Hugh Longbourne Callendar
Físico británico

Hugh Longbourne Callendar
Nacido18 de abril de 1863
Hatherop , Inglaterra
Fallecido21 de enero de 1930 (66 años)
Ealing , Inglaterra
CónyugeVictoria María Stewart
Niños4, incluido Guy Stewart Callendar
PremiosMedalla y premio Duddell
Medalla Rumford
Carrera científica
CamposTermodinámica
Medición de temperatura
Climatología
Imágenes de rayos X
InstitucionesUniversidad de Cambridge

Colegio Royal Holloway
Universidad McGill

Colegio Real de Ciencias

Hugh Longbourne Callendar FRS (18 de abril de 1863 - 21 de enero de 1930) fue un físico británico conocido por sus contribuciones en las áreas de termometría y termodinámica . [1]

Callendar fue el primero en diseñar y construir un termómetro de resistencia de platino preciso y adecuado para su uso, lo que permitió a los científicos e ingenieros obtener resultados consistentes y precisos . [1] Realizó experimentos e investigó la termodinámica, produciendo y publicando tablas confiables sobre las propiedades termodinámicas del vapor utilizadas para los cálculos. [2] Callendar trabajó con múltiples instituciones durante la Primera Guerra Mundial , ayudando a investigar y desarrollar herramientas útiles para la Armada . [1]

Callendar recibió premios como la Medalla James Watt de la Institución de Ingenieros Civiles (1898) y la Medalla Rumford (1906). [3] Fue elegido miembro de la Royal Society , y más tarde miembro de la Physical Society de Londres . Callendar también fue nominado al Premio Nobel de Física en tres ocasiones. [1]

Murió en su casa de Ealing , después de una operación en 1930. [4]

Nacimiento y educación

Callendar nació en Hatherop , Gloucestershire, como el hijo mayor del reverendo Hugh Callendar, un rector anglicano local , y Anne Cecilia Longbourne. [5] Fue bautizado en la iglesia de su padre el 24 de mayo de 1863. [4] Su padre murió en 1867. Callendar desarrolló sus habilidades en idiomas y matemáticas desde una edad temprana con la ayuda de un tutor privado, construyendo múltiples dispositivos como bobinas de inducción y generadores , y aprendiendo por sí mismo el código Morse a los 10 años . [4] A los 11 años, Callendar comenzó su educación en el Marlborough College , donde participó en fútbol y representó a la universidad tanto en tiro como en gimnasia . [1] [4]

Callendar comenzó a estudiar en el Trinity College de Cambridge en 1882, obteniendo un título con honores de primera clase en Estudios Clásicos en 1884 y se graduó como el 16º Wrangler con honores de primera clase en matemáticas en 1885. [2] En 1885 comenzó a estudiar física experimental en el Laboratorio Cavendish con el físico JJ Thomson , sin experiencia práctica ni conocimientos de física . [6] Aquí desarrolló su tesis sobre la termometría del platino y en 1886 se convirtió en miembro del Trinity. [7] Mientras estaba en Cambridge, inventó un nuevo sistema de taquigrafía para escribir rápidamente, que JJ Thomson aprendió y utilizó. [6]

Vida familiar y personal

Se casó con Victoria Mary Stewart, a quien conoció en Cambridge, en 1894 en Inglaterra. [4] Tuvieron una hija, Cecil (1895), y tres hijos, Guy Stewart Callendar (1898), Leslie Hugh (1896) y Maxwell Victor (1905). Guy Stewart propuso el efecto de las emisiones de dióxido de carbono sobre el clima , conocido como "el efecto Callendar". [2]

Uno de los intereses de Callendar era el automovilismo. Realizó investigaciones sobre motores de combustión interna y compró una motocicleta en 1902, que modificó y mejoró él mismo. [4] En 1904 compró y modificó un automóvil para usarlo en viajes familiares por Inglaterra. [4] Otros intereses y pasatiempos de Hugh incluían la astronomía , el estudio de la naturaleza, el tiro competitivo, la gimnasia , el fútbol , ​​el tenis y la artesanía, incluida la mecánica automotriz. Publicó una serie de obras sobre lo que llamó "taquigrafía cursiva" [8] [9] y escribió sobre la reforma ortográfica inglesa.

Carrera

Termometría de resistencia

Antes del trabajo de Callendar en el área de la termometría , no existía un instrumento para medir la temperatura de manera precisa y confiable. El termómetro de gas era el estándar para la escala de temperatura en ese momento. Estos dispositivos tenían limitaciones significativas en cuanto a su confiabilidad y practicidad, ya que eran costosos y grandes. [10] El termómetro de mercurio también se usaba para medir la temperatura, aunque tenía un rango restringido y a menudo era demasiado frágil para su uso. [10]

En el Laboratorio Cavendish, Thomson aconsejó a Callendar que estudiara la termometría de resistencia metálica . [4] Werner von Siemens fue el primero en proponer el uso de un detector de temperatura de resistencia de platino en 1860, aunque las lecturas de su instrumento eran inestables. [2] Callendar desarrolló una ecuación para la resistencia del metal en función de la temperatura, que era precisa dentro del 1% de 0 a 600 °C. [2] Esta ecuación se utilizó para desarrollar una escala estándar de temperatura , que luego fue aceptada por el Comité de Normas Eléctricas en 1899 para ser utilizada internacionalmente. [2] [11] En 1886 había desarrollado un diseño para un termómetro de resistencia de platino preciso, corrigiendo los errores cometidos por Siemens. [4] El termómetro medía temperaturas con una precisión de -190 °C a 660 °C. Sus resultados fueron elogiados por JJ Thomson por proporcionar una nueva herramienta que "podía determinar temperaturas con una facilidad y precisión nunca antes obtenidas". [6] Callendar mejoró el rango térmico de su termómetro de platino desde -200 °C hasta 1000 °C. [4] [10] Su diseño fue sometido a pruebas rigurosas en el Laboratorio Nacional de Física , que confirmaron la confiabilidad del termómetro. [10]

El termómetro de platino de Callendar se podía utilizar para medir el punto de fusión de los metales, lo que permitió su uso en la aleación de metales . El aparato fue producido comercialmente por la Cambridge Instrument Company . [4] La producción de termómetros de platino modernos se basó en el modelo de Callendar con la precisión mejorada continuamente, como el platino más purificado y haciéndolos más pequeños. [11] Su trabajo en el termómetro de resistencia de platino dio paso al desarrollo del termómetro de gráfico rodante, que permite la medición de la temperatura climática a lo largo del tiempo. [1]

Aunque existen muchos otros métodos para medir la temperatura, los termómetros de resistencia de platino siguen utilizándose. Se emplean principalmente como dispositivos de calibración debido a sus altos niveles de precisión y estabilidad en el tiempo. [12]

Termodinámica

Ilustración de un calorímetro realizada por HL Callendar

Callendar dejó Cambridge y pasó dos años trabajando como profesor de física en el Royal Holloway College de 1891 a 1893. [1] En 1893 comenzó en la Universidad McGill en Montreal , Canadá y fue asignado a la segunda Cátedra Macdonald en Física. [1] Leslie, Cecil y Guy nacieron durante este tiempo en McGill. Mientras estaba en McGill, Callendar realizó investigaciones sobre dos temas en el área de la termodinámica. El primero fue la investigación sobre máquinas de vapor junto con el profesor de ingeniería mecánica John Thomas Nicolson. [1] El segundo fue el estudio de unidades eléctricas y térmicas utilizando técnicas de calorimetría con Howard Turner Barnes . [1]

También estudió y publicó artículos sobre el calor de los gases . Calculó un punto de ebullición del azufre que estaba cuatro grados por debajo del valor aceptado hasta el momento. [2] El punto de ebullición del azufre en la Escala Internacional de Temperatura de 1927 y el valor de Callendar solo diferían en 0,07 °C. [2]

Trabajar en Steam

Callendar desarrolló una fórmula para el calor del vapor, expresándolo como una función de la presión y la temperatura, y la publicó en su primer artículo sobre termodinámica en 1900. [1] Pudo obtener resultados experimentales consistentes con su fórmula sobre múltiples propiedades termodinámicas. [1] A partir de esto, pudo desarrollar tablas sobre las propiedades termodinámicas del vapor para cálculos en ciencia e ingeniería. Esta fue una contribución importante, ya que no existía un conjunto estándar aceptado de tablas de vapor. Sus Tablas de vapor de Callendar se publicaron (1915, 1922, 1927) y también publicó Las propiedades del vapor y la teoría termodinámica de las turbinas en 1920. [5] [7] Los fabricantes de turbinas aceptaron y utilizaron las tablas de vapor de Callendar para inventar la maquinaria de vapor. [2]

Callendar y su hijo participaron en la primera Conferencia Internacional de Vapor que se celebró en 1929, cuyo objetivo era resolver las inconsistencias entre las tablas de vapor utilizadas a nivel mundial. [1] Después de la muerte de Callendar al año siguiente, su hijo Guy Stewart continuó trabajando en las propiedades del vapor. Publicó varios trabajos sobre el tema junto con el profesor Alfred Charles Glyn Egerton . [2]

Trabajo sobre calorimetría

En 1902, Callendar y Barnes desarrollaron el calorímetro de flujo continuo , utilizado para medir las propiedades de capacidad térmica de los líquidos. [2] Utilizaron su aparato para investigar la comparación de unidades eléctricas y térmicas , calculando un valor para una caloría que se compara muy de cerca con el valor aceptado actualmente. [2] El calorímetro de flujo continuo de Callendar fue mejorado aún más y luego utilizado en laboratorios para experimentos científicos e investigación. [1] Su aparato se utilizó ampliamente para la determinación de la capacidad térmica de líquidos y gases, así como para el estudio de gases de combustión . [13]

Otros trabajos

En 1896, Callendar fue el primero en Canadá en realizar experimentos con rayos X. El método produjo resultados satisfactorios que pudieron utilizarse para la obtención de imágenes en hospitales. [4]

Callendar también trabajó en combustibles más adelante en su carrera. Contribuyó a un artículo sobre la detonación de combustibles, que también incluía la autoignición nuclear , publicado en 1926. [2] En 1927 publicó otro artículo sobre la detonación de combustibles de parafina . [2]

Callendar inventó y publicó dos sistemas de taquigrafía: la taquigrafía cursiva en 1889 y la cursiva ortográfica en 1891.

Primera Guerra Mundial

Durante la Primera Guerra Mundial, Callendar fue consultor de la Junta de Invención e Investigación (BIR) . Trabajó principalmente con el organismo encargado de detectar y destruir submarinos . [1]

También fue miembro del Comité de Invenciones Aéreas (AIC), junto a su hijo Guy Stewart. Allí realizaron experimentos en equipos y motores de aeronaves mediante radiografía , localizando defectos y fracturas. [1]

Premios y honores

Callendar fue elegido miembro de la Royal Society en 1894. [2] Fue presidente de la Physical Society de Londres entre 1910 y 1912. [2] Fue nombrado Comandante del Imperio Británico ( CBE ) en 1920 por su trabajo durante la Primera Guerra Mundial. Recibió numerosos honores y premios, entre ellos:

El Instituto de Medición y Control otorga la Medalla Callendar cada año “por una contribución destacada al arte de los instrumentos o la medición”. [14]

Publicaciones

  • Callendar, Hugh Longbourne (1887). "Sobre la medición práctica de la temperatura: experimentos realizados en el laboratorio Cavendish, Cambridge". Philosophical Transactions of the Royal Society A . 178 : 161–230. doi : 10.1098/rsta.1887.0006 .
  • Callendar, Hugh Longbourne (1889). Manual de taquigrafía cursiva . Londres: Cambridge University Press.
  • Callendar, Hugh Longbourne (1889). Un sistema de ortografía fonética, adaptado al inglés . CJ Clay, Londres.
  • Callendar, Hugh Longbourne (1891). "Sobre la construcción de termómetros de platino". Revista filosófica y revista científica de Londres, Edimburgo y Dublín . 32 (194): 104–113. doi :10.1080/14786449108621400.
  • Callendar, Hugh Longbourne; Nicolson, John Thomas (1897). "Sobre la ley de condensación del vapor deducida a partir de mediciones de ciclos de temperatura en las paredes y el vapor en el cilindro de una máquina de vapor". Actas de las actas de la Institución de Ingenieros Civiles . 131 : 147–206. doi :10.1680/imotp.1898.19263.
  • Callendar, Hugh Longbourne (1899). "Notas sobre termometría de platino". Revista filosófica y revista científica de Londres, Edimburgo y Dublín . 47 (285): 191–222. doi :10.1080/14786449908621251.
  • Callendar, Hugh Longbourne; Barnes, Howard Turner (1900). "Nota sobre la variación del calor específico del agua entre 0° y 100°C". Physical Review . 10 (4): 202–214. doi :10.1103/PhysRevSeriesI.10.202.
  • Callendar, Hugh Longbourne (1902). "Calorimetría eléctrica continua". Philosophical Transactions of the Royal Society A . 199 (312–320): 55–148. doi : 10.1098/rsta.1902.0013 .
  • Callendar, Hugh Longbourne (1908). "Nota sobre el punto de ebullición del azufre". Actas de la Royal Society A . 81 (548): 363–366. doi : 10.1098/rspa.1908.0091 .
  • Callendar, Hugh Longbourne (1915). Tablas de vapor Callendar abreviadas: unidades centígradas . Londres: E. Arnold.
  • Callendar, Hugh Longbourne (1920). Las propiedades del vapor y la teoría termodinámica de las turbinas . Londres: E. Arnold.
  • Callendar, Hugh Longbourne (1921). Tablas de vapor Callendar abreviadas: unidades Fahrenheit . Londres: E. Arnold.

Referencias

  1. ^ abcdefghijklmnop Reif-Acherman, Simón (1 de agosto de 2015). "Entre la termodinámica y la termometría: la vida y los logros científicos de Hugh Longbourne Callendar". Física en perspectiva . 17 (3): 198–235. doi :10.1007/s00016-015-0166-8. ISSN  1422-6944. S2CID  118260218.
  2. ^ abcdefghijklmnop Wisniak, Jaime (2012). "Hugh Longbourne Callendar". Educación Química . 23 (3): 396–404. doi : 10.1016/S0187-893X(17)30126-X .
  3. ^ "Callendar, Hugh Longbourne (1863–1930), físico" . Oxford Dictionary of National Biography (edición en línea). Oxford University Press. 2004. doi :10.1093/ref:odnb/32248 . Consultado el 21 de mayo de 2020 . (Se requiere suscripción o membresía a una biblioteca pública del Reino Unido).
  4. ^ abcdefghijkl Fleming, James Rodger (2007) El efecto Callendar: La vida y obra de Guy Stewart Callendar (1898-1964), el científico que estableció la teoría del dióxido de carbono como causante del cambio climático . Sociedad Meteorológica Estadounidense. ISBN 978-1-935704-04-1 
  5. ^ ab «Callendar, Hugh Longbourne (1863–1930), físico» . Oxford Dictionary of National Biography (edición en línea). Oxford University Press. 2004. doi :10.1093/ref:odnb/32248 . Consultado el 21 de mayo de 2020 . (Se requiere suscripción o membresía a una biblioteca pública del Reino Unido).
  6. ^ abc Thomson, Joseph John (2011), "Prefacio", Recuerdos y reflexiones , Cambridge University Press, págs. v–vi, doi :10.1017/cbo9781139103718.001, ISBN 978-1-139-10371-8
  7. ^ ab "Hugh Longbourne Callendar - Graces Guide". www.gracesguide.co.uk . Consultado el 21 de mayo de 2020 .
  8. ^ Callendar, Hugh L. (1889). Manual de taquigrafía cursiva. Londres: CJ Clay and Sons.
  9. ^ Callendar, Hugh L. (1889). Práctica de lectura en taquigrafía cursiva: facsímiles de escritura real . Londres: CJ Clay and Sons.
  10. ^ abcd Price, Rodney (1959). "El termómetro de resistencia de platino: una revisión de su construcción y aplicaciones". Platinum Metals Review . 3 : 78–87.
  11. ^ ab Barber, CR; Hall, JA (1962). "Progreso en termometría de resistencia de platino". British Journal of Applied Physics . 13 (4): 147–154. doi :10.1088/0508-3443/13/4/303. ISSN  0508-3443.
  12. ^ Morris, Alan S.; Langari, Reza (1 de enero de 2012), Morris, Alan S.; Langari, Reza (eds.), "Capítulo 14 - Medición de temperatura", Medición e instrumentación , Butterworth-Heinemann, págs. 347–396, doi :10.1016/b978-0-12-381960-4.00014-0, ISBN 978-0-12-381960-4
  13. ^ Fales, JT; Zierler, KL (1 de enero de 1967). "Un calorímetro de flujo continuo para medir la producción total de calor por el músculo esquelético". Revista de fisiología aplicada . 22 (1): 180–184. doi :10.1152/jappl.1967.22.1.180. ISSN  8750-7587. PMID  6017643.
  14. ^ "Instituto de Medición y Control > Inicio > Premios". www.instmc.org . Archivado desde el original el 20 de septiembre de 2021 . Consultado el 1 de junio de 2020 .
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