Hugh Longbourne Callendar - Hugh Longbourne Callendar

Hugh Longbourne Callendar
Hugh Longbourne Callendar 2.jpg
Née 18 avril 1863
Hatherop , Angleterre
Décédés 21 janvier 1930 (à 66 ans)
Ealing , Angleterre
Conjoint (s) Victoria Mary Stewart
Enfants 4, y compris Guy Stewart Callendar
Récompenses Médaille Duddell et
médaille Rumford
Carrière scientifique
Des champs Thermodynamique
Mesure de température
Climatologie
Imagerie par rayons X
Les institutions Université de Cambridge

Collège Royal Holloway Université
McGill

Collège royal des sciences

Hugh Longbourne Callendar FRS (18 avril 1863 - 21 janvier 1930) était un physicien britannique connu pour ses contributions aux domaines de la thermométrie et de la thermodynamique .

Callendar a été le premier à concevoir et à fabriquer un thermomètre à résistance en platine précis adapté à l'utilisation, qui a permis aux scientifiques et aux ingénieurs d'obtenir des résultats cohérents et précis . Il a mené des expériences et fait des recherches sur la thermodynamique, produisant et publiant des tableaux fiables sur les propriétés thermodynamiques de la vapeur utilisée pour les calculs. Callendar a travaillé avec plusieurs institutions pendant la Première Guerre mondiale , aidant à rechercher et à développer des outils utiles pour la marine .

Callendar a reçu des prix tels que la médaille James Watt de l' Institution of Civil Engineers (1898) et la médaille Rumford (1906). Il a été élu membre de la Royal Society , puis membre de la Physical Society of London . Callendar a également été nominé trois fois pour le prix Nobel de physique .

Il mourut chez lui à Ealing , après une opération en 1930.

Naissance et éducation

Callendar est né à Hatherop , dans le Gloucestershire, en tant que fils aîné du révérend Hugh Callendar, un recteur anglican local , et d'Anne Cecilia Longbourne. Il a été baptisé dans l'église de son père le 24 mai 1863. Son père est décédé en 1867. Callendar a développé ses compétences en langues et en mathématiques dès son plus jeune âge avec l'aide d'un tuteur privé, en construisant plusieurs appareils tels que des bobines d'induction et des générateurs , et en enseignant lui-même code Morse à l'âge de 10 ans. À 11 ans, Callendar a commencé ses études au Marlborough College , où il a participé au football et représenté le collège à la fois en tir et en gymnastique .

Callander a commencé ses études à Trinity College, Cambridge , en 1882, en obtenant la première classe honneurs diplôme en Classics en 1884 et a obtenu son diplôme le 16 e wrangler avec mention très bien en mathématiques en 1885. En 1885 , il a commencé à étudier la physique expérimentale au Laboratoire Cavendish sous le physicien JJ Thomson , sans expérience pratique ni connaissance de la physique . Ici, il a développé sa thèse sur la thermométrie du platine et en 1886, il est devenu un Fellow de Trinity. À Cambridge, il a inventé un nouveau système de sténographie pour écrire rapidement, que JJ Thomson a appris et utilisé.

Famille et vie personnelle

Il épousa Victoria Mary Stewart, qu'il rencontra à Cambridge, en 1894 en Angleterre. Ils eurent une fille, Cecil (1895), et trois fils, Guy Stewart Callendar (1898), Leslie Hugh (1896) et Maxwell Victor (1905). Guy Stewart a proposé l'effet des émissions de dioxyde de carbone sur le climat , connu sous le nom d '«effet Callendar».

L'automobile était l'un des intérêts de Callendar. Il entreprit des recherches sur les moteurs à combustion interne et acheta une moto en 1902, qu'il modifia et améliora lui-même. En 1904, il a acheté et modifié une voiture pour les voyages en famille à travers l'Angleterre. Les autres intérêts et passe-temps de Hugh comprenaient l' astronomie , l'étude de la nature, le tir de compétition, la gymnastique , le football , le tennis et l'artisanat, y compris la mécanique automobile. Il a publié un certain nombre d'ouvrages sur ce qu'il a appelé "Cursive Shorthand" et a écrit sur la réforme de l'orthographe anglaise.

Carrière

Thermométrie à résistance

Avant les travaux de Callendar dans le domaine de la thermométrie , il manquait un instrument permettant une mesure précise et fiable de la température. Le thermomètre à gaz était la norme pour l' échelle de température à l'époque. Ces appareils présentaient des limitations importantes en ce qui concerne leur fiabilité et leur aspect pratique, car ils étaient coûteux et volumineux. Le thermomètre à mercure était également utilisé pour mesurer la température, bien qu'il ait une plage restreinte et soit souvent trop fragile pour être utilisé.

Au laboratoire Cavendish, Thomson a conseillé à Callendar d'étudier la thermométrie à résistance métallique . Werner von Siemens a été le premier à proposer l'utilisation d'un détecteur de température à résistance en platine en 1860, bien que ses lectures d'instruments soient instables. Callendar a développé une équation pour la résistance du métal en fonction de la température, qui était précise à 1% près de 0 à 600 ° C. Cette équation a été utilisée pour développer une échelle standard de température , qui a ensuite été acceptée par le Comité des normes électriques en 1899 pour être utilisée au niveau international. En 1886, il avait développé une conception pour un thermomètre à résistance de platine précis, corrigeant les erreurs faites par Siemens. Le thermomètre mesurait les températures avec une précision de -190 ° C à 660 ° C. Ses résultats ont été salués par JJ Thomson pour avoir fourni un nouvel outil qui «pouvait déterminer les températures avec une facilité et une précision jamais obtenues auparavant». Callendar a amélioré la plage de chaleur de son thermomètre en platine de -200 ° C à 1000 ° C. Sa conception a subi des tests rigoureux au Laboratoire national de physique , ce qui a confirmé la fiabilité du thermomètre.

Le thermomètre en platine de Callendar pourrait être utilisé pour mesurer le point de fusion des métaux, lui permettant d'être utilisé dans l' alliage de métaux . L'appareil a été produit commercialement par la Cambridge Instrument Company . La production de thermomètres en platine modernes était basée sur le modèle de Callendar avec une précision continuellement améliorée, telle que du platine plus purifié et les rendant plus petits. Ses travaux sur le thermomètre à résistance en platine ont cédé la place au développement du thermomètre à diagramme roulant, qui permet de mesurer la température climatique dans le temps.

Bien qu'il existe de nombreuses autres méthodes de mesure de la température, les thermomètres à résistance en platine continuent d'être utilisés. Ils sont principalement utilisés comme dispositifs d' étalonnage en raison de leurs niveaux élevés de précision et de stabilité dans le temps.

Thermodynamique

Illustration du calorimètre par HL Callendar

Callendar a quitté Cambridge et a passé deux ans à travailler comme professeur de physique au Royal Holloway College de 1891 à 1893. En 1893, il a commencé à l'Université McGill à Montréal , Canada et a été affecté à la deuxième chaire Macdonald en physique. Leslie, Cecil et Guy sont nés pendant cette période à McGill. À McGill, Callendar a mené des recherches sur deux sujets dans le domaine de la thermodynamique. Le premier était la recherche sur les machines à vapeur aux côtés du professeur de génie mécanique John Thomas Nicolson. Le second était l'étude des unités électriques et thermiques à l' aide de techniques de calorimétrie avec Howard Turner Barnes .

Il a également étudié et publié des articles sur la chaleur des gaz . Il a calculé un point d'ébullition du soufre , qui était de quatre degrés en dessous de la valeur acceptée existante. Le point d'ébullition du soufre sur l' échelle internationale de température en 1927 et la valeur de Callendar ne différaient que de 0,07 ° C.

Travaillez sur Steam

Callendar a développé une formule pour la chaleur de la vapeur, l'exprimant en fonction de la pression et de la température, la publiant dans son premier article sur la thermodynamique en 1900. Il a pu obtenir des résultats expérimentaux cohérents avec sa formule sur de multiples propriétés thermodynamiques. À partir de là, il a pu développer des tableaux sur les propriétés thermodynamiques de la vapeur pour des calculs en science et en ingénierie. Ce fut une contribution importante, car il manquait un ensemble standard accepté de tables à vapeur. Ses tables de vapeur Callendar ont été publiées (1915, 1922, 1927) et ont également publié les propriétés de la vapeur et la théorie thermodynamique des turbines en 1920. Les fabricants de turbines ont accepté et utilisé les tables de vapeur de Callendar pour inventer des machines à vapeur.

Callendar et son fils ont participé à la première conférence internationale sur la vapeur qui s'est tenue en 1929, qui visait à résoudre les incohérences entre les tables de vapeur utilisées dans le monde. Après la mort de Callendar l'année suivante, son fils Guy Stewart a continué à travailler sur les propriétés de la vapeur. Il a publié plusieurs ouvrages sur le sujet aux côtés du professeur Alfred Charles Glyn Egerton .

Travail sur la calorimétrie

En 1902, Callendar et Barnes ont développé le calorimètre à débit continu , utilisé pour mesurer les propriétés de capacité thermique des liquides. Ils ont utilisé leur appareil pour rechercher la comparaison des unités électriques et thermiques , en calculant une valeur pour une calorie qui se compare très étroitement à la valeur actuellement acceptée. Le calorimètre à flux continu de Callendar a été amélioré et utilisé plus tard dans les laboratoires pour des expériences et des recherches scientifiques. Leur appareil a été largement utilisé pour la détermination de la capacité thermique des liquides et des gaz, ainsi que pour l'étude des gaz de combustion .

Autre travail

En 1896, Callendar a été le premier au Canada à réaliser des expériences aux rayons X. La méthode a produit des résultats satisfaisants qui pourraient être utilisés pour l'imagerie dans les hôpitaux.

Callendar a également travaillé sur les carburants plus tard dans sa carrière. Il a contribué à un article sur la détonation des combustibles, y compris l' auto-inflammation nucléaire , publié en 1926. En 1927, il a publié un autre article sur la détonation des combustibles à base de paraffine .

1ère guerre mondiale

Pendant la Première Guerre mondiale, Callendar était consultant auprès du Board of Invention and Research (BIR) . Il a travaillé principalement avec l'organisme chargé de détecter et de détruire les sous-marins .

Il a également été membre du Air Inventions Committee (AIC), aux côtés de son fils Guy Stewart. Ici, ils ont effectué des expériences sur des équipements et des moteurs d'avions en utilisant la radiographie , localisant les défauts et les fractures.

Prix ​​et distinctions

Callendar a été élu membre de la Royal Society en 1894. Il a été président de la Physical Society of London de 1910 à 1912. Il a été nommé commandant de l'Empire britannique ( CBE ) en 1920 pour son travail pendant la Première Guerre mondiale. Il a reçu de nombreux honneurs et récompenses, notamment:

L' Institut de mesure et de contrôle décerne chaque année la médaille Callendar «pour sa contribution exceptionnelle à l'art des instruments ou de la mesure».

Les publications

  • Callendar, Hugh Longbourne (1887). "Sur la mesure pratique de la température: Expériences faites au laboratoire Cavendish, Cambridge" . Philosophical Transactions de la Royal Society A . 178 : 161-230. doi : 10.1098 / rsta.1887.0006 .
  • Callendar, Hugh Longbourne (1889). Un manuel de sténographie cursive . Londres: Cambridge University Press.
  • Callendar, Hugh Longbourne (1889). Un système d'orthographe phonétique, adapté à l'anglais . CJ Clay, Londres.
  • Callendar, Hugh Longbourne (1891). "Sur la construction de thermomètres en platine" . The London, Edinburgh et Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science . 32 (194): 104-113. doi : 10.1080 / 14786449108621400 .
  • Callendar, Hugh Longbourne; Nicolson, John Thomas (1897). "Sur la loi de la condensation de la vapeur déduite des mesures des cycles de température sur les murs et de la vapeur dans le cylindre d'une machine à vapeur" . Procès-verbaux des délibérations de l'Institution of Civil Engineers . 131 : 147–206. doi : 10.1680 / imotp.1898.19263 .
  • Callendar, Hugh Longbourne (1899). "Notes sur la thermométrie du platine" . The London, Edinburgh et Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science . 47 (285): 191–222. doi : 10.1080 / 14786449908621251 .
  • Callendar, Hugh Longbourne; Barnes, Howard Turner (1900). "Note sur la variation de la chaleur spécifique de l'eau entre 0 ° et 100 ° C" . Examen physique . 10 (4): 202-214. doi : 10.1103 / PhysRevSeriesI.10.202 .
  • Callendar, Hugh Longbourne (1902). "Calorimétrie électrique continue" . Philosophical Transactions de la Royal Society A . 199 (312–320): 55–148. doi : 10.1098 / rsta.1902.0013 .
  • Callendar, Hugh Longbourne (1908). "Note sur le point d'ébullition du soufre" . Actes de la Royal Society A . 81 (548): 363–366. doi : 10.1098 / rspa.1908.0091 .
  • Callendar, Hugh Longbourne (1915). Tables de vapeur Callendar abrégées: Unités centigrades . Londres: E. Arnold.
  • Callendar, Hugh Longbourne (1920). Les propriétés de la vapeur et la théorie thermodynamique des turbines . Londres: E.Arnold.
  • Callendar, Hugh Longbourne (1921). Tables de vapeur Callendar abrégées: Unités Fahrenheit . Londres: E. Arnold.


Les références


Liens externes