ClubEnsayos.com - Ensayos de Calidad, Tareas y Monografias
Buscar

Historia De La Fisica


Enviado por   •  1 de Agosto de 2013  •  4.948 Palabras (20 Páginas)  •  241 Visitas

Página 1 de 20

III.- LA REVOLUCION

INDUSTRIAL

En el siglo XVIII, el de la Ilustración o “Siglo de la Luces”, está casi unánimemente caracterizado por los siguientes fenómenos sociales:

•Desarrollo del espíritu científico, apartándose de los tradicionales esquemas católicos.

•Desarrollo de la burguesía y consiguiente aparición de brotes capitalistas.

•Aumento del poder del Estado en detrimento del poder eclesiástico. Son frecuentes los monarcas que comparten el espíritu del racionalismo experimental y protegen las investigaciones científicas para mejorar los medios de producción, tales como la agricultura y la industria.

Es la época de la fe incondicional en la razón humana, por encima de cualquier creencia. Cuando en 1796 publicó Laplace la “Exposición del Sistema del Mundo” y se la entregó a Napoleón, éste le mostró su sorpresa al no encontrar mencionado a Dios por ninguna parte, a lo que aquél respondió con su célebre “no tengo necesidad de esa hipótesis”. Newton se hubiera escandalizado de la irreverencia laplaciana.

………………………………………………………………………………………...

LAPLACE, PIERRE-SIMON, marqués de (Beaumont-en-Auge, Francia, 1749-París, 1827) Matemático francés. Hijo de un granjero, inició sus estudios primarios en la escuela local, pero gracias a la intervención de D’Alembert, profundamente impresionado por un escrito del joven sobre los principios de la Mecánica, pudo trasladarse a la capital, donde consiguió una plaza en la École Militaire.

Entre 1771 y 1789 desarrolló la mayor parte de su trabajo sobre Astronomía, particularmente su estudio sobre las desigualdades planetarias, seguido por algunos escritos sobre cálculo integral y ecuaciones diferenciales en derivadas parciales. Destaca entre su producción del período 1784-1787 la determinación de la atracción de un esferoide sobre una partícula situada en su exterior, para cuya determinación introduciría el análisis de armónicos o coeficientes de Laplace y el concepto de potencial. En 1796 publicó su “Exposición del Sistema del Mundo”, en el que ofreció una versión divulgativa de la Mecánica newtoniana y una exposición del Sistema Solar. Sus resultados analíticos sobre la Mecánica estelar se publicaron en los cinco volúmenes del “Tratado de Mecánica celeste” (1799-1825). En los dos primeros volúmenes describió métodos para el cálculo del movimiento de los planetas y sus satélites, y determinó sus trayectorias. El tercero contiene la aplicación de estos métodos y muchas tablas astronómicas.

En 1814, Laplace publicó un ensayo sobre probabilidades orientado al lector profano, que le serviría de base para la segunda introducción de su “Teoría analítica de las probabilidades” (tratado publicado en 1812), donde incluyó una exposición del método de los mínimos cuadrados, base de toda la teoría de los errores.

………………………………………………………………………………………...

Durante el siglo XVIII y los dos primeros tercios del XIX, el afán mecanicista iniciado en el Renacimiento y sistematizado con la Revolución Barroca, alcanza sus más altas cotas. La formalización de la Mecánica Clásica se extendió a campos hasta entonces no mecánicos y por ello menos prestigiosos, las que denominamos Ciencias baconianas. A partir del siglo XIX, hablar de Física es referirse a lo que hoy reconocemos como tal, sin poner barreras infranqueables entre los aspectos teóricos y experimentales.

En este período, toda la Ciencia Física se matematiza; se fortalecen conceptos tan fecundos como el newtoniano de fuerza, aparecen otros de difícil interpretación, como el de la energía, se busca la unidad de la Física a costa de reducir, sí es posible a uno solo, los artificiosos pero útiles fluidos imponderables, y se produce una simbiosis entre los saberes científicos y técnicos, que permiten hablar legítimamente de la Revolución Industrial.

Se pasa de la producción manual, doméstica y artesanal a la producción mecánica, en fábricas y con maquinaria. Estamos hablando, en definitiva, de algo más que de un nuevo estilo científico: se trata de la formación también del mundo moderno.

UN MUNDO MECANICO, DETERMINISTA Y LAICO

Las Leyes de Newton están referidas a puntos materiales aislados, puntos con masa pero inextensos, tales que sus posiciones, velocidades y aceleraciones en un instante dado son inequívocas. Por tanto, los astros, a pesar de sus enormes dimensiones, son, en la Teoría newtoniana, insignificantes puntos másicos. La transferencia de la Física del punto a la de los cuerpos sólidos, atrajo a los matemáticos ilustrados, los llamados “geómetras “ o “algebristas”, siendo en su mayor parte franceses, suizos o alemanes, quienes ahora se dedican a desarrollar el newtonismo, mientras que los filósofos naturales ingleses optaron por la vía de la investigación empírica. A lo largo del siglo XIX, estas diferencias metodológicas van desapareciendo.

La forma más sencilla de afrontar el problema era considerar los cuerpos como sólidos “rígidos”, en los que la distancia entre cada dos partículas es inalterable, y por tanto el cuerpo se mantiene indeformable. Para resolver esta situación, eran insuficientes las tres coordenadas cartesianas que localizan un punto en el espacio; había que introducir magnitudes relacionadas con la orientación del cuerpo en el espacio, y eligieron otras tres de carácter angular, formando así un conjunto de seis coordenadas como base de referencia para hablar de la posición.

En este proceso, arduo y matemáticamente muy complejo, sobresalió el ya mencionado Leonhard Euler, nacido en Basilea en 1707 y muerto en San Petersburgo en 1783, adonde fue por mediación de los Bernouilli, de quienes fue alumno y amigo. Euler es quizá el matemático más prolífico de todos los tiempos: escribió sobre Algebra, Geometría, Análisis, Teoría de números, Acústica, Optica, Mecánica, Hidrodinámica, Astronomía, Balística, hasta un total de 866 títulos, de los que el 54% corresponden, curiosamente, a la época de su ceguera total. Fue el iniciador de la Mecánica en la forma actual, modificando el formulismo geométrico de Newton por el algebraico y analítico que ahora practicamos, pero manteniendo el concepto de fuerza propio de la Estática como básico para la Dinámica, según los procedimientos newtonianos.

En 1736 publicó “Mecánica analítica”, primer tratado con ese título en la Historia de la Física, donde queda precisado definitivamente el concepto de “masa puntual”, aclara el significado analítico de aceleración y emplea el concepto de vector o “magnitud geométrica”, aunque sin la notación actual, que es muy posterior. En “Descubrimiento de un nuevo principio de la Mecánica” (1750), establece lo que él llamó “primeros principios de la Mecánica”, que corresponden a las hoy llamadas Leyes de Newton, escritas por primera vez por Euler.

En 1765 publicó "Teoría del movimiento de los cuerpos sólidos o rígidos", donde intenta incluso extender la Teoría a los sólidos deformables, para lo que define "centro de masas" o "centro de inercia", más general que el "centro de gravedad" newtoniano. Para los cuerpos rígidos precisó cómo la inercia o resistencia al cambio en el estado de movimiento, queda determinada no por la masa, sino por el "tensor de inercia"; años antes había introducido el concepto de "momento de inercia".

La imagen que Lagrange presenta de la Mecánica es la de una disciplina cerrada, sin preocuparse por la introducción o revisión de los conceptos básicos, lo que convierte sus teorías en una rama de la Teoría de las ecuaciones diferenciales, que por entonces estaban en pleno desarrollo. Sin embargo, su "Mecánica" consta de planteamientos que han sido muy útiles al avance de lo que al final será bautizado como "Mecánica Clásica".

La formulación de Lagrange es el primer enunciado formal del Principio de mínima acción y el primer enunciado de las leyes de una extensa rama de la Mecánica sin uso a priori del concepto "fuerza". Respecto a la "mínima acción", Lagrange la toma de "Essai de Cosmologie", (1751), de Pierre L.M. de Maupertuis (1698-1759), quien más por razones teológicas y metafísicas que científicas, pensaba que la armonía del Universo exigía una cierta economía, de manera que todo movimiento debía producirse con la variación mínima de alguna magnitud. Esa magnitud no podía ser el tiempo mismo, porque implicaría una precipitación caótica; así introdujo el concepto que denominó "acción", y definió como el producto del tiempo por el valor medio de la "vis viva" (o "fuerza viva" establecida por Leibniz como el producto de la masa por el cuadrado de la velocidad). Este "Principio Económico" ya tenía un precedente en el mínimo del camino óptico propuesto por Pierre de Fermat (1601-1665) para la refracción de la luz.

.......................................................................................................................................

FERMAT, PIERRE DE (Beaumont, Francia, 1601-Castres, id., 1665) Matemático francés. Poco se conoce de sus primeros años, excepto que estudió Derecho, posiblemente en Toulouse y Burdeos. Interesado por las Matemáticas, en 1629 abordó la tarea de reconstruir algunas de las demostraciones perdidas del matemático griego Apolonio relativas a los lugares geométricos; a tal efecto desarrollaría, contemporánea e independientemente de René Descartes, un método algebraico para tratar cuestiones de Geometría por medio de un sistema de coordenadas.

Diseñó así mismo un algoritmo de diferenciación mediante el cual pudo determinar los valores máximos y mínimos de una curva polinómica, amén de trazar las correspondientes tangentes, logros todos ellos que abrieron el camino al desarrollo ulterior del cálculo infinitesimal por Newton y Leibniz. Tras asumir correctamente que cuando la luz se desplaza en un medio más denso su velocidad disminuye, demostró que el camino de un rayo luminoso entre dos puntos es siempre aquel que menos tiempo le cuesta recorrer; de dicho principio, que lleva su nombre, se deducen las Leyes de la Reflexión y la Refracción. En 1654, y como resultado de una larga correspondencia, desarrolló con Blaise Pascal los principios de la Teoría de la probabilidad.

Otro campo en el que realizó destacadas aportaciones fue el de la Teoría de números, en la que empezó a interesarse tras consultar una edición de la Aritmética de Diofanto; precisamente en el margen de una página de dicha edición fue donde anotó el célebre Teorema que lleva su nombre y que tardaría más de tres siglos en demostrarse. De su trabajo en dicho campo se derivaron importantes resultados relacionados con las propiedades de los números primos, muchas de las cuales quedaron expresadas en forma de simples proposiciones y teoremas.

Desarrolló también un ingenioso método de demostración que denominó «del descenso infinito». Extremadamente prolífico, sus deberes profesionales y su particular forma de trabajar (sólo publicó una obra científica en vida), redujeron en gran medida el impacto de su obra.

He aquí su célebre Teorema: «Si n es un entero mayor que 2, la ecuación: x (elevada a n) + y (elevada a n) = z (elevada a n) no tiene solución entera positiva distinta de x=y=z=0.»

.......................................................................................................................................

PASCAL, BLAISE (Clermont-Ferrand, Francia, 1623-París, 1662) Filósofo, físico y matemático francés. Su madre falleció cuando él contaba tres años, a raíz de lo cual su padre se trasladó a París con su familia (1630).

Fue un genio precoz a quien su padre inició muy pronto en la Geometría e introdujo en el círculo de Mersenne, la Academia, a la que él mismo pertenecía. Allí se familiarizó con las ideas de Girard Desargues y en 1640 redactó su “Ensayo sobre las cónicas” (Essai pour les coniques), que contenía lo que hoy se conoce como Teorema del Hexágono de Pascal. La designación de su padre como comisario del impuesto real supuso el traslado a Ruán, donde Pascal desarrolló un nuevo interés por el diseño y la construcción de una máquina de sumar; se conservan todavía varios ejemplares del modelo que ideó, algunos de cuyos principios se utilizaron luego en las modernas calculadoras mecánicas.

En Ruán comenzó también a interesarse por la Física, y en especial por la Hidrostática, y emprendió sus primeras experiencias sobre el vacío; intervino en la polémica en torno a la existencia del “horror vacui” en la Naturaleza y realizó importantes experimentos (en especial el de Puy de Dôme en 1647) en apoyo de la explicación dada por Torricelli al funcionamiento del barómetro.

La enfermedad le indujo a regresar a París en el verano de 1647; los médicos le aconsejaron distracción e inició un período mundano que terminó con su experiencia mística del 23 de noviembre de 1654, su segunda conversión (en 1645 había abrazado el jansenismo); convencido de que el camino hacia Dios estaba en el Cristianismo y no en la Filosofía, suspendió su trabajo científico casi por completo. Pocos meses antes, como testimonia su correspondencia con Fermat, se había ocupado de las propiedades del triángulo aritmético, hoy llamado de Pascal, y que da los coeficientes de los desarrollos de las sucesivas potencias de un binomio; su tratamiento de dicho triángulo en términos de una «Geometría del azar» le convirtió en uno de los fundadores del Cálculo matemático de probabilidades.

En 1658, al parecer con el objeto de olvidarse de un dolor de muelas, elaboró su estudio de la cicloide, que resultó un importante estímulo en el desarrollo del cálculo diferencial. Desde 1655 frecuentó Port-Royal, donde se había retirado su hermana Jacqueline en 1652. Tomó partido en favor de Arnauld, el general de los jansenistas, y publicó anónimamente sus Provinciales. El éxito de las cartas le llevó a proyectar una apología de la religión cristiana; el deterioro de su salud a partir de 1658 frustró, sin embargo, el proyecto, y las notas dispersas relativas a él quedaron más tarde recogidas en sus famosos “Pensamientos sobre la Religión” (Pensées sur la religion, 1669).

Aunque rechazó siempre la posibilidad de establecer pruebas racionales de la existencia de Dios, cuya infinitud consideró inabarcable para la razón, admitió no obstante que esta última podía preparar el camino de la fe para combatir el escepticismo. La famosa apuesta de Pascal analiza la creencia en Dios en términos de apuesta sobre su existencia, pues si el hombre cree y finalmente Dios no existe, nada se pierde en realidad.

La tensión de su pensamiento entre la Ciencia y la Religión quedó reflejada en su admisión de dos principios del conocimiento: la razón (esprit géométrique), orientada hacia las verdades científicas y que procede sistemáticamente a partir de definiciones e hipótesis para avanzar demostrativamente hacia nuevas proposiciones, y el corazón (esprit de finesse), que no se sirve de procedimientos sistemáticos porque posee un poder de comprensión inmediata, repentina y total, en términos de intuición. En esta última se halla la fuente del discernimiento necesario para elegir los valores en que la razón debe cimentar su labor.

………………………………………………………………………………………………..

La analogía entre procesos mecánicos y ópticos sugerida por sendas aplicaciones del “Principio de mínimo” no fue muy beneficiosa para la Física, porque animó a insistir en la descripción de los fenómenos ópticos mediante las leyes de Newton y el modelo corpuscular, lo que a la larga resultó bastante engañoso.

.................................................................................................................................

BRADLEY, JAMES (Sherborne, Inglaterra, 1693-Chalford, id., 1762) Astrónomo inglés. Aprendió Astronomía de su tío, el reverendo J. Pound también astrónomo . En 1718 fue elegido miembro de la Royal Society y a partir de 1721 ejerció como profesor en la Universidad de Oxford. En 1742 sustituyó a E. Halley como director del observatorio de Greenwich. Fue el descubridor de la aberración de la luz estelar, resultado de la velocidad finita de la luz y del movimiento orbital de la Tierra.

En base a la cuantificación de la aberración para la estrella Gamma Draconis, confirmó la velocidad de 250 000 kilómetros por segundo para la luz y aportó la primera prueba en favor de la teoría de Copérnico. En 1748 reveló la existencia del movimiento nodal del eje de la Tierra (nutación). De 1750 a 1762 efectúo unas 60000 observaciones estelares, que más adelante serían utilizadas para la determinación de paralajes por F. W. Bessel.

.......................................................................................................................................

El beneficio más destacado de la formalización mecánica fue para la Ciencia Física Clásica, en particular la Astronomía, que avanzó tanto en los aspectos teóricos, Astronomía dinámica, donde sobresalió Laplace, como en la consolidación de la Astronomía observacional, con protagonistas como James Bradley (1693-1762), William Herschel (1738-1822), John F.W. Herschel (1738-1822) y John C.Adams (1819-1892).

.......................................................................................................................................

HERSCHEL, SIR WILLIAM (Hannover, actual Alemania, 1738-Slough, Reino Unido, 1822) Astrónomo germanobritánico. Comenzó como músico, la misma profesión de su padre. En 1757, escapando de la ocupación francesa de Hannover, emigró a Inglaterra, donde se ganó la vida como copista musical hasta 1767, año en que fue elegido organista de una iglesia en Bath. En 1772, su hermana Carolina, con quien compartía la pasión por la Astronomía, se fue a vivir con él a Bath. Su interés por la teoría de la Música le condujo a las Matemáticas y en última instancia a la Astronomía.

Herschel construía sus propios telescopios de grandes espejos, los cuales fueron reconocidos como los mejores de su época, incluso superiores a los que se usaban en Greenwich. En 1781 se ganó una enorme reputación con el descubrimiento del planeta Urano, el primero descubierto desde la Antigüedad, tras lo cual fue galardonado por la Royal Society de Londres con la medalla Copley. En 1782, el rey Jorge III lo nombró astrónomo real, y se trasladó entonces a Datchet, cerca del castillo de Windsor. En 1786 se instalaría definitivamente en Slough.

Herschel, a diferencia de sus contemporáneos, y gracias a la calidad de sus telescopios, concentró sus observaciones en los cuerpos celestes más distantes. Catalogó 2000 nuevas nebulosas, 800 estrellas dobles, 2 satélites de Urano (Titania y Oberon), 2 de Saturno (Mimas y Encelado) y los cometas de los años 1807 y 1811. Estudió las estrellas dobles, y le corresponde la determinación de que esta duplicidad no era debida a un efecto de perspectiva sino a un vínculo físico entre las estrellas. También son destacables sus aportaciones teóricas sobre la estructura del Universo y su evolución. Defensor de la composición estelar de las nebulosas, fue el primero en discernir la estructura de nuestra galaxia, la Vía Láctea.

.......................................................................................................................................

A estos años corresponden hallazgos decisivos: la aberración de la luz, el planeta Urano descubierto en 1781, el movimiento de las “estrellas fijas”, los asteroides, la determinación de las distancias relativas entre las estrellas, el descubrimiento de Neptuno en 1846, etc. etc. Por último, hay que anotar un importante y nuevo recurso instrumental: la aplicación del espectroscopio a la observación astronómica.

Con él se desvanece la imagen nocturna y literaria de las estrellas para dar paso a la realidad: a unas estrellas que son cuerpos celestes donde se producen reacciones químicas detectables mediante el análisis espectral. Por este camino se llegó al reconocimiento de elementos químicos desconocidos en la Tierra, como el helio, descubierto por Norman Lockyer (1836-1929) al analizar el espectro solar.

Tal fue el auge mecanicista a partir de finales del siglo XVII, que se intentó extender la filosofía mecánica del mundo físico al mundo social, lo que dio lugar a la idea de progreso que caracteriza la Ilustración, apoyada en la creencia de que el hombre es la medida de todas las cosas, y en que el uso de las Matemáticas mejora las formas de vida.

La adhesión mecanicista es cartesiana porque hasta mediados del siglo XVIII el newtonismo no arraiga en el continente, y es con la versión del “estilo newtoniano” cuando se producen aportaciones culminantes al mecanicismo, como la concepción laplaciana del “Calculador Divino”, aquella inteligencia privilegiada. Propulsores de la idea de progreso fueron Montesquieu, Voltaire, Condillac, D´Alembert, Diderot y otros “filósofos”, entre los que se encuentran editores de la obra capital del progresismo francés: la “Encyclopédie ou Dictionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers”, publicada entre 1751 y 1780.

………………………………………………………………………………………...

ALEMBERT, JEAN LE ROND d' (París, 1717-id., 1783) Físico, matemático y filósofo francés. Hijo natural de Madame de Tencin y el caballero Destouches, un general de artillería, fue abandonado en las escalinatas de la capilla de Saint Jean-Le-Rond, contigua a Notre-Dame de París, circunstancia a la que debe su nombre. Confiado a los cuidados de la esposa de un vidriero, a la que consideró siempre como su verdadera madre, recibió una pequeña renta de su padre que le permitió sufragar sus estudios de Derecho y Teología, pronto abandonados en favor de las Matemáticas.

Sus precoces publicaciones sobre cálculo integral le valieron el ingreso en la Academia de las Ciencias de París cuando tan sólo contaba veinticuatro años. Entre 1743 y 1754 publicó sus obras científicas más importantes, la primera de las cuales fue el famoso “Tratado de Dinámica” (1743), en el que expuso la mecánica de los cuerpos rígidos basándose en el principio que lleva su nombre y que establece la existencia de equilibrio entre las acciones y las reacciones internas de un sistema rígido. La aplicación de dicho principio a los fluidos dio pie a su “Tratado del equilibrio y movimiento de los fluidos” (1744), y desarrolló aquellos aspectos de la cuestión que hacían referencia al movimiento del aire en la “Théorie générale des vents” (1745); en este último trabajo se enfrentó con la demostración del llamado Teorema fundamental del álgebra, para el cual halló una demostración parcial. En 1747 aplicó el cálculo diferencial al análisis del problema físico de la cuerda vibrante, lo cual le condujo a la resolución de una ecuación diferencial en derivadas parciales para la que encontró una solución.

En las “Investigaciones sobre la precesión de los equinoccios” (1749), estableció las ecuaciones del movimiento de la Tierra en torno a su centro de gravedad y abordó el problema de los tres cuerpos (relaciones entre las fuerzas y los movimientos correspondientes del Sol, la Tierra y la Luna). En 1754 fue elegido miembro de la Académie Française, de la que se convirtió en secretario perpetuo en 1772.

Junto con Denis Diderot, D'Alembert asumió la dirección de la Enciclopedia, contribuyendo a ella con el famoso Discurso preliminar; en él expuso su visión de la historia de la cultura como desarrollo del conocimiento humano, de modo que, en el estudio de dicha historia, el hombre había de conocerse a sí mismo y hallar una guía para su acción futura. Redactó también casi por completo los artículos de Matemáticas, así como buena parte de los filosóficos, amén de numerosos artículos dedicados a la Física y a otras materias; su artículo Genève, inspirado por Voltaire, provocó las protestas de Rousseau. El pensamiento de D'Alembert combina muchos de los elementos del empirismo y el racionalismo de los ilustrados.

Consideró la Filosofía como la unificadora de los diversos saberes, sistema racional de las relaciones entre principios y fenómenos, viendo en estos últimos el fundamento del conocimiento. Su racionalismo le llevó a luchar contra toda creencia en una realidad trascendente, mítica o religiosa, que consideraba oscurantista; y su empirismo le llevó a oponerse a cualquier principio metafísico que eludiera el contraste mediante la experiencia. Adversario, en este sentido, de la Religión, la consideró como un instrumento para regular las costumbres del pueblo y propugnó un catecismo laico cuyo fin supremo fuera la utilidad social.

………………………………………………………………………………………...

LA MAQUINA DE VAPOR: UNA “MAQUINA FILOSOFICA” QUE REVOLUCIONÓ EL MUNDO

A lo largo del siglo XVII, tras los trabajos sobre vacío de Torricelli, Boyle y Otto von Guericke, empezó a circular la idea de elevar el agua por medio del fuego, pues era evidente el poder del fuego en la producción de calor y en la rápida vaporización de los líquidos. Estudiando los procesos de ebullición, Denis Papin (1674-1712) construyó su célebre marmita o “digesteur”, dada a conocer en su obra “De la manera de ablandar los huesos y de cocer toda clase de carnes en muy poco tiempo”, publicada en 1682.

La teoría esencial de la marmita es cómo el punto de ebullición depende de la presión de vapor, pero el hecho que más nos interesa ahora es el reconocimiento del poder motriz del vapor, ante el que Papin se vio obligado a inventar una válvula de seguridad para su incipiente olla a presión. Y no sólo esto: intentó construir una rudimentaria máquina de vapor, una “máquina filosófica”, como en principio fue denominada, según correspondía al espíritu baconiano del momento.

Fue el inglés Thomas Savery (1650-1715), quien consiguió construir y aplicar en algunas minas inglesas, su máquina para “elevar agua por medio del fuego”, descrita en “The miner´s friend” (“El amigo del minero”).

Otro ingeniero inglés, Thomas Newcomen (1663-1729), diseñó una máquina más segura que la de Savery, porque trabajaba a la presión atmosférica solamente. La construyó en 1712 y desde 1725 fue la única existente hasta su reemplazamiento por la del ingeniero escocés James Watt (1736-1819). Todos ellos son, sin duda, los artífices de la Revolución Industrial.

………………………………………………………………………………………...

NEWCOMEN, THOMAS (Dartmouth, Inglaterra, 1663-Londres, 1729) Inventor inglés. Como ferretero en su ciudad natal se encontró en inmejorable posición para evaluar los costes de la extracción del agua de las minas de la región de Cornualles, que por aquel entonces se realizaba gracias al trabajo mecánico de los caballos.

Con la ayuda de su socio J. Calley, trabajó durante años en el diseño de una máquina de bombeo impulsada por vapor que, a diferencia de la ideada por T. Savery, no estuviera limitada por la presión del mismo, sino que aprovechara como impulso el vacío creado por la condensación del vapor en el interior del cilindro del pistón. La primera máquina de Newcomen fue instalada en 1712, y aunque su rendimiento de conversión de energía calorífica en mecánica era apenas del uno por ciento, no tuvo rival durante más de medio siglo.

………………………………………………………………………………………..

Watt obtuvo la primera patente el 29 de Abril de 1769, una fecha clave para la historia reciente. La nueva máquina resolvió el problema del bombeo de agua en las minas, pero fue mucho más: se convirtió en la primera “fuerza motriz” de industrias hasta entonces artesanas. La metalurgia, las manufacturas textiles y la tracción mecánica mediante locomotoras de vapor, cambiaron el semblante de pueblos y ciudades.

………………………………………………………………………………………...

WATT, JAMES (Greenock, Reino Unido, 1736-Heathfield Hall, id., 1819) Ingeniero escocés. Estudió en la Universidad de Glasgow y posteriormente (1755) en la de Londres, en la que sólo permaneció un año debido a un empeoramiento de su salud, ya quebradiza desde su infancia. A su regreso a Glasgow en 1757, abrió una tienda en la Universidad dedicada a la venta de instrumental matemático (reglas, escuadras, compases, etc.) de su propia manufactura.

En la Universidad tuvo la oportunidad de entrar en contacto con muchos científicos y de entablar amistad con Joseph Black, el introductor del concepto de calor latente. En 1764 contrajo matrimonio con su prima Margaret Miller, con la que tuvo seis hijos antes de la muerte de ésta, nueve años más tarde. Ese mismo año (1773) observó que las máquinas de vapor Newcomen desaprovechaban gran cantidad de vapor, y en consecuencia, una alta proporción de calor latente de cambio de estado, susceptible de ser transformado en trabajo mecánico. En 1766 diseñó un modelo de condensador separado del cilindro, su primera y más importante invención, que permitió lograr un mayor aprovechamiento del vapor, y mejorar de este modo el rendimiento económico de la máquina. Esta mejora constituyó un factor determinante en el avance de la Revolución Industrial.

En 1768 se asoció con John Roebuck para construir su propio modelo de máquina de vapor, que patentó un año más tarde. Tras la quiebra de Roebuck en 1772, se trasladó a Birmingham dos años más tarde para compartir la explotación de su patente con Matthew Boulton, propietario de Soho Works, y con ello se inició una colaboración que se mantuvo por espacio de veinticinco años. En 1776 contrajo segundas nupcias con Ann MacGregor, quien le dio dos hijos más. Entre otras importantes mejoras en las máquinas de vapor se le deben la máquina de doble efecto, cuyos pistones suben y bajan alternativamente (patentada en 1782), el regulador de fuerza centrífuga para el control automático de la máquina y, en 1784, el paralelogramo articulado, una disposición de rodetes conectados que guían el movimiento del pistón.

En 1785 ingresó formalmente en la Royal Society londinense. Aunque el éxito económico de sus invenciones fue rotundo, a partir de 1794 se fue distanciando paulatinamente de la actividad industrial. Así mismo, fue miembro de la Lunar Society de Birmingham, integrada por un grupo de científicos y escritores promotores del avance del Arte y la Ciencia.

………………………………………………………………………………………..

En los sucesivos retoques que Watt dio a su máquina, introdujo un mecanismo altamente ingenioso: el regulador centrífugo que controlaba la entrada del vapor al cilindro y la salida al exterior, automáticamente, dependiente sólo de las variaciones en la marcha de la máquina misma. Él lo llamó “governor”, que pasado al griego es “kybernetes”, es decir, el moderno vocablo “cibernética”, asociado a una nueva revolución: la Automática.

Ahora bien, el diseño y construcción de máquinas de vapor no respondía a un interés científico; la mayoría de los ingenieros eran en realidad expertos artesanos, buenos conocedores de los mecanismos precisos para conseguir determinados efectos. Acaso sea Watt una excepción relativa por su relación con los universitarios de Glasgow, en particular con el químico escocés Joseph Black (1728-1799), que le puso al corriente sobre sus investigaciones acerca del calor. Parece ser que la idea del condensador está relacionada con la información proporcionada por Black sobre los calores latentes, su más destacada aportación a la Física, aunque no pudo formularla adecuadamente por estar en la creencia de que el calor, como la luz, la electricidad o el flogisto, era un fluido imponderable y libre que entraba por los poros de los cuerpos cuando se calentaban, y salía cuando se enfriaban, que ocupaba volumen y era compresible, lo que justificaba que un cuerpo golpeado por un martillo se caliente.

La Teoría del Calórico inició su decadencia a raíz de los experimentos del americano, instalado en Europa, Benjamin Thompson (1753-1814), más tarde conde de Rumford, por sus servicios a Maximiliano de Baviera. Rumford observó que el metal utilizado en la fabricación de cañones se calentaba cada vez más cuando se le torneaba, y asoció el movimiento del torno con el calentamiento del metal, concluyendo que el calor debía ser un “género de movimiento”, lo que no era una novedad, pero sí la relación cualitativa establecida entre calor y trabajo mecánico expuesta en su “Indagación concerniente al origen del valor generado por fricción” (1796).

Rumford fundó en 1800 la Real Institución de Gran Bretaña, adonde fue llamado Humphry Davy como instructor y conferenciante, que también intentó, sin éxito, destruir la Teoría del Calórico.

………………………………………………………………………………………...

...

Descargar como  txt (33.3 Kb)  
Leer 19 páginas más »
txt