Гийом Амонтон (31 августа 1663 — 11 октября 1705) — французский изобретатель научных приборов и физик . Он был одним из пионеров в изучении проблемы трения , то есть сопротивления движению при контакте тел. Он также известен своими работами по термодинамике , концепции абсолютного нуля и ранним проектированием двигателей.
Гийом родился в Париже, Франция. Его отец был юристом из Нормандии , переехавшим во французскую столицу. [1] Еще будучи молодым, Гийом потерял слух и стал практически глухим. [2] По словам одного биографа, Фонтенель , изучая вечное движение , он убедился в важности изучения машин с математической точки зрения. [3] Он никогда не посещал университет , но смог изучать математику , физику и небесную механику . Он также проводил время, изучая навыки рисования , геодезии и архитектуры . Он умер в Париже , Франция .
Правительство поддерживало его исследовательскую карьеру , и он работал в различных проектах общественных работ .
Среди его вкладов в научные приборы были усовершенствования барометра ( 1695 г.), гигрометра (1687 г.) и термометра (1695 г.), особенно для использования этих инструментов в море. Он также продемонстрировал оптический телеграф и предложил использовать свою клепсидру [4] ( водяные часы ) для измерения времени на корабле в море .
Амонтонс 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 температурой холода и температурой кипения воды . [5] Это был существенный шаг на пути к последующим газовым законам и, в частности, к закону Гей-Люссака . Его работа привела его к предположению, что достаточное снижение температуры приведет к исчезновению давления. Хотя он и был близок к открытию абсолютного нуля — теоретической температуры, при которой объём воздуха в его воздушном термометре сведётся к нулю (оценённой им в −240° по шкале Цельсия ), [6] это открытие не было бы завершено, по крайней мере, столетие спустя.
Гийом Амонтон также является изобретателем двигателя горячего воздуха . [7] В 1699 году он построил свой первый двигатель, более чем на столетие раньше, чем знаменитый двигатель Стирлинга. [8] Этот двигатель, названный Амонтоном «огненной мельницей» ( moulin à feu ), работал по новому термодинамическому циклу, который позже стал известен как цикл Стирлинга.
Огненная мельница — это колесо, которое использует расширение нагретого воздуха для создания движущей силы. Расчетная мощность пожарной мельницы Амонтона составляла 39 л.с., что равнялось мощности самых мощных термовоздушных двигателей XIX века (за исключением «теплового двигателя» Эрикссона [9] ). Основным отличием двигателя Амонтона от двигателей с горячим воздухом XIX века была природа поршня (Амонтон использовал 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 приняты с некоторым скептицизмом, законы были проверены Шарлем-Огюстином де Куломбом в 1781 году . [11] За этот вклад Амонтон был назван одним из 23 «Людей трибологии» Дунканом Доусоном . [12]
Законы трения Амонтона-Кулона : [13]
Первый и второй законы, основанные Амонтоном, и третий закон, основанный позднее Кулоном , называются законами трения Амонтона-Кулона . (Эти три закона применимы только к сухому трению; добавление смазки значительно изменяет трибологические свойства.)
Законы показаны на классическом примере кирпича, лежащего 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 в некоторых случаях отклонения от законов Амонтона. [14] В системах со значительной неоднородностью поля напряжений, поскольку локальное скольжение происходит до скольжения всей системы, законы Амонтона не выполняются макроскопически. [15]
