Лорд Келвин

Лорд Келвин (Уилям Томсън)

Лорд Келвин (Уилям Томсън) е роден в Белфаст, Ирландия на 6-ти юни, 1824 година. Умира през 1907 г., като след смъртта си е погребан до Исак Нютон в Уестминстърското абатство. Уилям Томсън е изключителен физик и математик, който допринася много за различни клонове на физиката. Научните му работи са в много области на физиката – термодинамиката, хидродинамиката, електромагнетизма, еластичността, топлината, математиката и техниката.

Биография

Начално образование

Той е дете-чудо в областта на математиката, изучавана от баща му, когато на 11 години, той постъпва в университета в Глазгоу. Ръководейки се от баща си и интереса си към образованието, Томсън отива в университета в Кеймбридж през 1845 г. и прави следдипломна работа в Париж с Regnault, включително проучване и демонстрация на техники на науката. През цялото си образование, Томсън демонстрира компетентност и има публикувани научни статии по математика, за първи път когато е бил на 16. След като става професор по философия в Физическият университет в Глазгоу, Шотландия през 1846 г. той заема поста в продължение на половин век.

Той създава първата лаборатория по физика в британския университет. През същата година, той изчислява възрастта на земята, теория основана на създаване от температурата на слънцето, и изчисляване коефициента на охлаждане и големината на земното тяло. Неговата оценка от около 100 милиона години, обаче, е направена без знанието за топлинния ефект на радиоактивност в земното ядро.

Той упорито защитава тези изчисление през целия си живот, и оспорва дори заключенията на Дарвин за еволюцията като невъзможна в този период от време.. През 1841 г. Уилям Томсън влиза в Peterhouse,през 1845 г. се дипломира като втори Wrangler, за която чест той обявява, на първата награда на Смит. Старши Wrangler в неговата година е Стивън Паркинсон, човек с много различен вид на ума, но човек, който е влиятелна фигура в Кеймбридж в продължение на много години. По това време имало няколко възможности за изучаване на експерименталната наука във Великобритания . В Кеймбридж науката прогресирала малко от времето на Исак Нютон. Tомсън прибягнал до пътуване до Париж, и за една година работил в лабораторията на Regnault, където по това време били ангажирани с класическите му изследвания на топлинните свойства на парата.

Основна творческа дейност

През 1846 г., когато е на само двадесет и две години, той приема председателството на катедрата по естествената философия в университета в Глазгоу, което той заема за петдесет и три години, където ще достигне широко признание като един от най-великите физици на своето време. Институтът Глазгоу е бил източник на вдъхновение за всички научни мъже за повече от половин век, както и много от най-модерните изследвания на други физици са се родили в резултат от предложенията, които Томсън „ражда” като искри от наковалня.В един от най-ранните си документи се занимава с възрастта на земята,което го въвежде в сблъсък с геолози на Uniformitarian училище, които са убедени за формирането на стратифицирани части от земната кора от милиони години.

Изчисленията на Томсън за провеждането на топлина показат, че по някое време между двадесет милиона и четиристотин милиона, може би някъде около сто милиона години назад, физическото състояние на земята трябва да е напълно различно от това, което вече е налице. Това довежда до дълги спорове, за физическите принципи . През 1847 г. Томсън среща за първи път Джеймс Прескот Джаул по време на срещата в Оксфорд на Британската асоциация. През 1848 г. въвежда понятието абсолютна температура и абсолютна температурна скала, носеща неговото име – Келвинова скала.

Показва как температурата на кипене на течността в зависимост от налягането е свързана с топлината на парообразуване, обема на течността и образуваната от нея пара, през 1870 г. открива, че еластичността на наситените пари зависи от формата на течността. Заедно с Дж.Джаул установява през 1853 – 1854 г, че температурата на газ, който преминава бавно, адиабатно и стационарно през пореста преграда, се промемя – ефект на Джаул и Томсън. Използването на този ефект е един от основните методи на получаването на ниски температури. През 1851 г. формулира независимо от Р.Клаузиус втори принцип на термодинамиката: в природата е невъзможен процеса, единственият резултат от който да е механичната работа, извършена за сметка на охлаждането на топлинен резервоар. С тази формулировка на втория принцип на термодинамиката се доказва невъзможността на вечен двигател от втори род.

Томсън прилага широко термодинамичния метод за обяснение на различни физични явления. През 1856 г. открива третия термодинамичен ефект – ефект на Томсън: ако по дължината на проводник по който протича електричен ток, има разлика в температурата, то освен джауловата топлина във взависимост от посоката на тока в обема на проводника се отделя или поглъща някакво количество топлина. Томсън разработва термодинамична теория на термоелектричните явления. Томсън работи и в областта на електричните и магнитните явления, като по – специално изучава магнитните свойства на кристалите. Той конструира редица високочувствителни електромери и галванометри, универсален компас, изучава процесите в трептящият кръг, като извежда през 1853 г.

формулата за зависимостта на периода на собствените му трептения от неговия капацитет и индуктивност. Известни са и неговите изследвания върху топлопроводимостта, които той се опитва да използва за пресмятане на възрастта на Земята, стига до извода, че морските приливи и отливи оказват влияние върху въртенето на Земята. Предлага хипотеза за природата на атомите, пресмята размерите на молекулите.

Известни мисли

Водна машина

Огледален галванометър

• “Навсякъде около нас ние откриваме изумителни доказателства за съществуването на един интелигентен и добронамерен Божествен замисъл. И дори ако понякога някоя научна или метафизична дилема отклонява временно погледа ни от тези доказателства, те винаги се връщат при нас с неудържима сила и ни показват, че в природата действа една Свободна Воля, и ни учат, че всички живи същества зависят от един вечно съществуващ Творец и Господ.”
• “Ние знаем, че способността да изследваме установените от Бога закони, които поддържат хармонията и стабилността на Неговите творения, е най-благородната привилегия, която Бог е дал на нашия човешки интелект. И колкото по-дълбоки стават нашите прозрения за великолепните дела на Бога, толкова по-силни стават нашите чувства на възхищение и благоговение, когато съзерцаваме тези дела и се опитваме да се доближим до техния Творец.”
• “Не се страхувайте да бъдете свободомислещи*. Ако се замислите достатъчно задълбочено, вие ще бъдете принудени от науката да се насочите към вярата в Бога, която е фундамент на цялата религия. Тогава ще разберете, че науката е помощник, а не противник на религията.”
• “Аз твърде отдавна съм забелязал едно общо впечатление, загнездило се у хората от ненаучния свят. Те си мислят, че учените вярват, че науката е открила някакви начини да обясни всички факти в природата, без да се обръща към вярата в Бога. Винаги съм смятал, че това впечатление е напълно безпочвено.”
• “Атеистичната идея е толкова безсмислена, че аз не мога да я изразя с думи.”
• “Науката може да помогне твърде малко за осъществяването на целите на нашето общество. Но тя може да направи нещо, което е жизнено важно и фундаментално: тя трябва да покаже, че всичко това, което ние виждаме в света на мъртвата материя и в света на живите организми, не е просто резултат от случайно струпване на атоми.”

Oсновни теории и открития

• формулиране на втория принцип на термодинамиката
• въвеждането на абсолютната температурна скала
• развиване динамичната теория на топлинните явления
• математичния анализ на електричните и магнитните явления
• приноси в хидродинамиката
• чрез геофизични съображения е определил възрастта на Земята
• Келвинова скала
• Термодинамичен ефект
• Огледален галванометър
• Водна машина

Вижте още

• Закон за мерките срещу изпирането на пари
• Келвинова скала
• Ефект на Томсън

Източници

• Perry, R.H. and Green, D.W.. Perry's Chemical Engineers' Handbook. McGraw-Hill Book Co., 1984. ISBN 0-07-049479-7.
• Bimalendu Narayan Roy. Fundamentals of Classical and Statistical Thermodynamics. Wiley, 2002. ISBN 0-470-84313-6.
• Wayne C. Edmister and Byunk Ik Lee. Applied Hydrocarbon Thermodynamics. 2nd edition (Volume 1). Gulf Publishing, 1984. ISBN 0-87201-855-5.

Външни препратки

• Възлите в космоса
• Известни учени
• Ефекта Джаул-Томсън
• Джаул