Alessandro Volta (Italiano)

Alessandro Volta è stato un fisico, chimico e un pioniere della scienza elettrica. È più famoso per la sua invenzione della batteria elettrica. In breve:

• Inventò la prima batteria elettrica – che la gente allora chiamava “pila voltaica” – nel 1800. Usando la sua invenzione, gli scienziati sono stati in grado di produrre flussi costanti di corrente elettrica per la prima volta, scatenando un’ondata di nuove scoperte e tecnologie.

• È stata la prima persona a isolare il metano.,

• Scoperto il metano miscelato con l’aria potrebbe essere esploso con una scintilla elettrica: questa è la base del motore a combustione interna.

• Scoperto “elettricità di contatto” derivante dal contatto tra metalli diversi.

• Riconosciuto due tipi di conduzione elettrica.

• Ha scritto la prima serie elettromotrice. Questo ha mostrato, dal più alto al più basso, le tensioni che diversi metalli possono produrre in una batteria. (Ora parliamo di potenziali elettrodi standard, che significa più o meno la stessa cosa.,)

• Scoperto che il potenziale elettrico in un condensatore è direttamente proporzionale alla carica elettrica.

In riconoscimento dei contributi di Alessandro Volta alla scienza, l’unità di potenziale elettrico è chiamata volt.

Primi anni di vita ed educazione

Alessandro Volta nacque a Como, in Lombardia, il 18 febbraio 1745. La sua famiglia faceva parte della nobiltà, ma non ricca. Fino all’età di quattro anni, non ha mostrato segni di parlare, e la sua famiglia temeva che non fosse molto intelligente o forse stupido. Fortunatamente, le loro paure erano fuori luogo.,

Suo padre morì lasciando debiti non pagati quando Alessandro aveva sette anni. Il giovane Alessandro fu educato a casa dallo zio fino all’età di dodici anni. Ha poi iniziato gli studi in un collegio dei gesuiti. La scuola dei gesuiti non pagò tasse, ma lo fece pressione per diventare sacerdote. La sua famiglia non voleva questo, e lo ritirò dalla scuola dopo quattro anni. Volta ha poi studiato al Seminario Benzi fino al raggiungimento dei diciotto anni di età.

La famiglia di Volta voleva che diventasse un avvocato. Volta aveva le sue idee! Era interessato al mondo che lo circondava; voleva essere uno scienziato.,

Anche se da bambino era stato lento a parlare italiano, Volta ora sembrava avere un talento speciale per le lingue. Prima di lasciare la scuola, aveva imparato il latino, il francese, l’inglese e il tedesco. Il suo talento linguistico lo ha aiutato in età avanzata quando ha viaggiato con l’obiettivo di discutere il suo lavoro con gli scienziati nei centri scientifici europei.

All’età di 18 anni, Volta ebbe il coraggio di iniziare uno scambio di lettere sull’elettricità con due importanti fisici: Jean-Antoine Nollet a Parigi e Giambatista Beccaria a Torino., Beccaria non gradì alcune delle idee di Volta e lo incoraggiò a saperne di più facendo esperimenti.

Quando scrisse la sua prima tesi, Volta la indirizzò e la dedicò a Beccaria.

“Devi essere pronto a rinunciare anche alle idee più attraenti quando l’esperimento mostra che si sbagliano.”

Alessandro Volta

La vita di Volta nel contesto

La vita di Volta e le vite di scienziati e matematici correlati.,

Timeline carriera di Volta Prima della batteria

Scienziato dilettante, inventore, insegnante e professore di fisica

1765 – Volta aveva raggiunto 20 anni di età. Il suo ricco amico Giulio Cesare Gattoni aveva costruito un laboratorio di fisica nella sua casa. Per diversi anni ha gentilmente permesso a Volta di fare esperimenti in questo laboratorio.

1765 – Volta scrisse il suo primo articolo scientifico, che indirizzò a Giambatista Beccaria, sull’elettricità statica generata dallo sfregamento di sostanze diverse tra loro – cioè la triboelettricità.,

1769 – Volta pubblicò una dissertazione intitolata Sulla Forza attrattiva del Fuoco Elettrico, e sui Fenomeni da Esso dipendenti, che inviò al Beccaria. Ha discusso le sue idee sulle cause dell’attrazione elettrica e della repulsione e le ha confrontate con la gravità. Ha esposto la sua posizione che, come la gravità, l’elettricità statica ha coinvolto l’azione a distanza. I principali scienziati che influenzarono il suo pensiero furono Isaac Newton, Roger Boscovich, Benjamin Franklin e lo stesso Giambatista Beccaria.

1771-Volta leggi la recensione di Joseph Priestley del 1767 sulla ricerca scientifica sull’elettricità., Apprese che alcune scoperte che aveva fatto di recente erano già state fatte da altri.

1774 – Volta iniziò i lavori di sovrintendenza alle scuole di Como. Ha detto che l’insegnamento nelle aule di Como dovrebbe essere modernizzato. Voleva che i bambini passassero più tempo ad imparare la scienza e le lingue moderne.

1775 – Volta iniziò ad insegnare fisica sperimentale nel liceo pubblico di Como, dove lavorò fino al 1778.

1775 – Volta scrisse una lettera a Joseph Priestley. Ha spiegato come aveva inventato un dispositivo che produceva elettricità statica: l’elettricità poteva essere trasferita ad altri oggetti., Chiamiamo questo dispositivo l’elettroforo. Volta voleva sapere se il dispositivo era una nuova invenzione. Priestly gli disse che Johann Wilcke aveva inventato un tale dispositivo nel 1762, ma Volta lo aveva inventato indipendentemente. Priestley incoraggiò Volta a continuare il suo interessante lavoro di ricerca.

1776 – All’età di 31 anni, Volta è stata la prima persona a isolare il gas metano. Scoprì che una miscela di metano-aria poteva essere esplosa in un contenitore chiuso con una scintilla elettrica. Una reazione chimica iniziata elettricamente come questa sarebbe stata in seguito la base del motore a combustione interna.,

1776 – Volta suggerì che l’apparato di scintille usato per far esplodere il metano potesse essere utilizzato anche per inviare un segnale elettrico lungo un filo da Como alla città di Milano.

“Cosa è possibile fare bene, in fisica in particolare, se le cose non sono ridotte a gradi e misure?”

Alessandro Volta, 1792

1777 – Volta inventò un eudiometro molto migliore di qualsiasi altro precedente. Un eudiometro verifica la quantità di ossigeno presente nell’aria per determinare quanto è buono per la respirazione., L’eudiometro di Volta era superiore agli altri perché utilizzava l’idrogeno come gas che reagiva con l’ossigeno, dando una reazione pulita e affidabile. Anche la reazione è stata avviata in modo pulito utilizzando una scintilla elettrica. L’eudiometro ha funzionato sulla base del fatto che il volume di idrogeno in esso contenuto è diminuito dopo la scintilla perché l’idrogeno ha reagito con il gas ossigeno per produrre acqua. La diminuzione del volume era proporzionale alla quantità di ossigeno presente nell’aria.

1777-Volta partì per un viaggio scientifico in Svizzera e in Francia. Ha incontrato altri scienziati e ha mostrato loro le sue innovazioni nelle apparecchiature elettriche., Viaggiò anche con lo scopo di far conoscere meglio il suo nome fuori dall’Italia.

1778 – Volta è stato nominato alla Cattedra di Fisica Sperimentale presso l’Università di Pavia, a circa 55 miglia (85 km) da Como, una posizione che avrebbe ricoperto per oltre 40 anni.

1778 – Volta ha scoperto che il potenziale elettrico (ora spesso chiamiamo questo la tensione) in un condensatore è direttamente proporzionale alla carica elettrica.,

1781-1782 – Volta ha viaggiato in giro per la maggior parte dei principali centri scientifici europei, tra cui l’Accademia francese di Parigi, dimostrando le sue apparecchiature elettriche e invenzioni a persone eminenti come Antoine Lavoisier e Benjamin Franklin. Volta stava cominciando a diventare ben noto al di fuori dell’Italia.

1782 – Volta scrisse del condensatore che aveva costruito (oggi lo chiameremmo condensatore) per raccogliere e immagazzinare la carica elettrica, e di come lo avesse usato per studiare una varietà di fenomeni elettrici.,

1788-Volta costruì elettroscopi sempre più sensibili per rilevare e misurare gli effetti della carica elettrica.

1790-Volta ha effettuato esperimenti sul comportamento dei gas. Ha trovato un valore preciso per il volume crescente dell’aria con l’aumento della temperatura.

1791 – Riconoscendo che era diventato uno dei più importanti scienziati elettrici d’Europa, Volta fu eletto membro della Royal Society di Londra.

1794 – All’età di 50 anni, Volta ha ricevuto il primo premio della Royal Society – la Medaglia Copley – per i suoi contributi alla comprensione scientifica dell’elettricità.,

Invenzione della batteria elettrica

Una faida sulle gambe delle rane portò alla Batteria

Volta non si propose di inventare la batteria. I suoi esperimenti in questo settore sono stati effettivamente eseguiti per mostrare che le affermazioni di un altro scienziato erano sbagliate. Quello scienziato era un altro italiano, Luigi Galvani.

Gambe delle rane saltatrici

Galvani scoprì che il contatto tra i nervi delle gambe delle rane e diversi metalli causava il movimento delle gambe. Ora capiamo che aveva creato una cella elettrica. Le zampe di rana fungevano da elettrolita.,

Galvani era un professore di anatomia. Alla fine del 1780 notò che una scintilla di elettricità statica trasportata da un bisturi metallico che toccava i nervi di una rana morta mentre le gambe giacevano sul metallo causava il movimento delle gambe.

Questa è stata una scoperta incredibile: il movimento degli animali era basato sull’elettricità in qualche modo.

Nel 1817, questo ispirò Mary Shelley a scrivere Frankenstein. In questo romanzo, una creatura fatta di una mostruosa miscela di parti del corpo di persone morte viene portata in vita dal dottor Frankenstein usando l’elettricità di una tempesta di fulmini.,

Nel 1791, Galvani annunciò la sua scoperta dell’elettricità animale. Credeva che gli animali generassero elettricità nei loro corpi e che un fluido all’interno dei loro nervi portasse elettricità ai muscoli, causando movimento. Credeva che l’elettricità da una fonte esterna rilasciasse un flusso di fluido elettrico dai nervi, facendo saltare i muscoli.

Credeva anche che animali come le anguille elettriche potessero accumulare quantità extra di questo fluido e usarlo per fornire scosse elettriche.,

Galvani concluse che l’elettricità animale era simile ma non identica all’elettricità statica, ed era una proprietà unica degli esseri viventi.

Inserisci Volta

Volta ha studiato il fenomeno di Galvani.

Nel 1792, Volta disse che la parte “animale” dell’elettricità animale di Galvani non era necessaria. Gli animali rispondevano semplicemente alla normale elettricità. Non c’era differenza tra elettricità animale ed elettricità.

Volta ha eseguito vari esperimenti sulle gambe delle rane. Ha trovato la chiave per farli spostare era il contatto con due metalli diversi., Il contatto con pezzi dello stesso metallo non ha fatto nulla.

Poi, allontanandosi dalle zampe delle rane, nel 1794, Volta fece esperimenti per misurare l’effetto elettrico di portare a contatto diverse coppie di metalli. Ha elencato i metalli in ordine di quella che ha chiamato la loro forza elettromotrice.

Elenco dei conduttori di Volta, Forza elettromotrice più alta Prima

Questa era la prima volta che qualcuno aveva elencato i potenziali degli elettrodi. Fu la prima serie elettrochimica.,

Nel linguaggio moderno, diremmo che più distanti sono le sostanze in questa lista, maggiore è la tensione che produrranno quando saranno messe in contatto o utilizzate come elettrodi nelle celle elettriche e nelle batterie. Ad esempio, una cella di zinco-grafite produrrà una tensione maggiore di una cella di zinco-piombo.

Nel 1797, Volta aveva completamente dimostrato la sua “teoria del contatto” dell’elettricità.

Ora sapeva che la chiave per produrre ciò che oggi chiamiamo tensione erano due metalli collegati da qualcosa di umido, come le zampe delle rane. La connessione umida tra i metalli non doveva essere un animale., Collegare i metalli mettendoli in una tazza di acido diluito era un modo molto efficace per produrre elettricità.

Divideva formalmente i conduttori elettrici in quelli del primo tipo: questi erano metalli, grafite e carbone puro; e il secondo tipo: queste erano sostanze che ora chiameremmo elettroliti, come acqua salata o acidi diluiti. Una corrente elettrica risulterebbe quando un circuito è stato costruito utilizzando due conduttori del primo tipo combinato con uno del secondo tipo.

Un’illustrazione dal foglio del 1800 di Volta., Pezzi di argento (A) e zinco (Z) collegati da strisce di metallo e seduti in tazze di acido diluito produrranno elettricità. Questo potrebbe essere testato mettendo un dito in ciascuna delle tazze finali. Si otterrebbe una scossa elettrica. A differenza della versione di Galvani, nessun animale deve essere ferito in questa produzione, ad eccezione del tester umano che riceve una lieve scossa elettrica.

In alternativa, collegando i metalli con carta imbevuta di acido diluito o acqua salata anche lavorato.,

Volta ha detto che nel lavoro di Galvani, le gambe delle rane avevano servito due funzioni:

• Conducevano l’elettricità come conduttori del secondo tipo.
• Hanno agito come un elettroscopio molto sensibile. (Un elettroscopio è un dispositivo utilizzato per rilevare l’elettricità.)

Diagramma dal foglio 1800 di Volta. La pila è realizzata utilizzando dischi di argento (A) e zinco (Z) collegati in serie con carta imbevuta di acqua salata. Le polarità positive e negative di questa batteria sono come mostrato., L’aggiunta di più coppie di dischi aumenta la tensione della batteria.

Volta ha scoperto che collegando sempre più coppie di metalli collegati con carta umida, poteva produrre tensioni sempre più elevate, portando a correnti elettriche significative.

E così è nata la batteria elettrica.

Volta utilizzava dischi alternati di zinco e argento collegati da carta o panno imbevuto di acqua salata.

Nel 1800, Volta descrisse i suoi risultati in una lettera a Joseph Banks, alla Royal Society di Londra.,

Banks mostrò la lettera ad altri scienziati e dispose che la descrizione di Volta della sua scoperta fosse letta in una riunione della Società e poi pubblicata.

“Continuo ad accoppiare un piatto d’argento con uno di zinco, e sempre nello stesso ordine… e posto tra ciascuna di queste coppie un disco inumidito. Continuo a formare una colonna. Se la colonna contiene una ventina di queste coppie di metallo, sarà in grado di dare alle dita diversi piccoli shock.,”

Alessandro Volta, 1800

La batteria di Volta scatena un’ondata di nuove scoperte scientifiche

La batteria inventata da Volta ha dato ai chimici un nuovo metodo molto potente per studiare le sostanze.

La bellezza del suo dispositivo era che quasi chiunque poteva farne uno: monete d’argento e di rame erano disponibili per molte persone, così come altri metalli come ferro, stagno e zinco.

Poche settimane dopo l’invenzione della batteria da parte di Volta, William Nicholson e Anthony Carlisle costruirono e usarono una batteria per decomporre l’acqua in idrogeno e ossigeno.,

In soli sei anni, Humphry Davy aveva costruito una batteria potente. Con esso, isolò nuovi elementi chimici e dedusse che i legami chimici erano di natura elettrica.

Volta dimostra la sua batteria a Napoleone Bonaparte nel 1801. Napoleone fu molto colpito dal lavoro di Volta, dandogli il titolo aristocratico di Conte.

Le scoperte di Davy dei nuovi elementi bario, calcio, litio, magnesio, potassio, sodio e stronzio furono tutte rese possibili dall’invenzione della batteria da parte di Volta.,

Nel 1820, per gentile concessione delle batterie di Volta, Hans Christian Oersted stava studiando la relazione tra elettricità e magnetismo.

Nel 1821, Michael Faraday aveva prodotto un motore elettrico.

La batteria di Volta ha prodotto per la prima volta una fonte costante di corrente elettrica. Tutti i dispositivi elettrici dipendono dalla corrente elettrica. Senza l’invenzione di Volta, non ci potrebbe essere una tecnologia moderna. La batteria di Volta è stata un’invenzione assolutamente cruciale nello sviluppo della nostra civiltà basata sulla tecnologia.,

La fine

Nel 1819, all’età di 74 anni, Volta decise che era ora di appendere i suoi condensatori, le sue pile voltaiche, il suo elettroforo e il suo lavoro amministrativo all’università. Si ritirò in una casa di campagna vicino alla sua città natale di Como, dove poteva trascorrere più tempo con sua moglie, Maria Teresa. Ebbero tre figli, Zanino, Faminio e Luigi.

Volta visse a Como fino alla sua morte, all’età di 82 anni, il 5 marzo 1827.

Nel 1881, gli scienziati decisero che l’unità di potenziale elettrico sarebbe stata chiamata volt per riconoscere i grandi contributi di Volta alla scienza elettrica.,