El pas de la calor des de un cos que està a temperatura mes elevada a un altre que està a una temperatura mes baixa es de alguna manera anàloga al flux de un fluid, com pot ser l’aigua, des de una alçada superior a un altra inferior. Així doncs, no resulta sorprenent que les primeres teories sobre la propagació de la calor les tractessin com si fos quelcom semblant a un fluid calòric. Si un cos perd fluid calòric, la seva temperatura hauria de disminuir o hauria d’augmentar si el seu fluid calòric augmentes. Tot i que amb aquesta idea de considerar la calor com a un fluid s’explicaven moltes de les característiques relatives a la propagació de la calo, la teoria del fluid calòric resultava inconsistent amb les dades experimentals.Sembla es clar que va ser Benjamín Thompson, també conegut com a compte Rumford de baviera, qui s’oposà seriament al concepte de fluid calòric. Atemorit per la propagació de la revolució francesa, el governador de Baviera encomanà al compte Rumford la supervisió dels canons construïts per a la defensa de les fronteres. En el procés de trasllat de l’anima dels canons, Rumford va observar que es produïa un augment de la temperatura en l’estructura del canó, en les virutes metàl·liques i en el propi taladrador, de manera que semblava generar-se calor contínuament en lloc de conservar-se, com predeia la teoria del fluid calóric.
Rumford dirigí una serie de experiments per mesurar el canvi de temperatura que succeïa al utilitzar maquinaria rudimentaria desfilada en el procés de taladrament. En un dels experiments va utilitzar aigua per refrigerar el taladrador i l’estructura del canó. Rumford va mesurar el augment de temperatura de l’aigua i va observar “la sorpresa que expressaven els semblantes dels allí presentis veient la gran quantitat d'aigua que s'escalfava, i que veritablement arribava a bullir sense cap foc». Rumford va concloure que la calor no podia ser una substància material, ja que semblava no tenir límit. Més aviat semblava que era el resultat del fregament o del treball realitzat per les forces de fregament.
El Conde Rumford, va néixer sota el nom de Benjamí Thompson en la localitat de Voburn, Massachusetts, en 1753, i la seva joventut no prometia una posterior noblesa. Va començar per dues vegades un aprenentatge, que no va arribar a concloure, amb altres tants botiguers. Un dels botiguers es va queixar a la mare de Thompson que Benjamí perdia més temps sota el taulell fabricant maquinetes, i llegint llibres de ciència, del que dedicava a atendre als clients. No obstant això, la fortuna de Thompson va canviar quan, als dinou anys d'edat, va contreure matrimoni amb una vídua rica de trenta-tres anys d'edat en la ciutat de Concord, New Hampshire, regió també coneguda com Rumford
En les guerres entre Bretanya i les seves colonies americanes, Thompson va ser leial a la corona i va servir com a Comandant en una companyia de la milicia. Quan els seus sentiments de lleialtat van arribar a coneixer-se, un grup de colons disfraçats d’indis van arribar fins a la mateixa porta de la seva casa i el van amenaçar amb omplir-lo de brea i emplumar-lo. En aquestes circumstancies Thompson va escapar a Boston amb un cavall, 20 dollars, i posant així la seva vida sana i estalvi.
Durant la revolució Americana, Thompson decidí per propi compte col·laborar amb els britànics, arribant a ser un oficial valerós i inventiu. De fet, després de veure com un dels seus cavalls s’ofegava al creuar un riu, inventà un flotador salvavides per a cavalls que transportaven el armament sobre el seu llom. També dissenyà un carruatge per transportar canons, que era arrossegat per tres cavalls i que permetia la seva posta en funcionament en 75 segons.
Després de ser armat cavaller per el Rei George III d’England, Thompson va passar a formar part de la cort de Teodoro, Elector de Baviera. Allí va dirigir una seria de experiments sobre les propietats de la seda, important producte de Baviera durant aquella época, entretenint a la cort amb càlculs tals com aquest: “si el vestit de seda de una dona pesa 28 onzes, el mes segur es que ella porti a sobre mes de 2000 milles de longitud de seda, com la que surt filada per el cuc...”
Anomenat general major per l’elector, Thompson va millorar l’equipament dels soldats i així, mentrestant investigava els materials que podrien proporcionar un major confort als seus soldats, descobrí el gran valor que te com aïllant tèrmic una pel·lícula d’aire atrapat. A mes a mes, Thompson proporcionà als seus soldats possibilitats de guanyar diners i sufragar les seves necessitats. En els experiments que va portar a terme per a determinar les millors condicions d’il·luminació dels asils per a pobres, Thompson establí una candela com a unitat patró per mesurar la il·luminació.
En el període que va des de la mort de l’emperador Leopoldo II i la coronació de l’emperador Francisco II, l’elector Teodoro, benefactor de Thompson, va disfrutar d’un breu regnat com a vicari del Sacre Imperi Romà. Encara que, com a vicari, Teodoro tenia poders limitats, un dels seus privilegis era el de elevar a una persona a la categoria de noble. De aquesta manera el 9 de maig de 1792 Teodoro exercí aquest privilegi i Benjamin Thompson va pasar a ser el Compte de Rumford.
Ja com a compte, va establir dos grans premis per a els descubriments científics relacionats amb la llum i la calor. Dits premis deurien ser medalles d’or o plata de valor igual al interès acumulat pel capital corresponent al alliberament original, i un de aquestos premis el controlaria la reial societat de London. Quan després de 6 anys no s’havia concedit cap medalla, el compte Rumford es va presentar a si mateix davant del comitè de selecció, i així en el 1802 es convertí en el primer receptor de la medalla Rumford. No obstant, els seus contemporanis no van reconèixer les seves fites, i quan en el 1814 va morir a causa d’una febre nerviosa, molt poca gent va assistir al seu enterrament.
En el segle XVIII el concepte de "fluids subtils", era un còmode calaix de sastre del que treure a voluntat les peces necessàries per a explicar determinades propietats. Una d'aquestes peces era el calòric, fluid misteriós que serviria per a explicar els intercanvis energètics en forma de calor entre els cossos. Aquest s'uniria a altres fluids anàlegs com, per exemple, el flogisto, els fluids elèctrics o l'èter.
Després de la termometria, el següent concepte fonamental de la teoria de la calor és el de capacitat calorífica. Al principi es creia que la quantitat de calor que un cos podia "acumular" en un determinat període de temps depenia de la seva massa i del seu volum. No obstant això, diferents experiències van posar de manifest que això no era així, sinó que existia una nova constant característica dels cossos que estava relacionada amb la capacitat acumulativa de calor dels cossos. Aquesta propietat era la calor específica.
La idea de calor específica la va utilitzar per primera vegada el professor de la universitat de Glasgow Joseph Black (1728-1799) en 1760. a més de fer importants descobriments en la química dels gasos, en la seva obra defineix també la calor latent per a amidar la calor necessària per a produir canvis d'estat en substàncies sense variar la temperatura. Precisament podem considerar les aportacions de Black menjo el començament de la calorimetria com ciència.
No obstant això l'obra de Black estava plena de contradiccions i d'errors, criticats per molts físics, entre ells per Bejamín Thompson, conegut com comte de Rumford, per als quals la calor era considerat com una forma de moviment. No obstant això, l'absència d'explicacions mecanicistes convincents va mantenir a molts físics en la còmoda i elàstica teoria del fluid subtil, amoldable a les necessitats de cada moment.
La teoría matemática del calor y su transmisión sería una conquista del siglo XIX, al desarrollarse la termodinámica. Sin embargo, no debemos olvidar que el camino que llevaría a dicha ciencia se inició con el más formidable ingenio del siglo XVIII: la máquina de vapor
La teoria del flogisto, avui superada, és una hipòtesi del segle XVII conforme a la qual pretenia explicar-se el fenomen de la combustió.
J. J. Becher va concebre aquesta teoria a la fi del segle XVII, si bé el responsable de la seva difusió i popularització va ser Georg Ernst Stahl, qui asseverava que la rovelli del metall era el resultat d'un procés de combustió. La teoria afirma que tots els materials inflamables contenen flogisto (substantiu derivat del grec phlogistos, que significa "inflamable"), una substància incolora, inodora, insípida i desproveïda de pes que s'allibera durant la combustió. Després d'haver cremat, la substància "desflogisticada" adquiriria la seva forma "veritable", convertint-se en calç.
La teoria recorda en certa mida a la noció de l’alquimia, d’acord amb la qual el foc es un dels quatre elements (aigua, aire, i la terra constituïen els altres tres) que conté una substància.
Les substàncies "flogisticades" són aquelles que contenen flogisto i, al cremar, queden "desflogisticades". Atès que s'havia observat que qualsevol substància crema durant un període limitat si la quantitat d'aire disponible és igualment limitada (en cas de trobar-se, per exemple, en un recipient estanc), es pensava que l'aire albergava una quantitat específica de flogisto. Per això, al residu d'aire que quedava després del procés de combustió (en realitat, una barreja de nitrogen i diòxid de carboni), se li solia denominar "aire flogisticat", doncs es pensava que durant la combustió aquest aire havia absorbit tot el flogisto. Així doncs, quan es va descobrir l'existència de l'oxigen, es va pensar que aquest seria "aire desflogisticat" capaç de combinar-se amb una quantitat major de flogisto i, d'aquesta manera, fomentar la combustió.
Finalment, determinats experiments van posar de manifest certes contradiccions. Cal mencionar entre aquestes el que alguns metalls guanyen pes al cremar en lloc de perdre’l, com seria d’esperar, donat que, teòricament, la combustió significa la pèrdua de flogisto. No obstant, la referida al flogisto va seguir sent la teoria dominant fins que Lavoasier demostrà que la combustió requereix oxigen, el que va resoldre la paradoxa de la pèrdua de pes i va suposar l’inici d’una nova teoria referida a la combustió.
treball realitzat pel grup 1 format per:
Borja Moreno Ramos
Carles Hidalgo Cerulla
Miquel Canal Estrada
Gerard Campillos Parra
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada