盖-吕萨克（著名化学家）

　　盖-吕萨克的人物生平

　　约瑟夫·路易·盖-吕萨克(Joseph Louis Gay-Lussac，1778—1850)，法国物理学家、化学家。他1778年12月6日出生在法国利摩日地区的圣·雷奥纳尔镇。盖-吕萨克的父亲是当地的一名检察官，他们的家境在当地是比较富裕的。但是，在盖-吕萨克11岁那年，法国爆发了1789年资产阶级大革命。不久，革命的浪潮冲击了这个家庭。1793年，其父困涉嫌而被捕。家庭的社会地位和经济生活发生了重大变化。

　　盖-吕萨克在本地只受过初等教育，以后就到了巴黎。1797年，他进入巴黎工业学校学习。他之所以选择这所学校，一是因为该校学生一律享受助学金，可以减轻家庭的负担，二是该校学术水平较高，有不少著名的专家学者都在这里任教。像贝托雷这样的著名化学家，就在这里讲授有机化学课程。盖-吕萨克由于勤奋好学，热爱化学专业和实验技术，深得贝托雷等一些教授的赏识。1800年毕业于巴黎工艺学院，贝托雷留他给自己作助手。

　　通过日常工作的接触，老教授发现这个学生思维敏捷，实验技巧很高，他深信自己发现了一个有培养前途的好苗子。于是，他放心地把自己的实验室交给了年轻的盖-吕萨克，让这个青年协助自己进行科学研究工作。盖-吕萨克非常重视科学观察和实验。他总是认真地把实验数据及时地一一记录下来，每当坐下来的时候，他就全神贯注地研究起那些实验现象，分析实验数据。经过认真的反复思考，谨慎地得出自己的给论。他尊重事实而不迷信权威。因此，他能够洞察人们所不知的奥秘。发现科学真理。当时，贝托雷正在同化学家普鲁斯特围绕着定比定律进行一场激烈的学术争论。贝托雷让盖-吕萨克以实验事实来证明自己的观点，给对方以驳斥。然而，盖-吕萨克经过反复的实验，所记录到的事实都证明其导师的观点是错误的。他毫不犹豫地将这个结果如实地汇报给老师。贝托雷看完他的实验记录之后，不禁露出了微笑。他对盖-吕萨克说：“我为您而感到自豪。象您这样有才能的人，没有理由让您当助手，哪怕是给最伟大的科学家当助手。您的眼睛能发现真理，能洞察人们所不知的奥秘，而这一点却不是每一个人都能作到的。您应该独立地进行工作。从今天起，您可以进行您认为必要的任何实阶……”他的老师高度赞赏他的敏捷思维、高超的实验技巧和强烈的事业心，特将自己的实验室让给他进行工作，这对盖-吕萨克的早期研究工作起了很大作用。1809年升任该校化学教授。1808～1832年兼任巴黎大学物理学教授，1832～1850年任巴黎国立自然史博物馆化学讲座教授。盖-吕萨克在物理学、化学方面都做出了卓越的贡献。

　　盖-吕萨克不仅是杰出的科学家，也是一位社会活动家。1830年，他被任命为巴黎植物园的化学教授，同时当选为国民议会的议员。长期的繁忙和危险的工作，潮湿的实验室，使他身患严重的关节炎，健康状况日益恶化，但他顽强地同病魔博斗，坚持研究工作。1850年5月9日，这位著名化学家在巴黎逝世。这对当时世界科学中心的法国，无疑是个巨大的损失。

　　盖-吕萨克的主要成就

　　盖-吕萨克1805年研究空气的成分。在一次实验中他证实：水可以用氧气和氢气按体积1∶2的比例制取。1808年他证明，体积的一定比例关系不仅在参加反应的气体中存在，而且在反应物与生成物之间也存在。1809年12月31日盖-吕萨克发表了他发现的气体化合体积定律(盖-吕萨克定律)，在化学原子分子学说的发展历史上起了重要作用。他1802年发现了气体热膨胀定律。1813年为碘命名。1815年发现氰，并弄清它作为一个有机基团的性质。1827年提出建造硫酸废气吸收塔，直至1842年才被应用，称为盖-吕萨克塔。

　　在他生活的时代，炼金术的教条还对化学起巨大影响，盖-吕萨克以勇敢无畏的科学精神，奋力探索，使人们摆脱了许多错误看法，推动了化学的进一步发展。 盖-吕萨克首先发现了气体化合体积定律，又发明了碱金属钾、钠等的新制备方法，继而发现了硼、碘等新元素，在化学上取得了巨大成就。由于盖-吕萨克的杰出成就，法国成了当时最大的科学中心。

　　盖-吕萨克在物理学方面主要从事分子物理和热学研究，在气体性质、蒸汽压、温度和毛细现象等问题的研究中都作出了出色的贡献，对于气体热膨胀性质的研究成果尤为突出。1801年他与J.道尔顿各自独立地发现了气体体积随温度改变的规律，发现了一切气体在压强不变时的热膨胀系数都相同。这个热膨胀系数经历半世纪后由英国物理学家开尔文确定了它的热力学意义，建立了热力学温标。盖-吕萨克研究了前人测定不同气体热膨胀系数很不一致的原因后指出：必须使实验气体充分干燥。他通过多种不同气体的反复实验，精确地计算后得出气体膨胀系数的数值是0.00375或1/266.6，现代理想值为1/273.15。盖-吕萨克于1802年发表了有关的论文《气体热膨胀》文中记叙道：“我的实验都是以极大的细心进行的。它们无可争辩地证明，空气、氧气、氢气、氮气、一氧化氮、蒸汽、氨气，粗盐酸、亚硫酸、碳酸的气体，都在相同的温度升高下有着同样的膨胀……我能够得出这个结论：一切普通气体，只要置于同样条件下，就可以在同样温度下进行同样的膨胀……各气体在冰点与沸点之间所增加的体积，根据一百分度的温度计，是等于原体积的100/26666。”后来把气体质量和压强不变时体积随温度作线性变化的定律叫盖-吕萨克定律。1807年盖-吕萨克还率先测出气体的比定压热容cp和比定容热容cv的比值y=cp/cv=1.372。同年他发现了空气膨胀时温度降低，压缩时(无热交换)温度升高。盖-吕萨克还为探明高空与地面的空气成分及磁现象的差别做出了开拓性贡献。1804年8月23日他和好友毕奥携带实验器具乘气球上升，在6500英尺(约2000米)的高度开始实验，并继续实验直到13000英尺(约4000米)的高度。同年他又单独乘气球上升到7016米高空进行实验。实验结果表明，6300米高处的空气和地球表面附近的空气组成成份相同，地磁强度几乎也没有变化。1805年3月他与亚历山大·冯·洪堡一起为准确地测定地球磁极位置进行了历时一年的考察工作。两人在一起还利用各种方法计算了空气中氧的比例。盖-吕萨克对原子论的发展也作出了贡献。1808年他总结提出在相同温度和相同压强下相同体积的不同气体的原子数目相同的假说，后来经过阿伏加德罗的修正，这个假说更为完善，成为阿伏加德罗定律。

　　而盖-吕萨克在化学上的贡献，首先在气体化学方面，他发现了气体化合体积定律。他的工作始于对空气组成的研究。他为了考察不同高度的空气组成是否一样，冒险乘坐气球升入高空进行观察与实验。1804年8月2日，天气晴朗，万里无云，炎热的天气，不见一丝微风。他和自己的好友、法国化学家比奥用浸有树脂的密织绸布做成一个巨大的气球，里面充进氢气。膨胀的气球在阳光下闪闪发光，盖-吕萨克与比奥坐进了气球下面悬挂的圆形吊篮里。气球徐徐上升，他们挥手同欢呼的送行者们告别。贝托雷教授亲临现场，随着大家呼喊着：“一路平安”。他们在缓慢上升的气球吊篮里，忙着进行空气样品的采集，不断测量着地磁强度。紧张的工作使他们顾不上由于高空反应带来的头昏、耳痛等身体的 不适。冻得浑身发抖，仍顽强地坚持这次考察活动，终于取得了大量第一手资料。但是，盖-吕萨克对首次探险的收获并不满足。一个半月以后，他单身进行了第二次升空探索。

　　而盖-吕萨克却创造了当时世界上乘气球升空的最高记录。两次探测的结果表明，在所到的高空领域，地磁强度是恒定不变的;所采集的空气样品，经分析证明，空气的成分基本上相同，但在不同高度的空气中，含氧的比例是不一样的。1808年发表了今天以他名字命名的盖-吕萨克气体反应体积比定律，这对以后化学发展影响很大。此时他被选人法国研究院。他还发现了硼，还有其他多种贡献。特别值得一提的是他的爱国主义精神。他总是把自己的研究工作和祖国荣誉联系在一起。