Гийом Амонтон (31 августа 1663 — 11 октября 1705) — французский изобретатель научных приборов и физик . Он был одним из пионеров в изучении проблемы трения , которая является сопротивлением движению при соприкосновении тел. Он также известен своими работами по термодинамике , концепцией абсолютного нуля и ранними разработками двигателей.
Гийом родился в Париже, Франция. Его отец был юристом из Нормандии , который переехал во французскую столицу. [1] Еще в молодости Гийом потерял слух и почти полностью оглох. [2] По словам одного биографа, Фонтенеля , изучая вечное движение , он убедился в важности изучения машин с математической точки зрения. [3] Он никогда не посещал университет , но смог изучить математику , физические науки и небесную механику . Он также потратил время на изучение навыков черчения , геодезии и архитектуры . Он умер в Париже , Франция .
Правительство поддерживало его исследовательскую карьеру , и он работал в различных общественных проектах.
Среди его вкладов в научное приборостроение были усовершенствования барометра ( 1695), гигрометра (1687) и термометра (1695), особенно для использования этих приборов в море. Он также продемонстрировал оптический телеграф и предложил использовать свою клепсидру [4] ( водяные часы ) для отсчета времени на корабле в море .
Амонтон исследовал взаимосвязь между давлением и температурой в газах , хотя у него не было точных и точных термометров . Хотя его результаты были в лучшем случае полуколичественными , он установил, что давление газа увеличивается примерно на одну треть между температурами холода и точкой кипения воды . [ 5] Это был существенный шаг на пути к последующим газовым законам и, в частности, закону Гей-Люссака . Его работа привела его к предположению, что достаточное снижение температуры приведет к исчезновению давления. Хотя он приблизился к нахождению абсолютного нуля — теоретической температуры, при которой объем воздуха в его воздушном термометре уменьшится до нуля (оцененной им как −240° по шкале Цельсия ), [6] открытие не было завершено, по крайней мере, столетие спустя.
Гийом Амонтон также является изобретателем двигателя, работающего на горячем воздухе . [7] В 1699 году он построил свой первый двигатель, более чем на столетие раньше, чем известный двигатель Стирлинга. [8] Этот двигатель, названный Амонтон «огненной мельницей» ( moulin à feu ), следовал новому термодинамическому циклу, который позже стал известен как цикл Стирлинга.
Огневая мельница представляет собой колесо, которое использует расширение нагретого воздуха для создания движущей силы. Расчетная мощность огневой мельницы Амонтона составляла 39 л. с., что равно мощности самых мощных двигателей горячего воздуха 19 века (за исключением «теплового двигателя» Эрикссона [9] ). Главным отличием двигателя Амонтона от двигателей горячего воздуха 19 века была природа поршня (Амонтоны использовали воду) и использование вращательного движения вместо попеременного.
В 1699 году Амонтон опубликовал свое повторное открытие законов трения, впервые выдвинутых Леонардо да Винчи . [10] Хотя они были восприняты с некоторым скептицизмом, законы были проверены Шарлем-Огюстеном де Кулоном в 1781 году. [11] За этот вклад Амонтон был назван Дунканом Доусоном одним из 23 «Людей трибологии» . [12]
Законы трения Амонтона-Кулона : [13]
Первый и второй законы, которые были открыты Амонтоном, и третий закон, который был открыт позже Кулоном , называются законами трения Амонтона-Кулона . (Эти 3 закона применимы только к сухому трению; добавление смазки существенно изменяет трибологические свойства.)
Законы показаны на классическом примере кирпича, покоящегося на наклонной плоскости , где он находится в равновесии и, следовательно, неподвижен. Силе тяжести противостоит статическое трение , и по мере увеличения угла наклона плоскости кирпич в конечном итоге начнет двигаться вниз, поскольку сила тяжести преодолевает сопротивление трения.
Позже Кулон обнаружил отклонения от законов Амонтона в некоторых случаях. [14] В системах со значительной неоднородностью поля напряжений, поскольку локальное скольжение происходит до того, как вся система начнет скользить, законы Амонтона не выполняются макроскопически. [15]
