Алессандро Вольта

Итальянский физик и химик (1745–1827)

Алессандро Вольта
Рожденный( 1745-02-18 )18 февраля 1745 г.
Умер5 марта 1827 г. (1827-03-05)(82 года)
Комо, Ломбардия-Венеция , Австрийская империя
Национальностьитальянский
Известный
СупругТереза ​​Перегрини
Дети3 сына
Награды
Научная карьера
ПоляФизика и химия

Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Вольта ( / ˈ v l t ə , ˈ v ɒ l t ə / , итал . [alesˈsandro ˈvɔlta] ; 18 февраля 1745 — 5 марта 1827) — итальянский физик и химик , пионер электричества и мощности [1] [2] [3] и считается изобретателем электрической батареи и первооткрывателем метана . Он изобрел вольтов столб в 1799 году и сообщил о результатах своих экспериментов в двухчастном письме президенту Королевского общества [4] [5] , которое было опубликовано в 1800 году [6]. С помощью этого изобретения Вольта доказал, что электричество можно получать химическим путём, и развенчал распространённую теорию о том, что электричество вырабатывается исключительно живыми существами. Изобретение Вольта вызвало большой научный резонанс и побудило других проводить подобные эксперименты, что в конечном итоге привело к развитию области электрохимии . [5]

Вольта вызвал восхищение у Наполеона Бонапарта своим изобретением и был приглашен в Институт Франции , чтобы продемонстрировать свое изобретение членам института. На протяжении всей своей жизни Вольта пользовался определенной близостью с императором, который оказывал ему многочисленные почести. [7] Вольта занимал кафедру экспериментальной физики в Университете Павии почти 40 лет и был широко боготворим своими студентами. [7] Несмотря на свой профессиональный успех, Вольта был склонен к домашней жизни, и это стало более очевидным в его последние годы, когда он имел тенденцию жить уединенно от общественной жизни и больше ради своей семьи. Он умер в 1827 году от серии болезней, которые начались в 1823 году. [7] Единица электрического потенциала СИ названа вольтом в его честь.

Ранняя жизнь и брак

Вольта родился в Комо , городе на севере Италии , 18 февраля 1745 года. Его отец, Филиппо Вольта, был дворянского происхождения. Его мать, Донна Маддалена, происходила из семьи Индзаги. [8] В 1794 году Вольта женился на аристократке, также родом из Комо, Терезе Перегрини, с которой он воспитал троих сыновей: Занино, Фламинио и Луиджи.

Карьера

В 1774 году он стал профессором физики в Королевской школе в Комо. Год спустя он усовершенствовал и популяризировал электрофорус , устройство, которое производило статическое электричество . Его продвижение было настолько обширным, что ему часто приписывают его изобретение, хотя машина, работающая по тому же принципу, была описана в 1762 году шведским экспериментатором Йоханом Вильке . [1] [9] В 1777 году он путешествовал по Швейцарии, где подружился с Г. Б. де Соссюром .

В период с 1776 по 1778 год Вольта изучал химию газов. Он исследовал и открыл метан после прочтения статьи Бенджамина Франклина из США о «горючем воздухе». В ноябре 1776 года он нашел метан в болотах Анджеры на озере Маджоре [ 10] и к 1778 году ему удалось выделить его. [11] Он придумал эксперименты, такие как воспламенение метана электрической искрой в закрытом сосуде.

Вольта также изучал то, что мы сейчас называем электрической емкостью , разрабатывая отдельные средства для изучения как разности электрических потенциалов ( V ), так и заряда ( Q ), и обнаружив, что для данного объекта они пропорциональны. [12] Это называется законом емкости Вольта, и для этой работы единица электрического потенциала была названа вольтом. [12]

В 1779 году он стал профессором экспериментальной физики в Университете Павии , и занимал эту кафедру почти 40 лет. [7] Лекции Вольты были настолько переполнены студентами, что последующий император Иосиф II приказал построить (на основе проекта Леопольда Поллака ) новый «физический театр», сегодня «Aula Volta». [13] Кроме того, император предоставил Вольте значительное финансирование для оснащения физического кабинета приборами, купленными Вольтой в Англии и Франции. В Музее истории университета Павии их насчитывается 150, которыми пользовался Алессандро Вольта. [14] [15]

Вольта и Гальвани

Батарея Вольта в музее Темпио Вольтиано , Комо

Луиджи Гальвани , итальянский физик, открыл то, что он назвал «животным электричеством», когда два разных металла были соединены последовательно с лапкой лягушки и друг с другом. Вольта понял, что лапка лягушки служила как проводником электричества (то, что мы сейчас называем электролитом ) , так и детектором электричества. Он также понял, что лапки лягушки не имели отношения к электрическому току , который был вызван двумя разными металлами. [16] Он заменил лапку лягушки пропитанной рассолом бумагой и обнаружил поток электричества другими способами, знакомыми ему по его предыдущим исследованиям. Таким образом, он открыл электрохимический ряд и закон, согласно которому электродвижущая сила (ЭДС) гальванического элемента , состоящего из пары металлических электродов, разделенных электролитом, равна разнице между их двумя электродными потенциалами (таким образом, два одинаковых электрода и общий электролит дают нулевую чистую ЭДС). Это можно назвать законом Вольты электрохимического ряда.

В 1800 году в результате профессионального разногласия по поводу гальванического отклика, пропагандируемого Гальвани, Вольта изобрел вольтов столб , раннюю электрическую батарею , которая производила постоянный электрический ток. [17] Вольта определил, что наиболее эффективная пара разнородных металлов для производства электричества — это цинк и медь . Первоначально он экспериментировал с отдельными ячейками последовательно, каждая ячейка представляла собой винный кубок, наполненный рассолом , в который были погружены два разнородных электрода. Вольтов столб заменил кубки картоном, пропитанным рассолом.

Ранняя батарея

Вольтов столб

Объявляя о своем открытии вольтова столба, Вольта отдал дань уважения влиянию Уильяма Николсона , Тиберия Кавалло и Авраама Беннета . [18]

Батарея, созданная Вольта, считается одним из первых электрохимических элементов. Она состоит из двух электродов: один из цинка , другой из меди . Электролитом является либо серная кислота, смешанная с водой, либо форма соляного раствора . Электролит существует в форме 2 H + и SO2−4. Металлический цинк, который стоит выше в электрохимическом ряду , чем медь и водород, окисляется до катионов цинка (Zn 2+ ) и создает электроны, которые перемещаются к медному электроду. Положительно заряженные ионы водорода ( протоны ) захватывают электроны с медного электрода, образуя пузырьки газообразного водорода, H 2 . Это делает цинковый стержень отрицательным электродом, а медный стержень положительным электродом. Таким образом, есть два вывода, и электрический ток будет течь, если они соединены. Химические реакции в этом гальваническом элементе следующие:

Цинк:
Zn → Zn2 + + 2e
Серная кислота:
+ + 2е → Н 2

Металлическая медь не реагирует, а действует как катализатор для образования газообразного водорода и электрод для электрического тока. Анион сульфата ( SO2−4) также не вступает в химическую реакцию, а перемещается к цинковому аноду, чтобы компенсировать заряд образующихся там катионов цинка. Однако у этой ячейки есть и некоторые недостатки. Она небезопасна в обращении, так как серная кислота, даже разбавленная, может быть опасной. Кроме того, мощность ячейки со временем уменьшается, поскольку газообразный водород не выделяется. Вместо этого он накапливается на поверхности медного электрода и образует барьер между металлом и раствором электролита.

Последние годы и выход на пенсию

В 1801 году Вольта объясняет Наполеону принцип действия «электрического столба» .

В 1809 году Вольта стал ассоциированным членом Королевского института Нидерландов . [19] В честь его работы в 1810 году Наполеон Бонапарт пожаловал Вольте титул графа. [1]

В 1819 году Вольта вышел на пенсию и поселился в своем поместье в Камнаго, frazione Комо , Италия , которое теперь называется «Камнаго Вольта» в его честь. Он умер там 5 марта 1827 года, сразу после своего 82-го дня рождения. [20] Останки Вольты были захоронены в Камнаго Вольта. [21]

Наследие

Наследие Вольты отмечено мемориалом Темпио Вольтиано , расположенным в общественных садах у озера. Также в его честь был построен музей, в котором экспонируется часть оборудования, которое Вольта использовал для проведения экспериментов. [22] Рядом находится Вилла Ольмо , в которой размещается Фонд Вольтиана, организация, содействующая научной деятельности. Вольта проводил свои экспериментальные исследования и создавал свои первые изобретения недалеко от Комо. [23]

Леопольдо Поллак , Аула Вольта, 1787, Старый кампус Университета Павии

В старом кампусе университета Павии находится классная комната (Aula Volta), заказанная императором Иосифом II Леопольдо Поллаку в 1787 году для лекций Алессандро Вольты, [13] а в Музее истории университета находится множество научных приборов, принадлежавших Вольте, а также его стул и доска. [14]

Его изображение было изображено на итальянской банкноте достоинством 10 000 лир (1990–1997) вместе с эскизом его гальванического элемента. [24]

В конце 2017 года компания Nvidia анонсировала новую микроархитектуру графических процессоров , ориентированную на рабочие станции, под названием Volta .

Вид электрического угря Electrophorus voltai , описанный в 2019 году и являющийся самым мощным производителем биоэлектричества в природе, был назван в честь Вольта. [25]

Религиозные убеждения

Вольта был воспитан как католик и всю свою жизнь продолжал придерживаться своей веры. [26] Поскольку он не был рукоположен в сан священника, как ожидала его семья, его иногда обвиняли в нерелигиозности, и некоторые люди строили предположения о его возможном неверии, подчеркивая, что «он не присоединился к Церкви», [27] или что он фактически «игнорировал призыв церкви». [28] Тем не менее, он развеял сомнения в декларации веры, в которой сказал:

Стул и доска Алессандро Вольта, Музей истории университета Павии

Я не понимаю, как кто-либо может сомневаться в искренности и постоянстве моей привязанности к религии, которую я исповедую, римской, католической и апостольской религии, в которой я родился и вырос, и которую я всегда исповедовал, внешне и внутренне. Я действительно, и слишком часто, терпел неудачу в выполнении тех добрых дел, которые являются признаком католического христианина, и был виновен во многих грехах: но по особой милости Божией я никогда, насколько мне известно, не колебался в своей вере... В этой вере я признаю чистый дар Божий, сверхъестественную благодать; но я не пренебрегал теми человеческими средствами, которые подтверждают веру и ниспровергают сомнения, которые порой возникают. Я внимательно изучал основания и основу религии, труды апологетов и нападающих, доводы за и против, и могу сказать, что результатом такого изучения является облечение религии в такую ​​степень вероятности, даже по чисто естественной причине, что всякий дух, не испорченный грехом и страстью, всякий благородный по природе дух должен любить и принимать ее. Пусть это исповедание, которое было испрошено у меня и которое я охотно даю, записанное и подписанное моей собственной рукой, с полномочиями показывать его кому угодно, ибо я не стыжусь Евангелия, пусть оно принесет добрые плоды! [29] [30]

Публикации

Титульная страница De vi attractiva ignis electrici
  • De vi attractiva ignis electrici, ac phaenomenis inde pendentibus [ Сила притяжения электрического огня и возникающие в результате явления ] (на латыни). Ново Коми: Typis Octavii Staurenghi. 1769. OCLC  1419897.

Менее известные коллекции

  • Briefe über thierische elektricität (1900) ( Письма о тирическом электричестве , доступно в библиотеках Worldcat.org, Лейпциг, В. Энгельманн, издатель)
  • Untersuchungen über den Galvanismus , 1796-1800 ( Исследования гальванизма , доступны в библиотеках Worldcat.org)
  • Del modo di render sensibilissima la più debole elettricità sia naturale, sia Artificiale ( О методе приведения в чувство самого слабого естественного или искусственного электричества Александр Вольта, профессор экспериментальной философии в Комо и т. д. Прочитано в Королевском обществе, 14 марта 1782 г.) , хранится в библиотеках WorldCat)

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Pancaldi, Giuliano (2003). Volta, Science and Culture in the Age of Enlightenment. Princeton Univ. Press. ISBN 978-0-691-12226-7.
  2. ^ Альберто Джильи Берзолари, «Учение Вольты в Комо и Павии» - Nuova ultiana
  3. Зал славы Эдисона.
  4. ^ "Вехи: изобретение электрической батареи Вольта, 1799". ETHW . 12 февраля 2020 . Получено 4 декабря 2021 .
  5. ^ ab "Enterprise and electrolysis". rsc.org . Королевское химическое общество . Получено 18 февраля 2015 г. .
  6. Вольта, Алессандро (20 марта 1800 г.). Бэнкс, Джозеф (ред.). «Об электричестве, возбуждаемом простым контактом проводящих веществ разных видов». Philosophical Transactions of the Royal Society (на французском языке). 90 : 403–431. doi :10.1098/rstl.1800.0018.
  7. ^ abcd Манро, Джон (1902). Пионеры электричества; или, Короткая жизнь великих электриков. Лондон: The Religious Tract Society. С. 89–102.
  8. ^ "Жизнь и творчество". Alessandrovolta.info . Комо, Италия: Editoriale srl. Архивировано из оригинала 21 февраля 2015 года . Получено 18 февраля 2015 года .
  9. ^ Джо. Карл Вильке (1762) «Ytterligare rön och försök om contraira electriciteterne vid laddningen och därtil hörande delar» (Дополнительные открытия и эксперименты по противоположным электрическим зарядам, [которые создаются] во время зарядки, и связанные с ними части) Kongliga Svenska Vetenskaps Academiens Handlingar (Труды ) Шведской королевской академии наук), том. 23, страницы 206–229, 245–266.
  10. ^ Алессандро Вольта, Lettere del Signor Don Alessandro Volta ... Sull' Aria Inflammabile Nativa delle Paludi [Письма синьора Дона Алессандро Вольты ... на горючем родном воздухе болот] (Милан, (Италия): Джузеппе Марелли, 1777 г. ).
  11. ^ Метан. BookRags . Получено 26 января 2012 г.
  12. ^ ab Williams, Jeffrey Huw (2014). Определение и измерение природы: создание всех вещей. Morgan & Claypool. ISBN 978-1-627-05278-8.
  13. ^ аб "Аула Вольта". Луоги Вольтиани . Проверено 21 августа 2022 г.
  14. ^ аб "Сала Вольта". Музей Унипв . Проверено 21 августа 2022 г.
  15. ^ "Габинетто Физико". Луоги Вольтиани . Проверено 21 августа 2022 г.
  16. ^ Прайс, Дерек ДеСолла (1982). На грани завтрашнего дня: рубежи науки . Вашингтон, округ Колумбия: Национальное географическое общество. С. 16–17.
  17. ^ Роберт Рутледж (1881). Популярная история науки (2-е изд.). G. Routledge and Sons. стр. 553.
  18. ^ Эллиотт, П. (1999). «Авраам Беннет, FRS (1749–1799): провинциальный электрик в Англии восемнадцатого века» (PDF) . Заметки и записи Лондонского королевского общества . 53 (1): 59–78. doi :10.1098/rsnr.1999.0063. S2CID  144062032. Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 г.[ постоянная мертвая ссылка ]
  19. ^ "Alessandro GAA Volta (1745–1827)". Королевская Нидерландская академия искусств и наук. Архивировано из оригинала 3 сентября 2015 года . Получено 20 июля 2015 года .
  20. ^ "Volta". Институт химии – Иерусалим. Архивировано из оригинала 8 апреля 2009 года . Получено 1 мая 2009 года .
  21. Для фотографии его могилы и других мест в Вольте см. «Места обитания Вольты» . Получено 20 июня 2009 г. [ мертвая ссылка ]
  22. ^ Грэм-Камминг, Джон (2009). «Темпио Вольтиано, Комо, Италия». Geek Atlas: 128 мест, где оживают наука и технологии . O'Reilly Media. стр. 95. ISBN 9780596523206.
  23. ^ "Villa Olmo". centrovolta.it . Архивировано из оригинала 10 февраля 2009 года.
  24. ^ Десмонд, Кевин (2016). Новаторы в области аккумуляторных технологий: профили 95 влиятельных электрохимиков. Макфарланд. стр. 235. ISBN 9781476622781.
  25. ^ de Santana, C. David; Crampton, William GR; et al. (10 сентября 2019 г.). «Неожиданное видовое разнообразие электрических угрей с описанием самого сильного живого генератора биоэлектричества». Nature Communications . 10 (1): 4000. Bibcode :2019NatCo..10.4000D. doi :10.1038/s41467-019-11690-z. ISSN  2041-1723. PMC 6736962 . PMID  31506444. 
  26. ^ "Gli scienziati cattolici che hanno fatto lItalia (Католические учёные, создавшие Италию)" . Зенит. Архивировано из оригинала 16 апреля 2013 года.
  27. ^ Адам-Харт Дэвис. (2012). Инженеры . Penguin. стр. 138
  28. ^ Майкл Брайан Шиффер (2003), Нарисуйте молнию: Бенджамин Франклин и электротехника в эпоху Просвещения . Издательство Калифорнийского университета. стр. 55
  29. ^ Кнеллер, Карл Алоиз, Христианство и лидеры современной науки; вклад в историю культуры в девятнадцатом веке (1911), стр. 117–118
  30. ^ Алессандро Вольта. 1955. Эпистоларио, Том 5 . Заничелли. п. 29
  • Herbermann, Charles, ed. (1913). "Alessandro Volta"  . Католическая энциклопедия . Нью-Йорк: Robert Appleton Company.
  • Вольта и «Пайл»
  • Алессандро Вольта Архивировано 2 января 2010 г. на Wayback Machine
  • Граф Алессандро Вольта
  • Чисхолм, Хью , ред. (1911). "Вольта, Алессандро"  . Encyclopaedia Britannica . Том 28 (11-е изд.). Cambridge University Press. стр. 198.
  • История электротехнических установок.
  • Жизнь Алессандро Вольта: Биография; Изобретения; Факты
  • Алессандро Вольта | Биография, факты, батарея и изобретение | Britannica
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Alessandro_Volta&oldid=1251112390"