Бенджамин Томпсон

Не путать с Бенджамином Томпсоном . Чтобы узнать о других людях по имени Бенджамин Томпсон, см. Бенджамин Томпсон (значения) .

Сэр Бенджамин Томпсон, граф Рамфорд
Рожденный	( 1753-03-26 ) 26 марта 1753 г. Воберн, Массачусетс
Умер	21 августа 1814 г. ) ( 1814-08-21 ) ( 61 год Париж , Франция
Известный	Термодинамика
Награды	Медаль Копли (1792 г.) Медаль Румфорда (1800 г.)
Научная карьера
Поля	Физика
Подпись

Полковник сэр Бенджамин Томпсон, граф Рамфорд , ФРС (26 марта 1753 — 21 августа 1814) — британский военный офицер, учёный, изобретатель и дворянин американского происхождения. Он родился в Вобурне, штат Массачусетс , и поддерживал лоялистов во время американской войны за независимость , командуя королевскими американскими драгунами во время конфликта. После окончания войны в 1783 году Томпсон переехал в Лондон , где был признан за свои административные таланты и получил рыцарское звание от Георга III в 1784 году.

Плодовитый ученый и изобретатель, Томпсон также создал несколько новых военных кораблей проектов . Впоследствии он перешел в электорат Баварии и поступил на службу в баварское правительство, проведя серьезную реорганизацию баварской армии . Томпсон был вознагражден за свои усилия, став графом Священной Римской империи в 1792 году, а затем умер в Париже в 1814 году.

Ранние годы

Герб Бенджамина Томпсона

Томпсон родился в сельской местности Уоберн , в провинции Массачусетс-Бей , 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, торговцу 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.

Статуя Бенджамина Томпсона в Воберне, Массачусетс

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.

Картина Томаса Гейнсборо 1783 г.

Американская война за независимость

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 они заслужили местную известность благодаря разрушению церкви и кладбища с целью возведения форта Голгофа в Хантингтоне .

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» . Благодаря этому он прибыл в Лондон в конце войны с репутацией ученого.

Баварская зрелость

Руки Томпсона в роли рейхсграфа фон Румфорда

Пивной сад «Am Chinese Tower» в Английском саду в Мюнхене.

Баварская униформа, разработанная Бенджамином Томпсоном, также известным в Баварии как рейхсграф фон Румфорд.

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. 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 . 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.

Наука и техника

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, единственное средство 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 бедняков и рабочего класса, и именно в теме тепла и его использования он нашел наибольшее применение для своих усилий.

- Томас Мартин, Экспериментальные исследования Бенджамина Томпсона, графа Рамфорда

Опыты по теплу

Смотрите также: Теплопередача § История

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 . Далее он рассматривал это как доказательство 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. Эта идея вызвала серьезные возражения со стороны научного сообщества Джона Далтона. и Джон Лесли совершая особенно откровенные атаки. Для проверки утверждения Томпсона понадобилось бы оборудование, намного превосходящее все доступное с точки зрения точности и точности. Опять же, похоже, на него повлияли его богословские убеждения. и вполне вероятно, что он хотел предоставить воде привилегированный и провиденциальный статус в регулировании человеческой жизни.

Его считают основоположником метода приготовления пищи су-вид благодаря эксперименту с бараньей лопаткой. Этот метод он описал в одном из своих эссе.

Механический эквивалент тепла

Основная статья: Экспериментальное исследование источника тепла, возбуждаемого трением

См. Также: Механический эквивалент тепла.

Самая важная научная работа Рамфорда состоялась в Мюнхене и была сосредоточена на природе тепла, которое, как он утверждал в « Экспериментальном исследовании источника тепла, возбуждаемого трением » (1798 г.), не было 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. 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, казалось бы, бесконечное 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, она сыграла важную роль в установлении законов сохранения энергии в XIX веке, .

Теплотворное и холодильное излучение

, демонстрирующий отражение холода, он объяснил Эксперимент Пикте тем, что все тела испускают невидимые лучи, колебания эфирной жидкости. Он проводил эксперименты в поддержку своих теорий теплового и холодного излучения и сказал, что передача тепла представляет собой совокупный эффект тепловых (горячих) лучей, холодных (холодных) лучей и 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 способах его передачи» «Философские труды Королевского общества», начиная со стр. 112.

Изобретения и усовершенствования конструкции

Часть камина Рамфорда

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.

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. В результате создавался обтекаемый поток 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.

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 .

Промышленные печи

Разрез печи Румфорда с топливной камерой слева.

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.

Свет и фотометрия

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. 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.

Дальнейшая жизнь

Сатирическая карикатура Джеймса Гиллрея, показывающая лекцию Королевского института по пневматике, где Дэви держит сильфоны, а граф Румфорд наблюдает за ними (крайний справа). Доктор Гарнетт — лектор, держащий жертву за нос.

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 первым лектором. 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. Королевского института Эта традиция продолжается и по сей день, и рождественские лекции привлекают большую аудиторию благодаря телетрансляциям.

Бюст Бенджамина Томпсона, графа Рамфорда, в Рамфорде, Род-Айленд.

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 .

После нескольких романов и тесной дружбы с Мэри Темпл, виконтессой Пальмерстон, в 1804 году он женился на Мари-Анне Лавуазье , вдове великого французского химика Антуана Лавуазье . (Его американская жена Сара, которую он бросил в начале Американской революции, умерла в 1792 году.) Томпсон расстался со своей второй женой через три года, но поселился в Париже и продолжал научную работу до своей смерти 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.

Почести

• Полковник Королевских американских драгун .
• Посвящен в рыцари , 1784 г.
• Граф Священной Римской империи , 1791 год.
• кратер Рамфорд на Луне . Его именем назван
• Рамфорда Разрыхлитель (запатентован в 1859 году) назван в его честь и был изобретен бывшим профессором Рамфорда в Гарвардском университете Эбеном Нортоном Хорсфордом (1818–1893), соучредителем Rumford Chemical Works в Восточном Провиденсе, Род-Айленд.
• Кухня Рамфорда на Всемирной выставке в Чикаго , 1893 год.
• Его именем названа улица в центре Мюнхена.
• Рамфорд-стрит (и близлежащий Рамфорд-плейс) в Ливерпуле, Англия, названы так из-за столовой, построенной по плану графа Рамфорда, которая раньше располагалась на земле, прилегающей к Рамфорд-стрит.
• Польша-Литва : Орден Белого Орла (1789 г.).

Библиография

• Очерк каминов с дымоходами; С предложениями по их улучшению, экономии топлива, повышению благоустроенности и полезности жилых домов, а также эффективному предотвращению дымления дымовых труб. Иллюстрировано гравюрами (1796 г.).
• Собрание сочинений графа Румфорда, том I, «Природа тепла » (1968).
• Собрание сочинений графа Рамфорда, том II, «Практическое применение тепла» (1969).
• Собрание сочинений графа Румфорда, Том III, Приборы и методы (1969).
• Собрание сочинений графа Румфорда, Том IV, Свет и вооружение , (1970).
• Собрание сочинений графа Рамфорда, том V, Государственные учреждения (1970).

См. также

• История термодинамики

Ссылки

• Кардуэлл, DSL (1971). От Ватта до Клаузиуса: развитие термодинамики в раннеиндустриальную эпоху . Лондон: Хайнеманн. стр. 95–107. ISBN  0-435-54150-1 .
• Мартин, Т. (1951). «Экспериментальные исследования Бенджамина Томпсона, графа Румфорда» . Бюллетень Британского общества истории науки . 1 (6): 144–158). дои : 10.1017/S0950563600000567 . JSTOR   4024834 .

Дальнейшее чтение

• Брэдли, Д. (1967). Граф Рамфорд . Ван Ностранд. АСИН   B0000CM48T .
• Браун, Дж.И. (2001). Граф Рамфорд: Необыкновенная жизнь научного гения – ученого, солдата, государственного деятеля, шпиона . Издательство Саттон. ISBN  0-262-02138-2 .
• Браун, Южная Каролина (1962). Граф Рамфорд: выдающийся физик . Даблдэй и Ко.
• Браун, Южная Каролина (1981). Бенджамин Томпсон, граф Рамфорд . Кембридж, США: MIT Press. ISBN  0-262-02138-2 .
• Ларсен, Э. (1953). Американец в Европе: жизнь Бенджамина Томпсона, графа Рамфорда . Райдер. АСИН   B0000CII01 .
• Ортон, В. (2000). Забытое искусство строительства хорошего камина: история сэра Бенджамина Томпсона, графа Рамфорда, американского гения, и его принципы проектирования каминов, которые оставались неизменными в течение 174 лет . Алана К. Худа и компании Inc. ISBN  0-911469-17-6 .
• Воробей, WJ (1964). Рыцарь Белого Орла: биография сэра Бенджамина Томпсона, графа Рамфорда, 1753–1814 гг . Хатчинсон. АСИН   B0000CM48T .

Внешние ссылки

СМИ, связанные с Бенджамином Томпсоном, на Викискладе?

• Мир науки Эрика Вайсштейна. « Рамфорд, Бенджамин Томпсон ». (1753–1814)
• Доктор Хью К. Роулинсон « Вклад графа Рамфорда в домашнюю жизнь во времена Джейн Остин » Статья, в которой подробно описывается не только камин Рамфорда, но также жизнь и другие достижения Рамфорда.
• Работы Бенджамина Томпсона в Project Gutenberg
• Работы Бенджамина Томпсона или о нем в Internet Archive
• Биография Бенджамина Томпсона-младшего, написанная в 1868 году.
• Герб науки
• Место рождения и музей графа Рамфорда
• Веб-сайт каминов графа Рамфорда

Тексты в Wikisource:

• • « Набросок Бенджамина Томпсона (графа Рамфорда) », Popular Science Monthly , Vol. 9 июня 1876 г.
  • « Томпсон, Бенджамин (1754–1814) ». Словарь национальной биографии . 1885–1900.
  • « Рамфорд, Бенджамин Томпсон, граф ». Новая международная энциклопедия . 1905.
  • « Граф Рамфорд ». Справочник нового студента . 1914.