Едва ли может быть вопрос смешнее и несообразнее того, который поставлен нами в заглавии. Но несмотря на это он основывается на факте, который на первый взгляд, может быть, и покажется очень странным. Выражаясь кратко, мы скажем:мы знаем, что светильный газ горит в воздухе, но мы можем сжечь и воздух в светильном газе.
Этот опыт очень легко выполнить. Посредством стеклянного крана приводят чистый, не смешанный с воздухом светильный газ большой ламповый цилиндр, который на одном конце плотно закрыт пробкой (рис.54).
Так как газ легче воздуха, то следует укрепить цилиндр в штативе открытым концом вниз и подвести стеклянную трубку G, через которую вводится газ, под самую пробку. Если пробуравить пробку, то можно вводить газ и сверху. Во всяком случае он вытесняет воздух из цилиндра и его можно зажечь, как только цилиндр им наполнится. Если непрерывно пополнять затраченный на сгорание внизу газ, то цилиндр остается все время наполненный газом.
Рис. 54
Далее нужно иметь в распоряжении не слишком сильную струю воздуха. Для этого можно вытеснять воздух из одной бутылки прибора, изображенного на рис. 22, с помощью воды, находящейся в другой бутылке. Зажимной кран на каучуке даст вполне удовлетворительную регулировку струи.
Если дать воздуху течь через стеклянную трубку L и подвинуть трубку снизу в цилиндр, то воздух воспламеняется внизу от пламени светильного газа и продолжает гореть дальше в светильном газе внутри цилиндра.
Если мы захотим объяснить это парадоксальное явление, то прежде всего мы должны объяснить, как происходит и что представляет собою пламя. Предположим, что из трубы течет горючий газ, например водород. Следовательно, над отверстием трубки на продолжении ее оси находится чистый водород. Однако на некотором расстоянии от оси и несколько выше водород смешивается с кислородом воздуха, а эта смешанная полоса воздуха окружена кислородом (без водорода). Таким образом, полоса смешения, обозначенная на нашем рис.55 кривой линией, содержит так называемую смесь гремучего газа. Если поместить в эту полосу смешения тело Z достаточно высокой температуры, например раскаленную проволоку, то в этом месте водород, который до сих пор был лишь смешан с кислородом, соединяется с ним химически, и от этого получается водяной пар. Происходящее при этом тепло достаточно (без дальнейшего участия тела Z, которое было необходимо лишь для воспламенения), чтобы превратить в воду и тот гремучий газ, который находится по соседству.
Этот процесс, сопровождаемый слабым взрывом, мгновенно распространяется по всей полосе смешения. Улетучивающийся во внешнее пространство водяной пар восполняется изнутри водородом, который вновь смешивается с кислородом.
Дальнейшего накопления гремучего газа не получается. Как только рядом случается столько атомов водорода и кислорода, что может образоваться молекула воды, она действительно образуется благодаря высокой температуре пламени.
Теперь вытекающий водород сгорает без взрыва. Так как высокая температура, получающаяся при соединении водорода с кислородом, доводит часть газовой смеси до накаливания, то этот процесс соединения, который мы называем пламенем, становится заметным для глаза. Следовательно, пламя есть раскаленная газообразная смесь, каление которой непрерывно поддерживается благодаря химическому процессу внутри смеси.
Кто внимательно следил за этим объяснением, тем будет вполне ясно, что водород и кислород легко могут перемениться своими местами, так как все сводится только к образованию полосы смешения и достаточному пополнению снаружи и изнутри сгоревших продуктов, как это и было в нашем опыте с воздухом и светильным газом. Если бы мы были так устроены, что водород был бы необходим нам для дыхания, и если бы согласно с этим атмосфера земного шара состояла из водорода, то можно было бы точно так же зажечь вытекающий из трубки кислород, подобно тому, как мы заставляли воздух гореть в светильном газе. Если мы хотим придерживаться того взгляда, что горение есть соединение с кислородом, то мы, конечно, не должны говорить, что «воздух горит», так как ведь он же не соединяется с кислородом, но можно, конечно, понятие «горение» еще более обобщить,
Так, например, тоже говорят, что водород горит в хлоре, потому что эти два газа также могут дать пламя. Далее этот опыт имеет место и в обратном порядке, т. е. хлор тоже горит в водороде.
Рис.55
Из всего сказанного видно, что вопрос «может ли воздух гореть?» в конце концов не так несообразен, как это могло казаться вначале.