Что связало Бойля и Мариотта
Каждому школьнику известен закон Бойля — Мариотта. Но мало кто знает, кто же в действительности первым его открыл. Роберт Бойль — этот таинственный философ-алхимик, опубликовавший в 1662 году труд «Защита доктрины, обнимающей дух и вес воздуха» и обосновавший свои аргументы серией гениальных и прекрасных экспериментов? Или Эдм Мариотт — его именем упорно называют этот закон французы. Причем англичане утверждают, что Мариотт не только нагло присвоил идеи Бойля, но и украл его аппарат. Попытаемся не вмешиваться в споры, а спокойно во всем разобраться.
Роберт Бойль после смерти отца возвращается в Англию и вступает во владение значительным состоянием. Это позволило ему устроить в своем имении Столбридже прекрасную лабораторию, где в конце 1645 года он приступил к исследованиям по физике и химии. Похоже, не только Кавендиш был склонен искать ответы на мировые загадки в стенах собственного дома.
Под влиянием работ Торричелли по изучению атмосферного давления Бойль начал заниматься исследованиями свойств воздуха. Он брал трубки U-образной формы с разной длиной колен, короткое было запаяно, а длинное открыто. Заливая в длинное колено ртуть, Бойль «запирал» воздух в коротком колене. Так он смог выяснить, что если изменять количество ртути в длинном колене, то изменится объем воздуха в коротком.
У Бойля был ученик, молодой человек по имени Тоунли — Бойль обучал его основам физики и математики. Именно Тоунли, изучая таблицу опытов Бойля, заметил, что объемы сжимаемого воздуха пропорциональны высоте давящего на воздух столбика ртути. Это позволило самому Бойлю увидеть собственные опыты с новой стороны. Столбик ртути — это своеобразный поршень, сжимающий воздух, вес столбика соответствует давлению. Поэтому пропорция в табличных данных означает зависимость между величиной давления и объема газа. Так было получено знаменитое соотношение, которое знает теперь каждый школьник. Это соотношение Бойль подтвердил множеством опытов с давлением больше и меньше атмосферного. То есть была установлена закономерность: объем газа обратно пропорционален его давлению. Произошло это в 1662 году. А двумя годами ранее, в 1660 году, Бойль опубликовал трактат «Новые физико-механические эксперименты, относящиеся к упругости воздуха и его эффектов. Произведены по большей части на новой пневматической машине».
В этом труде соотношение между давлением и объемом воздуха в количественном отношении еще не было выяснено, но в нем был описан воздушный насос, изобретенный Бойлем и позволивший провести многочисленные эксперименты и получить результат, вошедший в физику под названием закона Бойля: давление постоянной массы газа при постоянной температуре обратно пропорционально занимаемому им объему.