O trojakim stanie ciał

Czy­ście się za­sta­na­wia­li kie­dy nad tem, że wszyst­kie rze­czy na zie­mi mie­wa­ją tro­ja­ką, po­stać czy­li tro­ja­ki stan? Oto na­przy­kład ka­mień, że­la­zo, drze­wo, lód… są twar­de i z trud­no­ścią dzie­lą sie na czę­ści, na drob­niej­sze ka­wał­ki. Żeby od nich część od­dzie­lić, to trze­ba od­rą­bać, od­ciąć lub od­tłuc. Wszel­kie ta­kie rze­czy lu­dzie ucze­ni na­zy­wa­ją cia­ła­mi sta­łe­mi albo też cia­ła­mi skrze­płet­mi. Je­że­li ka­wa­łek cia­ła skrze­płe go po­ło­żysz lub po­sta­wisz na­przy­kład na sto­le albo na zie­mi, to bez żad­ne­go pod­pie­ra­nia z bo­ków bę­dzie so­bie stał albo le­żał spo­koj­nie nie ru­sza­jąc się. Cia­ło sta­łe kru­che, jak kre­da albo ka­mień, moż­na roz­tłuc na mąkę lub na pia­sek i wten­czas sta­nie się cia­łem syp­kiem. Ale i każ­da rzecz syp­ka nie prze­sta­je być cia­łem sta­łem; skła­da się ona tyl­ko z mnó­stwa drob­nych i twar­dych ka­wa­łecz­ków. Z ta­kich ciał syp­kich moż­na usy­pać górę i bę­dzie się trzy­ma­ła.

Ale trud­niej so­bie ra­dzić z wodą. Góry z niej nie usy­piesz, na sto­le ani na zie­mi bez na­czy­nia nie po­sta­wisz, na­wet w gar­ści jej nie utrzy­masz, bo się roz­le­wa i roz­pły­wa na wszyst­kie boki i przez naj­mniej­szą dziur­kę prze­cie­ka. Aby wodę na miej­scu utrzy­mać, trze­ba ją po­de­przeć jak naj­szczel­niej nie­tyl­ko ze spodu, ale i ze wszyst­kich bo­ków. Wodę utrzy­mać moż­na tyl­ko w na­czy­niu. Za to bar­dzo ła­two wodę dzie­lić na cząst­ki; do­syć jej tyl­ko ule­wać albo za­czer­py­wać czem­kol­wiek. W po­dob­nym sta­nie jak woda – jest mle­ko, oli­wa, olej, naf­ta, rtęć czy­li żywe sre­bro (z któ­re­go ro­bią ba­ro­me­try) – i wie­le in­nych rze­czy. Wszyst­kie ta­kie rze­czy ucze­ni zo­wią cie­cza­mi albo cia­ła­mi płyn – nemi, pły­na­mi, bo cie­ką przez dziur­ki w na­czy­niu i roz­pły­wa­ją się po rów­nem miej­scu. A więc pa­mię­taj­my, że ta­kie rze­czy, jak woda, mle­ko, olej, naf­ta, rtęć… są to cie­cze czy­li pły­ny.

Na­resz­cie są ta­kie rze­czy, któ­rych i w na­czy­niu zwy­czaj­nem nie utrzy­masz, ani w mi­sie, ani w garn­ku, bo przez wierzch precz ule­cą w po­wie­trze. Dla­te­go też zo­wią je ucze­ni cia­ła­mi lot­ne­mi, albo in­a­czej ga­za­mi. Tak na­przy­kład ów kwas wę­gla­ny, ów tlen i ów azot, co to są w po­wie­trzu – są to cia­ła lot­ne czy­li gazy. Aby któ­ry z tych ga­zów utrzy­mać, żeby nie ule­ciał i nie po­mie­szał się z po­wie­trzem, to trze­ba go do­brze za­tkać w bu­tel­ce i jesz­cze ko­rek ob­le­pić czem­kol­wiek. Nie­któ­re gazy są… ta­kie, że mogą się do­brze pa­lić. Ta­kim ga­zem na­przy­kład oświe­tla­ją co noc uli­ce w War­sza­wie. Wy­ra­bia­ją go z wę­gla ka­mien­ne­go w fa­bry­ce i z tej fa­bry­ki roz­pro­wa­dza­ją, ru­ra­mi pod­ziem­ne­mi po ca­łem mie­ście. Od rur idą rur­ki mniej­sze do la­tarń na uli­cach i do lamp po do­mach. Przy koń­cu każ­dej rur­ki w la­tar­ni lub w lam­pie jest ku­rek do od­krę­ca­nia. Gdy go od­krę­cą i przy­ło­żą ogień do rur­ki, gaz ula­tu­jąc z niej za­pa­la się pięk­nym i ja­snym pło­mie­niem. Tak pali się do­tąd, aż póki kur­ka nie za­krę­cą zno­wu. – Po­dob­ny też gaz wy­la­ta z nie­do­pa­lo­nych wę­gli i pali się zwy­kle w pie­cu nie­bie­skim pło­mie­niem, a je­że­li się ro­zej­dzie z pie­ca lub z sa­mo­wa­ra po miesz­ka­niu, to lu­dzie nim się za­swę­dza­ją i na­zy­wa­ją go cza­dem. Moż­na go ła­two po­zna­wać po za­pa­chu.

Cia­ła sta­łe po więk­szej czę­ści mogą prze­kształ­cać się w płyn­ne, a cia­ła płyn­ne za­mie­nia­ją się w lot­ne: wszyst­ko to dzie­je się za po­mo­cą cie­pła. Oto na­przy­kład lód jest cia­łem sta­łem, ale gdy się roz­grze­je, to roz­ta­pia się w wodę i sta­je się płyn­ny; sko­ro po­tem wodę po­sta­wić nad ogniem, to za­czy­na wy­da­wać parę i po dłuż­szem go­to­wa­niu się wszyst­ka w parę się za­mie­ni, – a para Wszak­ci to już cia­ło lot­ne. Przez ozię­bia­nie się zno­wu dzie­je się na od­wrót: z pary po­ro­bią się kro­ple wody, a po­tem woda przy sil­niej­szem zim­nie za­mar­z­nie tak, że twar­dy lód z niej bę­dzie.

Po­dob­nie jak lód, może roz­to­pić się i szkło, tak, że bę­dzie z nie­go płyn. Tyl­ko na to po­trze­ba bar­dzo sil­ne­go go­rą­ca, ognia. Z roz­to­pio­ne­go szkła, za­nim ono cał­kiem za­sty­gnie i stward­nie­je, wy­ra­bia­ją bu­tel­ki i inne na­czy­nia, oraz ta­fle do okien i zwier­cia­deł. Na sil­nym ogniu topi się rów­nież że­la­zo i inne krusz­ce. Taki ogień jest głę­bo­ko we­wnątrz zie­mi i tam wszyst­ko, z cze­go się tyl­ko zie­mia skła­da, jest w sta­nie płyn­nym. Gdy­by ogień był jesz­cze sil­niej­szy, to i że­la­zo, i zło­to, i ka­mie­nie wszel­kie za­mie­ni­ły­by się w gazy. Ta­kie gazy ze sto­pio­nych krusz­ców są na słoń­cu, któ­re aż nam tu na zie­mi o 20 mil­jo­nów mil tak moc­no jesz­cze do­pie­ka.

Od wiel­kie­go zim­na wszyst­kie pły­ny mogą stward­nieć, za­mie­nić się na cia­ła sta­łe, choć nie­zaw­sze tak ła­two, jak woda. Żywe sre­bro za­ma­rza do­pie­ro na ta­kim mro­zie, jaki w kra­ju na­szym pra­wie nig­dy nie bywa (33 stop­nie zim­na). Jed­nak­że czy­sty spi­ry­tus nie za­ma­rza wca­le. Pew­ne­mu uczo­ne­mu uda­ło się tyl­ko sztucz­nym spo­so­bem zro­bić ta­kie zim­no, że spi­ry­tus za­czy­nał za­sty­gać i był już gę­sty jak ga­la­re­ta. Jest to znak, że przy bar­dzo wiel­kiem zim­nie i spi­ry­tus by skrzepł zu­peł­nie, tyl­ko że nig­dzie na zie­mi taki mróz nie bywa.

Bardziej technicznie o stanach skupienia pisałem w artykule Cegiełki świata, czyli atomy.