Alessandro Volta fue un físico, químico y pionero de la ciencia eléctrica. Es más famoso por su invención de la batería eléctrica. En resumen:
• inventó la primera batería eléctrica – que la gente entonces llamó la «pila voltaica» – en 1800. Usando su invención, los científicos fueron capaces de producir flujos constantes de corriente eléctrica por primera vez, desatando una ola de nuevos descubrimientos y tecnologías.
• fue la primera persona en aislar metano.,
• descubierto metano mezclado con aire podría ser explotado utilizando una chispa eléctrica: esta es la base del motor de combustión interna.
• descubierto «electricidad de contacto» resultante del contacto entre diferentes metales.
• reconoció dos tipos de conducción eléctrica.
• Escribió la primera serie electromotriz. Esto mostró, de mayor a menor, los voltajes que diferentes metales pueden producir en una batería. (Ahora hablamos de potenciales de electrodos estándar, lo que significa aproximadamente lo mismo.,)
• descubrió que el potencial eléctrico en un condensador es directamente proporcional a la carga eléctrica.
en reconocimiento a las contribuciones de Alessandro Volta a la ciencia, la unidad de potencial eléctrico se llama volt.
vida temprana y Educación
Alessandro Volta nació en Como, Lombardía, Italia, el 18 de febrero de 1745. Su familia era parte de la nobleza, pero no Rica. Hasta la edad de cuatro años, no mostró signos de hablar, y su familia temía que no fuera muy inteligente o posiblemente tonto. Afortunadamente, sus temores estaban fuera de lugar.,
Su padre murió dejando deudas impagadas cuando Alessandro tenía siete años. El joven Alessandro fue educado en casa por su tío hasta los doce años. Luego comenzó sus estudios en un internado Jesuita. La escuela jesuita no cobraba honorarios, pero lo presionaba para que se convirtiera en sacerdote. Su familia no quería esto, y lo retiró de la escuela después de cuatro años. Volta estudió en el Seminario Benzi hasta los dieciocho años de edad.
la familia de Volta quería que se convirtiera en Abogado. Volta tenía sus propias ideas! Estaba interesado en el mundo que le rodeaba; quería ser científico.,
aunque de niño había sido lento para hablar italiano, Volta ahora parecía tener un talento especial para los idiomas. Antes de dejar la escuela, había aprendido latín, francés, inglés y alemán. Su talento lingüístico le ayudó en su vida posterior cuando viajó con el objetivo de discutir su trabajo con científicos en los centros de ciencia de Europa.
a los 18 años, Volta fue lo suficientemente audaz como para comenzar un intercambio de cartas sobre electricidad con dos físicos líderes: Jean-Antoine Nollet en París, y Giambatista Beccaria en Turín., Beccaria no le gustaron algunas de las ideas de Volta y lo animó a aprender más haciendo experimentos.
cuando escribió su primera disertación, Volta la dirigió y la dedicó a Beccaria.
» debe estar listo para renunciar incluso a las ideas más atractivas cuando el experimento muestra que están equivocadas.»
la vida de Volta en contexto
La vida de Volta y las vidas de científicos y matemáticos relacionados.,
línea de tiempo de la carrera de Volta antes de la batería
científico aficionado, Inventor, profesor y Profesor de Física
1765 – Volta había alcanzado los 20 años de edad. Su rico amigo Giulio Cesare Gattoni había construido un laboratorio de física en su casa. Durante varios años amablemente permitió a Volta hacer experimentos en este laboratorio.
1765 – Volta escribió su primer artículo científico, que dirigió a Giambatista Beccaria, sobre la electricidad estática generada por el frotamiento de diferentes sustancias juntas-es decir, triboelectricidad.,
1769 – Volta publicó una disertación titulada Sobre la fuerza de atracción del fuego eléctrico, y sobre los fenómenos dependientes de él, que envió a Beccaria. Discutió sus ideas sobre las causas de la atracción eléctrica y la repulsión y las comparó con la gravedad. Expuso su posición de que, como la gravedad, la electricidad estática implicaba acción a distancia. Los principales científicos que influyeron en su pensamiento fueron Isaac Newton, Roger Boscovich, Benjamin Franklin y el propio Giambatista Beccaria.
1771 – Volta leyó la revisión de Joseph Priestley de 1767 de la investigación científica sobre la electricidad., Se enteró de que algunos descubrimientos que había hecho recientemente ya habían sido hechos por otros.
1774 – Volta comenzó a trabajar supervisando las escuelas en Como. Dijo que la enseñanza en las aulas de Como debería modernizarse. Quería que los niños pasaran más tiempo aprendiendo ciencias y lenguas modernas.
1775 – Volta comenzó a enseñar física experimental en la escuela pública de gramática de Como, donde trabajó hasta 1778.
1775 – Volta escribió una carta a Joseph Priestley. Explicó cómo había inventado un dispositivo que producía electricidad estática: la electricidad podía transferirse a otros objetos., Llamamos a este dispositivo de la electrophorus. Volta quería saber si el dispositivo era un nuevo invento. Priestly le dijo que Johann Wilcke había inventado tal dispositivo en 1762, pero Volta lo había inventado de forma independiente. Priestley animó a Volta a mantener su interesante trabajo de investigación.
1776 – 31 años, Volta fue la primera persona en aislar el gas metano. Descubrió que una mezcla de metano y aire podría ser explotada en un contenedor cerrado con una chispa eléctrica. Una reacción química iniciada eléctricamente como esta sería más tarde la base del motor de combustión interna.,
1776 – Volta sugirió que el aparato de chispas que usó para explotar metano también podría usarse para enviar una señal eléctrica a lo largo de un cable desde Como a la ciudad de Milán.
» ¿Qué es posible hacer bien, en física particularmente, si las cosas no se reducen a grados y medidas?»
1777 – Volta inventó un eudiómetro mucho mejor que cualquiera que hubiera ido antes. Un eudiómetro prueba cuánto oxígeno está presente en el aire para determinar qué tan bueno es para respirar., El eudiómetro de Volta era superior a otros porque usaba hidrógeno como gas que reaccionaba con oxígeno, dando una reacción limpia y confiable. La reacción también se inició limpiamente usando una chispa eléctrica. El eudiómetro trabajó sobre la base de que el volumen de gas hidrógeno en él disminuyó después de chispear porque el hidrógeno reaccionó con el gas oxígeno para hacer agua. La disminución del volumen fue proporcional a la cantidad de oxígeno presente en el aire.
1777 – Volta emprendió un viaje científico a Suiza y Francia. Conoció a otros científicos y les mostró sus innovaciones en equipos eléctricos., También viajó con el propósito de hacer su nombre más conocido fuera de Italia.
1778 – Volta fue nombrado para la Cátedra de Física Experimental en la Universidad de Pavía, a unas 55 millas (85 km) de Como, una posición que mantendría durante más de 40 años.
1778 – Volta descubrió que el potencial eléctrico (ahora a menudo lo llamamos voltaje) en un condensador es directamente proporcional a la carga eléctrica.,
1781 a 1782 – Volta viajó por la mayoría de los principales centros científicos de Europa, incluida la Academia francesa en París, demostrando su equipo eléctrico e inventos a personas eminentes como Antoine Lavoisier y Benjamin Franklin. Volta estaba empezando a ser muy conocido fuera de Italia.
1782 – Volta escribió sobre el condensador que había construido (hoy lo llamaríamos un condensador) para recoger y almacenar carga eléctrica, y cómo lo había utilizado para estudiar una variedad de fenómenos eléctricos.,
1788 – Volta construyó electroscopios cada vez más sensibles para detectar y medir los efectos de la carga eléctrica.
1790 – Volta llevó a cabo experimentos sobre el comportamiento de los gases. Encontró un valor exacto para el aumento del volumen del aire con el aumento de la temperatura.
1791 – reconociendo que se había convertido en uno de los científicos eléctricos más importantes de Europa, Volta fue elegido miembro de la Royal Society de Londres.
1794 – a la edad de 50 años, Volta fue galardonado con el primer premio de la Royal Society – La Medalla Copley – por sus contribuciones a la comprensión científica de la electricidad.,
la Invención de la Batería Eléctrica
Una Disputa sobre las ancas de rana led de la Batería
Volta no inventar la batería. Sus experimentos en esta área fueron realizados para demostrar que las afirmaciones de otro científico estaban equivocadas. Ese científico era otro italiano, Luigi Galvani.
salto de Ancas de Rana
Galvani descubrió que el contacto entre los nervios de las patas de las ranas y diferentes metales causaba que las patas se movieran. Ahora entendemos que él había creado una célula eléctrica. Las ancas de rana actuaban como electrolito.,
Galvani fue profesor de anatomía. A finales de la década de 1780 se dio cuenta de que una chispa de electricidad estática llevada por un bisturí de metal tocando los nervios de una rana muerta mientras las piernas yacían sobre metal hizo que las piernas se movieran.
Este fue un descubrimiento sorprendente: el movimiento animal se basó en la electricidad de alguna manera.
en 1817, esto inspiró a Mary Shelley a escribir Frankenstein. En esta novela, Una criatura hecha de una mezcla monstruosa de partes del cuerpo de personas muertas es traída a la vida por el Doctor Frankenstein usando electricidad de una tormenta eléctrica.,
en 1791, Galvani anunció su descubrimiento de la electricidad animal. Creía que los animales generaban electricidad en sus cuerpos y que un fluido dentro de sus nervios llevaba electricidad a los músculos, causando movimiento. Él creía que la electricidad de una fuente externa libera un flujo de fluido eléctrico de los nervios, causando que los músculos para saltar.
también creía que los animales como las anguilas eléctricas podían acumular cantidades adicionales de este fluido y usarlo para administrar descargas eléctricas.,
Galvani concluyó que la electricidad animal era similar pero no idéntica a la electricidad estática, y era una propiedad única de los seres vivos.
Enter Volta
Volta estudió el fenómeno DE Galvani.
en 1792, Volta dijo que la parte» animal » de la electricidad animal DE Galvani no era necesaria. Los animales simplemente respondieron a la electricidad normal. No había diferencia entre la electricidad animal y la electricidad.
Volta realizó varios experimentos con Ancas de rana. Encontró que la clave para que se movieran era el contacto con dos metales diferentes., El contacto con piezas del mismo metal no hizo nada.
luego, alejándose de las ancas de rana, en 1794, Volta realizó experimentos para medir el efecto eléctrico de poner en contacto diferentes pares de metales. Enumeró los metales en orden de lo que llamó su fuerza electromotriz.
la lista de conductores de Volta, la fuerza electromotriz más alta primero
plomo
estaño
hierro
cobre
Plata
Oro
grafito
mineral de manganeso
Esta fue la primera vez que alguien enumeró los potenciales de electrodos. Fue la primera serie electroquímica.,
en lenguaje moderno, diríamos que cuanto más separadas estén las sustancias en esta lista, mayor será el voltaje que producirán cuando entren en contacto o se usen como electrodos en celdas y baterías eléctricas. Por ejemplo, una celda de zinc-grafito producirá un voltaje mayor que una celda de zinc-plomo.
en 1797, Volta había demostrado completamente su «teoría del contacto» de la electricidad.
ahora sabía que la clave para producir lo que hoy llamamos un voltaje eran dos metales conectados por algo húmedo, como Ancas de rana. La conexión húmeda entre los metales no tenía que ser un animal., Conectar los metales colocándolos en una taza de ácido diluido era una forma muy efectiva de producir electricidad.
formalmente dividió los conductores eléctricos en los del primer tipo: Estos eran metales, grafito y carbón puro; y el segundo tipo: estas eran sustancias que ahora llamaríamos electrolitos, como el agua salada o los ácidos diluidos. Una corriente eléctrica resultaría cuando un circuito fue construido usando dos conductores del primer tipo combinados con uno del segundo tipo.
Una ilustración de Volta del 1800 papel., Las piezas de plata (A) y zinc (Z) conectadas por tiras de metal y sentadas en tazas de ácido diluido producirán electricidad. Esto podría ser probado poniendo un dedo en cada una de las copas finales. Te daría una descarga eléctrica. A diferencia de la versión de Galvani, ningún animal necesita ser herido en esta producción, excepto el probador humano que recibe una leve descarga eléctrica.
alternativamente, conectar los metales con papel empapado en ácido diluido o agua salada también funcionó.,
Volta dijo que en el trabajo de Galvani, las ancas de rana habían cumplido dos funciones:
- conducían electricidad como conductores del segundo tipo.
- actuaron como un electroscopio muy sensible. (Un electroscopio es un dispositivo utilizado para detectar electricidad.)
Diagram from Volta’s 1800 paper. La pila está hecha con discos de plata (A) y zinc (Z) Unidos en serie con tarjeta empapada en agua salada. Las polaridades positivas y negativas de esta batería son como se muestra., Agregar más pares de discos aumenta el voltaje de la batería.
Volta descubrió que al conectar más y más pares de metales conectados con la tarjeta húmeda, podía producir voltajes cada vez más altos, lo que conducía a corrientes eléctricas significativas.
y así nació la batería eléctrica.
Volta utiliza discos alternos de zinc y plata Unidos por tarjeta o tela empapada en agua salada.en 1800, Volta describió sus resultados en una carta a Joseph Banks, en la Royal Society de Londres.,
Banks mostró la carta a otros científicos, y dispuso que la descripción de Volta de su descubrimiento fuera leída en una reunión de la sociedad y luego publicada.
«sigo el acoplamiento de una placa de plata con uno de zinc, y siempre en el mismo orden… y entre cada una de estas parejas una humedecido disco. Sigo formando una columna. Si la columna contiene alrededor de veinte de estos pares de metal, será capaz de dar a los dedos varios pequeños golpes.,»
la batería de Volta desata una ola de nuevos descubrimientos científicos
La Batería inventada por Volta dio a los químicos un nuevo método muy poderoso para estudiar sustancias.
la belleza de su dispositivo era que casi cualquiera podía hacer una-Monedas de plata y cobre estaban disponibles para muchas personas, al igual que otros metales como el hierro, el estaño y el zinc.
pocas semanas después de la invención de Volta de la batería, William Nicholson y Anthony Carlisle construyeron y usaron una batería para descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno.,
En tan solo seis años, Humphry Davy había construido una potente batería. Con él, aisló nuevos elementos químicos, y dedujo que los enlaces químicos eran de naturaleza eléctrica.
Volta demuestra su batería a Napoleón Bonaparte en 1801. Napoleón quedó muy impresionado por el trabajo de Volta, dándole el título aristocrático de Conde.
Los descubrimientos de Davy de los nuevos elementos bario, calcio, litio, magnesio, potasio, sodio y estroncio, fueron posibles gracias a la invención de Volta de la batería.,
en 1820, cortesía de las baterías de Volta, Hans Christian Oersted estaba investigando la relación entre la electricidad y el magnetismo.
para 1821, Michael Faraday había producido un motor eléctrico.
La Batería de Volta produjo una fuente constante de corriente eléctrica por primera vez en la historia. Todos los dispositivos eléctricos dependen de la corriente eléctrica. Sin la invención de Volta, no podría haber tecnología moderna. La batería de Volta fue un invento absolutamente crucial en el desarrollo de nuestra civilización basada en la tecnología.,
Final
En 1819, a la edad de 74 años, Volta decidió que era hora de colgar sus condensadores, sus pilas voltaicas, su electrophorus, y su trabajo administrativo en la universidad. Se retiró a una casa de campo cerca de su ciudad natal de Como, donde podría pasar más tiempo con su esposa, María Teresa. Tuvieron tres hijos, Zanino, Faminio y Luigi.
Volta vivió en Como hasta su muerte, a los 82 años, el 5 de marzo de 1827.
en 1881, los científicos decidieron que la unidad de potencial eléctrico se llamaría volt para reconocer las grandes contribuciones de Volta a la ciencia eléctrica.,
