Сэр Бенджамин Томпсон , граф Рамфорд , ФРС ( нем . Reichsgraf von Rumford ; 26 марта 1753 – 21 августа 1814) был британским физиком , родившимся в колониальном Массачусетсе , [1] и изобретателем , чьи проблемы установленной физической теории были частью Революция в термодинамике XIX века . Он служил подполковником Королевских американских драгун , входящих 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 получил рыцарское звание от короля Георга III . Плодовитый дизайнер, Томпсон также рисовал проекты военных кораблей. Позже он переехал в Баварию и поступил там на государственную службу, был назначен министром баварской армии и провел реорганизацию армии, а в 1792 году стал графом Священной Римской империи .
Томпсон родился в сельской местности Вобурн , в провинции Массачусетс-Бэй , 26 марта 1753 года; место его рождения сохранено как музей. Он получил образование в основном в деревенской школе, хотя иногда ходил почти за десять миль до Кембриджа со старшим Лоамми Болдуином , чтобы посетить лекции профессора Джона Уинтропа из Гарвардского колледжа . В возрасте 13 лет он поступил в ученики к Джону Эпплтону, купцу из соседнего Салема . Томпсон преуспел в своем ремесле и, впервые встретившись с утонченными и хорошо образованными людьми, перенял многие их характеристики, включая интерес к науке . Выздоравливая в Воберне в 1769 году от травмы, Томпсон провел эксперименты, касающиеся природы тепла , и начал переписываться по поводу них с Лоамми Болдуином и другими. Позже в том же году он несколько месяцев проработал у владельца магазина в Бостоне, а затем некоторое время, но безуспешно, поступил в ученики к врачу в Воберне.
Перспективы Томпсона в 1772 году были туманными, но в том же году они резко изменились. Он встретил, очаровал и женился на богатой вдове с хорошими связями, наследнице по имени Сара Рольф ( урожденная Уокер). Ее отец был министром, а покойный муж оставил ей имущество в Рамфорде, провинция Нью-Гэмпшир , которое сегодня находится на территории современного города Конкорд . Они переехали в Портсмут , и благодаря влиянию жены на губернатора он был назначен майором ополчения Нью-Гэмпшира . Их ребенок (также названный Сарой ) родился в 1774 году. [2]
Когда началась Война за независимость в США, Томпсон был человеком состоятельным и влиятельным в Новой Англии и выступал против восстания. Он активно вербовал лоялистов для борьбы с повстанцами . Это вызвало к нему неприязнь популярной партии, и толпа напала на дом Томпсона. Он бежал на британские позиции, бросив жену, как оказалось, навсегда. Томпсона приветствовали британцы, которым он предоставил ценную информацию об американских войсках и стал советником генерала Томаса Гейджа и лорда Джорджа Жермена .
В 1781 году основал лоялистское военное подразделение — Королевские американские драгуны , которое в основном служило на Лонг-Айленде в 1782 и начале 1783 года, где заслужило местную известность благодаря разрушению церкви и кладбища с целью возведения форта Голгофа в Хантингтоне . [3]
Работая с британской армией в Америке, он проводил эксперименты по измерению силы пороха , результаты которых получили широкое признание, когда были опубликованы в 1781 году в « Философских трудах Королевского общества» . [4] В силу этого он прибыл в Лондон в конце войны с репутацией ученого.
.jpg/1280px-Rumford_Tyroff_BY_2-05_(cropped_2).jpg)
.jpg/1280px-Uniform-Bilder_K%C3%B6niglich_Bayerisches_Infanterie-Regiment_Gro%C3%9Fherzog_Ernst_Ludwig_von_Hessen_003_(cropped).jpg)
В 1785 году он переехал в Баварию , где стал адъютантом курфюрста Карла Теодора . Он провел одиннадцать лет в Баварии, реорганизовывая армию и открывая работные дома для бедных. Он также изобрел суп Рамфорда , суп для бедных, [5] и наладил выращивание картофеля в Баварии. Он изучал методы приготовления пищи, отопления и освещения, в том числе относительную стоимость и эффективность восковых свечей , сальных свечей и масляных ламп . [6] По поручению принца Чарльза он создал Английский сад в Мюнхене в 1789 году; он существует и 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 , став рейхсграфом фон Румфордом (англ. Imperial Count of Rumford). Он взял имя «Рамфорд» в честь города Рамфорд, штат Нью-Гэмпшир, который был старым названием Конкорда , где он был женат. [8]
Бенджамин Томпсон... имеет множество претензий на интерес историка науки. ... Он основал Королевское учреждение... Его методы сохранения тепла и экономии топлива, его конструкции печей, каминов и кухонной утвари широко использовались при его жизни. С ним консультировались по вопросам планировки кухонь в больницах и учреждениях... Он научил своих современников признавать огонь, разводимый на открытом очаге, единственном средстве домашнего отопления и приготовления пищи, с которым они были знакомы, за неэффективное и расточительное приспособление это действительно было. Он придерживался самых просвещенных взглядов, ... намного опережавших свое время, на растрату топлива и вред загрязнения атмосферы в городах. ... Постоянной заботой Румфорда ... было применение научных принципов для улучшения участи бедных и рабочих классов, и именно в теме тепла и его использования он нашел наибольшее применение для своих усилий. [9]
- Томас Мартин, Экспериментальные исследования Бенджамина Томпсона, графа Рамфорда
Его эксперименты с артиллерийским огнем и взрывчатыми веществами привели к интересу к теплу. Он разработал метод измерения удельной теплоемкости твердого вещества, но был разочарован, когда Йохан Вильке первым опубликовал свое параллельное открытие.
Затем Томпсон исследовал изоляционные свойства различных материалов , включая мех , шерсть и перья . Он правильно оценил, что изоляционные свойства этих природных материалов обусловлены тем, что они препятствуют конвекции воздуха . Затем он сделал несколько безрассудный и неправильный вывод, что воздух и, по сути, все газы являются совершенными непроводниками тепла . [10] [11] Далее он рассматривал это как свидетельство аргумента замысла , утверждая, что божественное провидение устроило мех на животных таким образом, чтобы гарантировать их комфорт.
В 1797 году он распространил свое утверждение о непроводимости на жидкости. [12] Эта идея вызвала серьезные возражения со стороны научного сообщества, особенно откровенные нападки со стороны Джона Далтона [13] и Джона Лесли [14] . Для проверки утверждения Томпсона понадобились бы инструменты, значительно превосходящие все доступные с точки зрения точности и точности. Опять же, похоже, на него повлияли его богословские убеждения [15] и вполне вероятно, что он хотел предоставить воде привилегированный и провиденциальный статус в регулировании человеческой жизни. [16]
Его считают основоположником метода приготовления пищи су-вид благодаря эксперименту с бараньей лопаткой. Этот метод он описал в одном из своих эссе. [17]
Самая важная научная работа Рамфорда состоялась в Мюнхене и была сосредоточена на природе тепла, которая, как он утверждал в « Экспериментальном исследовании источника тепла, возбуждаемого трением » (1798 г.), не была калорийностью современных научных исследований. мышление, но форма движения . Румфорд наблюдал тепло трения, выделяемое сверлильными пушками на арсенале в Мюнхене. Румфорд погрузил ствол пушки в воду и приспособил специально затупленный расточный инструмент. [18] Он показал, что воду можно вскипятить примерно за два с половиной часа и что запас тепла трения кажется неисчерпаемым. Румфорд подтвердил, что в материале пушки не произошло никаких физических изменений, сравнив удельную теплоемкость обработанного и оставшегося материала.
Румфорд утверждал, что кажущееся неограниченным выделение тепла несовместимо с теорией теплорода. Он утверждал, что единственное, что сообщается стволу, — это движение.
Рамфорд не предпринял никаких попыток дополнительно определить количество выделяемого тепла или измерить механический эквивалент тепла. Хотя эта работа была встречена враждебно, впоследствии, в XIX веке, она сыграла важную роль в установлении законов сохранения энергии .
Эксперимент Пикте , демонстрирующий отражение холода, он объяснил тем, что все тела испускают невидимые лучи, колебания эфирной жидкости . [19] Он проводил эксперименты в поддержку своих теорий теплового и холодного излучения и сказал, что передача тепла представляет собой совокупный эффект тепловых (горячих) лучей и холодных (холодных) лучей, а также лучей, испускаемых объектом. Когда объект поглощает излучение более теплого объекта (тепловые лучи), его температура повышается, а когда он поглощает излучение более холодного объекта (холодные лучи), его температура падает. См. примечание 8, «Исследование о природе тепла и способе его передачи», «Философские труды Королевского общества», начиная со страницы 112. [ нужна полная цитата ]
Томпсон был активным и плодовитым изобретателем, разрабатывавшим усовершенствования для дымоходов, каминов и промышленных печей, а также изобретавший пароварку, кухонную плиту и кофеварку примерно между 1810 и 1814 годами . Он изобрел кофейник с просачивающимся кофе после своей новаторской работы в баварской армии, где он улучшил рацион солдат, а также их одежду. [20]
Камин Рамфорда произвел фурор в Лондоне, когда он представил идею ограничения отверстия дымохода для увеличения восходящей тяги, что было гораздо более эффективным способом обогрева помещения, чем более ранние камины. Он и его рабочие модифицировали камины, вставив в очаг кирпичи, чтобы боковые стены были наклонены, и добавили дроссель в дымоход, чтобы увеличить скорость воздуха, поднимающегося по дымоходу. Эффект заключался в создании обтекаемого потока воздуха, поэтому весь дым поднимался в дымоход, а не задерживался и попадал в комнату. Это также привело к увеличению эффективности огня и дало дополнительный контроль над скоростью сгорания топлива, будь то древесина или уголь . Многие модные лондонские дома были переоборудованы по его указаниям и стали свободными от курения. [20]
Томпсон стал знаменитостью, когда распространились новости о его успехе. Его работа также была очень прибыльной, и ей много подражали, когда он опубликовал свой анализ работы дымоходов. Во многом он был похож на Бенджамина Франклина , который также изобрел новый вид отопительной печи.
Сохранение тепла было постоянной темой в его работах, поскольку ему также приписывают изобретение термобелья . [21]
Томпсон также значительно улучшил конструкцию печей, используемых для производства негашеной извести , и вскоре печи Рамфорда стали строиться по всей Европе. Ключевое нововведение заключалось в отделении горящего топлива от известняка, чтобы известь, образующаяся в результате нагрева печи, не загрязнялась золой от огня.
Румфорд занимался фотометрией — измерением света. Он изготовил фотометр и ввел стандартную свечу , предшественницу канделы , как единицу силы света . Его стандартная свеча была изготовлена из жира кашалота по строгим спецификациям. [22] Он также опубликовал исследования «иллюзорных» или субъективных дополнительных цветов, вызванных тенями, создаваемыми двумя источниками света, белым и цветным; эти наблюдения были процитированы и обобщены Мишелем-Эженом Шеврёлем как его «закон одновременного цветового контраста» в 1839 году. [23]
После 1799 года он делил свое время между Францией и Англией. Вместе с сэром Джозефом Бэнксом он основал Королевский институт Великобритании в 1799 году . Пара выбрала сэра Хамфри Дэви в качестве первого лектора. Учреждение процветало и стало всемирно известным благодаря новаторским исследованиям Дэви. Его помощник Майкл Фарадей основал Институт как ведущую исследовательскую лабораторию, а также заслуженно прославился серией публичных лекций, популяризирующих науку. Эта традиция продолжается и по сей день, и рождественские лекции Королевского института привлекают большую аудиторию благодаря телетрансляциям.
Томпсон учредил медали Рамфорда Королевского общества и Американской академии искусств и наук , а также выделил Рамфордскую кафедру физики в Гарвардском университете . В 1803 году он был избран иностранным членом Шведской королевской академии наук и членом Американского философского общества . [24]
После нескольких романов и тесной дружбы с Мэри Темпл, виконтессой Пальмерстон, [25] в 1804 году он женился на Мари-Анн Лавуазье , вдове великого французского химика Антуана Лавуазье . (Его американская жена Сара, которую он бросил в начале Американской революции, умерла в 1792 году.) [26] Томпсон расстался со своей второй женой через три года, но поселился в Париже и продолжал свою научную работу до тех пор, пока не смерть 21 августа 1814 года. Томпсон похоронен на небольшом кладбище Отей в Париже, прямо напротив Адриана-Мари Лежандра . После его смерти его дочь от первого брака Сара Томпсон унаследовала его титул графини Рамфорд.
Польша-Литва : Орден Белого Орла (1789 г.).{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
СМИ, связанные с Бенджамином Томпсоном, на Викискладе?
Тексты в Wikisource: