С другой стороны, во время дыхания должна выделяться теплота — уже упоминавшийся ранее «теплород», величина которого должна быть связана с потребляемым кислородом и образующимся углекислым газом, похожим на то, что происходило во время горения угля. Измерить потребляемый животным кислород и выдыхаемый «фиксированный воздух» было не сложнее других опытов, которые Лавуазье успешно осуществил в своей лаборатории. Зато определить количество выделяемой животным теплоты было дополнительной проблемой.
В начале 1784 года Лавуазье принимал участие в работе комиссии, которая должна была изучить лечебное действие того, что тогда называли «животным магнетизмом». В комиссию в том числе входили астроном Жан Сильвен Байи (1736-1793), медик Жозеф Иньяс Гийотен, (1738-1814), ставший очень знаменитым через несколько лет, но совсем по другим причинам, ботаник Антуан Лоран де Жюссьё (1748- 1836), химик Жан Дарсе (1724-1801) и ученый Бенджамин Франклин, посол недавно образовавшихся Соединенных Штатов Америки. Запрос на подобное изучение поступил в Академию наук от самого короля, который также поручил изучить этот вопрос и Академии медицинских наук. Немецкий медик Франц Антон Месмер (1734-1815) представлял «животный магнетизм» в обоих учреждениях. В то время лечебные сеансы Месмера стали сенсацией в самых избранных кругах Парижа.
Франц Антон Месмер.
Эти сеансы были групповыми и проходили вокруг овальной ванны примерно 30 см глубиной и 1, 5 м шириной, наполненной водой с железными опилками, в которую были погружены бутылки. Ванна была накрыта металлической пластиной, откуда торчали железные штанги. Пациенты рассаживались вокруг, берясь за руки так, чтобы круг замкнулся, и касаясь друг друга коленями, чтобы «животный магнетизм» мог течь по их телам. Им предлагалось прислониться к железным штангам той частью тела, которая у них болела. Затем ассистенты Месмера начинали массировать пациентов под громкое звучание пианино и пение сопрано. Многие участники впадали в транс, который заканчивался, когда в комнату заходил Месмер и щелкал пальцами. Члены комиссии посетили множество таких сеансов и в итоге заключили, что «воображение без магнетизма порождает выводы, магнетизм без воображения не порождает ничего». В тайном отчете они добавляли также, что лечение магнетизмом не угрожает нравственности. В итоге члены комиссии заявили, что стали свидетелями группового сеанса гипноза, проводимого шарлатаном.
Ошибка ученого с «теплородом» не помешала остальной работе: все его рассуждения и, главное, измерения оказались точными. Чтобы определить теплоту во время особой реакции — той, что поддерживала в живом организме горячую кровь постоянной температуры, — Лавуазье придумал и разработал ледяной калориметр. Для этого он использовал идею «скрытой теплоты», предложенную Джозефом Блэком в 1761 году. Давно было известно, что лед не тает сразу, когда нагревают емкость, содержащую его. Блэк заявил, что он обладает «скрытой теплотой», поскольку ее невозможно измерить с помощью термометра. Величина этой «скрытой теплоты» льда была определена, и Лаплас воспользовался для измерения теплоты, выделяемой морской свинкой, прибором, представленным на рисунке внизу, называемым ледяным калориметром. Он похож на тот, что используют и сегодня.
Ледяной калориметр Лавуазье состоит из трех концентрических отделений; в центральное помещается тело, теплоту которого нужно измерить. От этой теплоты тает лед, находящийся во втором отделении, а образовавшаяся в результате вода стекает в емкость, находящуюся внизу, для этого нужно открыть кран. Эта вода взвешивается с целью установления веса выделившейся теплоты. Во внешнее отделение кладется лед для теплоизоляции всей системы.
Речь шла о емкости, состоящей из трех концентрических отделений. В центральное отделение закладывался уголь для сжигания или животное, теплоту которого собирались измерить; среднее отделение содержало лед, таявший и стекавший в нижнее отделение, где измерялось количество воды; внешнее отделение заполнялось льдом, призванным изолировать атмосферу. Во время первого опыта ученые в течение десяти часов наблюдали за морской свинкой, находившейся во внутреннем отделении, после чего измерили растаявший лед. Также они измерили количество вдыхаемого кислорода и «фиксируемого воздуха», выделившегося за то же количество времени. Они определили количество теплоты, с одной стороны, по растаявшему льду, а с другой — по выделенному С02, предположив, что образовавшая его реакция аналогична горению угля, и значит, выделилось то же количество теплоты. Ученые получили очень близкие результаты в обоих случаях и таким образом подтвердили собственную гипотезу о том, что дыхание является определенного рода горением. Их выводы оказались точными: