第四节 论油燃烧

油就其本质而言与炭相比是较为复合的，它们至少由炭和氢这两种元素化合而成；当然，它们在普通空气中燃烧之后，剩下的是水、碳酸气和氮气。因此，它们燃烧所使用的装置需适合收集这三种产物，因此也就比炭炉更为复杂。

我用于这个目的装置由一个大广口瓶或罐子 A（图版Ⅻ，图 4）组成， 在其上缘 DE 处的外围适当粘接一道铁边，在 BC 处收口，以便在 BC 与广口瓶的外壁之间留下一道略深于两吋的沟或槽。广口瓶的盖子（图 5）也围有一道铁边 fg，铁边适合放进盛满汞的槽 xx（图 4）之中，盖子具有不用封泥

就马上密封住广口瓶的作用；由于槽将容纳约两吋汞，因此，可以使广口瓶的空气承受两呎多水的压力而没有使其泄出的危险。

盖子有 Thik 四个孔，以使同样数目的管子通过。开口 T 装有一个皮盒， 通过皮盒的是一个打算用来升降灯芯的杆，此杆以后将指出。其他三个孔打算用来通过三个不同的管子，其中一个把油输送到灯，第二个输送维持燃烧的空气，第三个在空气起燃烧作用之后将其送出。油在其中燃烧的灯如图 2 所绘；a 是贮油器，有一个用来盛油的漏斗：bcdefgh 是把油输送给灯 11 的虹吸管；7、8、9、10 是为燃烧把空气从气量计输送给同一盏灯的管子，管子 bc 下端 b 在外部形成一个阳螺旋，旋进贮油器 a 的盖子中的阴螺旋之中； 以便通过某种方式旋转贮油器，使其上升或下降，以此把油保持在必须的水平上。

要注满虹吸管并连通贮油器和灯时，将活塞 c 关上，将 e 处打开，从虹吸管顶部的开口 f 注入油直至油在里面上升至灯上缘的三或四吩；然后关上活塞 k，将 c 处打开；然后在 f 处注入油至将虹吸管分支 bcd 注满，然后关上活塞 e。此时虹吸管的两个分支完全盛满，贮油器和灯完全连通。

图版Ⅻ图 1 中放大绘出了灯（图 2）的所有部件以清楚地显示它们。管子 ik 把油从贮油器输至容纳灯芯的腔 aaaa；管子 9、10 将空气从气量计引出以维持燃烧；此空气通过腔 dddd 扩散，并且靠通道 cccc 和 bbbb，按照阿甘德（Argand）、奎因奎特（Quinquet）和兰格（Lange）提出的灯具原理分配到灯芯的每一边。

为使这整个复杂装置更易于理解，以及对此装置的说明能够使所有其他相同种类的装置更易于领会，图版Ⅺ中描绘了完全联接起来以供使用的装置。气压计 P 通过管子和活塞 1、2 为燃烧提供空气；管子 2、3 与第二个气量计相连，在此过程中当第一个气量计空了时将第二个气量计充满，以能不使燃烧中断；4、5 是一个充满潮解性盐的玻璃管，用以在空气通道中尽可能地干燥空气；由于在实验开始时已知此管及其所容纳盐的重量，因此也就容易确定这些盐从空气中所吸收的水量。由此潮解管空气通过导管 5、6、7、8、9、10 传导至灯 11，在这里如前所述扩散到灯芯的两边，供给火焰。此空气的一部分，即用以维持油燃烧的部分，通过氧化其元素而形成碳酸气。此水部分凝结在 A 罐的壁上，另一部分靠燃烧提供的热素而在空气中处于溶化状态。此空气受气量计之压通过管子 12、13、14、15，进入瓶子 16 和蛇管 17、18，在这里，水由于空气的冷却而完全凝结；如果还有任何水仍处于溶化状态的话，也被管子 19、20 所容纳的潮解盐所吸收了。

所有这些措施都只是用来收集和确定实验过程中形成的水量的；碳酸和氮气仍有待确定。前者用瓶子 22 和 25 中的苛性碱溶液来吸收。我在图中只绘出了两个瓶子，但是至少需要九个；这一系列瓶子中的量后一个可以半充满石灰水，石灰水是指示碳酸存在的最可靠的试剂；如果石灰水不变混浊， 我们就可以确信该酸在此空气中的量察觉不到。

已经供燃烧之用剩下的空气虽然仍混有相当分量的未经过燃烧、未发生变化的氧气，但却主要由氮气组成，此空气通过第三个潮解盐管 28、29 而失去其在碱溶液瓶子和石灰水瓶子中可能已经获得的水分，由此通过管子29、30 进入一个气量计之中，在这里确定其量。然后用它做小试验，使其受硫化草碱的作用，以确定它所含的氧气和氮气的比例。

在油的燃烧中，灯芯最终被烧焦，妨碍油的上升；此外，如果我们把灯芯升到一定高度之上，那么，通过其毛细管上升的油就多于能够消耗的空气流，也就产生了烟。因此，必须不打开装置就能够延长或缩短灯芯；这靠杆子 31、32、33、34 来完成，它通过一个皮盒与灯芯支座相连；而且，此杆的运动，因而灯芯的运动就可以极光滑极灵巧地得到调节，它通过在齿轨上运转的一个小齿轮随意移动。图版Ⅻ图 3 描绘的就是此杆及其附件。据我看来，似乎用图版Ⅻ中所绘两头开口的小玻璃广口瓶将灯焰围住，会助燃。

我不必更详尽地描述此装置的建造，此装置在许多方面仍然可以改动和调整，我只是要补充说，要在实验中使用此装置时，必须精确称量容纳了油的灯和贮油器，此后再象前面指出的那样将其放置并点燃；然后在气量计和灯中的空气相通之后，用一个板子 BC 和两根铁杆将外面的广口瓶 A（图版Ⅺ）从上到下固定起来并弄紧，铁杆与板子和盖子相连并且用螺丝拧住。在广口瓶调整盖子时，就有少量油燃烧，而此燃烧的产物失去了；同时，来自气量计的空气也有少量损失。这二者在范围广泛的实验中无足轻重，而且在我们的计算中甚至可以估算它们。

在一篇详尽的论文中，我将向科学院说明与这种实验分不开的种种困难。这些困难如此难以克服、如此令人烦恼，以致我迄今还完全不能严密确定产物的量。然而，我已经有充分证据证明，固定油在燃烧过程中完全分解成为水和碳酸气，因此它们是由氢和炭组成的；不过，我还没有把握知道这些成分的比例。