第五节 攻克科学难关
门捷列夫应邀到本生教授的实验室进行实验研究。本生教授的实验室是用旧教室稍加修缮后建成的，虽然外表简陋了些，但是设备齐全，比起圣彼得堡大学的实验条件，简直好上了百倍。门捷列夫满怀信心地在这里开始了自己的研究。
但是刚开始工作，他就遇到了麻烦。在他旁边做实验的卡利乌斯正在为制取硫的化合物大忙特忙，这种化合物有着比臭鸡蛋还要难闻的气味，使门捷列夫头痛异常、咳嗽阵阵。
另外两位大科学家本生与基尔霍夫，此时正集中精力研究用光谱分析的方法发现新的元素，也顾不上照应从俄国来的青年化学家。
无奈之下，门捷列夫利用自己所领到的有限的出国费用，到巴黎和波恩转了一圈。
他在巴黎弄到了按当时标准算是很好的高差计、分析秤、空气泵，用于测量显微镜和测微计的玻璃内径的仪器等，凡是必需的仪器都买了。除此之外，他在巴黎和波恩还弄到了所需的试剂。
回来后门捷列夫把自己的两间住房腾出了一间，自己花钱在家里安了煤气，自己动手安装好仪器，建起一间小小的实验室。
实验计划本身是创造性的，买来的仪器往往不敷使用，门捷列夫就自己设计制造。童年时代在玻璃工厂获得的知识帮助了他。
有一种根据门捷列夫设计制成的比重瓶，由于能精确地测量液体的比重，获得了广泛的应用，这种比重瓶后来就被称作“门捷列夫比重瓶”。
本生教授在小实验室建成后，抽空来了一次，他参观完这个小实验室后，拍了拍门捷列夫的肩膀，笑着说：
“年轻人，真的很不错。这里虽然简陋了些，但毕竟是你自己的实验室。当初我的实验室还不如你的呢。而且你自己制作的那些设备，我觉得都非常不错，既实用又便宜。你有什么需要尽管开口，我会尽力帮助你的。”
门捷列夫感激地说：“教授，谢谢您，我觉得您给我的帮助已经够多了。”
话还没说完，就被本生教授打断了：“我终于看出哪里不对劲了，原来这里缺了一盏瓦斯灯，说定了，这个用我的啊！”
门捷列夫看着这名热情的教授，心里暖暖的。
实验室建成了，实验设备也齐全了，门捷列夫将十二分的热情投入到了实验研究中。
在测定化合物分子内聚力的大小时，从哪里入手呢？这是首先需要确定的问题。
门捷列夫找来了大量的资料，进行了多次的观察实验，最后他发现液体密度与毛细管中液体上升的高度的乘积，可以作为测量内聚力大小的尺度。
于是他巧妙地从液体的毛细管现象入手，开始了自己的研究。毛细管中的液体水平面之所以上升，是由于在液体分子之间以及液体分子与管壁分子之间有内聚力的缘故；这种互相吸引的内聚力，能使毛细管液柱上升到一定高度。
实验中，门捷列夫将插有毛细管的液体进行加热，毛细管液柱明显地下降了。
门捷列夫由此得出结论：分子内聚力是可以通过加热逐渐减弱，直至完全消失的。当内聚力等于零时，液体就要成为没有内聚力的形态——气体，即变为蒸气。
他的这个发现引起了科学界的欢呼。当时，人们认为只要增压就能够使气体液化。但是对于氧气、氮气、氢气等，无论怎样增加压力，甚至采用超高压，都无济于事，只好称它们为“永久性气体”。
门捷列夫解决了这个难题，他指出：“任何液体在某个温度下都能变成蒸气，而且不管压力的增高还是降低，气体仍然还是气体。这个温度也就叫作绝对沸点温度。”
不久门捷列夫写成了两篇新的论文：《论液体的膨胀》和《论同种液体的绝对沸点温度》。
他进一步指出：“当气体的温度高于绝对沸点温度时，无论施加多大的压力，都不能够变成液体。氧、氮、氢这些气体之所以不能液化，想必是由于实验是在超过绝对沸点的温度下进行的缘故。把欲将液化的气体进一步加以冷却，就有希望使之液化。”
这一学说问世后，化学界和化工界纷纷进行尝试，结果发现所有气体都可以液化。后来，气体液化和由液体分离出液体被广泛应用于工业部门。
现在，在剧场看演出时看到的“烟雾”就是释放的“干冰”——固体的二氧化碳；而在医院中进行的外科的“冷冻疗法”就是使用的液氮。
这两种物质都是在超低温状态下获得的，对这个技术的应用，门捷列夫有着突出的贡献。
本生教授特地跑到门捷列夫的小实验室向他表示真心的祝贺：“杰出的青年人，听说你的实验完成了液化理论的一项重大突破，恭喜你！”
“教授，应该是我向你祝贺才对，听说您和基尔霍夫先生又发现了一种新的元素。”
“是啊，这是人类发现的第59种元素，我称它为‘铷’，意思为‘最深的红色’。对了，听说你还发明了一种容器，叫‘比重瓶’。”
这一老一小两位伟大的化学家一见面就谈起了各自的研究成果，分享着彼此的喜悦。
最后本生教授建议门捷列夫有时间去欧洲各国看看，去参观一下那里的化学工业。只有见识广博了，才能够为下一步的研究找准方向。
门捷列夫听取了本生教授的建议，在空闲的时候进行了一些愉快的旅行。他去了法国、瑞士、意大利等地，在这些地方他通常要做两件事，一是注意添置他所需要的器材；二是实地了解当地的工业、历史、地理与风土人情。
1860年，门捷列夫到意大利旅游。加里波第远征的故事，让他激动不已。
他问自己：什么地方曾经有过像加里波第那样的人？他一切都为了意大利，他解放了西西里。开进西西里时他只有一千多名士兵，到他迫使波旁从那不勒斯逃走时，他拥有了六万名战友。
加里波第受到所有人的喜爱，他让大家为了共同的目标而抛弃个人的打算。他作为一名水手，一个没有官衔的天生的将军、执政者和演说家，意大利指望着他，普通老百姓把他当上帝一样祈祷，全世界都尊敬他和熟悉他。
“但是他既不追求名誉地位，也不接受金钱。在世界上哪里能找出这样的榜样呢？”
门捷列夫的这一段话，表明了他对自身修养的严格要求。他的一生，堪称是为祖国、为科学奉献的一生，他也从不为金钱和功名所累。他以自己的实际行动证明了他就是和加里波第一样的人。
但是刚开始工作，他就遇到了麻烦。在他旁边做实验的卡利乌斯正在为制取硫的化合物大忙特忙，这种化合物有着比臭鸡蛋还要难闻的气味，使门捷列夫头痛异常、咳嗽阵阵。
另外两位大科学家本生与基尔霍夫，此时正集中精力研究用光谱分析的方法发现新的元素，也顾不上照应从俄国来的青年化学家。
无奈之下，门捷列夫利用自己所领到的有限的出国费用，到巴黎和波恩转了一圈。
他在巴黎弄到了按当时标准算是很好的高差计、分析秤、空气泵，用于测量显微镜和测微计的玻璃内径的仪器等，凡是必需的仪器都买了。除此之外，他在巴黎和波恩还弄到了所需的试剂。
回来后门捷列夫把自己的两间住房腾出了一间，自己花钱在家里安了煤气，自己动手安装好仪器，建起一间小小的实验室。
实验计划本身是创造性的，买来的仪器往往不敷使用，门捷列夫就自己设计制造。童年时代在玻璃工厂获得的知识帮助了他。
有一种根据门捷列夫设计制成的比重瓶，由于能精确地测量液体的比重，获得了广泛的应用，这种比重瓶后来就被称作“门捷列夫比重瓶”。
本生教授在小实验室建成后，抽空来了一次，他参观完这个小实验室后，拍了拍门捷列夫的肩膀，笑着说：
“年轻人，真的很不错。这里虽然简陋了些，但毕竟是你自己的实验室。当初我的实验室还不如你的呢。而且你自己制作的那些设备，我觉得都非常不错，既实用又便宜。你有什么需要尽管开口，我会尽力帮助你的。”
门捷列夫感激地说：“教授，谢谢您，我觉得您给我的帮助已经够多了。”
话还没说完，就被本生教授打断了：“我终于看出哪里不对劲了，原来这里缺了一盏瓦斯灯，说定了，这个用我的啊！”
门捷列夫看着这名热情的教授，心里暖暖的。
实验室建成了，实验设备也齐全了，门捷列夫将十二分的热情投入到了实验研究中。
在测定化合物分子内聚力的大小时，从哪里入手呢？这是首先需要确定的问题。
门捷列夫找来了大量的资料，进行了多次的观察实验，最后他发现液体密度与毛细管中液体上升的高度的乘积，可以作为测量内聚力大小的尺度。
于是他巧妙地从液体的毛细管现象入手，开始了自己的研究。毛细管中的液体水平面之所以上升，是由于在液体分子之间以及液体分子与管壁分子之间有内聚力的缘故；这种互相吸引的内聚力，能使毛细管液柱上升到一定高度。
实验中，门捷列夫将插有毛细管的液体进行加热，毛细管液柱明显地下降了。
门捷列夫由此得出结论：分子内聚力是可以通过加热逐渐减弱，直至完全消失的。当内聚力等于零时，液体就要成为没有内聚力的形态——气体，即变为蒸气。
他的这个发现引起了科学界的欢呼。当时，人们认为只要增压就能够使气体液化。但是对于氧气、氮气、氢气等，无论怎样增加压力，甚至采用超高压，都无济于事，只好称它们为“永久性气体”。
门捷列夫解决了这个难题，他指出：“任何液体在某个温度下都能变成蒸气，而且不管压力的增高还是降低，气体仍然还是气体。这个温度也就叫作绝对沸点温度。”
不久门捷列夫写成了两篇新的论文：《论液体的膨胀》和《论同种液体的绝对沸点温度》。
他进一步指出：“当气体的温度高于绝对沸点温度时，无论施加多大的压力，都不能够变成液体。氧、氮、氢这些气体之所以不能液化，想必是由于实验是在超过绝对沸点的温度下进行的缘故。把欲将液化的气体进一步加以冷却，就有希望使之液化。”
这一学说问世后，化学界和化工界纷纷进行尝试，结果发现所有气体都可以液化。后来，气体液化和由液体分离出液体被广泛应用于工业部门。
现在，在剧场看演出时看到的“烟雾”就是释放的“干冰”——固体的二氧化碳；而在医院中进行的外科的“冷冻疗法”就是使用的液氮。
这两种物质都是在超低温状态下获得的，对这个技术的应用，门捷列夫有着突出的贡献。
本生教授特地跑到门捷列夫的小实验室向他表示真心的祝贺：“杰出的青年人，听说你的实验完成了液化理论的一项重大突破，恭喜你！”
“教授，应该是我向你祝贺才对，听说您和基尔霍夫先生又发现了一种新的元素。”
“是啊，这是人类发现的第59种元素，我称它为‘铷’，意思为‘最深的红色’。对了，听说你还发明了一种容器，叫‘比重瓶’。”
这一老一小两位伟大的化学家一见面就谈起了各自的研究成果，分享着彼此的喜悦。
最后本生教授建议门捷列夫有时间去欧洲各国看看，去参观一下那里的化学工业。只有见识广博了，才能够为下一步的研究找准方向。
门捷列夫听取了本生教授的建议，在空闲的时候进行了一些愉快的旅行。他去了法国、瑞士、意大利等地，在这些地方他通常要做两件事，一是注意添置他所需要的器材；二是实地了解当地的工业、历史、地理与风土人情。
1860年，门捷列夫到意大利旅游。加里波第远征的故事，让他激动不已。
他问自己：什么地方曾经有过像加里波第那样的人？他一切都为了意大利，他解放了西西里。开进西西里时他只有一千多名士兵，到他迫使波旁从那不勒斯逃走时，他拥有了六万名战友。
加里波第受到所有人的喜爱，他让大家为了共同的目标而抛弃个人的打算。他作为一名水手，一个没有官衔的天生的将军、执政者和演说家，意大利指望着他，普通老百姓把他当上帝一样祈祷，全世界都尊敬他和熟悉他。
“但是他既不追求名誉地位，也不接受金钱。在世界上哪里能找出这样的榜样呢？”
门捷列夫的这一段话，表明了他对自身修养的严格要求。他的一生，堪称是为祖国、为科学奉献的一生，他也从不为金钱和功名所累。他以自己的实际行动证明了他就是和加里波第一样的人。
