АКАДЕМИЯ НАУК СССР
ИНСТИТУТ ИСТОРИИ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ И ТЕХНИКИ
ЛОМОНОСОВ
СБОРНИК СТАТЕЙ
И МАТЕРИАЛОВ
IV
ИЗДАТЕЛЬСТВО АКАДЕМИИ Н ;А УК СССР
МОСКВА • 1960 - ЛЕНИНГРАД

В. Я. БИЛЫК
ПРИБОР ЛОМОНОСОВА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЖИДКОСТЕЙ
15 современной литературе ио истории естествознания можно встретить
упоминания о «вискозиметре» Ломоносова или весьма краткие описания
этого почти совсем не изученного прибора. Касаясь «вискозиметра»,
авторы обычно отмечают оригинальность конструкции и важную роль
его в научных замыслах Ломоносова, относящихся к коренной проблеме
физической химии — природе межмолекулярных сил. В чем состоит
сущность действия прибора, каков был задуманный Ломоносовым способ его
применения — эти вопросы пока еще не получили достаточно полного
ответа. Остаются неизвестными логические предпосылки, на основании
которых Ломоносов рассчитывал использовать этот простейший по
внешнему виду прибор для оценки глубоко скрытых сил взаимосвязи молекул
в жидких телах.
Неизученность данного прибора Ломоносова связана прежде всего
с отсутствием сколько-нибудь полных пояснений его автора. Единственным
первоисточником представлений об устройстве прибора явился
изображенный на рис. 1 чертеж с собственноручной надписью Ломоносова:
«инструмент для следования вязкости жидких материй по числу капель».
Чертеж этот был обнаружен в Архиве Академии наук Б. Н. Меншут-
кииым, который впервые опубликовал его в 1904 г.2 В последующих
своих работах Б. Н. Меншуткин высказал мнение, что с помощью
данного прибора «по числу капель в определенный промежуток времени
можно судить о вязкости жидкостей»,3 и отметил, что «приборы такого
типа — конечно, усовершенствованные — применяются для этой цели и
теперь».4
1 П. С. Кудрявцев. История физики, т. I. Учпедгиз, М., 1948, стр. 327.
2 Б. Н. Меншуткин. М. В. Ломоносов как физнко-химик. Известия
С.-Петербургского политехнического института, 1904, т. 2. вып. 3—4, стр. 307 B69).
'Меншуткин, II, стр. 424.
4 Б. Н. Меншуткин. Жизнеописание Михаила Васильевича Ломоносова. Изд.
АН СССР, 1947, стр. \Ы.

ПРИБОР ЛОМОНОСОВА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ 71
Комментарии Б. Н. Меншуткина послужили основой для
утвердившихся теперь представлений о приборе как о вискозиметре и о том, что
о межмолекулярных силах он позволяет судить лишь постольку, поскольку
речь идет о вязкости жидких тел. которая вообще зависит от их
молекулярного строения.
Наиболее категорические утверждения такого рода встречаем в книге
И. Б. Литинецкого: «С помощью названного прибора Ломоносов намечал
Рис. 1.
исследовать „сцепление частей в растворе по сравнению с таковой
воды".. . по числу капель, падавших из воронки за определенный
промежуток времени, делалось заключение об относительной вязкости...
Совершенно очевидно, что созданный ученым прибор представлял собой
первый в мире относительный вискозиметр. Сравнивая его (по принципу
конструкции) с современным относительным вискозиметром (так
называемый вискозиметр Энглера), нетрудно убедиться в полной их аналогии.
Давно пора установить историческую справедливость и назвать широко
применяемый во многих областях техники XX века относительный
вискозиметр именем его изобретателя М. В. Ломоносова».5
Такое толкование дает искаженное представление, за которым
теряются весьма интересные с исторической точки зрения идеи Ломоносова
5 И. Б. Л и т и н е ц к и й. М. В. Ломоносов — основоположник отечественного
приборостроения. Гостехиздат, М.—Л., 1952, стр. 23—25.

72
В. Я. БИЛЫК
о природе жидких тел. Противопоставить И. Б. Литинецкому можно
единственную работу, где высказана иная точка зрения. В. П. Барзаковский и
Н. М. Раскин указали, что «вискозиметр Ломоносова позволяет
характеризовать вязкость и поверхностное натяжение жидкостей...»"
Однако это утверждение авторы не подкрепили доводами и анализом
физического процесса, происходящего в приборе при его работе, как
остаются неподтвержденными и предшествующие мнения, будто прибор
Ломоносова является исключительно вискозиметром.
Между тем изучение вопроса обнаруживает и другие, интересные
с точки зрения физико-химической экспериментальной техники объективные
возможности применения прибора Ломоносова. В настоящей статье при
рассмотрении прибора будем исходить из следующих двух вопросов: 1) какую
задачу ставил перед собой Ломоносов, когда проектировал прибор, 2) на
самом ли деле этот прибор по принципу действия является вискозиметром.
Общепринятое теперь представление о вязкости, как о физическом
свойстве жидкостей, было впервые сформулировано Ньютоном. Под
вязкостью (или внутренним трением), как известно, понимают силу
сопротивления жидкости скользящему смещению ближайших слоев в ее массе.
В середине XVI в. такое понимание вязкости еще не получило достаточно
широкого распространения среди ученых. Современники Ломоносова,
Д. Бернулли и Л. Эйлер, разрабатывали гидродинамику идеальных
жидкостей, не принимая во внимание внутреннего трения, свойственного всем
обычным жидкостям. Поэтому опытная проверка теории приводила к
неблагоприятным результатам. В конце XVIII в. стали часто появляться
продиктованные прямыми потребностями практики экспериментальные
исследования потоков жидкостей в трубах и каналах, после чего уже
в XIX в. сложились основные представления о вискозиметрии.
У Ломоносова можно найти только единичные высказывания,
относящиеся собственно к вязкости или текучести жидкостей. В «Введении
в истинную физическую химию» имеется такое определение: «Жидкое тело
бывает либо густым, либо тонким. Тонкое, при изменении фигуры полости,
заключающей его, быстро следует за поверхностью полости, а густое —
медленно».7 Здесь предельные случаи различной вязкости жидкостей
выражены посредством разных терминов («густое» и «тонкое») как
качественно неодинаковые состояния. Поэтому трудно судить о том, имел ли
Ломоносов представление о вязкости как об определенном физическом
свойстве, лишь количественно неодинаковом у разных жидкостей. В
переведенной Ломоносовым на русский язык «Экспериментальной физике»
Вольфа 8 ничего не говорится по существу о вязкости жидкостей, и термин
6 В. П. Барзаковский и Н. М. Раскин. Оборудование химической лабора
тории Ломоносова. Ломоносов, III, стр. 192. — Разрядка наша, — В. Б.
' ПСС, т. 2, стр. 491—493.
8 ПСС, т. 1, стр. 419-530.

ПРИБОР ЛОМОНОСОВА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ
73
«вязкость» там не встречается. Не может быть уверенности и в том, что
в надписи «прибор для следования вязкости жидких материй по числу
капель» термин «вязкость» означает внутреннее трение в современном
понимании.
В той же работе Ломоносов далее писал: «... физики различают
жидкость и текучее тело. Жидкостью они называют то тело, которое течет и
у которого частицы взаимно связаны; оно образует капли, как вода.
Текучим же в собственном смысле они именуют тело, частицы которого
скользят, свободные от взаимного сцепления» 9 (из дальнейшего видно, что под
«текучими телами» здесь подразумеваются зернистые и порошкообразные
массы).
По смыслу последнего определения образование капель является
прямым результатом действия сил взаимосвязи между частицами жидкости,
причем в отличие от твердых тел эти связи слабы настолько, что жид-,
кость может течь. Получается, что каплеобразование характеризует силы
взаимосвязи частиц жидкости. Ниже мы убедимся, что именно эту идею
Ломоносов положил в основу конструкции своего прибора.
В планах и материалах к курсу физической химии,10 которые
Ломоносов разрабатывал в 1752 г., намечены систематические экспериментальные
работы, ставившие своей целью выявить глубокие связи между
внутренним строением тел и их разнообразными внешними физико-химическими
свойствами. Во «Введении в истинную физическую химию» эта линия
исследования выражена следующими словами: «На первом месте надо
поставить те качества смешанных тел, которые зависят от различного
сцепления частиц, ибо никакое изменение смешения в химии не может
воспоследовать без изменения сцепления частиц».11
Не случайно поэтому, что в планах экспериментальных работ
Ломоносова часто встречаются заметки, касающиеся вопроса о силах связи между
частицами разных тел, или, как он выражался, «сцеплении частиц».
Отчетливо характеризует подход Ломоносова к этой задаче следующая
запись:
«XV. Физические опыты
II. Сцепление
1. Жидких [тел] по числу капель
1) пробою на излом
2. Твердых [тел] 2) сдавливанием
3) стиранием на камне».12
9 ПСС, т. 2, стр. 493.
10 ПСС, т. 2, стр. 439—479.
11 ПСС, т. 2, стр. 489.
12 ПСС, т. 2, стр. 471.

74
В. Я. БИЛЫК
Планы курса физической химии заканчиваются заметкой, являющейся
логическим завершением проделанной Ломоносовым работы по
составлению программы экспериментов. Здесь дается конкретный перечень
необходимых ему приборов и приспособлений:
«1. Вески с деревянным долгим веретеном и с костяными чашками,
в станочке выкрашенные.
«2. Инструмент для сдавливания.
«3. Инструмент для ломанья.
«4. Точило твердое с придавкою.
«5. Инструмент, как узнавать вес капель...» 13
Этот список Ломоносов воспроизводит и в специальном представлении
в Академическое собрание от 11 мая 1752 г. со следующей мотивировкой:
«Я считаю весьма полезным в моих химических лекциях, читаемых
учащемуся юношеству, всюду, где только возможно, присоединять к
химическим опытам физические и попытаюсь сам осуществить то, о чем
говорил на последнем публичном собрании в „Слове о пользе химии"...
Поэтому в течние всего курса экспериментальной химии я буду трудиться
над тем, чтобы:
«1) определять удельный вес химических тел;
«2) исследовать взаимное сцепление их частиц: а) путем излома,
Ь) путем сжимания, с) путем стачивания на камне, d) для жидкостей —
путем счета капель...
«Для этого мне необходимы:
«1) деревянные вески для взвешивания твердых тел в воздухе и в воде,
рис. № 1;
«2) прибор для дробления и сжимания тел, рис. 2;
«3) круглый точильный камень для изучения твердости тел, рис. 3;
«4) прибор для получения одинаковых капель и для их подсчета,
рис. 4...» u
Последний прибор и изображен на рис. 1.
Известно, что Академическое собрание признало эти работы
«совершенно необходимыми для приращения наук» и постановило «озаботиться
изготовлением названных инструментов для общего пользования
Академии».'5 Следующая запись Ломоносова показывает, что эти приборы не
были своевременно изготовлены: «В сентябрьскую треть прошлого
1752 года упражнялся я в химии: 1) читал химические лекции для
студентов, показывая при том физические эксперименты, которых мог бы
еще присовокупить больше, если бы требуемые инструменты поспели.. .»16
13 ПСС, т. 2, стр. 479.
14 ПСС, т. 9, стр. 55—57.
15 Протоколы Конференции, т. II, стр. 270—27
16 Б и л я р с к и й, стр. 186.

„ПРИБОР ЛОМОНОСОВА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ 75
Однако Ломоносов не оставил своего намерения исследовать
«сцепление частиц» в жидких телах. К этой задаче он вернулся два года спустя,
когда писал работу «Опыта физической химии часть первая,
эмпирическая» и составлял новые программы физико-химических опытов. Там
находим такие пометки:
«12. Сцепление частей в растворах по сравнению с таковым в воде».17
«7. Сцепление капель в [растворах] вполне насыщенных.
«8. » » при преобладании кислоты.
«9. » » при преобладании щелочи».18
«б. Сцепление капель».19
Изложенное с несомненностью показывает, что проектируя «инструмент
для следования вязкости жидких материй по числу капель», Ломоносов
вовсе не задавался целью определять собственно вязкость жидкостей, т. е.
внутреннее трение, как мы теперь понимаем этот термин. Он ставил
проблемную задачу исследовать силы взаимосвязи частиц в жидкостях,
а рассматриваемый прибор был им задуман как одно из средств
экспериментального осуществления этой работы.
В цитированных выше заметках и обращении в Академическое
собрание Ломоносов неодинаково формулирует назначение и название своего
прибора. Сопоставим эти, несомненно имеющие один и тот же смысл,
разные выражения и попытаемся уяснить способ применения прибора,
который имел в виду Ломоносов:
1. «Инструмент для следования вязкости жидких материй по числу
капель»;
2. «Сцепление жидких тел по числу капель»;
3. «Инструмент, как узнавать вес капель»;
4. «Исследование взаимного сцепления частиц тел путем счета капель»;
5. «Прибор для получения одинаковых капель и для их подсчета».
Из этой совокупности формулировок следует, что измерение должно
вести путем подсчета числа одинаковых капель и их взвешивания. Вес
одной капли можно определить простейшим и надежным способом: общий
вес вытекшей по каплям жидкости разделить на число капель. Становится
ясным, почему Ломоносов, говоря о сосчитывании капель, в то же время
называет свой прибор «инструментом, как узнавать вес капель».
Как же рассчитывал Ломоносов «исследовать взаимное сцепление
частиц» по одной лишь единственной измеренной величине — весу капли
жидкости (или, в другом случае, по отсчитанному числу капель)?
Из приведенных выше заметок Ломоносова нетрудно видеть, что
исследование сцепления частиц в твердых и жидких телах он намечал как
совместную задачу. Прочность связи частиц в твердых телах он
предполагал определять путем излома, сжигания, истирания. Аналогичным образом
" ПСС, т. 2. стр. 583.
18 ПСС, т. 2, стр. 601.
'* Там же.

76
В. Я. БИЛЫК
для оценки сил сцепления в жидкости он намеревался дробить ее на капли,
т. е. разобщать частицы подобно тому, как они разобщаются в твердом
теле при испытании его прочности путем разрушения.
Далее, из сравнения названий прибора видим, что Ломоносов
отождествлял «вязкость» и «сцепление жидких тел», как бы подразумевая то
свойство, которое в житейском обиходе зовут «тягучестью». Говоря
о «сцеплении частиц», он в том же смысле неоднократно отмечает и
«сцепление капель», видимо, не предполагая иных проявлений сил
сцепления, кроме прямого их действия. Все это можно понимать так, что
Ломоносов рассчитывал определять усилие отрыва капель и отсюда делать
заключение о силе связи между частицами жидкости. Другими словами, вес
капель, оторвавшихся под действием силы собственной тяжести,
рассматривается как прочностная характеристика жидкости.
Если ограничиваться феноменологической стороной дела, то такой
подход не вызывает возражений. Вес оторвавшейся капли, действительно,
в известной степени характеризует присущие данной жидкости силы
взаимосвязи между ее частицами. Однако зависимость веса отрывающихся
капель от межмолекулярных сил, по существу явления, обусловлена не
собственно прочностью жидкости, а более сложными явлениями,
связанными со свободной поверхностной энергией.
В жидкости межмолекулярное взаимодействие приводит к тому, что
каждая поверхностная молекула испытывает силу, стремящуюся втянуть
ее внутрь жидкости. Вследствие этого поверхность жидкости
самопроизвольно стремится к максимальному сокращению как бы под действием
тангенциально приложенной к ней силы поверхностного натяжения.
Поверхностный слой обычно сравнивают с натянутой пленкой. Однако
увеличение поверхности растущей капли означаетчне упругое растяжение
поверхностного слоя, а выход на поверхность новых молекул из глубины
жидкости. При этом на каждую выведенную на поверхность молекулу
затрачивается вполне определенная работа, чем и обусловливается
постоянное для данной жидкости значение удельной свободной поверхностной
энергии, выражаемое коэффициентом поверхностного натяжения. В момент
отрыва капли ее собственная тяжесть преодолевает поверхностное
натяжение, т. е. ту некомпенсированную энергию молекулярного сцепления,
которой обладают поверхностные молекулы жидкости. Эта величина вообще
является показательной в смысле оценки межщолекулярных сил; она
находится в прямом соотношении с теплотой испарения жидкости, критической
температурой и проч. Поэтому учение о поверхностном натяжении сыграло
важную роль в развитии молекулярной физики жидкостей.
Определяя вес свободно оторвавшейся капли т, можно найти
коэффициент поверхностного натяжения о данной жидкости по следующей
формуле:
•=£<- A)

ПРИБОР ЛОМОНОСОВА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ 77
где г — радиус трубки, из которой вытекает жидкость и g — ускорение
силы тяжести.20
В этом состоит широко распространившийся в свое время метод
определения поверхностного натяжения, называемый «методом взвешивания
капель», или «методом счета капель». Осуществляется он с помощью весьма
простых приборов, называемых сталагмометрами (рис. 2).
Прибор Ломоносова для исследования жидкостей и сталагмометр имеют
в своей основе один и тот же принцип действия, однако отличаются в
конструктивном отношении. Прибор Ломоносова снабжен
резервуаром для исследуемой жидкости, соединенным с
воронкой так, что уровень жидкости в воронке по мере ее
расходования все время остается неизменным. Введенная
в воронку палочка с шаровидным концом создает такое
торможение движению жидкости, которое необходимо,
чтобы истечение происходило по каплям, а не струей.
Сталагмометр представляет собой пипетку, соединенную
с небольшим резервуаром для жидкости* и краном для
регулирования скорости каплеобразования. Оба прибора
имеют одно и то же прямое назначение — разделять
исследуемую жидкость на капли, отрывающиеся под действием
силы собственной тяжести.21
Ломоносов имел в виду использовать свой прибор для
относительных определений, т. е. для сравнения силы
сцепления частиц в разных жидкостях. Об этом
свидетельствует цитированная выше его заметка, где выражено
намерение определять «сцепление частей в растворе по срав-
аению с таковым в воде». Из формулы A) нетрудно
видеть, что если бы прибор был построен и Ломоносов
определил веса капель разных жидкостей и сравнивал их, то
эти веса находились бы между собой в таких же отношениях, как и
коэффициенты поверхностного натяжения тех же жидкостей. Так, например,
в ряду:
вода — спирт — оливковое масло — ртуть
получилось бы соответственно следующее отношение весов капель:
1.0:0.3:0.5:6.7,
что достаточно отчетливо выражает неодинаковую природу этих жидкостей.
ю Эта формула только схематически выражает явление, не учитывая ряда
усложняющих обстоятельств, почему и не является достаточно точной для практических
велей. При введении поправочного множителя она позволяет получать весьма точные
{жзультаты.
11 Насколько известно, Ломоносов не имел предшественников в создании метода
ечгта и взвешивания капель.

78
В. Я. БИЛЫК
Поскольку Ломоносов иногда указывал, что его прибор предназначен
для исследования жидкостей «по числу капель», следует рассмотреть и
тот случай, если бы вместо взвешивания производился только счет капель,
составляющих некоторый определенный объем жидкости.
Воспользовавшись формулой A) и очевидным соотношением
(где р — плотность и Ne — число капель в единице объема жидкости),
получим
". = -££)• <*>
Величина — , как известно, может быть выражена следующим образом
а 1 ,
где а2 — капиллярная постоянная Пуассона. Поэтому можно написать
Если сравнивать две жидкости, то, определив соответственно числа
капель N' и N" в произвольном равном объеме, получим, согласно
формуле C), следующее отношение
ЛГ (р2)"
N"~ (a?)' '
т. е. для двух сравниваемых жидкостей числа капель в данном объеме
находятся в обратном отношении капиллярных постоянных.
Капиллярная постоянная представляет собой произведение радиуса
трубки на высоту капиллярного поднятия в ней жидкости. Эта величина
фигурирует во всех важнейших формулах теории капиллярности, так
как является характерной постоянной, зависящей от межмолекулярных
сил и природы данной жидкости. Ее называют, также «удельным
сцеплением» .
Таким образом, еще раз убеждаемся, что Ломоносов с помощью
своего прибора мог бы правильно охарактеризовать «взаимное сцепление
частей» жидкостей. Если бы он произвел измерение по последнему
методу, т. е. только сосчитав капли, составляющие определенный объем
жидкости, сравнил, например, воду и этиловый спирт, то получил бы
следующее отношение
также отчетливо выражающее различную природу этих веществ.

ПРИБОР ЛОМОНОСОВА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ
79
Вернемся теперь ко второму из первоначально поставленных
вопросов: позволяет ли рассматриваемый прибор Ломоносова определять
вязкость жидкостей.
Положительное утверждение Б. Н. Меншуткина в принципе
соответствует идее прибора, однако не может быть принято безоговорочно.
В основе определения вязкости по методу истечения лежат
представления о сплошной среде и непрерывном ее течении, выражаемые
законом Пуайзеля
где V. — объем жидкости, вытекающей в единицу времени через трубку
радиуса г и длиной L, Р—разность давлений на концах трубки, т] —
коэффициент вязкости. Эту формулу можно применить для анализа про-
щесса течения жидкости в приборе Ломоносова с точки зрения существа
явления, хотя и трудно судить о применимости ее к данному случаю
99
в строго количественном смысле. >
Ограничимся пока только одним вопросом; в какой мере счет капель
позволяет судить о количестве вытекающей жидкости, которое согласно
формуле D) необходимо знать для оценки вязкости. Б. Н. Меншуткин
указывает, что о вязкости можно судить по числу капель,
отрывающихся в определенный промежуток времени. Обозначим эту последнюю
величину через Л/т и определим ее с помощью формулы B) и D)
N=N„- V =
Pgr
16 l w
либо же, обращаясь к формулам C) и D),
О • E)
РгЗ/
к=жШ> <6>
что можно выразить в более наглядной форме, если вместо вязкости
ввести обратную ей величину текучести ^= —
Ъ=К±, G)
Рг3
(где К = ~оГ есть постоянная прибора), т. е. скорость каплеобразования
ирямо пропорциональна текучести и обратно пропорциональна капилляр-
вой постоянной данной жидкости. Отношение чисел капель для двух
жидкостей выражается следующими равенствами:
к ?"'«' ' v ~a " i w^'' (8)
где f\::=~ есть кинематическая вязкость.
82 В отношении определения вязкости прибор Ломоносова обладает тем
достоинством, что уровень жидкости в воронке остается неизменным в течение опыта.

80
В. Я. БИЛЫК
Таким образом, число капель, вытекающих в единицу времени, не дает
представления о вязкости жидкостей потому, что в правую часть
выражений E—8), помимо вязкости, входят величины коэффициентов
поверхностного натяжения и плотности (либо же капиллярные постоянные)
жидкостей.
Выведенные соотношения помогают уяснить двойственность функций
прибора Ломоносова. Пока жидкость проходит через воронку, ее движение
регламентируется, при прочих • равных условиях опыта, свойственной ей
вязкостью. Этим бы дело и ограничилось, если бы истечение шло
непрерывной струей. Однако, выходя из воронки, медленно вытекающая
жидкость образует капли и здесь определяющая роль принадлежит уже силам
поверхностного натяжения, от которого (наряду с плотностью жидкости)
зависит размер капель. Формулы E—8) выражают единство этих двух
процессов и позволяют установить методику отсчета для каждого из
частных случаев, когда желательно определить ту или иную физическую
величину.
В процессе опыта можно получить следующие исходные данные,
относящиеся к вытекающему количеству жидкости: 1) ее массу М; 2) ее объем
V; 3) число капель N; 4) продолжительность истечения Т. Этих данных
достаточно (не считая характеризующих прибор постоянных величин г,
L и Р), чтобы определить: 1) коэффициент поверхностного натяжения О;
2) капиллярную постоянную а2; 3) коэффициент вязкости т); 4)
кинематическую вязкость т!*. Необходимые количественные соотношения
получаются из приведенных выше формул путем несложных преобразований.
Они имеют следующий вид
о —
а2 =
Т| =
Ч* =
8
2%г
Ркг*
8L
Ръг*
8L
Ю =
/т\.
Ы;
(Й-
(9)
Легко видеть, что в любом случае нужно измерить одну из суммарных
величин — массу, либо объем вытекшей жидкости. Если эта величина
сочетается с дискретной характеристикой — числом капель, то мы определим
поверхностное натяжение либо капиллярную постоянную, так как в этом
случае будет оттенен процесс дробления жидкости. Так, в первом случае
М
фактически получится вес одной капли m=jr и определится о согласно
формуле A), а во втором случае — объем одной капли v~~juz==~Xf~ и

ПРИБОР ЛОМОНОСОВА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ &1
определится а2 согласно формуле C). Если же с суммарной величиной
сочетать общее время истечения, то в результате получится коэффициент
вязкости либо кинематическая вязкость, так как при этом в формулы
будет введена скорость течения, оттеняющая непрерывность этого
процесса.
Возможная полная постановка опыта означает одновременное
измерение всех четырех исходных величин: М, V, N и т (что практически
осуществлять нетрудно) и определение
четырех физических постоянных данной mm
жидкости: о", а2, г) и т) . Само собой
разумеется, что, зная М и V, можно
определить также плотность жидкости, которая
в неявном виде входит в выражения для
в3 и т]* в формулах (9). Все это
характеризует объективные возможности прибора
Ломоносова для исследования жидкостей.
Так как все определяемые с помощью
прибора величины тесно связаны с межмолеку-
лярными силами и строением жидкостей,
нельзя отрицать того, что созданный
Ломоносовым прибор мог бы успешно
служить поставленной им цели исследования
«сцепления частиц» в жидких телах.
Сравнивая конструкцию прибора
Ломоносова с известными техническими
вискозиметрами, находим у них только ту общую
черту, что исследуемая жидкость
помещается в воронкообразном сосуде со сто- р ,,
шором, назначение которого, однако,в обоих
случаях совершенно различно. Как уже было отмечено, в приборе Ломо-
аосова стопор затрудняет свободное истечение жидкости в такой мере,
чтобы она могла вытекать только по каплям. В технических же
вискозиметрах стопор служит для удерживания жидкости в сосуде во время тер-
мсстатирования до начала опыта и затем для ее свободного выпуска.
Вискозиметры Пуайзеля, Коха, Оствальда, Убелоде, Редвуда, Сейболта,
Энглера и других устроены так, что жидкость сплошным течением
проходит через капиллярную трубку и попадает в специальное расширение
сосуда либо же выливается сплошной струей в отдельный мерный прием-
Прибор Ломоносова можно было бы применять так, чтобы жидкость
•ыходила из воронки не по каплям, а непрерывной струей. Только при
этом условии его можно было бы уподобить какому-либо техническому
вискозиметру, например прибору Энглера (рис. 3). Как и с последним,
ш получили бы некие условные характеристики вязкости. Но это был бы
6 Ломоносов

82
В. Я. БИЛЫК
прямой отход от замысла Ломоносова исследовать «сцепление капель».23
Прибор Ломоносова тем и интересен, что реализует правильный
замысел: по каплеобразованию характеризовать силы взаимного сцепления
частиц жидкости. В историческом развитии молекулярной физики такая
мысль складывалась в русле исследований капиллярных явлений, которые
в первой половине XVIII в. уже истолковывались как подтверждение
молекулярного строения жидкостей. Так, в «Волфианской экспериментальной
физике» относительно поднятия жидкостей в капиллярных трубках сказано
следующее: «А понеже оные ниточки (т. е. столбики жидкости в
капиллярных трубках, — В. Б.) не что иное суть, как беспрерывный порядок
капелек, для того сими опытами доказывается разделение жидких тел на
весьма мелкие частицы, которые не больше частиц пара или дыма».24 Это
толкование, возможно, и явилось для Ломоносова исходной точкой
зрения в поставленной им задаче оценить те силы сцепления частиц,
благодаря которым жидкость, по тогдашним воззрениям, представляет собой
«беспрерывный порядок капелек».
В заключение нужно отметить, что Ломоносов проявлял глубокий
интерес к капиллярным явлениям. В его планах экспериментальных работ
встречаем такие пометки: «14) поднятие в капиллярных трубках раство-
ров и соляных жидкостей по сравнению с поднятием в них воды»/0
«12) поднятие в капиллярных трубках»;26 «Повышение разных сальций
в трубках»;27 «Поднятие в капиллярных трубках».28 Имеется также
заготовленная для записи результатов опытов таблица, озаглавленная так:
«Поднятие разных растворов и жидкостей в капиллярных трубках одной
и той же емкости при одном и том же градусе теплоты и их сравнение
в отношении времени и высоты».29 Здесь перечислено 20 намеченных
к испытанию разных жидкостей и растворов и заготовлены колонки для
записи высоты и скорости поднятия жидкостей в трубках, причем
намечены испытания «в новых трубках», «в трубках, предварительно ополоснутых
той же жидкостью», и «в трубках более широких». В этой постановке
опытов затронуты многие из тех основных задач, которые впоследствии
явились предметом учения о поверхностных явлениях.
23 Вискозиметр Энглера дает результаты технологической пробы, отличающиеся
от той физической константы, которую в настоящее время называют вязкостью или
внутренним трением. Переход к абсолютным единицам вязкости производится только
посредством приближенных эмпирических формул. Уже давно ставится вопрос о замене
этого несовершенного прибора каким-либо другим, дающим физически определенные
значения вязкости в абсолютных единицах.
24 ПСС, т. 1, стр. 436.
25 ПСС, т. 2, стр. 583.
28 ПСС, т. 2, стр. 591.
27 ПСС, т. 2, стр. 596.
28 ПСС, т. 2, стр. 603.
29 ПСС, т. 2, стр. 611.