Ни растущая слава, ни интриги вокруг открытия периодического закона не выбивали Дмитрия Ивановича из рабочей колеи. Попутно с научными трудами и чтением курса в университете он принимает новую нагрузку — чтение лекций на Высших женских курсах. То было время, когда для значительной части русского образованного общества представления о студентках и нигилистках еще сливались в общий непривлекательный образ «синего чулка». Даже культурнейший слой общества — профессура, зачастую высказывались против женского образования. Быть может память об энергичных сибирячках, о собственной матери, никогда не позволяла Дмитрию Ивановичу присоединяться в этом вопросе к лагерю консерваторов. С первых же шагов молодого дела — женского образования — он становится сам деятелем, осуществляющим создание Владимирских женских курсов. Никакие соображения о занятости не заставили его уклониться от новой кафедры.
Еще одна аудитория — все та же молодежь, но на этот раз в женских платьях, пионерки нового движения. Это — продолжение педагогического призвания, расширение возможности приложения сил. В эти годы творческого подъема, кажется, нет такой работы, которая могла бы их утомить, нет такого препятствия, которое не было бы преодолено, нет затруднений, побороть которые не достало бы душевных средств. В эти годы Менделеев ставит себе огромные задачи научного значения, решает их и не истощается, подобно Фарадею, не приходит, как тот, к годам творческой депрессии. Напряженная воля — не порыв, а ровное напряжение сил, которое он всегда отстаивал, — держит его на уровне высокого одухотворенного труда. На эти годы приходится расцвет лучшего созревания его научной деятельности.
Кабинет и мир
Дмитрий Иванович жил так, что к нему трудно применять обычную хронологию. Вся его работа настолько подавляла собою время, что календарные дни, месяцы, годы теряли свое значение. Были целые большие эпохи: эпоха «капиллярности» и «температуры абсолютного кипения жидкостей», эпоха «водных растворов», эпоха «Периодического закона» и связанных с ним «Основ химии».
После окончания «Периодической системы» наступила эпоха «Упругости газов». Истоки этой мысли относятся еще ко времени пребывая Дмитрия Ивановича в Гейдельберге, с этим вопросом он столкнулся при исследованиях капиллярности.
Русское техническое общество предложило Дмитрию Ивановичу средства для опытов над изменением упругости газов в связи с изменением температуры. Предложение это не было только меценатством по отношению к знаменитому ученому, до сих пор располагавшему весьма ограниченными средствами для своих исследовательских работ. Предложение это диктовалось вопросами первейшей государственной важности. России необходимо было обновить свое вооружение и обновить как можно быстрее свою артиллерию. Вопросы артиллерийского перевооружения нуждались в разработке теоретической базы, упирались в вопросы упругости газов. Конечно, предложение Технического общества не было так откровенно сформулировано. Для Дмитрия Ивановича было необходимо под каким бы то ни было предлогом получить возможную обстановку для работы, а, здесь предлагались и помещение, и средства. Условием же ставилась разработка вопросов, издавна интересовавших самого Менделеева. С 1871 г. он занялся во вновь оборудованной лаборатории, помещение для которой выделил С-Петербургский университет в соседстве со старой своей лабораторией, проверкой основных законов о расширении газов Бойля — Мариотта и Гей-Люссака. Здесь он рассчитывал найти новое и важное в научном и практическом отношении, изучая состояние газов в двух предельных условиях: при очень больших, и при очень малых давлениях. При первых он предвидел возможность подойти к предельному объему газов, при котором они представляют особенно сильное сопротивление сжатию. Но всего больше привлекала его область крайних низких давлений, тогда еще мало изученных. В этой области он рассчитывал «дойти до уничтожения упругости газа, т. е. до прекращения в дальнейшем расширения». Как всегда, широко охватывая предмет, он предвидел важные последствия, которые имели бы подобные результаты для космической физики. «Тогда, — говорит он, — должно будет признать существование реальной границы для земной атмосферы, что согласуется с тем фактом, что атмосферы небольших светил несомненно содержат различные газы, что не было бы если бы не существовало предела для расширяемости газов. Тогда должно будет признать также, что упругий световой эфир небольшого пространства составляет вещество, настолько же отличающееся от газов, насколько одно химическое простое тело отличается от другого, т. е. что они не переходят друг в друга».