Hugh Longbourne Callendar FRS (18 de abril de 1863 - 21 de enero de 1930) fue un físico británico conocido por sus contribuciones a 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 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 utilizado 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 Sociedad de Física de Londres . Callendar también fue nominado tres veces al Premio Nobel de Física . [1]
Murió en su casa de Ealing , tras una operación en 1930. [4]
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 muy joven con la ayuda de un tutor privado, construyendo múltiples dispositivos como inducción. bobinas y generadores , y aprendió por sí mismo el código Morse a los 10 años. [4] A los 11 años, Callendar comenzó su educación en Marlborough College , donde participó en fútbol y representó a la universidad tanto en tiro como en gimnasia . [1] [4]
Callendar comenzó a estudiar en Trinity College, Cambridge , en 1882, obtuvo una licenciatura con honores de primera clase en Clásicos en 1884 y se graduó como el decimosexto wrangler con honores de primera clase en matemáticas en 1885. [2] En 1885 comenzó a estudiar física experimental en el Laboratorio Cavendish. bajo la dirección del físico JJ Thomson , sin experiencia práctica ni conocimientos de física . [6] Aquí desarrolló su tesis sobre termometría del platino y en 1886 se convirtió en miembro de Trinity. [7] Mientras estaba en Cambridge, inventó un nuevo sistema de taquigrafía para escribir rápidamente, que JJ Thomson aprendió y utilizó. [6]
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 en el clima , conocido como 'El efecto Callendar'. [2]
Uno de los intereses de Callendar era el automovilismo. Investigó sobre motores de combustión interna y compró una motocicleta en 1902, que él mismo modificó y mejoró. [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 varios trabajos sobre lo que llamó "taquigrafía cursiva" [8] [9] y escribió sobre la reforma ortográfica del inglés.
Antes del trabajo de Callendar en el área de la termometría , faltaba 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 importantes limitaciones en cuanto a su fiabilidad y practicidad, ya que eran costosos y grandes. [10] El termómetro de mercurio también se utilizó 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 tenía una precisión del 1% entre 0 y 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 su uso internacional. [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 midió temperaturas con precisión de -190 °C a 660 °C. Sus resultados fueron elogiados por JJ Thomson por proporcionar una nueva herramienta que "podría determinar temperaturas con una facilidad y precisión nunca antes obtenidas". [6] Callendar mejoró el rango de calor de su termómetro de platino de -200 °C a 1000 °C. [4] [10] Su diseño se sometió a rigurosas pruebas en el Laboratorio Nacional de Física , que arrojaron la confirmación de la confiabilidad del termómetro. [10]
El termómetro de platino de Callendar podría usarse para medir el punto de fusión de los metales, lo que permitiría su uso en aleaciones de metales . El aparato fue producido comercialmente por Cambridge Instrument Company . [4] La producción de termómetros de platino modernos se basó en el modelo de Callendar con una precisión mejorada continuamente, como platino más purificado y haciéndolos más pequeños. [11] Su trabajo sobre el termómetro de resistencia de platino dio paso al desarrollo del termómetro de gráfico móvil, que permite medir la temperatura climática a lo largo del tiempo. [1]
Aunque existen muchos otros métodos para medir la temperatura, se siguen utilizando termómetros de resistencia de platino. Se utilizan principalmente como dispositivos de calibración debido a sus altos niveles de precisión y estabilidad en el tiempo. [12]
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 de Física. [1] Leslie, Cecil y Guy nacieron durante este tiempo en McGill. Mientras estuvo 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 el punto de ebullición del azufre , que estaba cuatro grados por debajo del valor aceptado existente. [2] El punto de ebullición del azufre en la escala internacional de temperatura en 1927 y el valor de Callendar sólo diferían en 0,07 °C. [2]
Callendar desarrolló una fórmula para el calor del vapor, expresándola en 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 mesas de vapor. Se publicaron sus Mesas de vapor Callendar (1915, 1922, 1927) y también publicaron Las propiedades del vapor y la teoría termodinámica de las turbinas en 1920. [5] [7] Los fabricantes de turbinas aceptaron y utilizaron las mesas de vapor de Callendar para inventar maquinaria de vapor. [2]
Callendar y su hijo participaron en la primera Conferencia Internacional de Steam que se celebró en 1929, cuyo objetivo era resolver 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 propiedades de vapor. Publicó varios trabajos sobre el tema junto al profesor Alfred Charles Glyn Egerton . [2]
En 1902, Callendar y Barnes desarrollaron el calorímetro de flujo continuo , utilizado para medir las propiedades de capacidad calorífica 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 estrechamente con el valor actualmente aceptado. [2] El calorímetro de flujo continuo de Callendar se mejoró aún más y luego se utilizó en laboratorios para experimentos e investigaciones científicas. [1] Su aparato se utilizó ampliamente para la determinación de la capacidad calorífica de líquidos y gases, así como para el estudio de los gases de combustión . [13]
En 1896, Callendar fue el primero en Canadá en realizar experimentos con rayos X. El método produjo resultados satisfactorios que podrían utilizarse para obtener imágenes en hospitales. [4]
Callendar también trabajó en combustibles más adelante en su carrera. Contribuyó a un artículo sobre la detonación de combustibles, incluida también 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: Taquigrafía cursiva en 1889 y Cursiva ortográfica en 1891.
Durante la Primera Guerra Mundial, Callendar fue consultor de la Junta de Invenciones 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. Aquí realizaron experimentos en equipos y motores de aviones mediante radiografía , localizando defectos y fracturas. [1]
Callendar fue elegido miembro de la Royal Society en 1894. [2] Fue presidente de la Sociedad de Física de Londres de 1910 a 1912. [2] Fue nombrado Comandante del Imperio Británico ( CBE ) en 1920 por su trabajo durante la Primera Guerra Mundial. Recibió muchos honores y premios, entre ellos:
El Instituto de Medición y Control otorga la Medalla Callendar cada año “por su destacada contribución al arte de los instrumentos de medición”. [14]
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