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El experimento de Pictet

Un grabado de John Tyndall que ilustra el 'Experimento de Pictet' que muestra el reflejo del calor radiante de una fuente en el espejo inferior enfocado en un globo ennegrecido lleno de hidrógeno y oxígeno que explota cuando se aplica la fuente.
Ilustración del experimento de Tyndall

El experimento de Pictet es la demostración de la reflexión del calor y la reflexión aparente del frío en una serie de experimentos [1] realizados en 1790 (reportados en inglés en 1791 en An Essay on Fire [2] ) por Marc-Auguste Pictet —diez años antes del descubrimiento del calentamiento infrarrojo de la Tierra por el Sol. [3] El aparato para la mayoría de los experimentos utilizó dos espejos cóncavos enfrentados a distancia. Un objeto colocado en el foco de un espejo tendría calor y luz reflejados por el espejo y enfocados. Un objeto en el foco del espejo homólogo haría lo mismo. Colocar un objeto caliente en un foco y un termómetro en el otro registraría un aumento de temperatura en el termómetro. Esto se demostró a veces con la explosión de una mezcla inflamable de gases en un globo ennegrecido, como lo describió y representó John Tyndall en 1863. [4]

Después de "demostrar que el calor radiante , incluso cuando no estaba acompañado de luz, podía reflejarse y enfocarse como la luz", [5] Pictet utilizó el mismo aparato para demostrar la reflexión aparente del frío [6] de manera similar. Esta demostración fue importante para Benjamin Thompson, el conde de Rumford, quien defendió la existencia de "rayos frigoríficos" que transmitían frío. La continuación de los experimentos por parte de Rumford [7] y la promoción del tema [8] hicieron que se le asignara el nombre al experimento. [9]

El aparente reflejo del frío si se coloca un objeto frío en un foco sorprendió a Pictet [10] y dos académicos que escribieron sobre el experimento en 1985 señalaron que "la mayoría de los físicos, al verlo demostrado por primera vez, lo encuentran sorprendente e incluso desconcertante". [11] La confusión puede resolverse entendiendo que todos los objetos del sistema, incluido el termómetro, irradian calor constantemente. Pictet describió esto como "el termómetro actúa de la misma manera en relación con la nieve que la bala [fuente de calor] en relación con el termómetro". La adición de un objeto muy frío agrega un disipador de calor efectivo frente a un objeto a temperatura ambiente que, en términos netos, no enfriaría ni calentaría un termómetro en el otro foco. [12]

Réplicas y demostraciones modernas

Existen relativamente pocos ejemplos publicados de demostraciones o recreaciones del experimento. Dos físicos del sistema de la Universidad de Washington informaron sobre las demostraciones a estudiantes y colegas y elaboraron instrucciones para recrear el experimento en 1985 [1] como parte de una investigación sobre el papel del experimento en la historia de la física . Físicos de la Universidad de Sofía en Bulgaria informaron sobre la reproducción del experimento para estudiantes de secundaria en 2017. [13]

Referencias

  1. ^ ab Evans, James; Popp, Brian (1985). "Experimento de Pictet: La radiación aparente y la reflexión del frío" (PDF) . American Journal of Physics . 53 (8): 737–753. Bibcode :1985AmJPh..53..737E. doi :10.1119/1.14305.
  2. ^ Un ensayo sobre el fuego: por Mark Augustus Pictet Traducido del francés, bajo la supervisión del autor, por WBMD . Londres: E. Jeffery. 1791. págs. 86–87, 117–123. OCLC  85869483.
  3. ^ Herschel, William (1800). "Experimentos sobre la refrangibilidad de los rayos invisibles del Sol". Philosophical Transactions of the Royal Society of London . 90 : 284–292. doi : 10.1098/rstl.1800.0015 . JSTOR  107057.
  4. ^ Tyndall, John (1863). El calor considerado como un modo de movimiento: un curso de doce conferencias dictadas en la Royal Institution of Great Britain en la temporada de 1862. Nueva York: D. Appleton & co. pág. 281.
  5. ^ Chang, Hasok (mayo de 2002). "Rumford y el reflejo del frío radiante: reflexiones históricas y reflejos metafísicos". Física en perspectiva . 4 (2): 132. Bibcode :2002PhP.....4..127C. doi :10.1007/s00016-002-8362-8. ISSN  1422-6944. S2CID  120270510.
  6. ^ Tyndall, John (1863). El calor considerado como un modo de movimiento: un curso de doce conferencias dictadas en la Royal Institution of Great Britain en la temporada de 1862. Estado de Nueva York: D. Appleton. págs. 281–282. OCLC  1297049.
  7. ^ Chang, Hasok (2007). Inventando la temperatura: medición y progreso científico . Estudios de Oxford en filosofía de la ciencia (1.ª edición en rústica). Oxford: Oxford University Press. p. 167. ISBN 978-0-19-533738-9.
  8. ^ Brown, Sanborn C. (1 de septiembre de 1952). "El concepto de calor del conde Rumford". American Journal of Physics . 20 (6): 332–333. Código Bibliográfico :1952AmJPh..20..331B. doi :10.1119/1.3416888. ISSN  0002-9505.
  9. ^ Evans, James; Popp, Brian (1 de agosto de 1985). "Experimento de Pictet: La radiación aparente y la reflexión del frío". American Journal of Physics . 53 (8): 741. Bibcode :1985AmJPh..53..737E. doi :10.1119/1.14305. ISSN  0002-9505.
  10. ^ Chang, Hasok (2007). Inventando la temperatura: medición y progreso científico . Estudios de Oxford en filosofía de la ciencia (1.ª edición en rústica). Oxford: Oxford University Press. p. 166. ISBN 978-0-19-533738-9.
  11. ^ Evans, James; Popp, Brian (1 de agosto de 1985). "Experimento de Pictet: La radiación aparente y la reflexión del frío". American Journal of Physics . 53 (8): 738. Bibcode :1985AmJPh..53..737E. doi :10.1119/1.14305. ISSN  0002-9505.
  12. ^ Lemons, Don Stephen; Shanahan, William R.; Buchholtz, Louis (2022). Tras la pista de la radiación del cuerpo negro: Max Planck y la física de su época . Cambridge, Mass.: The MIT press. págs. 1–2. ISBN 978-0-262-04704-3.
  13. ^ Pimpas, Alexander; Mihova, Gergana M.; Andreeva, Andreana I.; Zografov, Nikolay N. (2017). "Atrapando frío radiante a través de espejos" (PDF) . Revista de Física y Tecnología . 1 (2): 65–69.

Enlaces externos