Даже после открытий Лавуазье Кавендиш не изменил своим представлениям о флогистоне, отдавая им предпочтение перед новыми веяниями в науке. «Но так как общепринятый принцип флогистона так же хорошо объясняет явления, как и теория Лавуазье, то я придерживался первого», — писал он.
Позже Кавендиш выделил углекислый газ («связанный воздух»), а также определил плотность кислорода, водорода и двуокиси углерода, тем самым введя в науку важнейшую их характеристику. В 1772 году Кавендиш открыл еще один газ — азот и подробно изучил его свойства. Как и прежде, он не опубликовал свои результаты, сообщив о них лишь своему другу Д. Пристли, поэтому первооткрывателем азота считается другой английский химик Даниэль Резерфорд (1749–1819), который первым сообщил об этом в печати.
Но именно Генри Кавендиш определил основной состав воздуха как смеси азота и кислорода. Он также определил (1781), что в воздухе по объему содержится 20,84 % кислорода — число, очень близкое к современным измерениям (20,95 %).
Проведя множество анализов воздуха, Г. Кавендиш опроверг господствовавшее представление о том, что состав воздуха в разных местах различен. В течение 60 дней он брал пробы воздуха при разных условиях погоды и в разных местах и, проведя около 400 анализов, установил, что состав воздуха — соотношение в нем кислорода и азота — всюду одинаков.
Он определил растворимость газов в воде, а также доказал идентичность углекислого газа, полученного из мрамора, и его же в составе воздуха, определил предельную концентрацию углекислого газа, при которой еще возможно горение. Кавендиш доказал, что известковые отложения в трубах могут быть вызваны растворенным в воде углекислым газом, впервые исследовал свойства «жесткой» воды и указал способ ее умягчения, добавляя известь (гидроксид кальция).
Сжиганием водорода в электрической искре Г. Кавендиш получил воду и определил соотношение объемных частей водорода с кислородом (примерно 2:1) (1784). Впрочем, он так и не сделал из этого вывода, что вода — сложное химическое вещество. Позже к этому выводу пришел А. Лавуазье, а спустя два десятилетия Ж. Л. Гей-Люссак, проведя многочисленные количественные исследования объемных отношений исходных веществ при образовании воды, обобщил полученные результаты в виде закона простых объемных отношений реагирующих газов. Этот закон сыграл значительную роль в разработке атомно-молекулярного учения.
Знаменитый опыт Кавендиша, в котором были обнаружены (но не идентифицированы) благородные газы, выполнен остроумно и просто: через смесь атмосферного воздуха и кислорода, находящуюся в тонкой стеклянной трубке, в присутствии едкого калия, по ртутным контактам пропускали электрический ток до тех пор, пока после образования азотной кислоты, взаимодействующей с едким калием, и удаления избытка кислорода получается незначительный остаток (1/125 часть), ни с чем уже больше не реагировавшая. Это открытие было надолго забыто, и о нем вспомнили лишь в конце XIX века, когда внимательное изучение лабораторного журнала Кавендиша и дополнительные эксперименты помогли У. Рамзаю и Дж. Рэлею спустя столетие (!) открыть благородный газ аргон (1894). (Оригинальный текст самого Кавендиша звучал так: «Если в нашей атмосфере содержится часть флогистированного воздуха, которая отличается от всего остального и не может быть превращена в азотную кислоту, то мы с уверенностью можем сказать, что она не больше 1/125 части его».)
Разделяя атомно-корпускулярные представления о строении материи, Генри Кавендиш видел свою задачу в том, чтобы на основании экспериментального исследования природных явлений познавать их законы. Кавендиш содействовал становлению химии как науки, подчеркивая необходимость количественных исследований в девизе: «Все определяется мерой, числом и весом». Тем самым он способствовал применению количественных методов исследований в химии.
Не вникая в детали физических и химических опытов Кавендиша, приведу главные его результаты, на многие десятилетия, а иногда и столетие, упредившие развитие экспериментальной науки:
— за 200 лет до Альберта Эйнштейна рассчитал отклонения световых лучей, обусловленные массой Солнца, и эти расчеты почти совпадали с эйнштейновскими;
— за 12–14 лет до Ш. Кулона в результате экспериментов с помощью сферического конденсатора открыл закон, согласно которому сила электрического взаимодействия обратно пропорциональна квадрату расстояния между зарядами (1767);
— за 65 лет до Фарадея открыл влияние среды на течение электрических процессов и экспериментально определил численную величину, характеризующую это влияние: диэлектрическую постоянную. Так, задолго до Фарадея, он пришел к отрицанию actio in distans — «действия на расстоянии» — действия через пустоту.
— исследовал зависимость проводимости водных растворов соли от ее концентрации и температуры, впервые четко определил понятие электрической емкости, обнаружил влияние среды на емкость конденсаторов (1771);
