Alessandro Volta était un physicien, chimiste et un pionnier de la science électrique. Il est surtout célèbre pour son invention de la batterie électrique. En bref, il:
• a inventé la première batterie électrique – que les gens appelaient alors la « pile voltaïque” – en 1800. Grâce à son invention, les scientifiques ont pu produire pour la première fois des flux réguliers de courant électrique, déclenchant une vague de nouvelles découvertes et technologies.
• a été la première personne à isoler le méthane.,
• découverte le méthane mélangé à l’air pourrait exploser à l’aide d’une étincelle électrique: c’est la base du moteur à combustion interne.
• découverte d’une « électricité de contact” résultant d’un contact entre différents métaux.
• Reconnu deux types de conduction électrique.
• a écrit la première série électromotrice. Cela a montré, du plus haut au plus bas, les tensions que différents métaux peuvent produire dans une batterie. (Nous parlons maintenant de potentiels d’électrode standard, ce qui signifie à peu près la même chose.,)
• Découvert que le potentiel électrique dans un condensateur est directement proportionnelle à la charge électrique.
en reconnaissance des contributions D’Alessandro Volta à la science, l’Unité de potentiel électrique est appelée volt.
Jeunesse et éducation
Alessandro Volta est né à Côme, en Lombardie, en Italie, le 18 février 1745. Sa famille faisait partie de la noblesse, mais pas riche. Jusqu’à l’âge de quatre ans, il ne montrait aucun signe de parler, et sa famille craignait qu’il ne soit pas très intelligent ou peut-être muet. Heureusement, leurs craintes étaient déplacées.,
son père est mort en laissant des dettes impayées quand Alessandro avait sept ans. Le jeune Alessandro a été éduqué à la maison par son oncle jusqu’à l’âge de douze ans. Il a ensuite commencé des études dans un pensionnat jésuite. L’école jésuite ne facturait aucun frais, mais le pressait de devenir prêtre. Sa famille ne voulait pas cela et l’a retiré de l’école après quatre ans. Volta a ensuite étudié au séminaire de Benzi jusqu’à l’âge de dix-huit ans.
la famille de Volta voulait qu’il devienne avocat. Volta avait ses propres idées! Il s’intéressait au monde qui l’entourait, il voulait être un scientifique.,
bien qu’enfant il ait été lent à parler Italien, Volta semble maintenant avoir un talent particulier pour les langues. Avant de quitter l’école, il avait appris le Latin, le français, l’anglais et l’Allemand. Ses talents linguistiques l’ont aidé plus tard dans sa vie lorsqu’il a voyagé dans le but de discuter de son travail avec des scientifiques des centres scientifiques européens.
âgé de 18 ans, Volta a eu l’audace de commencer un échange de lettres sur l’électricité avec deux physiciens de premier plan: Jean-Antoine Nollet à Paris et Giambatista Beccaria à Turin., Beccaria n’aimait pas certaines des idées de Volta et l’encouragea à en apprendre davantage en faisant des expériences.
quand il a écrit sa première thèse, Volta l’a abordée et l’a dédiée à Beccaria.
« vous devez être prêt à abandonner même les idées les plus attrayantes lorsque l’expérience les montre erronées. »
la vie de Volta dans le contexte
La Vie De Volta et la vie des scientifiques et mathématiciens connexes.,
la carrière de Volta avant la batterie
scientifique Amateur, inventeur, professeur et professeur de physique
1765 – Volta avait atteint l’âge de 20 ans. Son riche ami Giulio Cesare Gattoni avait construit un laboratoire de physique chez lui. Pendant plusieurs années, il a aimablement permis à Volta de faire des expériences dans ce laboratoire.
1765 – Volta écrit son premier article scientifique, qu’il adresse à Giambatista Beccaria, sur l’électricité statique produite en frottant différentes substances ensemble – c’est-à-dire la triboélectricité.,
1769 – Volta a publié une thèse intitulée Sur la Force Attractive du feu électrique et sur les phénomènes qui en dépendent, qu’il a envoyée à Beccaria. Il a discuté de ses idées sur les causes de l’attraction et de la répulsion électriques et les a comparées à la gravité. Il a exposé sa position selon laquelle, comme la gravité, l’électricité statique impliquait une action à distance. Les principaux scientifiques influençant sa pensée étaient Isaac Newton, Roger Boscovich, Benjamin Franklin et Giambatista Beccaria lui-même.
1771 – Volta lire Joseph Priestley, 1767 examen de la recherche scientifique sur l’électricité., Il a appris que certaines découvertes qu’il avait faites récemment avaient déjà été faites par d’autres.
1774 – Volta commence à superviser les écoles de Côme. Il a dit que l’enseignement dans les salles de classe de Côme devrait être modernisé. Il voulait que les enfants passent plus de temps à apprendre les sciences et les langues modernes.
1775 – Volta commence à enseigner la physique expérimentale au lycée public de Côme, où il travaille jusqu’en 1778.
1775 – Volta écrit une lettre à Joseph Priestley. Il a expliqué comment il avait inventé un appareil qui produisait de l’électricité statique: l’électricité pouvait être transférée à d’autres objets., Nous appelons cet appareil l’électrophore. Volta voulait savoir si l’appareil était une nouvelle invention. Priestly lui a dit que Johann Wilcke avait inventé un tel dispositif en 1762, mais Volta l’avait inventé indépendamment. Priestley encouragea Volta à poursuivre ses travaux de recherche intéressants.
1776 – âgé de 31 ans, Volta a été la première personne à isoler du méthane. Il a découvert qu’un mélange méthane-air pouvait exploser dans un récipient fermé avec une étincelle électrique. Une réaction chimique démarrée électriquement comme celle-ci serait plus tard la base du moteur à combustion interne.,
1776 – Volta a suggéré que L’appareil à étincelles qu’il utilisait pour faire exploser le méthane pourrait également être utilisé pour envoyer un signal électrique le long d’un fil de Côme à la ville de Milan.
« Qu’est-ce qu’il est possible de bien faire, en physique en particulier, si les choses ne sont pas réduites à des degrés et des mesures? »
1777 – Volta a inventé un eudiomètre bien meilleur que tout ce qui était allé avant. Un eudiomètre teste la quantité d’oxygène présent dans l’air pour déterminer son efficacité respiratoire., L’eudiomètre de Volta était supérieur aux autres car il utilisait l’hydrogène comme gaz réagissant avec l’oxygène, donnant une réaction propre et fiable. La réaction a également été proprement démarrée à l’aide d’une étincelle électrique. L’eudiomètre a fonctionné sur la base du fait que le volume d’hydrogène gazeux qu’il contient a diminué après les étincelles, car l’hydrogène a réagi avec l’oxygène gazeux pour produire de l’eau. La diminution du volume était proportionnelle à la quantité d’oxygène présente dans l’air.
1777 – Volta entreprend un voyage scientifique en Suisse et en France. Il a rencontré d’autres scientifiques et leur a montré ses innovations dans les équipements électriques., Il a également voyagé dans le but de faire mieux connaître son nom en dehors de l’Italie.
1778 – Volta a été nommé à la Chaire de Physique Expérimentale à L’Université de Pavie, à environ 55 miles (85 km) de Côme, un poste qu’il occupera pendant plus de 40 ans.
1778 – Volta a découvert que le potentiel électrique (nous l’appelons maintenant souvent la tension) dans un condensateur est directement proportionnel à la charge électrique.,
1781 à 1782 – Volta a voyagé dans la plupart des grands centres scientifiques européens, y compris l’Académie française à Paris, démontrant son équipement électrique et ses inventions à des personnalités telles Qu’Antoine Lavoisier et Benjamin Franklin. Volta commençait à devenir bien connu en dehors de l’Italie.
1782 – Volta a écrit sur le condenseur il avait construit (aujourd’hui nous dirions un condensateur) pour collecter et stocker des charges électriques, et comment il avait utilisé pour étudier une variété de phénomènes électriques.,
1788 – Volta construit des électroscopes de plus en plus sensibles pour détecter et mesurer les effets de la charge électrique.
1790 – Volta a effectué des expériences sur le comportement des gaz. Il a trouvé une valeur précise pour le volume croissant de l’air avec la hausse de la température.
1791 – reconnaissant qu’il était devenu l’un des plus éminents électriciens européens, Volta a été élu membre de la Royal Society de Londres.
1794 – à l’âge de 50 ans, Volta a reçu le premier prix de la Royal Society – La médaille Copley – pour ses contributions à la compréhension scientifique de l’électricité.,
Invention de la batterie électrique
une querelle sur les pattes des grenouilles a conduit à la batterie
Volta n’a pas entrepris d’inventer la batterie. Ses expériences dans ce domaine ont en fait été effectuées pour montrer que les affirmations d’un autre scientifique étaient fausses. Ce scientifique était un autre italien, Luigi Galvani.
jambes des grenouilles sauteuses
Galvani a découvert que le contact entre les nerfs des jambes des grenouilles et différents métaux faisait bouger les jambes. Nous comprenons maintenant qu’il avait créé une cellule électrique. Les cuisses de grenouille ont agi comme électrolyte.,
Galvani était professeur d’anatomie. À la fin des années 1780, il remarqua qu’une étincelle d’électricité statique portée par un scalpel en métal touchant les nerfs d’une grenouille morte alors que les jambes reposaient sur du métal faisait bouger les jambes.
Ce fut une découverte étonnante: le mouvement des animaux était basé sur l’électricité en quelque sorte.
En 1817, cela inspira Mary Shelley pour écrire Frankenstein. Dans ce roman, Une créature faite d’un mélange monstrueux de parties du corps de personnes mortes est amenée à la vie par le docteur Frankenstein en utilisant l’électricité d’un orage.,
en 1791, Galvani annonce sa découverte de l’électricité animale. Il croyait que les animaux généraient de l’électricité dans leur corps et qu’un fluide dans leurs nerfs transportait de l’électricité aux muscles, provoquant des mouvements. Il croyait que l’électricité provenant d’une source extérieure libérait un flux de liquide électrique des nerfs, provoquant le saut des muscles.
il croyait également que des animaux tels que les anguilles électriques pourraient accumuler des quantités supplémentaires de ce fluide et l’utiliser pour délivrer des décharges électriques.,
Galvani a conclu que l’électricité animale était similaire, mais pas identique à l’électricité statique, et était une propriété unique des êtres vivants.
Enter Volta
Volta a étudié le phénomène DE Galvani.
en 1792, Volta a déclaré que la partie « animale” de L’électricité animale DE Galvani n’était pas nécessaire. Les animaux ont simplement répondu à l’électricité normale. Il n’y avait pas de différence entre l’électricité animale et l’électricité.
Volta a effectué diverses expériences sur les pattes des grenouilles. Il a trouvé que la clé pour les faire bouger était le contact avec deux métaux différents., Le Contact avec des morceaux du même métal n’a rien fait.
puis, s’éloignant des pattes des grenouilles, en 1794, Volta fit des expériences pour mesurer l’effet électrique de la mise en contact de différentes paires de métaux. Il a énuméré les métaux dans l’ordre de ce qu’il a appelé leur force électromotrice.
liste des conducteurs de Volta, La Force électromotrice la plus élevée en premier
plomb
étain
fer
cuivre
Argent
or
Graphite
minerai de manganèse
c’était la première fois que quelqu’un avait répertorié des potentiels d’électrode. C’était la première électrochimique de la série.,
dans le langage moderne, nous dirions que plus les substances de cette liste sont éloignées les unes des autres, plus la tension qu’elles produiront lorsqu’elles seront mises en contact ou utilisées comme électrodes dans les piles et batteries électriques. Par exemple, une cellule zinc-graphite produira une tension supérieure à une cellule zinc-plomb.
en 1797, Volta avait complètement prouvé sa « théorie des contacts” de l’électricité.
il savait maintenant que la clé pour produire ce que nous appelons aujourd’hui une tension était deux métaux reliés par quelque chose d’humide, comme des pattes de grenouilles. La connexion humide entre les métaux ne devait pas nécessairement être un animal., Connecter les métaux en les plaçant dans une tasse d’acide dilué était un moyen très efficace de produire de l’électricité.
Il a formellement divisé les conducteurs électriques en ceux du premier type: ce sont les métaux, le graphite et le charbon de bois pur; et le second type: ce sont des substances que nous appellerions maintenant des électrolytes, comme l’eau salée ou les acides dilués. Un courant électrique résulterait lorsqu’un circuit a été construit en utilisant deux conducteurs du premier type combinés avec un du second type.
Une illustration de Volta en 1800 papier., Des morceaux d’ARGENT (A) et de zinc (Z) reliés par des bandes métalliques et assis dans des tasses d’acide dilué produiront de l’électricité. Cela pourrait être testé en mettant un doigt dans chacune des tasses d’extrémité. Vous auriez un choc électrique. Contrairement à la version de Galvani, aucun animal n’a besoin d’être blessé dans cette production, à l’exception du testeur humain qui reçoit un léger choc électrique.
alternativement, la connexion des métaux avec du papier imbibé d’acide dilué ou d’eau salée a également fonctionné.,
Volta a déclaré que dans le travail DE Galvani, les jambes des grenouilles avaient rempli deux fonctions:
- elles conduisaient l’électricité en tant que conducteurs du second type.
- ils ont agi comme un électroscope très sensible. (Un électroscope est un dispositif utilisé pour détecter l’électricité.)
Diagramme de Volta en 1800 papier. La pile est réalisée à l’aide de disques d’ARGENT (A) et de zinc (Z) reliés en série avec une carte imbibée d’eau salée. Les polarités positives et négatives de cette batterie sont comme indiqué., L’ajout de plusieurs paires de disques augmente la tension de la batterie.
Volta a constaté qu’en connectant de plus en plus de paires de métaux connectés à la carte humide, il pouvait produire des tensions toujours plus élevées, conduisant à des courants électriques importants.
et c’est ainsi que la batterie électrique est née.
Volta utilisait en alternance des disques de zinc et d’argent reliés par une carte ou un tissu imbibé d’eau salée.
en 1800, Volta décrit ses résultats dans une lettre à Joseph Banks, à la Royal Society de Londres.,
Banks montra la lettre à d’autres scientifiques, et fit en sorte que la description de Volta de sa découverte soit lue lors d’une réunion de la société, puis publiée.
« je continue à coupler une plaque d’argent avec une plaque de zinc, et toujours dans le même ordre… et place entre chacun de ces couples un disque humidifié. Je continue à former une colonne. Si la colonne contient une vingtaine de ces couples de métal, elle sera capable de donner aux doigts plusieurs petits chocs., »
la batterie de Volta déclenche une vague de nouvelles découvertes scientifiques
La batterie inventée par Volta a donné aux chimistes une nouvelle méthode très puissante pour étudier les substances.
la beauté de son appareil était que presque tout le monde pouvait en fabriquer un – les pièces d’argent et de cuivre étaient disponibles pour de nombreuses personnes, tout comme d’autres métaux tels que le fer, l’étain et le zinc.
quelques semaines après L’invention de la batterie par Volta, William Nicholson et Anthony Carlisle ont construit et utilisé une batterie pour décomposer l’eau en hydrogène et en oxygène.,
en seulement six ans, Humphry Davy avait construit une batterie puissante. Avec elle, il a isolé de nouveaux éléments chimiques et en a déduit que les liaisons chimiques étaient de nature électrique.
– Volta démontre sa batterie de Napoléon Bonaparte en 1801. Napoléon a été très impressionné par le travail de Volta, lui donnant le titre aristocratique de Comte.
Les découvertes de Davy des nouveaux éléments baryum, calcium, lithium, magnésium, potassium, sodium et strontium, ont tous été rendues possibles par L’invention de la batterie par Volta.,
en 1820, grâce aux batteries de Volta, Hans Christian Oersted étudiait la relation entre l’électricité et le magnétisme.
En 1821, Michael Faraday avait produit un moteur électrique.
pour la première fois, la batterie de Volta produisait une source constante de courant électrique. Tous les appareils électriques dépendent du courant électrique. Sans l’invention de Volta, il ne pourrait y avoir de technologie moderne. La batterie de Volta était une invention absolument cruciale dans le développement de notre civilisation basée sur la technologie.,
Fin
En 1819, à l’âge de 74 ans, Volta a décidé qu’il était temps de raccrocher ses condensateurs, son voltaïque pieux, son electrophorus, et son travail administratif à l’université. Il se retira dans une maison de campagne près de sa ville natale de Côme, où il pouvait passer plus de temps avec sa femme, Maria Teresa. Ils ont eu trois fils, Zanino, Faminio et Luigi.
Volta a vécu à Côme jusqu’à sa mort, à l’âge de 82 ans, le 5 mars 1827.
en 1881, les scientifiques ont décidé que L’Unité de potentiel électrique serait appelée volt pour reconnaître les grandes contributions de Volta à la science électrique.,
