Hugh Longbourne Callendar

Hugh Longbourne Callendar (18 Nisan 1863 - 21 Ocak 1930), Sıcaklık ölçümü ve termodinamik alanlarına yaptığı katkılarla tanınan bir İngiliz fizikçidir.

Callendar, bilim adamlarının ve mühendislerin tutarlı ve doğru sonuçlar elde etmesine olanak tanıyan, kullanıma uygun doğru bir platin dirençli termometre tasarlayan ve üreten ilk kişidir. Hesaplamalar için kullanılan buharın termodinamik özelliklerine ilişkin güvenilir tablolar üretip yayınlayarak deneyler yaptı ve termodinamiği araştırdı. Callendar, I. Dünya Savaşı sırasında birçok kurumla çalıştı ve Deniz kuvvetleri için faydalı araçların araştırılmasına ve geliştirilmesine yardımcı oldu.

Callendar , İnşaat Mühendisleri Kurumu James Watt Madalyası (1898) ve Rumford Madalyası (1906) gibi ödüller almıştır. Royal Society üyeliğine ve daha sonra Londra Fizik Derneği üyeliğine seçilmiştir. Callendar ayrıca üç kez Nobel Fizik Ödülü'ne aday gösterilmiştir.

Callendar, yerel bir Anglikan rahibi olan Hugh Callendar ve Anne Cecilia Longbourne'un en büyük oğlu olarak Gloucestershire, Hatherop'ta doğmuştur. Mayıs 1863'te babasının kilisesinde vaftiz edilmiştir. Babası 1867'de ölmüştür. Callendar, özel bir öğretmenin yardımıyla, indüksiyon bobinleri ve jeneratörler gibi birden fazla cihaz yaparak ve 10 yaşına kadar kendi kendine Mors alfabesi öğrenerek dil ve matematik becerilerini genç yaştan itibaren geliştirmiştir. Callendar, 11 yaşında eğitimine Marlborough College'da başladı ve burada futbol oynamış ve koleji hem atıcılık hem de jimnastikte temsil etmiştir.

Callendar, 1882'de Trinity College, Cambridge'de okumaya başlamıştır, 1884'te Klasikler dalında birinci sınıf onur derecesi almış ve 1885'te matematikte birinci sınıf onurla 16. asistan olarak mezun olmuştur. 1885'te Cavendish Laboratuvarı'nda fizikçi J. J. Thomson altında deneysel fizik eğitimi almaya başlamıştır, hiçbir pratik deneyimi veya fizik bilgisi yoktu. Here he developed his thesis on platinum thermometry and in 1886 he became a Fellow of Trinity. Cambridge'deyken, hızlı yazmak için J. J. Thomson'ın öğrendiği ve kullandığı yeni bir stenografi sistemi icat etmiştir.

Cambridge'de tanıştığı Victoria Mary Stewart ile 1894 yılında İngiltere'de evlenmiştir. Cecil (1895) adında bir kızları ve Guy Stewart Callendar (1898), Leslie Hugh (1896) ve Maxwell Victor (1905) adında üç oğulları olmuştur. Guy Stewart, 'Callendar Etkisi' olarak bilinen karbondioksit emisyonlarının iklim üzerindeki etkisini öne sürmüştür.

Callendar'ın ilgi alanlarından biri otomobil kullanmaktı. İçten yanmalı motorlar üzerine araştırmalar yapmış ve 1902'de modifiye edip geliştirdiği bir motosiklet satın almıştır. 1904'te, İngiltere çevresinde aile seyahatleri için kullanmak üzere bir araba satın almış ve modifiye etmiştir. Hugh'nun diğer ilgi alanları ve hobileri arasında astronomi, doğa çalışması, rekabetçi atış, jimnastik, futbol, tenis ve otomotiv mekaniği dahil el sanatları yer alıyordu. "Cursive Shorthand" adını verdiği bir dizi çalışma yayınlamış ve İngilizce yazım reformu üzerine yazmıştır.

Callendar'ın Sıcaklık ölçümü alanındaki çalışmasından önce, doğru ve güvenilir sıcaklık ölçümü için bir alet yoktu. Gaz termometresi, o zamanlar sıcaklık ölçeği için bir standarttı. Bu cihazlar, pahalı ve büyük oldukları için güvenilirlik ve pratiklik açısından önemli sınırlamalara sahipti. Cıvalı termometre, sınırlı bir aralığa sahip olmasına ve genellikle kullanım için çok kırılgan olmasına rağmen, sıcaklık ölçümü için de kullanılıyordu.

Cavendish Laboratuvarında Thomson, Callendar'a metalik dirençli Sıcaklık ölçümü çalışmasını tavsiye etmiştir. Ernst Werner von Siemens, 1860 yılında platin dirençli sıcaklık detektörü kullanımını öneren ilk kişiydi, ancak cihaz okumaları kararsızdı. Callendar, sıcaklığın bir fonksiyonu olarak metalin direnci için bir denklem geliştirdi ve bu denklem 0-600 °C arasında %1'e kadar doğru sonuç veriyordu. Bu denklem, daha sonra 1899'da Elektrik Standartları Komitesi tarafından uluslararası alanda kullanılmak üzere kabul edilen standart bir sıcaklık ölçeği geliştirmek için kullanılmıştır. 1886'da, Siemens tarafından yapılan hataları düzelten, doğru bir platin dirençli termometre için bir tasarım geliştirmiştir. Termometre, -190 °C ile 660 °C arası sıcaklıkları doğrulukla ölçmüştür. Elde ettiği sonuçlar, "sıcaklıkları daha önce hiç elde edilemeyen bir kolaylık ve doğrulukla belirleyebilen" yeni bir araç sağladığı için J. J. Thomson tarafından övülmüştür. Callendar, platin termometresinin ısı aralığını -200 °C ile 1000 °C aralığına genişleterek, iyileştirmiştir. Tasarımı, Ulusal Fizik Laboratuvarı'nda, termometrenin güvenilirliğinin doğrulanmasını sağlayan zorlu testlerden geçmiştir.

Callendar'ın platin termometresi, metallerin erime noktasını ölçmek için kullanılabilir ve bu da metal alaşımada kullanılmasına izin vermektedir. Aparat ticari olarak Cambridge Instrument Company tarafından üretilmiştir. Modern platin termometrelerin üretimi, daha saflaştırılmış platin ve onları daha küçük hale getirme gibi sürekli olarak geliştirilen doğrulukla Callendar'ın modeline dayanmaktadır. Platin dirençli termometre üzerindeki çalışması, zaman içinde iklim sıcaklığının ölçülmesine izin veren yuvarlanan grafikli termometrenin geliştirilmesine yol açmıştır.

Sıcaklık ölçümü için birçok başka yöntem olmasına rağmen, platin dirençli termometreler kullanılmaya devam etmektedir. Yüksek düzeyde doğrulukları ve zaman içindeki kararlılıkları nedeniyle öncelikle kalibrasyon cihazları olarak kullanılırlar.

Callendar, Cambridge'den ayrıldı ve 1891 ile 1893 yılları arasında Royal Holloway College'da fizik profesörü olarak iki yıl çalışmıştır. 1893'te Kanada'nın Montreal kentindeki McGill Üniversitesi'nde çalışmaya başlamış ve Fizik alanında ikinci Macdonald Kürsüsüne atanmıştır. Leslie, Cecil ve Guy bu dönemde McGill'de doğmuştur. Callendar, McGill'deyken termodinamik alanında iki konuda araştırma yapmıştır. İlki, Makine Mühendisliği Profesörü John Thomas Nicolson ile birlikte Buhar makinesi üzerine yapılan araştırmaydı. İkincisi , Howard Turner Barnes ile kalorimetri tekniklerini kullanarak elektrik ve termal birimlerin incelenmesiydi.

Ayrıca gazların ısısı üzerine çalıştı ve makaleler yayınlamıştır. Mevcut kabul edilen değerin dört derece altında olan bir kükürt kaynama noktası hesaplamıştır. 1927'de Uluslararası Sıcaklık Ölçeğinde kükürtün kaynama noktası ve Callendar'ın değeri yalnızca 0,07 °C farklıydı.

Callendar, buharın ısısı için bir formül geliştirdi, bunu basınç ve sıcaklığın bir fonksiyonu olarak ifade etti ve bunu 1900'de termodinamik üzerine ilk makalesinde yayınladı. Çoklu termodinamik özelliklere ilişkin formülüyle tutarlı deneysel sonuçlar elde edebildi. Bundan, bilim ve mühendislikteki hesaplamalar için buharın termodinamik özelliklerine ilişkin tablolar geliştirmeyi başardı. Bu önemli bir katkıydı, çünkü standart olarak kabul edilmiş bir buhar tablosu seti yoktu. Callendar Buhar Tabloları yayınlandı (1915, 1922, 1927) ve ayrıca 1920'de Buharın Özellikleri ve Türbinlerin Termodinamik Teorisi yayınlandı. Türbin üreticileri Callendar'ın buhar tablolarını kabul etti ve buhar makinelerini icat etmek için kullandı.

Callendar ve oğlu, dünya çapında kullanılan buhar tabloları arasındaki tutarsızlıkları çözmeyi amaçlayan 1929'da düzenlenen ilk Uluslararası Buhar Konferansı'na katılmışlardır. Ertesi yıl Callendar'ın ölümünden sonra oğlu Guy Stewart, buharlı ürünler üzerinde çalışmaya devam etti. Profesör Alfred Charles Glyn Egerton ile birlikte konuyla ilgili birkaç çalışma yayınladı.

1902'de Callendar ve Barnes, sıvıların ısı kapasitesi özelliklerini ölçmek için kullanılan sürekli akışlı kalorimetreyi geliştirmiştir. Cihazlarını, elektrik ve termal birimlerin karşılaştırmasını araştırmak için kullandılar ve bir kalori için şu anda kabul edilen değere çok yakın bir değer hesapladılar. Callendar'ın sürekli akışlı kalorimetresi daha da geliştirildi ve daha sonra laboratuvarlarda bilimsel deneyler ve araştırmalar için kullanılmıştır. Aparatları, sıvıların ve gazların Isı sığasının belirlenmesi ve egzoz gazlarının incelenmesi için yaygın olarak kullanılmıştır.

Callendar, kariyerinin ilerleyen dönemlerinde yakıtlar üzerinde de çalışmıştır. 1926 yılında yayınlanan, nükleer kendi kendine tutuşma da dahil olmak üzere yakıtların patlaması üzerine bir makaleye katkıda bulunmuştur. 1927'de parafin yakıtlarının patlatılması üzerine bir makale daha yayınlamıştır.

I. Dünya Savaşı sırasında Callendar, Buluş ve Araştırma Kurulu'nun (BIR) danışmanlığı yapmıştır. Daha çok denizaltıları tespit ve imhadan sorumlu kurumla çalışmıştır.

Ayrıca oğlu Guy Stewart ile birlikte Hava Buluşları Komitesi'nin (AIC) bir üyesiydi. Burada radyografi kullanarak ekipman ve uçak motorları üzerinde deneyler yapmışlar, kusurları ve kırıkları tespit etmişlerdir.