Научные работы Д.И.Менделеева

Научные труды Д.И. Менделеева
«Профессор, который только читает курс,
а сам не работает в науке и не двигается вперед
— не только бесполезен, но прямо вреден.
Он вселит в начинающих мертвящий дух классицизма,
схоластики, убьет их живое стремление»
Эти слова Д.И. Менделеева точно характеризуют его как личность,
исследователя, научного деятеля на протяжении всей жизни.
Научные работы Д. И. Менделеева относятся преимущественно к общей
химии, а также к физике, химической технологии, экономике, сельскому
хозяйству, метрологии, географии, метеорологии. Энциклопедичность знаний,
широкий спектр научных и практических интересов, огромный вклад Менделеева
в развитие науки и экономики России ставят его в один ряд с великим Михаилом
Васильевичем Ломоносовым.
Явления изоморфизма
Студенческие исследования Менделеева в 1854–1856 гг относились к
аналитической химии: изучение состава минералов. Анализы состава минералов
определили тему его дипломной работы: «Изоморфизм в связи с другими
отношениями кристаллической формы к составу». Им был составлен подробный
обзор фактических данных и наблюдений и сформулированы на его основе
выводы по проблемам изоморфизма.
Менделеев исследовал, раскрывающие отношения между кристаллической
формой и химическим составом соединений, а также зависимость свойств
элементов от величины их атомных объемов.
В 1860 г. он открыл "температуру абсолютного кипения жидкостей", или
критическую, при достижении которой в определённых условиях жидкость
мгновенно превращается в пар.
Исследование газов
Эта тема в творчестве Д. И. Менделеева связана, прежде всего, с поиском
учёным физических причин периодичности. Так как свойства элементов
находились в периодической зависимости от атомных весов, массы,
исследователь искал возможность пролить свет на эту проблему, выясняя
причины сил тяготения посредством изучения свойств передающей их среды.
При всей гипотетической направленности исходных предпосылок этих
исследований, основным и наиболее важным результатом в области физики,
полученным благодаря Д. И. Менделееву, явился вывод уравнения идеального
газа, содержащего универсальную газовую постоянную. Также очень важным, но
несколько преждевременным, было предложенное Д. И. Менделеевым введение
термодинамической шкалы температур.
Учёным также было избрано правильное направление для описания свойств
реальных газов. Вириальные разложения, использованные им, соответствуют
первым приближениям в известных сейчас уравнениях для реальных газов.
В разделе исследования газов и жидкостей, Д. И. Менделеевым сделано 54
работы.
Воздухоплавание и метеорология
Занимаясь вопросами воздухоплавания, Д. И Менделеев в 1875 году разработал
проект стратостата объёмом около 3600 м3 с герметической гондолой,
подразумевающий возможность подъёма в верхние слои атмосферы. Д. И.
Менделеев также спроектировал управляемый аэростат с двигателями. В 1878
году учёный, находясь во Франции, совершил подъём на привязном аэростате А.
Жиффара.
Дмитрий Иванович был очень увлечён возможностью с аэростата впервые
наблюдать солнечную корону во время полного затмения. Он предложил
использовать для наполнения шара не светильный газ, а водород, которыё
позволял подняться на большую высоту, что расширяло возможности
наблюдения.
Естествоиспытатель предполагал, что изучение солнечной короны должно дать
ключ к пониманию вопросов, связанных с происхождением миров. Из
космогонических гипотез его внимание привлекла появившаяся в то время идея о
происхождении тел из космической пыли.
Д. И. Менделеев проявлял большой интерес к летательным аппаратам тяжелее
воздуха, он интересовался одним из первых самолётов с воздушными винтами,
изобретённым А. Ф. Можайским.
7-го августа 1887 года Менделеев совершил полет на воздушном шаре.
Международный комитет по аэронавтике в Париже за этот полёт удостоил Д. И.
Менделеева медали французской Академии аэростатической метеорологии.
Работы Менделеева по изучению свойств газов инициировали его интерес к
проблемам в области геофизики и метеорологии. Разрабатывая эти вопросы,
Менделеев заинтересовался исследованиями атмосферы (особенно ее верхних
слоев) с помощью летательных аппаратов. В процессе исследований верхних
слоев атмосферы Менделеев начал разрабатывать конструкции летательных
аппаратов, позволяющих проводить наблюдения температуры, давления,
влажности и других параметров на больших высотах.
В фундаментальной монографии Менделеева, посвящённой вопросам
сопротивления среды, есть раздел о воздухоплавании; вообще же учёным на эту
тему, сочетающую в его творчестве указанное направление исследований с
развитием изучения в области метеорологии, написано 23 статьи.
Кораблестроение. Освоение Крайнего Севера
Являя собой развитие исследований газов и жидкостей, труды Д. И. Менделеева
по сопротивлению среды и воздухоплаванию находят продолжение в работах,
посвящённых кораблестроению и освоению арктического мореплавания.
В конце 1870-х годов Д. И. Менделеев занимался изучением сопротивления
среды, им была высказана мысль о постройке опытового бассейна для испытания
судов.
Модель строящегося ледокола «Ермак» в опытовом судостроительном бассейне
Морского министерства была подвергнута испытаниям, включавшим помимо
определения скорости и мощности гидродинамическую оценку винтов и
исследование устойчивости, сопротивления нагрузкам, поперечной качке, для
ослабления воздействий которой было внесено ценное техническое
усовершенствование, предложенное Д. И. Менделеевым, и впервые применённое
в новом корабле.
В 1901—1902 годах Д. И. Менделеев создал проект арктического
экспедиционного
ледокола.
Учёным
разработан
высокоширотный
«промышленный» морской путь, подразумевавший прохождение судов вблизи
Северного полюса.
Теме кораблестроения и освоения Крайнего Севера Д. И. Менделеевым
посвящено 36 работ.
Пороходелие
Д. И. Менделеев большое внимание уделял научной постановке русского
порохового дела, разработке бездымного пороха.
Он лабораторно исследовал широкий класс взрывчатых веществ, паров и
сжиженных газов. К этой работе он также привлёк хорошо знавших пороховое
дело и известных работами в области органической химии азотистых соединений
Н. А. Меншуткина, Н. П. Фёдорова, Л. Н. Шишкова, А. Р. Шуляченко и других.
Он присутствовал при испытании бездымного пороха на различных типах
оружия.
Большое значение Д. И. Менделеев придавал промышленной и экономической
стороне пороходелия. Ставя задачу использовать сырьё исключительно
отечественного производства, он изучил возможности получения серной кислоты
из местных колчеданов.
За полтора года под руководством Д. И. Менделеева разработана технология
пироколлодия, ставшего основой бездымного отечественного пороха, своими
характеристиками превосходящего иностранные.
В целом этими исследованиям— продолжающими два научных направления —
растворы и гидраты, а также — формы соединений, Дмитрий Иванович посвятил
68 статей.
Экономическая география
Из вопросов, относящихся к экономической географии, внимание
Менделеева особенно привлекали хозяйственная оценка природных богатств и
географического положения различных частей России, экономическое
районирование России и установление системы показателей экономики района,
развитие Урала, освоение Арктики, экономический анализ демографических
показателей России.
Разрабатывая вопросы нефтяной промышленности, Менделеев опубликовал
ряд исследований: о нефтяной промышленности на Кавказе, о постройке
нефтеперерабатывающих заводов, о проведении нефтепровода к Черному морю.
В создании и развитии нашей нефтяной промышленности Менделееву
принадлежат большие заслуги.
Разрабатывая вопросы угольной промышленности в России, Менделеев
обобщил имеющийся материал о Донбассе и, собрав о нем обширные новые
сведения на месте, пришел к выводу, что Донбасс является “важнейшим по
предстоящему значению” районом. Характеризуя Донбасс, Менделеев попутно
дает оценку угольных месторождений в других районах России, с учетом
особенностей положения и всей совокупности местных условий каждого района,
т.е. с экономико-географической точки зрения.
Сельское хозяйство
Останавливаясь на вопросах сельского хозяйства, Менделеев неоднократно
подчеркивал ведущую роль промышленности в развитии сельского хозяйства. Он
считал, что с развитием промышленности сельское хозяйство технически
перестроится и поднимется на новый, более высокий уровень.
Как химика его, прежде всего, интересовало воздействие минеральных и
органических удобрений. Он организовал четыре опытные станции, на которые
Вольное Экономическое общество выделило необходимые средства, и на них
провел изучение влияния удобрений.
Д. И. Менделеев, стремясь создать на своей земле передовое опытное хозяйство,
которое бы явилось образцом для всех русских земледельцев, вводит
многопольную систему севооборотов, используя естественные и искусственные
туки, машины, и организовывает "правильное скотоводство". Менделеев является
одним из основоположников семенной агрохимии, предвестником идеи
химизации сельского хозяйства. Менделеев указывал на необходимость
известкования кислых почв, применения размолотых фосфоритов, суперфосфата,
азотных и калийных удобрений, совместного внесения минеральных и
органических удобрений. Также Менделеев уделял большое внимание орошению
земель.
Вывод:
Менделеев настолько широко и глубоко проникал в проблему теории и
практики, науки и промышленности, сельского хозяйства и экономики, что
многие его выводы и конкретные предложения опережали свое время и были
реализованы лишь спустя 50 – 100 лет и то не до конца.
Перечень всех проблем и вопросов, которых коснулся гений Менделеева,
поражает многообразием. Память великого русского ученого увековечена
благодарным человечеством: его именем назван гигантский подводный хребет в
Северном Ледовитом океане, искусственно полученный трансурановый элемент
101 – менделевий, ряд вузов России, Российское физико-химическое общество;
учреждена золотая медаль и премия имени Менделеева за выдающиеся работы по
химии и физике. Влияние его трудов ученые разных специальностей ощущают и
поныне.