Вопросы к разделу

1. Ф. фон Гогенгейм (Парацельс) и его вклад в создание ятрохимиии.

2. Что такое «ятрохимия»?

3. Кто впервые выделил кислород, как химический элемент?

4. Кто ввел понятие «физическая химия»?

5. Развитие биологических наук.

6. Важнейшие географические открытия XVII – XVIII вв. и исследователи внесшие вклад в развитие географической науки.

7. Русские исследователи Камчатки и Севера.

8. М.В. Ломоносов и его деятельность на поприще науки и искусства России.

9. Васко де Гама и его открытия.

10. Как развивались поиски путей в Индокитай?

11. Исследователи Камчатки.

12. Роль В. Беринга в исследовании Камчатки.

13. С. Дежнев и его исследования.

14. Кто из российских ученых исследовал побережье Северного ледовитого океана?

15. Кто исследовал Курильские острова?

16. В каком году Курилы были присоединены к России?

6. Развитие машинного производства XVIII – XIX вв.

6.1. Промышленная революция в производстве

Крупная фабрично-заводская промышленность разоряла маленькие предприятия, причем разоренные ремесленники пополняли людские резервы крупных промышленных предприятий. Тем не менее крупное машинное производство не уничтожило до конца ни мануфактуры, ни капиталистической работы на дому.

Отмена крепостного права в России привела к бы­строму развитию промышленности. К 1890-м гг. промышленный переворот за­вершился во многих отраслях (т. е. пол­ностью был совершён переход от мануфак­туры к фабрике). В первую очередь это характерно для тяжёлой промышленно­сти. За десять лет (1886–1896 гг.) утрои­лась выплавка чугуна. Быстрыми темпа­ми развивалась добыча угля и нефти. Подсчитано, что по темпам развития тя­жёлой промышленности Россия занимала первое место в мире. Однако, несмотря на это, в страну из-за рубежа по-прежнему ввозился уголь (по причине нехватки сво­его и лучшего качества импортного).

Медленнее развивались легкая промы­шленность и машиностроение. Самой пе­редовой из них по техническому оснащению бы­ла текстильная отрасль. Она давала продукции больше, чем добыча угля, неф­ти и вся металлургия с металлообработ­кой вместе взятые. Ненамного отставала и пищевая промышленность. С 1860 г. по 1896 г. в России в 5,5 раза возросло чис­ло машиностроительных заводов (именно в этот период были построены Обуховский сталелитейный завод в Санкт-Петербурге, машиностроительный в Одессе, паровозо­строительный в Коломне и др.). В стране появились новые промышленные центры, например, нефтедобывающие и нефтепе­рерабатывающие предприятия Баку, ма­шиностроительные заводы Санкт-Петер­бурга. В 1890-х гг. в России появились первые монополии.

Существенные сдвиги в деле технического преобразования промышленности в России насту­пил только после отмены крепостного права, в 60–70-х гг. XIX в.

Рождение паровой энергетики

Приоритет в создании паровой машины принадлежит замечательному русскому теплотехнику Ивану Ивановичу Ползунову. В 1763 Ползунов разработал проект универсального парового двигателя – первой в мире двухцилиндровой машины непрерывного действия, осуществить который ему не удалось. В 1765 построил по другому проекту первую в России паросиловую установку для заводских нужд.

Этап создания универсальной паровой машины связан с промышленным переворотом в Англии. Главную роль в успешном завершении этой задачи сыграл Джеймс Уатт.

В начале 80-х гг. XVIII в. Уатт создал свою знаменитую машину двойного действия, запатентованную им в 1784 г. Еще в 1781 г. Уатт запатентовал передаточные устройства, позволявшие превращать возвратно-поступательное движение поршня во вращательное. Эта вторая машина Уатта получила самое широкое распространение в промышленности и на транс­порте. Машины системы Уатта начали строить в России в 90-х гг. XVIII в.

Отдельные паросиловые установки к 60-м гг. XIX в. имели мощность более 1000 л.с. При фабриках и многих шахтах обычно строился особый корпус для размещения котельной и машинного отделения. Фабричные паровые двигатели передавали работу трансмиссионным валам, располагавшимся внутри произ­водственных цехов. Посредством шкивно-ременной передачи от этих валов приводились в действие разнообразные рабочие машины.

Наряду со стационарными паросиловыми установками с 30-х гг. XIX в. в практику входят локомобили – передвижные несамоходные паросиловые установки. Они применяются в сельском хозяйстве, на строительных работах и т. д.

Двигатель внутреннего сгорания

В 1862 г. французский инженер А. Бо де Роша получил па­тент на двигатель внутреннего сгорания четырехтактного цикла. Лишь в 1878 г. немецкая фирма Отто и Лангена ввела в практику подоб­ный газовый двигатель внутреннего сгорания. В 1867 г. Н. А. Отто сконструировал атмосферный верти­кальный газовый двигатель. Подъем поршня происходил там в результате взрыва горючей смеси, а опускание его (с произ­водством полезной работы) – под влиянием силы тяжести поршня и атмосферного давления (копер для забивания свай при строительстве).

Электричество

Электричество – совокупность явлений, обусловленных существованием, движением и взаимодействием заряженных тел или частиц-носителей электрических зарядов. Майкл Фарадей (1791–1867), английский физик, основоположник учения об электромагнитном поле, иностранный почетный член Петербургской АН (1830).

После открытия в 1820 Х. Эрстедом магнитного действия электрического тока Фарадея увлекла проблема связи между электричеством и магнетизмом. В 1822 в его лабораторном дневнике появилась запись: «Превратить магнетизм в электричество». Он открыл (1831) электромагнитную индукцию – явление, которое легло в основу электротехники. Ввел понятия электрического и магнитного поля, высказал идею существования электромагнитных волн.

Широкое практическое использование электрических явлений началось лишь во второй половине 19 в., после создания Дж. К. Максвеллом классической электродинамики.

Изобретение радио А. С. Поповым и Г. Маркони – одно из важнейших применений принципов новой теории. Впервые в истории человечества научные исследования предшествовали техническим применениям. Если паровая машина была построена задолго до создания теории теплоты (термодинамики), то сконструировать электродвигатель или осуществить радиосвязь оказалось возможным только после открытия и изучения законов электродинамики.

Электрические двигатели

Самыми распространенными ис­точниками тока в первой половине XIX в. были гальванические элементы различных систем и акку­муляторы. В батарее гальванических элементов химическая энергия превращалась в электрическую. В дальней­шем такого рода источники, тока перестали удовлетворять за­просы производства.

Открытие Майклом Фарадеем явления электромагнитной индукции указало изобретателям (с начала 30-х гг. XIX в.) новый способ получения электрического тока – посредством создания магнитоэлектрического генератора.

Параллельно с усовершенствованием источников тока разви­вались и электродвигатели – машины, превращающие электри­ческую энергию в механическую. В 1834 г. практически применимый электромагнитный двига­тель построил Б. С. Якоби. Усовершенствовав свой двигатель, Якоби впервые применил его в 1838–1839 гг. на водном тран­спорте.

Металлообработка и машиностроение

Применение различного рода машин, механизмов и сооружений (например, мостов), изготовляемых во все большей мере из металла, требовало соот­ветствующего развития металлообработки и машиностроения

В 1769 г. Смйтон применил специальный горизонтальный стан для расточки цилиндров. В конце 90-х гг. XVIII в. изобретатель Генри Модели сконструировал токарно-винторезный станок с самоходным суппортом. Внедрение этой разработки – после соответ­ствующего усовершенствования суппорта – к созданию новых типов металлообрабатывающих станков (токарных, фрезерных, строгальных, сверлильных, шлифовальных) – и тем самым к развитию машиностроения как особой отрасли промышленности.

Появились новые типы металлообрабатывающих станков. В 1817 г. Р. Робертс создал один из первых строгальных станков для обработки деталей с плоскими поверхностями.

В 1818 г. И. Уийтни сконструировал фрезерный станок с многорезцовым режущим инструментом (фрезой). В 1835 г. английский инженер Джозеф Уайтворт запатентовал автоматический токарный винторезный станок, швейцарец И. Г. Бодмер получил в 1839 г. патенты на карусельный станок (токарный станок с вертикальной осью для обработки крупных машинных деталей).

Дж. Нэсмит изобрел поперечно-строгальный станок (1836). Ему же принадлежит конструкция парового молота (1839), получившего широкое примене­ние.

Важным техническим факто­ром, способствовавшим широ­кому производству машин ма­шинами, была тенденция к стандартизации и взаимозаме­няемости деталей машин.

Химическое производство

Среди новых отраслей производ­ства, достигших значительных успехов в период промышлен­ного переворота, следует, прежде всего, назвать химическую промышленность. Бурные успехи химической технологии были непосредственно связаны с достижениями химической науки. В первую очередь получает развитие основная химическая промышленность, дававшая серную кислоту, соду, хлор и другие вещества, в которых нуждались различные отрасли производства. Серная кислота, сода и хлор – раздельно или совместно – применяются в производстве соляной и азотной кислот, едкого натра, стекла, взрывчатых веществ, красок, от­бельных веществ, удобрений, фармацевтических препаратов и др.

Параллельно с развитием технологии производства сер­ной кислоты развивается произ­водство азотной и соляной кис­лот.

В 1842 г. выдающийся русский химик Николай Николаевич Зинин в лаборатории Казанского университета получил синте­тическим путем красящее вещество анилин из нитробензола.

Гальванопластика и гальваностегия

Выдающуюся роль в зарождении электрохимии сыграл Б. С. Якоби. В конце 30-х гг. XIX в. он заложил основы гальванопластики и гальваностегии – технологических процессов, в результате которых с помощью электрического тока оказалось возможным получать точные копии рельефных изображений, а также покрывать изделия тонким слоем металла.

Зарождение воздухоплавания

Возникновение и первое практическое применение воздухоплавания началось во Франции в конце XVIII в. В 1783 г. братья Жозеф и Этьен Монгольфье изобрели шар с нагретым воздухом.

Вскоре Жак Шарль и братья Роберы сконструировали воздушный шар, наполненный водородом. Именно водородные аэростаты сделались в XIX в. основным видом летательных аппаратов. Предпосылками этого изобретения были достижения в области химической технологии.

Дирижабль (от франц. dirigeable – управляемый), сегодняшнего дня – это управляемый аэростат с двигателем внутреннего сгорания. Имеет обтекаемый корпус, одну или несколько гондол, оперение. До 50-х гг. XX в. использовали для перевозки пассажиров, грузов, научных и военных целей. В 70-х гг. XX в. производство в ограниченных масштабах возобновлено (напр., в Германии, Франции. Идея дирижабля жива и в настоящее время.

Радиосвязь

Радиосвязь, электросвязь, осуществляемая посредством радиоволн. Передача сообщений ведется при помощи радиопередатчика и передающей антенны, а прием – при помощи приемной антенны и радиоприемника.

Радиосвязь была впервые продемонстрирована 7 мая 1895 А. С. Поповым. Линии радиосвязи используют для передачи телефонных (речевых) сообщений, телеграмм, факсимиле, цифровой информации, радиовещательных и телевизионных программ. 24 марта 1896 на заседании физического отделения Российского физико-химического общества Попов при помощи своих приборов наглядно продемонстрировал передачу сигналов на расстояние 250 м, передав первую в мире радиограмму из двух слов «Генрих Герц».

Несколько позднее создал подобные же приборы и провел с ними эксперименты итальянский физик и инженер Г. Маркони. В 1897 г. он получил патент на применение электромагнитных волн для беспроволочной связи. Благодаря большим материальным ресурсам и энергии Маркони, не имевший специального образования, добился широкого применения нового способа связи. А. Попов же свое открытие не запатентовал.