávislá chemická látka, odlišná od atmosférického vzduchu. Novú látku, ktorú nazval „viazaný vzduch“, následne premenovali na oxid uhličitý.Jedným z prvých vedcov, ktorí skúmali vlastnosti viazaného vzduchu, bol Cavendish. Bol typickým prírodným filozofom tej doby – bohatým a excentrickým pustovníkom. S dedičstvom obrovské bohatstvo(svojho času bol považovaný za jedného z najbohatších ľudí v Anglicku), Cavendish radšej žil sám a venoval sa experimentom. V roku 1766 publikoval tri články s názvom Experimenty s umelým vzduchom. Takže Cavendish nazval akýkoľvek plyn, "obsiahnuté v iných telách... a uvoľnené z nich počas chemických premien." Pred Cavendishom bol známy iba jeden umelý plyn, Blackov viazaný vzduch. Cavendish vyrábal viazaný vzduch pomocou Blackovej metódy pridávaním kyseliny k magnézii a ako prvý zbieral vzorky plynu do bublín vyrobených z vnútorností zvierat. Pri vážení bubliny naplnenej najprv atmosférickým a potom viazaným vzduchom Cavendish zistil, že bublina bola 1,47-krát ťažšia ako prvá.
Henry Cavendish (1731-1810) skúmal vlastnosti viazaného vzduchu a iného „umelého vzduchu“, ktorý nazval „horľavý vzduch“. Ten bol 11-krát ľahší atmosférický vzduch a neskôr bol premenovaný na vodík. (Táto kresba W. Alexandra je jediným známym celoživotným portrétom Cavendisha. Je uložená v Britskom múzeu.)Poháňaný zvedavosťou sa pohol ďalej. Čo sa stane, ak sa magnézia v Blackových experimentoch nahradí obyčajným kovom, akým je železo? Rovnako ako predtým boli v roztoku pozorované bubliny plynu a Cavendish ich zhromaždil do nádoby. Tento umelý plyn však nespôsobil zakalenie vápencovej vody a ukázalo sa, že je 11-krát ľahší ako vzduch. Navyše oheň neuhasil ako zviazaný vzduch, ale naopak, pri kontakte s ním vybuchol. Bolo celkom jasné, že otvorené nový druh umelý plyn. V súlade s jeho charakteristikami ho Cavendish nazval „horľavým vzduchom“.
Práca Blacka a Cavendisha nakoniec dokázala, že plyny sú nezávislé chemikálie. Ďalej už nebolo možné považovať vzduch za jeden z prvkov hmoty. Ale čo zem, oheň a voda?
Približne v rovnakom čase sa mladý francúzsky aristokrat Lavoisier rozhodol vykonať jednoduchý experiment, ktorý ukázal, že „zem“ vôbec nie je prvkom hmoty. Alchymisti zdôvodňovali „elementárnosť“ zeme predĺženým varom vody v uzavretom „pelikáne“ (takzvané retorty pre podobnosť s týmto vtákom). Nakoniec sa malé množstvo objavilo na dne nádoby. pevný, čo sa interpretovalo ako premena vody na zem.
Lavoisier sa rozhodol tento záver otestovať analytickou rovnováhou. Odvážil prázdneho Pelikána a nalial doň trochu destilovanej vody. Po spájkovaní nádoby a jej zvážení spolu s vodou získal hmotnosť vody odčítaním. Potom v tejto nádobe na miernom ohni varil vodu 101 dní. Po tomto období Lavoisier znovu odvážil nádobu s vodou a bez vody. Celková hmotnosť sa nezmenila, ale na dne nádoby sa objavil sediment, ktorého hmotnosť sa rovnala úbytku hmotnosti prázdnej nádoby. Je zrejmé, že „zem“ vznikla v dôsledku vylúhovania látky zo skla nádoby, a nie z vody. Spolu s dielom Blacka a Cavendisha vyvolal Lavoisierov experiment vážne pochybnosti o platnosti Aristotelovej alchymickej teórie.
Posledná etapa vedeckej revolúcie bola určená množstvom nových objavov v pneumatickej chémii, hlavna rola v ktorom hral Priestley. Bol to talentovaný a všestranný človek. Nekonformný kňaz vystriedal množstvo povolaní: bol novinárom, spisovateľom (autor 106 kníh) a chemikom. V roku 1772 vydal dielo s názvom „Pozorovanie rôzne druhy vzduchu", v ktorej opísal metódy na získanie niekoľkých dovtedy neznámych plynov. V nasledujúcom desaťročí, ktoré práve predchádzalo vynálezu balóna, pridal Priestley do tohto zoznamu ďalších osem plynov.
Joseph Priestley (1733-1804), počas desaťročia pred vynálezom balóna, dokázal izolovať ďalších osem plynov v čistej forme. Priestley, ktorý je zástancom flogistónovej teórie spaľovania, nazval svoj hlavný objav – kyslík – „vyfúknutý vzduch“.Priestleyho úspech umožnilo zlepšenie metódy zberu plynov. Predtým chemici zbierali plyny do nádoby naplnenej vodou, ktorá sa pred vybratím z inej nádoby s vodou opatrne prevrátila. Keď sa plyn nahromadil v hornej časti obrátenej nádoby, voda z neho bola vytlačená do spodnej nádoby. Vo vode rozpustné plyny však nebolo možné týmto spôsobom zachytávať. Nahradením vody ortuťou sa Priestleymu podarilo získať a analyzovať mnoho nových plynov.
Priestley urobil svoj najvýznamnejší objav v roku 1774. Zaostrovanie 30 cm objektívom slnečné svetlo, zahrial červenú zrazeninu ortuti - práškovitú látku dlho známu alchymistom. Rovnako ako pri Blackových pokusoch s dreveným uhlím, aj pri Priestleyho pokusoch sa uvoľnil plyn, ale už to nebol viazaný vzduch. Plyn mal svoje pozoruhodné vlastnosti: sviečka v ňom horela jasnejšie a myš mohla žiť dvakrát dlhšie ako v rovnakom množstve atmosférického vzduchu.
Priestley ako zarytý zástanca flogistónovej teórie spaľovania interpretoval tieto výsledky ako prejav vlastností flogistónu. Ako vieme, vyššie uvedená teória predpokladala, že keď látka horí, flogistón z nej vyteká. Priestley sa rozhodol, že prejde na nový plyn. Preto tento plyn musí mať nedostatok flogistónu a Priestley ho nazval „vyfúknutý vzduch“. Tento názov dlho nevydržal. Čoskoro bol v Lavoisierovom laboratóriu nový plyn premenovaný na kyslík, ktorý sa stal ústrednou postavou modernej chémie.
Približne v rovnakom čase začal Lavoisier vážne uvažovať o správnosti flogistónovej teórie. V roku 1772 napísal memoáre o spaľovaní síry a fosforu vo vzduchu. Lavoisier opäť pomocou analytických váh zistil, že hmotnosť oboch látok sa počas spaľovania zvyšuje a vysvetlil to ich kombináciou so vzduchom. Vo svojich memoároch Lavoisier napísal: "... to, čo pozorujeme pri spaľovaní síry a fosforu, sa môže vyskytnúť pri všetkých ostatných látkach... a myslím si, že vodný kameň je z rovnakého dôvodu ťažší ako čistý kov." V súlade s týmto záverom Lavoisier zistil, že keď sa olovnatý odpad (oxid olovnatý) zahrieva dreveným uhlím „premenu stupnice na kov sprevádza uvoľnenie Vysoké číslo plyn“. Tieto pozorovania a úvahy sú priamo v rozpore s teóriou flogistónu, podľa ktorej sa flogistón uvoľňuje pri spaľovaní látky, a preto musí látka schudnúť. Mladý Lavoisier, ktorý si uvedomil herézu svojich myšlienok, poslal svoje monografie Francúzskej akadémii vied v zapečatenej obálke, aby potvrdil prioritu, ak ďalší výskum potvrdí správnosť jeho revolučných záverov.
Lavoisierove zrelé názory na teóriu spaľovania boli publikované v jeho slávnych memoároch Discourses on Phlogiston. V nej zhrnul svoje mnohé argumenty proti flogistónovej teórii. Mal dobrý dôvod napísať:
„Mojím jediným cieľom v tejto monografii je rozvinúť teóriu horenia, o ktorej som informoval v roku 1777, a tiež ukázať, že Stahlov flogistón je imaginárna látka, že jeho prítomnosť v kovoch, síre, fosfore a všetkých horľavých telesách je nepodložený predpoklad, a všetky skutočnosti spojené so spaľovaním a tvorbou odpadu sa dajú oveľa jednoduchšie a ľahšie vysvetliť aj bez neho.“Vysvetlenie Lavoisiera bolo naozaj jednoduché: pri spaľovaní sa flogistón vôbec neuvoľňuje, ale naopak, pridáva sa kyslík, ktorý je súčasťou vzduchu. Lavoisierova hypotéza vysvetlila všetky známe fakty súvisiace so spaľovaním. Kvantitatívne vysvetlila aj nárast hmotnosti látok počas spaľovania: prírastok sa presne rovná hmotnosti kyslíka, ktorý vstúpil do reakcie.
Do tejto doby sa výsledky výskumu v oblasti pneumatickej chémie začali široko šíriť. Rýchly pokrok nastal v pochopení štruktúry hmoty, boli objavené plyny s novými nezvyčajnými vlastnosťami. Priestley dobre poznal vlastnosti Blackovho viazaného vzduchu, rozpustil ho vo vode a zistil, že výsledkom je nápoj príjemnej chuti. Nová „sódová voda“ sa rýchlo stala módou a stala sa veľmi populárnou v európskej spoločnosti. Vedeli to aj bratia Montgolfierovci nedávne úspechy pneumatickej chémie a rozmýšľali, ako ich použiť na vytvorenie balóna. Ďalší dôležitý objav korunoval vedeckú revolúciu v chémii a myšlienku teplovzdušného balóna.
Stalo sa to v Anglicku. Po Priestleym použil Cavendish elektrický výboj na štúdium nových plynov. Zaujímal sa najmä o svetelný plyn, ktorý predtým objavil, horľavý vzduch. Pri svojich pokusoch prechádzal elektrickou iskrou zmesou tohto plynu s obyčajným vzduchom. Výboj bol sprevádzaný zábleskom modrého plameňa, po ktorom sa objem plynu prudko zmenšil a vytvorilo sa trochu tekutiny, ktorú Cavendish nazýval rosa.
Práve táto rosa upútala jeho pozornosť a aby z nej získal viac, Cavendish zariadil ďalší experiment. Napísal, že výsledná látka "nemala chuť ani vôňu a... pri odparovaní nezanechávala viditeľnú zrazeninu; ani pri odparovaní nevydávala štipľavý zápach; skrátka to bola zjavne čistá voda." Následné štúdie potvrdili správnosť jeho záveru.
Tieto klasické experimenty boli ukončené v roku 1781, ale ich výsledky boli Kráľovskej spoločnosti oznámené až v roku 1784. Cavendish odložil oficiálne zverejnenie, pretože sa chcel najskôr uistiť, že pri nahradení bežného vzduchu odvetrávanou vodou získa výsledná voda kyslé vlastnosti. Po nejakom čase Cavendish zistil, že dôvodom je kyselina dusičná, ktorej zloženie po prvý raz určil.
Cavendish ukázal, že voda vzniká z horľavého vzduchu a odplaveného vzduchu pri spaľovaní zmesi týchto plynov. Pre neho, zarytého zástancu flogistónovej teórie, však tento objav vôbec neznamenal, že voda je kombináciou vodíka a kyslíka. Napísal:
"Zdá sa, že existujú všetky dôvody domnievať sa, že deflovaný vzduch je len voda bez flogistónu a horľavý vzduch, ako už bolo uvedené, je buď voda obohatená flogistónom alebo čistý flogistón, ale s najväčšou pravdepodobnosťou je to prvé."Inými slovami, Cavendish bol presvedčený, že voda je prítomná priamo v oboch typoch „vzduchu“ a uvoľňuje sa pri ich interakcii. Na druhej strane flogistón prechádza z horľavého vzduchu bohatého na neho do vzduchu zbaveného vzduchu, v ktorom je flogistónu málo.
12. novembra 1783 Lavoisier prečítal na valnom zhromaždení Akadémie vied správu s dlhým názvom „O povahe vody a pokusoch, ktoré zjavne potvrdzujú, že táto látka nie je, prísne povedané, prvkom, ale možno ju rozložiť. a znovu sformovaný."
Hoci metódy výskumu používané Cavendishom boli dokonalejšie a výsledky, ktoré získal, boli významnejšie ako výsledky Lavoisiera, bol to práve Lavoisier, ktorý sa ako prvý rozhodol opustiť staré dogmy a navrhol, že voda je kombináciou vodíka a kyslíka. Lavoisier tiež prišiel s dômyselným experimentom, ktorý ukázal, že voda sa dá rozložiť na základné prvky. K tomu skúmal reakciu vodnej pary s rozžeraveným železom (na čo sa používala hlaveň pištole); kým voda sa rozkladá za vzniku vodíka a oxidu železa. Po nastavení pomocného experimentu a uistení sa, že rozžeravená meď nereaguje s vodou, mohol uskutočniť zamýšľaný experiment.
Lavoisier vzal medenú rúrku naplnenú jemným železným práškom a po zahriatí do červena nalial vopred odváženú časť vody. Nerozložená časť pary kondenzovala a Lavoisier ju odvážil a zhromaždil plynnú frakciu (vodík) nad vodou a zmeral jej množstvo. Nakoniec sa odvážil železný prášok obsiahnutý v medenej rúrke a určil sa prírastok jeho hmotnosti. Na základe tohto experimentu Lavoisier dospel k záveru, že voda sa skladá z jedného hmotnostného dielu vodíka a 6,5 hmotnostného dielu kyslíka. [Správny pomer je 1:8.] Tieto demonštratívne pokusy, ktoré dokázali, že voda sa dá rozložiť na prvky a opäť „zložiť“, presvedčivo potvrdili správnosť Lavoisierom navrhovanej koncepcie štruktúry hmoty a zasadili úder teória flogistónu, z ktorej sa už nezotavil. Navyše tieto experimenty znamenali koniec štyroch aristotelovských prvkov.
Povzbudený výsledkami experimentu mohol Lavoisier začať vytvárať nový, logicky založený systém chemických konceptov. Načrtol to v „Elementary Textbook of Chemistry“, vydanej v roku 1789. V tejto knihe Lavoisier uviedol zoznam 33 prvkov vrátane vodíka a kyslíka. Všetky prvky, okrem dvoch, sú zahrnuté v modernom periodickom systéme. Vzhľad tejto knihy znamenal zrod modernej chémie.
Antoine Lavoisier (1743-1794) je zobrazený počas experimentu na určenie zloženia vody zapálením zmesi vodíka a kyslíka elektrickou iskrou (rytina 19. storočia). Lavoisier konečne odhalil flogistónovú teóriu spaľovania a stanovil skutočné zloženie vody. Zohral tiež dôležitú úlohu pri plánovaní a analýze výsledkov prvých experimentov s balónmi, keď bol členom špeciálnej komisie, ktorú na tento účel vytvorila Francúzska akadémia vied v júli 1783.Ak si pripomenieme históriu štartov prvých balónov, potom je zrejmý vplyv revolúcie v chémii na pokrok v letectve a najmä na vznik balónov plnených vodíkom. Vzťah medzi týmito dvoma procesmi je však ešte hlbší. Zatiaľ čo história vodíkových balónov sa začala v laboratóriu Cavendisha, ktorý prvýkrát objavil „horľavý vzduch“ a zistil, že je oveľa ľahší ako atmosférický vzduch, bol to Black, kto bol priekopníkom vo využití tohto objavu na vytvorenie predmetov ľahších ako vzduch. Tu je návod, ako významný chemik tej doby Thomas Thomson, ktorý zaujal Blackovo miesto v Glasgowe, opísal Blackov jednoduchý experiment:
„Krátko po objavení sa Cavendishovho diela, v ktorom približne určil špecifickú hmotnosť vodíka a ukázal, že tento plyn je najmenej desaťkrát ľahší ako atmosférický vzduch, pozval Dr. Black niekoľko svojich priateľov na večeru a sľúbil, že predvedie niečo zvláštne. Medzi hosťami boli Dr. Hutton, pán Clark z Eldenu a Sir George Clark z Pennicwicku. Keď sa spoločnosť zhromaždila, Dr. Black ich všetkých zavolal do jednej z miestností. Tu naplnil vodíkom mechúr vyrobený z alantoisu. (plodový mechúr kravy), ktorý sa hneď po uvoľnení zdvihol k stropu a zostal tam ako prilepený.Jav sa zdal ľahko vysvetliteľný.Všetci predpokladali, že na bublinu je priviazaná tenká čierna niť, cez ktorú diera v strope, že niekto hore vytiahol bublinu za niť k stropu a držal ju v tejto polohe.Vysvetlenie bolo také prirodzené, že s ním súhlasila celá spoločnosť, aj keď, ako mnohé iné vierohodné vysvetlenia, sa ukázalo, že mýliť sa: vybrať bublinu , všetci boli presvedčení, že tam nie je vlákno.“Už neskôr, v roku 1784, Black napísal list, v ktorom načrtol priebeh svojich myšlienok takto:
"Keďže hovoríte o "zrode" aerostatických experimentov, dovolím si povedať svoje myšlienky o tejto veci podrobnejšie. V prvom rade, hoci to, čo som vám povedal predtým, je absolútna pravda, v žiadnom prípade si nenárokujem tú česť o vynájdení prístrojov na lietanie všeobecne a najmä na cestovanie. Zážitok z bubliny, ktorý som ukázal ako úžasný dôsledok objavu pána Cavendisha, je taký jednoduchý, že by si to mohol myslieť každý, no určite ma nikdy nenapadlo vyrobiť obrovské umelé bubliny alebo ich používanie na zdvíhanie ťažkých bremien, alebo som nemal najmenšie podozrenie, že sa o tom niekde uvažovalo, až kým sa k nám nedostali chýry, že sa takéto pokusy robia vo Francúzsku, a nepochybujem, že správy z novín sú celkom pravdivé, totiž že páni Montgolfier pred časom vymysleli spôsob, ako lietať vzduchom pomocou veľmi veľkého vrecka alebo lopty naplnenej obyčajným vzduchom, roztiahnutej v dôsledku zahrievania ohňom.Keďže táto myšlienka je založená na slávny princíp, ktorý s objavom pána Cavendisha nemá nič spoločné, možno sa len čudovať, že si to Montgolfierovci neuvedomili skôr. Myslím si teda, že hoci mohol mať takýto plán už dávno, nikdy sa ho nepokúsil uskutočniť, kým ostatní nezačali uvažovať o lietaní s horľavým vzduchom. Nemôžem povedať, kto prvý prišiel s touto metódou, pretože, priznám sa, o týchto experimentoch som nečítal; Nikdy ma vôbec nezaujímali."
Aké úvahy viedli bratov Montgolfierovcov k pokusom s balónmi naplnenými horúcim vzduchom? Na túto otázku je ťažšie odpovedať; skutočné dôvody možno len hádať. James Glaisher vo vydaní Encyclopedia Britannica z roku 1878 píše:
„Bratia Montgolfierovci si mysleli, že ich vrece sa zdvihne v dôsledku prchavosti dymu alebo iných výparov, ktoré sa uvoľňujú pri spaľovaní slamy, a až po čase sa ukázalo, že zdvíhacia sila vzniká v dôsledku rozdielu hmotnosti rovnakých objemov slamy. teplý a studený vzduch."Bratia Montgolfierovci zrejme predpokladali, že výpary uvoľňované pri spaľovaní slamy sú horľavý vzduch alebo niečo podobné. Black to však pochopil lepšie. Vo svojom liste jasne naznačil, že ohriaty vzduch je jednoducho redší.
Existujú aj ďalšie dôkazy, že bratia Montgolfierovci sa pri zakladaní svojich experimentov mýlili v povahe dymu a výparov vznikajúcich pri spaľovaní. V korešpondencii právnika Sira Johna Sinclaira, ktorý sa aktívne podieľal na vtedajšom politickom živote, nachádzame tento odkaz:
„Koncom roku 1785 ma niektoré okolnosti prinútili podniknúť krátky výlet z Londýna do Paríža, kde ma náhoda spojila s troma pozoruhodnými cudzincami, menovite Argandom, všeobecne známym pre svoje vylepšenia v oblasti výroby lámp, majiteľom najväčšia manufaktúra na výrobu papierových tapiet Reveillon... A[Joseph] Montgolfier je známy vynálezca teplovzdušného balóna. Z rozhovorov s nimi som sa veľa naučil chytrí ľudia. Pamätám si najmä príbeh posledného o jeho objave, ktorého podstata je nasledovná.Montgolfier povedal, že on a jeho brat vyrábali papier v Languedocu, ale že on sám sa vždy veľmi zaujímal o chemické experimenty. Preto sa bratia snažili poznať všetko, čo sa v tejto oblasti robí. S najväčšou pravdepodobnosťou Montgolfier a jeho brat medzi sebou už dlho diskutovali o možnosti vzlietnuť sami do vzduchu alebo poslať do letu veľký náklad, ale neuskutočnili žiadne experimenty, ktoré by potvrdili reálnosť tohto plánu; keď si však náhodou prečítal správu o pokusoch Dr. Blacka, ktorá objasnila povahu rôznych druhov vzduchu alebo plynov, a najmä to, že tieto majú rôznu hmotnosť, okamžite povedal svojmu bratovi: „Zdá sa, že chemik v zahraničí dokázal uskutočniteľnosť toho, o čom sme hovorili.“
Preto je dôležité pochopiť, že nebyť objavu Dr. Blacka, obaja Montgolfieri by sa pravdepodobne nepokúsili uskutočniť svoje experimenty. Potvrdzujem to slovami staršieho Montgolfiera – jedného z najúprimnejších a najnadanejších ľudí, s ktorými som sa náhodou stretol; vždy hovoril o doktorovi Blackovi s veľkým rešpektom, ktorý si určite zaslúžil.“
Literatúra
Archibald Clow a Nan L. Clow. Chemická revolúcia: príspevok k sociálnej technológii. Batchworth Press, Londýn, 1952. Henry M. Leicester. Historické pozadie chémie. Dover Publications, Inc., 1971. Arthur F. Scott. Knižná recenzia raného (1781) prieskumu pokroku v chémii. // In Survey of Progress in Chemistry, Vol. 8, strany 253-277; 1977. Vladimirov A.V. Atmosférické príbehy. - M.: Osveta, 1974. Sommer K. Akumulátor vedomostí z chémie. Prel. s ním. - M.: Mir, 1977.
Dlhé roky bola jednou z nedosiahnuteľných túžob ľudí schopnosť lietať, alebo aspoň vzlietnuť do vzduchu. Aké vynálezy neboli vynájdené, aby sa to stalo. Kedysi bola zaznamenaná skutočnosť, že predmety s malou hmotnosťou môžu stúpať, keď sú vystavené horúcemu vzduchu, a to sa stalo impulzom pre rozvoj letectva.
Predpokladá sa, že prvý teplovzdušný balón na svete bol vytvorený v roku 1783. Ako sa to stalo? História nás posiela späť do vzdialených XVI-XVII storočí. Vtedy sa objavili prototypy prvých loptičiek, ktoré sa v praxi nemohli ukázať. Súbežne s tým v roku 1766 chemik Henry Cavendish ako prvý podrobne popísal vlastnosti plynu, akým je vodík, ktorý pri práci s mydlovými bublinami použil taliansky fyzik Tiberio Cavallo. Týmto plynom naplnil bubliny a tie rýchlo vyleteli do vzduchu, pretože vodík je 14-krát ľahší ako vzduch. Takto sa objavili dve hlavné vztlakové sily, ktoré sa dnes používajú pri letoch balónov – vodík a horúci vzduch.
Tieto objavy nevyriešili všetky problémy letu. Na vytvorenie balóna bol potrebný špeciálny materiál, ktorý by nebol príliš ťažký a zároveň by dokázal zadržať plyn vo vnútri. Vedci-vynálezcovia tento problém vyriešili rôznymi spôsobmi. O prvenstvo v objavoch navyše súťažilo niekoľko dizajnérov naraz, hlavnými z nich sú bratia Jacques-Etienne a Joseph-Michel Montgolfierovci, ako aj slávny profesor Jacques Alexander Charles z Francúzska.
Bratia Montgolfierovci nemali špeciálne znalosti o vlastnostiach a charakteristikách rôznych plynov, ale mali veľkú túžbu po objavovaní. Najprv experimentovali s dymom a parou. Boli pokusy použiť vodík, no postihol ich problém chýbajúcej špeciálnej tkaniny, ktorá by tomuto plynu nedovolila prejsť. Jeho cena bola tiež dosť drahá a Montgolfier sa vrátil k experimentom s horúcim vzduchom.
Prvý teplovzdušný balón bol vytvorený v roku 1782. Vyrobili ho bratia Montgolfierovci, hoci mal malé rozmery, objem len 1 kubický meter. Ale predsa len to už bola poriadna guľa, ktorá sa týčila do výšky viac ako 30 metrov nad zemou. Čoskoro experimentátori vyrobili druhý balón. Už bol oveľa väčší ako jeho predchodca: s objemom 600 metrov kubických a priemerom 11 metrov bol pod guľou umiestnený gril. Látka na balónik bola hodvábna, zvnútra polepená papierom. Slávnostné spustenie balóna za prítomnosti početného publika sa uskutočnilo 5. júna 1783, ktoré bolo zorganizované už slávnych bratov Montgolfier. Pomocou horúceho vzduchu bol balón zdvihnutý do výšky 2 tisíc metrov! Táto skutočnosť bola dokonca napísaná na Parížsku akadémiu. Odvtedy sú balóny, ktoré využívajú horúci vzduch, pomenované po ich vynálezcoch – teplovzdušné balóny.
Takéto Montgolfierove úspechy podnietili Jacquesa Alexandra Charlesa k zintenzívneniu vývoja svojho nového vynálezu - balóna, ktorý využíva vodík na stúpanie. Mal pomocníkov – mechanikov bratov Roberta. Podarilo sa im vyrobiť hodvábnu guľu impregnovanú gumou, ktorej priemer bol 3,6 m.. Naplnili ju vodíkom pomocou špeciálnej hadice s ventilom. Špeciálne zariadenie bolo vyrobené aj na extrakciu plynu, ktorý sa získal v dôsledku chemických reakcií pri interakcii kovových pilín s vodou a kyselinou sírovou. Aby sa zabránilo tomu, že výpary kyselín pokazia škrupinu lopty, výsledný plyn sa čistil studenou vodou.
Prvý vodíkový balón bol vypustený 27. augusta 1783. Stalo sa to na Champ de Mars. Pred očami dvestotisíc ľudí sa balón vzniesol tak vysoko, že ho za mrakmi už nebolo vidieť. Po 1 km sa vodík začal rozpínať, v dôsledku čoho obal balóna praskol a balón spadol na zem v dedine neďaleko Paríža. O takom dôležitom experimente však nič nevedeli a vynálezcovia nestihli doraziť, pretože vystrašení obyvatelia nezvyčajnú guľu roztrhali na kusy. Takže skvelý vynález v hodnote 10 000 frankov chátral. Od roku 1783 sa vodíkové balóny nazývajú charliers na počesť Charlesa.
Vzduchové balóny. História vynálezuHovorí sa, že najstaršie informácie o výrobe balónov lietajúcich vo vzduchu sa našli v karelských rukopisoch. Opisuje vytvorenie gule z kože veľryby a býka. A v análoch z 12. storočia sa dozvedáme, že v Karelských osadách mala balón takmer každá rodina.
Pomocou takýchto lôpt sa starí Kareliovia pohybovali - loptičky pomáhali ľuďom prekonávať vzdialenosti medzi osadami. Takéto cesty však boli dosť nebezpečné: škrupina zvieracích koží nevydržala tlak vzduchu. dlho Tieto balóny boli výbušné. A nakoniec z nich zostali len legendy, ktorým buď veríte, alebo neveríte.
Podľa inej verzie boli prvé gule vyrobené zo zvieraťa močového mechúra(ošípané).
Moderné teplovzdušné balóny sa zrodili v roku 1824. Vynašiel ich anglický vedec Michael Faraday počas svojich experimentov s vodíkom (ktorý bol neskôr nahradený héliom). Vedec študoval elastické vlastnosti gumy – a z tohto materiálu postavil dva „koláče“. Aby sa „koláče“ nezlepili, Faraday ich vnútorné strany ošetril múkou. A potom prstami prilepil ich surové, zostávajúce lepkavé okraje. Výsledkom bolo niečo ako vak – ktorý sa dal použiť na experimenty s vodíkom.
Asi 80 rokov po tom sa vedecký vodíkový vak zmenil na populárnu zábavu: gumové balóny boli v Európe široko používané počas mestských prázdnin. Vďaka plynu, ktorý ich plnil, mohli stúpať – a to bolo veľmi obľúbené u verejnosti, ktorú ešte nepokazili ani letecké lety, ani iné zázraky techniky.
V roku 1922 sa v Spojených štátoch na jednom z mestských sviatkov našiel žolík, ktorý pre zábavu vyhodil do vzduchu výzdobu sviatku - balóny. V dôsledku tohto výbuchu došlo k zraneniu úradníka. V dôsledku toho bola zábava, ktorá sa ukázala byť dosť nebezpečná, zakázaná. Namiesto vodíka boli balóny naplnené bezpečnejším héliom.
Balón, ktorý priviazal vynaliezavý aeronaut Giffard, dovolil byť hlavou v oblakoch, zmestilo sa doň asi 50 pasažierov a vzniesol sa do výšky takmer 600 metrov.
Druhy loptičiek
Klasické latexové balóny - Latexové balóny. V roku 1931 vydal Neil Tylotson prvý moderný latexový balón (polymérový latex sa získava z vodných disperzií kaučuku). A odvtedy sa balóny konečne môžu meniť! Predtým mohli byť iba okrúhle - a s príchodom latexu bolo po prvýkrát možné vytvárať dlhé úzke gule.
ShDM (guličky na modelovanie) - dlhé guličky-klobásy, z ktorých sa krútia rôzne tvary (aj z latexu)
Balóny s dvoma alebo viacerými chvostmi (používané na vytváranie zložitých priestorových štruktúr)
Baliace gule sú priehľadné alebo priesvitné gule so širokým hrdlom, do ktorých sa pomocou špeciálneho zariadenia vkladajú predmety, ktoré vyžadujú balenie.
Milar (fóliové) balóny
Chodiace postavy zvyčajne zobrazujú dlhonohého humanoida, ktorý je nohami pripevnený k podpere. Nafúknuté héliom pod vetrom vytvárajú ilúziu, že postava kráča
Samonafukovacie balóniky (schopné sa sami nafúknuť pomocou chemická reakcia)
tvar gule
Väčšina balónov má tvar rotačného elipsoidu. Ďalšími bežnými tvarmi sú tvar srdca (obzvlášť populárny na Svätého Valentína),
zajac, kôň, kvet a dlhý elipsoid, hovorovo nazývaný „klobása“, ktorý môže mať tvar psa, zložité krúžky a iné tvary.
Napriek rôznorodosti tvarov sa balóny stále nazývajú balóny, hoci ich tvar nie je vždy tvarom gule.
Pozývame vás, aby ste sa ponorili do najzaujímavejšej časti histórie ľudstva - vývoja vzduchu. Z tohto článku sa dozviete, kto bol prvý, kto sa vzniesol do neba, za ktorého menami sa skrývajú vynálezy balóna a vzducholode a oveľa viac ...
Existuje mnoho spôsobov, ako premeniť sopku emócií kypiacich v srdci na Šľachtický čin: pod balkónom svojej milovanej zahrajte na gitare serenádu; veľkorysým ťahom štetca odrážať na plátne očarujúcu rozmanitosť prírody. Akékoľvek krásne gesto znamená potvrdenie vyjadrených pocitov. Ale vyznať lásku vo výške z vtáčej perspektívy – takéto gesto nie je možné pre každého milenca. Fanúšikom vertikálnej priepasti letectva zostane navždy len ten, kto aspoň raz pocítil upokojujúce ticho neba, divokú radosť z víťazstva nad každodennými starosťami.
História vzniku balóna siaha až do začiatku 18. storočia. Medzi priekopníkov skúmania atmosféry patrí nespravodlivo zabudnutý brazílsky a portugalský kňaz Bartolomeo Lorenzo, známy ako Guzmao. Po dlhom štúdiu fyzikálnych javov prekvapil kráľovská rodina s bezprecedentným zameraním: škrupina v tvare vajca, natiahnutá nad miniatúrnym grilom, stúpala o 4 metre.
Mechanik Jean-Pierre Blanchard už dlho sníval o vytvorení lietadla. V roku 1781 predstavil svetu zázrak, ktorý bol priviazaný lanom cez kváder k protizávažiu a pomocou rúk a nôh sa vzniesol o niekoľko metrov.
Bratia Montgolfierovci sa celý život šialene báli výšok, no tvrdohlavosť posúvala sen o dobytí neba. Jedného dňa zdedili továreň na papier. Počas procesu odparovania roztoku celulózy začali venovať pozornosť bublajúcim bublinám - prototypu lietajúcej lode. Dlhé experimenty na hľadanie plynu, ktorý by bol ľahší ako vzduch, boli neúspešné. Ale jedného dňa pri večeri sa ich slúžka ponáhľala k sporáku, aby zachránila spálenú pečienku - teplo z otvoreného sporáka jej zdvihlo sukňu ...
Myšlienka nadobudla formu. Čoskoro bratia Montgolfierovci postavili látkovú škrupinu s priemerom 3,5 m. Naplnená dymom zostala vo výške 300 metrov asi 10 minút. A 5. júna 1783 videl dav zvedavcov a dôležitá komisia odpálenie desaťmetrovej gule z trhoviska. Tento dátum je začiatkom „krídlenia“ ľudstva.
Objav bratov Montgolfierovcov podnietil Jeana-Pierra Blancharda k myšlienke vybaviť balón veslami na riadenie letu. Na experimentálnom modeli preletel ponad Lamanšský prieliv, čím dokázal možnosť lietania z krajiny do krajiny.
Parížska akadémia vied poverila mladého profesora Jacquesa Charlesa zdokonalením aparátu bratov Montgolfierovcov. Vedec veril vo výhodu ohňa pred dymom, iba v absencii ľahkého materiálu dostatočne silného na to, aby prchavý plyn rušil. Táto úloha pripadla hodvábu namočenému v terpentínovom roztoku kaučuku.
27. augusta 1783 pol milióna Parížanov sledovalo štart Charlesovho duchovného dieťaťa z Champ de Mars. Jeho vynález bol predchodcom vzducholode.
Bratia Montgolfierovci však nechceli dať dlaň do nesprávnych rúk a naďalej bránili svoj vlastný vynález. Na prekvapenie kráľa sa predviedol let ozdobeného balóna s pripevneným košom, v ktorom sedel baran, sliepka a kohút. Po 8 minútach vôbec prví pasažieri balóna pristáli štyri kilometre od miesta vzletu. Odvtedy sa oba smery letectva vyvíjali paralelne.
Ľudovít XVI. bratom zakázal osobne sa zúčastniť testov balóna. Pre riskantný podnik boli vybraní dvaja zločinci odsúdení na smrť. Ale vášniví obdivovatelia novej zábavy de Rozier a Marquis d'Arland získali právo byť prvými ľuďmi na palube balóna. 21. novembra 1783 preleteli 10 km za pol hodinu. A o 10 dní neskôr preletel profesor Charles 40 km v nevídanej výške – 2750 m. Niektoré ním vyvinuté technické riešenia pri honbe za konkurentmi používali jeho nasledovníci bez zmien takmer sto rokov.
Takže rozvoj vzdušných priestorov sa zmenil na povolanie. Počas Francúzskej revolúcie bola založená letecká spoločnosť na pozorovanie nepriateľských pozícií - hlásenia z gondoly umiestnenej vo výške 500 m boli dodávané na zem po šnúre, ku ktorej bola pripevnená akási kotva.
Ruské impérium balóny zvlášť nevítalo. Boli považované za zábavu pre šľachticov. A až 3. decembra 1870 bola otvorená Ruská letecká spoločnosť. Neskôr Dmitri Mendelejev vyvinul unikátny model pretlakovej gondoly pre let vo veľkých výškach.
Profesionálni piloti sa objavili na prelome 20. storočia. IN Sovietsky čas, vďaka rýchlemu napredovaniu letectva záujem o balóny neutíchal - v roku 1924 sa konali celozväzové balónové preteky, ktoré organizoval predchodca DOSAAF - OSOAVIAKHIM, ktorý disponoval značným počtom balónov.
.jpg)