第九章　论从不同种类的燃烧离析出的热素的量

我们已经提到，当任何物体在中空的冰球中燃烧并提供温度为零度（32°）的空气时，球内融化的冰量就成为离析出的热素的相应量的量度。德·拉普拉斯先生和我在1780年《科学院文集》第355页已经描述了这种实验所使用的装置；这同一个装置的描述和图版，在本书第三部分找得到。用这个装置，磷、炭和氢气给出如下结果：

1磅磷融化100磅冰；

1磅炭融化96磅8盎司冰；

1磅氢气融化295磅9盎司 格令冰。

由于磷燃烧形成的是一种凝固的酸，因此也许有极少的热素留在该酸之中，所以以上实验给出的量极接近氧气中所含热素的总量。即使我们假定磷酸含有许多热素，但由于磷在燃烧前后所含的必定是接近相等的量。所以误差必定极小，因为这种误差仅仅在于燃烧前后磷和磷酸中所含热素数量之间的差异。

我已经在第五章中指出，一磅磷在燃烧时吸收一磅八盎司氧；由于以同样的操作融化了100磅冰，由此就得出，一磅氧气中所含热素的量能够融化66磅10盎司5格罗斯24格令冰。

一磅炭燃烧时仅融化96磅8盎司冰，它同时吸收2磅9盎司1格罗斯10格令氧。用磷做实验，这个数量的氧气离析出的热素的量，当足以使171磅6盎司5格罗斯冰融化；所以，这个实验中，足以使74磅14盎司5格罗斯冰融化的热素的量消失了。碳酸不像磷酸那样在燃烧之后处于凝固状态，而是处于气体状态，它需要与热素结合使其以该状态存在；最后的实验中失去的热的量显然就是为此所用去的量，当我们把这个量除以燃烧一磅炭所形成的碳酸的重量时，我们就发现，将一磅碳酸由凝结态变成气态所必需的热素的量，大概可以融化20磅15盎司5格罗斯冰。

我们可以对氢气的燃烧以及水的随之形成进行类似的计算。一磅氢气燃烧时，有5磅10盎司5格罗斯24格令的氧气被吸收，有295磅9盎司 格罗斯的冰融化。但是根据用磷做的实验，在由气态变为固态时5磅10盎司5格罗斯24格令的氧气失去了足以使377磅12盎司3格罗斯冰融化的热素。在与氧气燃烧时，仅从同量的氧气中离析出来的热素，就多得能使295磅2盎司 格罗斯的冰融化；因此，这个实验中形成的零度（32°）的水中，剩下的热素，多得能使82磅9盎司7 格罗斯的冰融化。

所以，由于一磅氢气与5磅10盎司5格罗斯24格令的氧燃烧形成了6磅10盎司5格罗斯24格令的水，由此就得出，在温度为零度（32°）的每磅水中，所存在的热素多得能使12磅5盎司2格罗斯48格令的冰融化，不过这里没有考虑氢气中最初所含的热素的量，由于缺乏对之进行计算的数据，我们不得已将其略去了。由此可见，水即使处于冰的状态似乎还含有相当数量的热素，氧在化合成水时似乎也保留有相当比例的热素。

由这些实验，我们可以设想下述结果是充分确立了的。

磷的燃烧

如前面的实验所述，由磷的燃烧似乎可见，一磅磷的燃烧需要1磅8盎司的氧气，产生2磅8盎司凝固磷酸。

① 我们在这里假定磷酸不含任何热素，严格说来这并不真实；但正如我在前面所讲的，它实际上所含的量很可能极少，由于缺乏进一步计算所需的足够数据，我们没有给出它的值。——A

炭的燃烧

在一磅炭的燃烧中，有2磅9盎司1格罗斯10格令氧气被吸收，有3磅9盎司1格罗斯10格令碳酸气形成。

② 所有这些相对热素量都用几个操作过程中所融化的冰的磅数及小数部分来表示。——E

氢气的燃烧

在一磅氢气的燃烧中，有5磅10盎司5格罗斯24格令的氧气被吸收，有6磅10盎司5格罗斯24格令的水形成。

硝酸的形成

当我们使亚硝气与氧气化合以形成硝酸或亚硝酸时，产生的热度比氧气在其他化合过程中所放出的热度要小得多；由此得出，当氧被固定在硝酸中时，它还保留着在气体状态时所具有的大部分热。肯定可以确定在这两种气体燃烧过程中离析出的热素的量，从而确定化合发生之后所剩下的热素的量。这两个量中的第一个量，可以通过让这两种气体在用冰包着的一个装置中化合来确定；但是，由于离析出的热素的量极微，也许得在一个极为麻烦和复杂的装置中处理大量的这两种气体。这种考虑迄今一直在阻止德·拉普拉斯先生和我进行这种努力。同时，这个实验的位置可由计算来填补，其结果离真值不会相去很远。

德·拉普拉斯先生和我使适量的硝石和炭在一个冰装置中爆燃，并且发现，爆燃一磅硝石融化十二磅冰。后面我们将会看到，一磅硝石的组成如下：

上述干酸量的组成是

我们由此发现，在上述爆燃过程中，2格罗斯 格令炭与3738.34格令或6盎司3格罗斯66.34格令氧一起被烧掉。因而，由于燃烧过程中融化了12磅冰，由此得出，以同样方式燃烧的一磅氧会融化29.58320磅冰。加上一磅氧在与炭化合形成碳酸气之后所留下的热素的量，即我们已经确定了的能融化29.13844磅冰的量，那么，我们得到一磅氧与亚硝气化合成为硝酸时所保留的热素总量为58.72164；这就是保留在该种状态的氧中的热素能融化的冰的磅数。

我们在前面看到，它在氧气状态至少含有66.66667；因此得出，在与氮化合形成硝酸的过程中，它仅仅失去了7.94502。有必要就这一主题做进一步的实验，以确定这种计算的结果能够在多大程度上与直接事实相符。氧在化合成为硝酸的过程中所保留的这么大量的热素，就解释了硝石爆燃时热素剧烈离析的原因；更严格地讲，解释了各种情况下硝酸分解的原因。

蜡的燃烧

考察了简单燃烧的几种情况之后，现在我要就一个较为复杂的类型举几个例子。在一个冰装置中缓慢燃烧的一磅小蜡烛，融化133磅2盎司 格罗斯的冰。根据1784年《科学院文集》第606页上我的实验，一磅蜡烛由13盎司1格罗斯23格令炭和2盎司6格罗斯49格令氢组成。

这样，我们就看到，从一支燃烧的蜡烛中离析出的热素的量，与分别燃烧与其组成部分相等的炭和氢所得到的热素的量完全一致。对蜡做的这些实验曾重复数次，因此我有理由相信它们是精确的。

橄榄油的燃烧

我们把一盏盛有一定量橄榄油的燃着的灯放进通常的装置之中，实验结束时，我们就严格弄清了烧光的油量以及冰的融化量；结果是，一磅橄榄油燃烧时，148磅14盎司1格罗斯冰被融化了。根据1784年《科学院文集》中我的实验，下一章中有这些实验的摘要，似乎一磅橄榄油由12盎司5格罗斯5格令炭和3盎司2格罗斯67格令氢组成。根据上述实验，这些量的炭会融化76.18723磅冰，一磅油中上述量的氢会融化62.15053磅。这二者求和便得出138.33776磅冰，这是将橄榄油的这两种组成元素分别燃烧会融化的量，但该油实际上融化了148.88330磅，这个实验的结果比由前面的实验提供的数据计算出来的结果多出了10.54554。

这个差异并不十分重要，它也许起因于这类实验中不可避免的误差，抑或是由于油的组成不全是所确定的那样。然而，我们关于热素化合的实验结果与有关热素离析的实验结果之间，被证明是极为一致的。

下列量仍然迫切需要加以确定，即：氧在与金属化合结果使其转化成为氧化物之后所保留的热素的量；氢在其不同存在状态中所含的热素量；还要比以前更加精确地弄清在水的形成过程中离析出了多少热素，因为就我们目前确定的这一点而论，尚有许多疑问，这些疑问只有靠进一步的实验来消除。我们目前在进行这项研究，一旦很好地弄清了这几点，我们希望很快弄清这几点，那么我们很可能就必须对本章中的实验结果和计算进行重要的修改。不过，我认为这不是对那些也许想在这同一个主题上付出劳动的人们隐瞒这么多已知东西的充足理由。按我们的努力，用推测发现一门新科学的原理而回避起来，是困难的；而且，难得从一开始就臻于完善。