作者
Joseph Black
英国籍的医生和化学家
- 出生
- 1728年4月16日, 波尔多
- 逝世
- 1799年12月6日, 爱丁堡
- 国籍
- 大不列颠王国
- 职业
- 化学家, 物理学家, 大学教师 和 热力学家
- 代表作品
- 热质说 · 潜热
生平与作品
约瑟夫·布拉克(Joseph Black,1728年4月16日—1799年12月6日)是英国籍的医生和化学家。他发现了镁元素,以及重新发现了二氧化碳、比热及解说潜热的概念。
詹姆斯·瓦特被称为哲学仪器的制造商。在1775和布拉克在同一所大学,在一个小规模的蒸汽机实验,他咨询布拉克的意见,也和布拉克合作了一个项目,生产氢氧化钠,然而在布拉克不知道有任何商业利益的过程中,布拉克并没有享受到商业带来的荣华富贵。他与大卫·休谟,亚当·斯密等当时在爱丁堡的苏格兰启蒙运动人物有相关联。
早年
约瑟夫·布拉克出生于法国的波尔多,父亲是来自于爱尔兰贝尔法斯特的苏格兰裔的一名葡萄酒贸易商人;母亲来自英国苏格兰的阿伯丁,其家族分支也在波尔多进行葡萄酒贸易业务。约瑟夫有十二个兄弟姐妹。约瑟夫的父亲和孟德斯鸠是好友和邻居,孟德斯鸠经常造访布拉克家,整个家庭为此感到十分光荣。
布拉克从小由母亲教育读写英文。12岁时家人将他送往贝尔法斯特与亲戚同住,并进入贝尔法斯特的文法学校学习四年的希腊文和拉丁文。1746年,18岁的布拉克进入格拉斯哥大学,受教于当时的医学教授威廉·卡伦,启发了他对化学和医学的兴趣。卡伦更任用布拉克为实验室助手,待他如己出,师生两人的友谊持续终生。在卡伦手下工作三年后,布拉克在1750年初前往爱丁堡大学,继续其医疗研究。于爱丁堡学习期间,他进行了诸多碳酸镁(magnesia alba)、生石灰(quicklime)等弱碱性物质的化学实验,并最终在1754发表于他的学位论文中。
分析天平
大约在1750年初 ,约瑟夫·布拉克研发出分析天平,在一个楔形的支点上将待测物或标准砝码放在左右两侧的秤盘上,测量极轻的物体。它的准确值远远超过同一时代的其他天秤,并成为一个重要的科学仪器,大多用在化学实验室。
潜热
1761年布拉克推断,施加热在其熔点为冰的冰水混和物上温度上升,而在该混和物中水的量并不会增加。此外,布拉克观察到水/蒸气混合物的温度上升,而是蒸气量的增加,不会导致热使水沸腾。从这些观察中,他得出一个结论:热量藏在冰粒和沸水中,成为潜在的看不到的热。潜热的理论标志着热力学,布拉克的理论更是他重要的科学贡献之一,他也因此声名大噪,他还表明,不同的物质有不同的比热。
这一切都证明了重要的不仅是抽象的科学的发展,但在发展中的蒸汽机与其他许多液体相比,水的潜热大,所以詹姆斯·瓦特的成功尝试改善推动由托马斯·纽科门发明的蒸汽机的效率。
瓦特添加一个单独的冷凝器,气缸保持在该温度下的蒸汽包围在充满蒸汽夹套中,以便避免再加热的发动机在每个周期中节省了大量的能量。
二氧化碳
布拉克还探讨了在各种反应中产生的气体的性质。他发现,石灰石(碳酸钙)可进行加热或用酸,得到他所谓的“固定空气的气体”(fixed air)。他认为,“固定的空气气体”在空气之中并没有办法使任何火焰燃烧或让动物生存。
布拉克还发现,鼓泡通过石灰(氢氧化钙)的水溶液时,就成了沉淀碳酸钙。他用这一现象来说明二氧化碳是由动物呼吸和微生物发酵产生的。
教学生涯
1756年,布拉克的恩师威廉·卡伦转往爱丁堡大学担任化学教授,格拉斯哥大学的医学教授职位改由原解剖学教授担任,因此空出了解剖学教授职位。在卡伦的推荐之下,布拉克接替了解剖学教授和化学讲师职位,搬往格拉斯哥。隔年,在校方的同意之下,布拉克和解剖学教授交换了职务内容,继续教授医、药学、化学等内容。
1766年卡伦改任爱丁堡大学医学教授,布拉克追随卡伦的脚步,接替职位成为爱丁堡大学化学教授。在接下来的三十多年教学生涯中,布拉克退出前沿的化学研究,将重心放在教学上。他的讲课内容大受欢迎,学生数量年年渐增。
布拉克于1797年退休。
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