Hugh Longbourne Callendar - Hugh Longbourne Callendar

Hugh Longbourne Callendar
Hugh Longbourne Callendar 2.jpg
Născut 18 aprilie 1863
Hatherop , Anglia
Decedat 21 ianuarie 1930 (66 de ani)
Ealing , Anglia
Soț (soți) Victoria Mary Stewart
Copii 4, inclusiv Guy Stewart Callendar
Premii Medalia Duddell și medalia Rumford Prize
Cariera științifică
Câmpuri Termodinamică
Măsurarea temperaturii
Climatologie
Imagistica cu raze X
Instituții Universitatea Cambridge

Royal Holloway College
Universitatea McGill

Colegiul Regal de Științe

Hugh Longbourne Callendar FRS (18 aprilie 1863 - 21 ianuarie 1930) a fost un fizician britanic cunoscut pentru contribuțiile sale la domeniile termometriei și termodinamicii .

Callendar a fost primul care a proiectat și a construit un termometru precis cu rezistență la platină adecvat pentru utilizare, care a permis oamenilor de știință și inginerilor să obțină rezultate consistente și precise . El a efectuat experimente și a cercetat termodinamica, producând și publicând tabele fiabile privind proprietățile termodinamice ale aburului utilizate pentru calcule. Callendar a lucrat cu mai multe instituții în timpul Primului Război Mondial , ajutând la cercetarea și dezvoltarea instrumentelor utile pentru Marina .

Callendar a primit premii precum James Watt Medal of the Institution of Civil Engineers (1898) și Rumford Medal (1906). A fost ales membru al Societății Regale și mai târziu membru al Societății Fizice din Londra . Callendar a fost, de asemenea, nominalizat de trei ori la Premiul Nobel pentru fizică .

A murit acasă la Ealing , după o operație din 1930.

Nașterea și educația

Callendar s-a născut în Hatherop , Gloucestershire, ca fiul cel mare al Reverendului Hugh Callendar, un rector anglican local și al Anne Cecilia Longbourne. El a fost botezat în biserica tatălui său la 24 mai 1863. Tatăl său a murit în 1867. Callendar și-a dezvoltat abilitățile în limbi și matematică de la o vârstă fragedă cu ajutorul unui profesor privat, construind mai multe dispozitive precum bobine de inducție și generatoare și predând el însuși cod Morse până la vârsta de 10 ani. La vârsta de 11 ani, Callendar și-a început educația la Colegiul Marlborough , unde a participat la fotbal și a reprezentat colegiul atât la tir, cât și la gimnastică .

Callendar a început să studieze la Trinity College, Cambridge , în 1882, obținând diploma de onoare de clasă întâi în clasică în 1884 și a absolvit locul al 16- lea în luptă cu onoruri de primă clasă în matematică în 1885. În 1885 a început să studieze fizica experimentală la Laboratorul Cavendish sub fizician. JJ Thomson , fără experiență practică sau cunoștințe de fizică . Aici și-a dezvoltat teza despre termometria platinei și în 1886 a devenit Fellow of Trinity. În timp ce se afla la Cambridge, a inventat un nou sistem de stenografie pentru scris rapid, pe care JJ Thomson l-a învățat și folosit.

Familia și viața personală

S-a căsătorit cu Victoria Mary Stewart, pe care a cunoscut-o la Cambridge, în 1894 în Anglia. Au avut o fiică, Cecil (1895), și trei fii, Guy Stewart Callendar (1898), Leslie Hugh (1896) și Maxwell Victor (1905). Guy Stewart a propus efectul emisiilor de dioxid de carbon asupra climei , cunoscut sub numele de „Efectul Callendar”.

Unul dintre interesele lui Callendar a fost automobilismul. El a întreprins cercetări privind motoarele cu ardere internă și a achiziționat o motocicletă în 1902, pe care a modificat-o și a îmbunătățit-o singur. În 1904 a cumpărat și a modificat o mașină pentru a o folosi pentru călătoriile familiei prin Anglia. Alte interese și hobby-uri ale lui Hugh includeau astronomia , studiul naturii, tragerea competitivă, gimnastica , fotbalul , tenisul și artizanatul, inclusiv mecanica auto. A publicat o serie de lucrări despre ceea ce el a numit „Stenografie cursivă” și a scris despre reforma ortografică engleză.

Carieră

Termometrie de rezistență

Înainte de munca lui Callendar în domeniul termometriei , nu exista un instrument pentru măsurarea precisă și fiabilă a temperaturii. Gazul termometru a fost etalonul pentru scara de temperatura la momentul respectiv . Aceste dispozitive aveau limitări semnificative în ceea ce privește fiabilitatea și caracterul practic, deoarece erau costisitoare și mari. Mercurul termometrului a fost , de asemenea , utilizat pentru măsurarea temperaturii, deși a avut o gamă restrânsă și era adesea prea fragile pentru a fi utilizate.

La Laboratorul Cavendish, Thomson l-a sfătuit pe Callendar să studieze termometria cu rezistență metalică . Werner von Siemens a fost primul care a propus utilizarea unui detector de temperatură cu rezistență la platină în 1860, deși citirile instrumentelor sale au fost instabile. Callendar a dezvoltat o ecuație pentru rezistența metalului în funcție de temperatură, care a fost precisă în limita a 1% de la 0-600 ° C. Această ecuație a fost utilizată pentru a dezvolta o scară standard de temperatură , care a fost ulterior acceptată de Comitetul pentru standarde electrice în 1899 pentru a fi utilizată la nivel internațional. În 1886, el a dezvoltat un design pentru un termometru cu rezistență la platină precis, corectând erorile comise de Siemens. Termometrul a măsurat temperaturile cu precizie de la -190 ° C la 660 ° C. Rezultatele sale au fost lăudate de JJ Thomson pentru că a oferit un nou instrument care „ar putea determina temperaturile cu o ușurință și o precizie care nu se mai pot obține până acum”. Callendar a îmbunătățit intervalul de căldură al termometrului său de platină de la -200 ° C până la 1000 ° C. Proiectarea sa a fost supusă unor teste viguroase la Laboratorul Național de Fizică , ceea ce a confirmat fiabilitatea termometrului.

Termometrul de platină al lui Callendar ar putea fi folosit pentru a măsura punctul de topire al metalelor, permițându-i să fie utilizat în alierea metalelor . Aparatul a fost produs comercial de Cambridge Instrument Company . Producția de termometre moderne de platină s-a bazat pe modelul lui Callendar cu precizie îmbunătățită continuu, cum ar fi platină mai purificată și micșorarea acestora. Munca sa asupra termometrului cu rezistență la platină a dat loc dezvoltării termometrului cu rolă, care permite măsurarea temperaturii climatice în timp.

Deși există multe alte metode de măsurare a temperaturii, termometrele cu rezistență la platină continuă să fie utilizate. Acestea sunt utilizate în principal ca dispozitive de calibrare datorită nivelurilor ridicate de precizie și stabilitate în timp.

Termodinamica

Ilustrarea calorimetrului de HL Callendar

Callendar a părăsit Cambridge și a petrecut doi ani lucrând ca profesor de fizică la Royal Holloway College din 1891-1893. În 1893 a început la Universitatea McGill din Montreal , Canada și a fost repartizat la a doua catedră Macdonald în fizică. Leslie, Cecil și Guy s-au născut în acest timp la McGill. În timp ce se afla la McGill, Callendar a efectuat cercetări pe două subiecte în domeniul termodinamicii. Primul a fost cercetarea motoarelor cu abur alături de profesorul de inginerie mecanică John Thomas Nicolson. Al doilea a fost studiul unităților electrice și termice folosind tehnici de calorimetrie cu Howard Turner Barnes .

De asemenea, a studiat și publicat lucrări despre căldura gazelor . El a calculat un punct de fierbere a sulfului , care era cu patru grade sub valoarea acceptată existentă. Punctul de fierbere al sulfului pe scala internațională de temperatură din 1927 și valoarea lui Callendar au diferit doar cu 0,07 ° C.

Lucrați la abur

Callendar a dezvoltat o formulă pentru căldura aburului, exprimându-l ca o funcție a presiunii și temperaturii, publicându-l în prima sa lucrare despre termodinamică din 1900. El a reușit să obțină rezultate experimentale în concordanță cu formula sa asupra proprietăților termodinamice multiple. Din aceasta a putut dezvolta tabele privind proprietățile termodinamice ale aburului pentru calcule în știință și inginerie. Aceasta a fost o contribuție importantă, deoarece lipsea un set standard acceptat de mese cu abur. Tabelele sale cu abur Callendar au fost publicate (1915, 1922, 1927) și au publicat, de asemenea, Proprietățile aburului și teoria termodinamică a turbinelor în 1920. Producătorii de turbine au acceptat și au folosit mesele de abur Callendar pentru a inventa mașinile cu abur.

Callendar și fiul său au participat la prima Conferință internațională cu abur care a avut loc în 1929, care avea ca scop rezolvarea neconcordanțelor dintre mesele cu abur utilizate la nivel global. După moartea lui Callendar în anul următor, fiul său Guy Stewart a continuat să lucreze la proprietățile cu abur. A publicat mai multe lucrări pe această temă alături de profesorul Alfred Charles Glyn Egerton .

Lucrați la calorimetrie

În 1902, Callendar și Barnes au dezvoltat calorimetrul cu flux continuu , utilizat pentru măsurarea proprietăților de capacitate termică ale lichidelor. Ei și-au folosit aparatul pentru a cerceta compararea unităților electrice și termice , calculând o valoare pentru o calorie care se compară foarte aproape de valoarea acceptată în prezent. Calorimetrul cu flux continuu al lui Callendar a fost îmbunătățit și folosit ulterior în laboratoare pentru experimente științifice și cercetări. Aparatul lor a fost utilizat pe scară largă pentru determinarea capacității termice a lichidelor și gazelor, precum și pentru studiul gazelor de ardere .

Alta munca

În 1896, Callendar a fost primul din Canada care a efectuat experimente cu raze X. Metoda a produs rezultate satisfăcătoare care ar putea fi utilizate pentru imagistica în spitale.

Callendar a lucrat și la combustibili mai târziu în carieră. A contribuit la o lucrare despre detonarea combustibililor, inclusiv autoaprinderea nucleară , publicată în 1926. În 1927 a publicat o lucrare suplimentară despre detonarea combustibililor cu parafină .

Primul Război Mondial

În timpul primului război mondial Callendar a fost consultant la Consiliul de invenție și cercetare (BIR) . El a lucrat mai ales cu corpul responsabil cu detectarea și distrugerea submarinelor .

El a fost, de asemenea, membru al Comitetului pentru invenții aeriene (AIC), alături de fiul său Guy Stewart. Aici au efectuat experimente pe echipamente și motoare de aeronave folosind radiografie , localizând defecte și fracturi.

Premii și distincții

Callendar a fost ales membru al Royal Society în 1894. A fost președinte al Physical Society din Londra între 1910-1912. A fost numit comandant al Imperiului Britanic ( CBE ) în 1920 pentru munca sa din timpul primului război mondial 1. A primit numeroase onoruri și premii, printre care:

Institutul de masura si control premii Medalia Callendar în fiecare an , „pentru contribuția remarcabilă la arta de instrumente sau de măsurare“.

Publicații

  • Callendar, Hugh Longbourne (1887). „Cu privire la măsurarea practică a temperaturii: Experimente făcute la laboratorul Cavendish, Cambridge” . Tranzacții filozofic al Royal Society A . 178 : 161-230. doi : 10.1098 / rsta.1887.0006 .
  • Callendar, Hugh Longbourne (1889). Un manual de stenografie cursivă . Londra: Cambridge University Press.
  • Callendar, Hugh Longbourne (1889). Un sistem de ortografie fonetică, adaptat la engleză . CJ Clay, Londra.
  • Callendar, Hugh Longbourne (1891). „Despre construcția termometrelor de platină” . Revista filozofică și Journal of Science din Londra, Edinburgh și Dublin . 32 (194): 104-113. doi : 10.1080 / 14786449108621400 .
  • Callendar, Hugh Longbourne; Nicolson, John Thomas (1897). „Despre legea condensării aburului dedus din măsurători ale ciclurilor de temperatură pe pereți și abur în cilindrul unui motor cu aburi” . Proces-verbal al procedurii instituției inginerilor civili . 131 : 147–206. doi : 10.1680 / imotp.1898.19263 .
  • Callendar, Hugh Longbourne (1899). "Note privind termometria platinei" . Revista Philosophical și Journal of Science din Londra, Edinburgh și Dublin . 47 (285): 191-222. doi : 10.1080 / 14786449908621251 .
  • Callendar, Hugh Longbourne; Barnes, Howard Turner (1900). "Notă privind variația căldurii specifice a apei între 0 ° și 100 ° C" . Revizuirea fizică . 10 (4): 202–214. doi : 10.1103 / PhysRevSeriesI.10.202 .
  • Callendar, Hugh Longbourne (1902). „Calorimetrie electrică continuă” . Tranzacții filozofic al Royal Society A . 199 (312-320): 55-148. doi : 10.1098 / rsta.1902.0013 .
  • Callendar, Hugh Longbourne (1908). "Notă cu privire la punctul de fierbere al sulfului" . Proceedings of the Royal Society A . 81 (548): 363–366. doi : 10.1098 / rspa.1908.0091 .
  • Callendar, Hugh Longbourne (1915). Tabelele abur Callendar Steam: Unități centigrade . Londra: E. Arnold.
  • Callendar, Hugh Longbourne (1920). Proprietățile aburului și teoria termodinamică a turbinelor . Londra: E.Arnold.
  • Callendar, Hugh Longbourne (1921). Tabelele abur Callendar Steam: Unități Fahrenheit . Londra: E. Arnold.


Referințe


linkuri externe