Бенджамин Томпсон - Benjamin Thompson

Сэр Бенджамин Томпсон
Сэр Бенджамин Томпсон, граф фон Рамфорд, Мориц Келлерховен.jpg
Родился ( 1753-03-26 )26 марта 1753 г.
Умер 21 августа 1814 г. (1814-08-21)(61 год)
Париж
Национальность Англо - американский
Гражданство Британский
Известен Термодинамика
Награды Медаль Копли (1792 г.)
Медаль Румфорда (1800 г.)
Научная карьера
Поля Физика
Под влиянием Хэмфри Дэви
Подпись
Сэр Бенджамин Томпсон, граф Рамфорд signature.svg

Сэр Бенджамин Томпсон , граф Рамфорд , FRS ( нем . Reichsgraf von Rumford ; 26 марта 1753 - 21 августа 1814) был британским физиком и изобретателем американского происхождения, чьи вызовы сложившейся физической теории были частью революции в термодинамике 19 века. . Он служил подполковником Королевских американских драгунов , входивших в состав британских лоялистских сил, во время Войны за независимость США . После окончания войны он переехал в Лондон, где его административные таланты были признаны, когда он был назначен полковником, а в 1784 году он получил рыцарское звание от короля Георга III . Будучи плодовитым дизайнером, Томпсон также рисовал проекты для военных кораблей. Позже он переехал в Баварию и поступил там на государственную службу, был назначен министром баварской армии и реорганизовал армию, а в 1791 году стал графом Священной Римской империи .

Ранние годы

Томпсон родился в сельском Уобурне, штат Массачусетс , 26 марта 1753 года; его место рождения сохранилось как музей. Он получил образование в основном в деревенской школе, хотя иногда он ходил пешком почти десять миль до Кембриджа со старшим Луамми Болдуином, чтобы посетить лекции профессора Джона Уинтропа из Гарвардского колледжа . В 13 лет он поступил в ученики к Джону Эпплтону, торговцу из соседнего Салема . Томпсон преуспел в своей профессии и, впервые соприкоснувшись с утонченными и образованными людьми, перенял многие их характеристики, включая интерес к науке . Выздоравливая в Вобурне в 1769 году от травмы, Томпсон проводил эксперименты, касающиеся природы тепла, и начал переписываться с Лоамми Болдуином и другими о них. Позже в том же году он проработал несколько месяцев у продавца в Бостоне, а затем ненадолго и безуспешно поступил в ученичество к врачу в Вобурне.

В 1772 году перспективы Томпсона были туманными, но в тот год они резко изменились. Он встретил, очаровал и женился на богатой наследнице с хорошими связями по имени Сара Рольф ( урожденная Уокер). Ее отец был министром, а ее покойный муж оставил ее собственность в Конкорде, штат Нью-Гэмпшир , который затем перезвонил Рамфорду. Они переехали в Портсмут, штат Нью-Гэмпшир , и благодаря влиянию его жены на губернатора он был назначен майором ополчения Нью-Гэмпшира . Их первый ребенок (также названный Сара ) родился в 1774 году.

Картина Томаса Гейнсборо 1783

Американская революционная война

Когда началась американская война за независимость, Томпсон был человеком собственности и стоял в Новой Англии и был противником восстания. Он принимал активное участие в вербовке лоялистов для борьбы с повстанцами . Это вызвало к нему неприязнь популярной партии, и на дом Томпсона напала толпа. Он сбежал на британские рубежи, бросив жену, как оказалось, навсегда. Томпсон был встречен англичанами, которым он дал ценную информацию об американских войсках, и стал советником генерала Гейджа и лорда Джорджа Жермена .

Работая с британскими войсками в Америке он проводил эксперименты по измерению силы пороха , результаты которого были широко известным , когда опубликовали в 1781 году в Philosophical Transactions в Королевском обществе . В силу этого он прибыл в Лондон в конце войны с репутацией ученого.

Баварская зрелость

Пивной сад "Am chinesischen Turm" в Английском саду в Мюнхене.
Баварская униформа, разработанная Бенджамином Томпсоном, также известным в Баварии как Рейхсграф фон Румфорд.

В 1785 году он переехал в Баварии , где он стал адъютант к курфюрста Карла Теодора . Он провел одиннадцать лет в Баварии, реорганизовывая армию и создавая работные дома для бедных. Он также изобрел суп Рамфорда , суп для бедных, и наладил выращивание картофеля в Баварии. Он изучал методы приготовления пищи, обогрева и освещения, включая относительную стоимость и эффективность восковых свечей , сальных свечей и масляных ламп . По поручению принца Чарльза в 1789 году он создал Английский сад в Мюнхене ; он остается сегодня и известен как один из крупнейших городских общественных парков в мире. В 1789 году он был избран иностранным почетным членом Американской академии искусств и наук. За свои усилия в 1791 году Томпсон стал графом Священной Римской империи ; он взял имя «Рамфорд» для Рамфорда, штат Нью-Гэмпшир, которое было более старым названием города Конкорд, где он был женат, став рейхсграфом фон Рамфордом ( англ . Imperial Count Rumford).

Эксперименты по теплу

Его эксперименты с артиллерийским оружием и взрывчаткой вызвали интерес к теплу. Он разработал метод измерения теплоемкости твердого вещества, но был разочарован, когда Йохан Вилке впервые опубликовал свое параллельное открытие.

Затем Томпсон исследовал изоляционные свойства различных материалов , включая мех , шерсть и перья . Он правильно понял, что изоляционные свойства этих природных материалов возникают из-за того, что они препятствуют конвекции воздуха. Затем он сделал несколько безрассудного, и неправильный, вывод , что воздух и, по сути, все газы, были совершенные не- проводники тепла. Он также рассматривал это как доказательство аргументации от замысла , утверждая, что божественное провидение устроило мех животных таким образом, чтобы гарантировать их комфорт.

В 1797 году он распространил свое утверждение о непроводимости на жидкости. Идея вызвала серьезные возражения со стороны научного истеблишмента, особенно резко нападая на него Джона Далтона и Джона Лесли . Для проверки заявления Томпсона потребовались бы приборы, намного превосходящие все доступные с точки зрения точности и прецизионности. Опять же, похоже, что на него повлияли его богословские убеждения, и вполне вероятно, что он хотел предоставить воде привилегированный и провиденциальный статус в регулировании человеческой жизни.

Его считают основоположником метода приготовления пищи су-вид благодаря эксперименту с бараньей лопаткой. Он описал этот метод в одном из своих очерков.

Механический эквивалент тепла

Самая важная научная работа Рамфорда проводилась в Мюнхене и была сосредоточена на природе тепла, что, как он утверждал в « Экспериментальном исследовании источника тепла, возбуждаемого трением » (1798 г.), не было калорийностью современных научных исследований. мышление, но форма движения . Рамфорд наблюдал тепло трения, создаваемое расточной пушкой на арсенале в Мюнхене. Рамфорд погрузил в воду ствол пушки и приспособил для него специально затупленный расточный инструмент. Он показал, что воду можно вскипятить примерно за два с половиной часа и что запас тепла от трения, по-видимому, неисчерпаем. Рамфорд подтвердил, что никаких физических изменений в материале пушки не произошло, сравнив удельную температуру обработанного материала и оставшегося материала.

Рамфорд утверждал, что, казалось бы, неопределенное тепловыделение несовместимо с теорией теплоснабжения. Он утверждал, что единственное, что сообщалось стволу, - это движение.

Рамфорд не предпринял попыток дополнительно количественно оценить выделяемое тепло или измерить механический эквивалент тепла. Хотя эта работа была встречена враждебно, впоследствии она сыграла важную роль в установлении законов сохранения энергии в конце XIX века.

Теплотворная и холодильная радиация Рамфорда

Он объяснил эксперимент Пикте , который демонстрирует отражение холода, предположив, что все тела испускают невидимые лучи, колебания в эфирной жидкости. Он проводил эксперименты в поддержку своих теорий теплотворной и охлаждающей радиации и сказал, что передача тепла является чистым эффектом тепловых (горячих) и холодных (холодных) лучей, а также лучей, испускаемых объектом. Когда объект поглощает излучение более теплого объекта (теплотворные лучи), его температура повышается, а когда он поглощает излучение более холодного объекта (холодные лучи), его температура падает. См. Примечание 8 «Исследование природы тепла и способа его передачи» Философские труды Королевского общества, начиная со страницы 112.

Изобретения и улучшения дизайна

Секция камина Рамфорд

Томпсон был активным и плодовитым изобретателем, разработавшим усовершенствования для дымоходов, каминов и промышленных печей, а также изобрел пароварку, кухонную плиту и капельный кофейник . После своей новаторской работы с баварской армией он изобрел кофейник с просачивающейся водой, улучшив рацион солдат, а также их одежду.

Камин Rumford фурор в Лондоне , когда он представил идею ограничения открытия дымохода , чтобы увеличить updraught, который был гораздо более эффективным способом нагреть комнату , чем ранние камины. Он и его рабочие модифицировали камины, вставив в очаг кирпичи, чтобы боковые стены были наклонены, и добавили дроссель к дымоходу, чтобы увеличить скорость воздуха, поднимающегося в дымоход. Эффект заключался в создании обтекаемого воздушного потока, поэтому весь дым поднимался в дымоход, а не задерживался, проникая в комнату и часто удушая жителей. Это также увеличивало эффективность огня и давало дополнительный контроль скорости сгорания топлива, будь то дрова или уголь . Многие фешенебельные лондонские дома были изменены в соответствии с его инструкциями и стали запрещены для курения.

Томпсон стал знаменитостью, когда распространились новости о его успехе. Его работа также была очень прибыльной, и ему много подражали, когда он опубликовал свой анализ работы дымовых труб. Во многом он был похож на Бенджамина Франклина , который также изобрел новый вид отопительной печи.

Сохранение тепла было постоянной темой в его работах, так как ему также приписывают изобретение термобелья .

Промышленные печи

Поперечное сечение печи Рамфорда с топливной камерой слева

Томпсон также значительно улучшил конструкцию печей, используемых для производства негашеной извести, и вскоре печи Рамфорда начали строить по всей Европе. Ключевое новшество заключалось в отделении горящего топлива от известняка, чтобы известь, полученная при нагревании печи, не была загрязнена золой от огня.

Свет и фотометрия

Рамфорд работал в области фотометрии , измерения света. Он сделал фотометр и представил стандартную свечу , предшественницу канделы , как единицу силы света . Его стандартная свеча была сделана из масла кашалота в соответствии со строгими требованиями. Он также опубликовал исследования «иллюзорных» или субъективных дополнительных цветов, вызванных тенями, создаваемыми двумя источниками света, одним белым и одним цветным; эти наблюдения были процитированы и обобщены Мишелем-Эженом Шеврёлем как его «закон одновременного цветового контраста» в 1839 году.

Более поздняя жизнь

Сатирическая карикатура Джеймса Гиллрея, показывающая лекцию Королевского института по пневматике, где Дэви держит мехи, а граф Рамфорд смотрит на крайний правый угол. Доктор Гарнетт - лектор, держащий нос жертвы.

После 1799 года он разделил свое время между Францией и Англией. С сэром Джозефом Банкой , он основал Королевское Заведение в Великобритании в 1799 году пара выбрала сэр Хэмфри Дэви в качестве первого лектора. Учреждение процветало и стало всемирно известным в результате новаторских исследований Дэви. Его помощник Майкл Фарадей основал Институт как ведущую исследовательскую лабораторию, а также по праву известен своей серией публичных лекций, популяризирующих науку. Эта традиция продолжается и по сей день, и рождественские лекции Королевского института привлекают широкую аудиторию благодаря своим телетрансляциям.

Бюст Бенджамина Томпсона, графа Рамфорда, в Рамфорде, Род-Айленд.

Томпсон наделил медаль Рамфорда на королевском обществе и Американской академии искусств и наук , а также наделен в профессуре в Гарвардском университете . В 1803 году он был избран иностранным членом Шведской королевской академии наук и был членом Американского философского общества .

В 1804 году он женился на Мари-Анн Лавуазье , вдове великого французского химика Антуана Лавуазье . (Его американская жена Сара, которую он бросил в Америке после начала американской революции, умерла в 1792 году.) Томпсон разошелся со своей второй женой через 3 года, но он поселился в Париже и продолжал свою научную работу до самой своей смерти. 21 августа 1814 года. Томпсон похоронен на небольшом кладбище Отей в Париже, напротив Адриана-Мари Лежандра . После его смерти его дочь от первого брака Сара Томпсон унаследовала титул графини Рамфорд.

Почести

Библиография

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

  • Браун, Сэнборн К. (1962). Граф Рамфорд: выдающийся физик . Doubleday & Co.
  • Брэдли, Д. (1967). Граф Рамфорд . Ван Ностранд. ASIN  B0000CM48T .
  • Браун, GI (2001). Граф Рамфорд: необычайная жизнь научного гения - ученого, солдата, государственного деятеля, шпиона . Sutton Publishing. ISBN 0-262-02138-2.
  • Браун, SC (1981). Бенджамин Томпсон, граф Рамфорд . Кембридж, США: MIT Press. ISBN 0-262-02138-2.
  • Кардуэлл, DSL (1971). От Ватта до Клаузиуса: подъем термодинамики в раннюю индустриальную эпоху . Лондон: Хайнеманн. С. 95–107. ISBN 0-435-54150-1.
  • Ларсен, Э. (1953). Американец в Европе: жизнь Бенджамина Томпсона, графа Рамфорда . Райдер. ASIN  B0000CII01 .
  • Ортон, В. (2000). Забытое искусство постройки хорошего камина: история сэра Бенджамина Томпсона, графа Рамфорда, американского гения и его принципы проектирования каминов, которые оставались неизменными в течение 174 лет . ISBN компании Alan C. Hood and Company Inc. 0-911469-17-6.
  • Воробей, WJ (1964). Рыцарь Белого Орла: биография сэра Бенджамина Томпсона, графа Рамфорда, 1753-1814 гг . Хатчинсон. ASIN  B0000CM48T .

внешние ссылки

СМИ, связанные с Бенджамином Томпсоном, на Викискладе?

Тексты в Википедии:

Политические офисы
Предшественник
В. Нокс
Т. Де Грей
Заместитель государственного секретаря по колониям
с У. Ноксом

1780–1781 гг.
Преемник
У. Нокс
Дж. Фишер