Возбуждение вещества. — Всякому известно, что от искры может быть пожар, что от замыкания тока или от удара о пистон — взрыв, от малейшего количества медикаментов иногда явная польза здоровью или явный вред, даже смерть, что зараза, гнилость, брожение могут разноситься ничтожнейшими по массе микроорганизмами, словом, что в физическом мире, как в людских отношениях, существуют условия возбуждения, результата которых далеко превосходит то, чего можно ожидать по мере незначительности возбудителя, тогда как в большинстве наблюдаемого замечается хотя некоторая пропорциональная зависимость между производимым эффектом и массою или силою возбудителя. Чтобы по мере возможности уяснить хотя бы некоторые случаи таких нередко упускаемых из вида, но очень обыкновенных явлений природы, мы разберем некоторые из них и постараемся уловить общие условия возбуждения вещества.
Вода (см. это сл.) замерзает всегда при 0°, но если воду охлаждать осторожно (не приводя в движение), то температуру ее можно опустить гораздо ниже 0°, очень легко до −5° Ц., а при особых условиях даже до −10° Ц., и льда не образуется. Такая переохлажденная вода от прикосновения с малейшим кусочком льда или снега начинает кругом него (явно от него) давать кристаллы льда, и при этом устанавливается 0°. Здесь кусочек льда, равно как и сотрясение, действуют, возбуждая перемену состояния. А так как вода, застывая, выделяет так называемую скрытую теплоту, то через это становится понятным, почему при застывании переохлажденная вода нагревается, напр., от −5° до 0°. Застывание воды в природе идет и без особого внешнего, видимого возбуждения, само собою [1], без переохлаждения, но в обычных условиях вода всегда находится в некотором движении, которое можно рассматривать как возбудитель. Такой же случай затвердевания от В. представляют не только многие другие переохлажденные жидкости, но и пересыщенные растворы (см. это сл.), например, глауберовой соли. Когда в пересыщенный раствор бросить кристалл глауберовой соли, то начинается кристаллообразование — происходит явное повышение температуры. Из совокупности подобных примеров становится очевидным, что возбуждаемые процессы относятся к числу экзотермических (см. Термохимия), то есть таких, при которых теплота выделяется. Но нельзя упустить здесь из вида, что тепло выделяется лишь от происхождения твердого вещества, а потому не может служить причиною явления, которого течение, очевидно, обусловливается прикосновением возбудителя. Есть целый ряд подобных случаев, получивших родовое название контактных явлений (см. это слово). На местах прикосновения с твердым телом у жидкости должно изменяться расположение частей, т. е. частиц и атомов, образующих частицы, потому что прикасающиеся частицы и атомы в одну лишь сторону будут находиться под влиянием себе подобных, а в другую сторону от влияния прикосновения к возбудителю непременно (см. Вещество) должны претерпеть в своем существе хотя малое изменение (в расположении ли или в роде и образе движения и т. п. — это сюда не относится), т. е. должно в них произойти своего рода молекулярное движение. Происшедшее местное перемещение атомов и частиц не может быть значительным, но если состояние вещества представляет случай неустойчивого равновесия, то и малейшее изменение в его системе может служить к тому, что прежнее положение частей изменяется в новое — более устойчивое. А выделяющееся тепло демонстрирует, что то новое положение, в которое приходит вещество, более устойчиво, чем начальное, потому что выделение тепла есть выражение уменьшения запаса невидимого (атомного и частичного) движения внутри тела, то есть приближение к покою или переход его в состояние менее, чем прежде, напряженного внутреннего движения. Далее сказанного современное понимание вещества не позволяет идти в деле толкования явлений В. Оно заставляет утверждать, что обыкновеннейший случай В. вещества будет относиться к случаям экзотермических превращений, и это очевидно уже из того, что искра, зажигающая горючие вещества, и пистон, воспламеняющий порох, вызывают явления, освобождающие много тепла (см. Взрывчатые вещества, запалы). Сюда же относится и случай брожения, потому что и при нем теплота выделяется (см. Винокурение т. VI, стр. 487). Не перечисляя множества иных подобных же явлений, первообразом которых может служить то, что известно для батавских слезок (см. т. III, стр. 168), сделаем еще лишь два замечания. Во-первых, обратим внимание на то, что вещественное сложение всяких организмов явно показывает, что в них вещество находится в состоянии того переменчивого подвижного равновесия, которое должно гибко изменяться от множества ничтожнейших — на взгляд — влияний, а потому мы и видим, что В. вещества в организмах совершается чрезвычайно часто и выражается разнообразнейшими способами. Во-вторых, обратим внимание на то, что в действительности ни один кажущийся самопростейший случай не оказывается таковым при внимательном изучении и что единовременное сочетание процессов разного рода составляет в природе нормальный случай, наше же наблюдение относится к видимой сумме или разности влияний всякого рода, а потому, напр., рядом с явлением, выделяющим тепло, может совершиться процесс, теплоту поглощающий (эндотермический), идущий на счет первого и вместе с ним, а в результате можем получить и замечать только последний, упуская из вида первый. Так, напр., в процессе растворения соли в воде не только проявляется простое превращение твердого тела (соли) в жидкость (проц., поглощающий тепло), но и соединение соли с водою (а в случаях соединения — тепло выделяется) для образования сложного соединения (см. Растворы), и мы наблюдаем лишь сумму единовременно идущих разнородных процессов. Влияя на один из них, мы изменяем и ход других, а потому все то подвижное равновесие, среди которого приходится действовать, ни под каким видом не может быть рассматриваемо как случай статической устойчивости и должно представлять арену для проявления множества случаев В. вещества. Цикл изменений не замкнут, равновесий может быть хотя не бесконечное, но большое число, а потому и случаи проявления возбуждений неисчислимы. Чем более подвигается изучение предмета, тем чаще находят, особенно в мире организмов, случаи В. вещества. Наиболее исследованным, хотя все же еще лишь первоначально, случаем В. вещества должно ныне считать тот ряд химических явлений, который известен под именем контактных и рассматривается в статье Контактные явления.
- ↑ Можно полагать, что не все частицы тела имеют одну и ту же температуру, то есть не все находятся в одинаковом состоянии движения (см. Теплота, теория), одни выше, другие ниже, и наблюдается только средний результат. Этим, быть может, следует объяснять естественное замерзание воды без переохлаждения и многие другие подобные явления.