Benjamin Thompson

Sör Benjamin Thompson, Kont Rumford, FRS (Almanca: Reichsgraf von Rumford; 26 Mart 175321 Ağustos 1814), Colonial Massachusetts'te doğmuş bir İngiliz fizikçi ve yerleşik fizik teorisine meydan okumaları termodinamikte 19. yüzyıl devriminin bir parçası olan bir mucitti. Amerikan Devrim Savaşı sırasında İngiliz Loyalist kuvvetlerinin bir parçası olan King's American Dragons'ta yarbay olarak görev yaptı. Savaşın bitiminden sonra, albay olarak atandığında idari yeteneklerinin tanındığı Londra'ya taşındı ve 1784'te Kral George III tarafından şövalye ilan edildi. Üretken bir tasarımcı olan Thompson, savaş gemileri için de tasarımlar çizdi. Daha sonra Bavyera'ya taşındı ve orada hükümet hizmetine girdi, Bavyera Ordu Bakanı olarak atandı ve orduyu yeniden organize etti ve 1792'de Kutsal Roma İmparatorluğu Kontu yapıldı.
İlk yıllar
Thompson, 26 Mart 1753'te Massachusetts Körfezi Eyaletindeki Woburn kırsalında doğdu; doğum yeri müze olarak korunmaktadır. Harvard Koleji'nden Profesör John Winthrop'un derslerine katılmak için bazen yaşlı Loammi Baldwin ile birlikte Cambridge'e yaklaşık on mil (yaklaşık 16 km) yürümesine rağmen, esas olarak köy okulunda eğitim gördü. 13 yaşında Salem yakınlarındaki bir tüccar olan John Appleton'a çıraklık yaptı. Thompson ticarette başarılı oldu ve ilk kez rafine ve iyi eğitimli insanlarla temasa geçerek, bilime ilgi de dahil olmak üzere birçok özellik edindi. Thompson, 1769'da Woburn'da bir yaralanma sonrası iyileşirken, ısının doğasıyla ilgili deneyler yaptı ve Loammi Baldwin ve diğerleriyle bunlar hakkında yazışmaya başladı. O yıl daha sonra, Boston'daki bir dükkan sahibi için birkaç ay çalıştı ve ardından Woburn'da bir doktorun yanında kısa bir süre ve başarısız bir şekilde çıraklık yaptı.
Thompson'ın 1772'ye kadar belirsiz olan beklentileri o yıl aniden değişti. Sarah Rolfe (kızlık soyadı Walker) adında zengin ve iyi bağlantıları olan bir varisle tanıştı, ondan etkilendi ve evlendi. Kadının babası bir bakandı ve rahmetli kocası, bugün modern Concord şehrinde bulunan New Hampshire Eyaleti, Rumford'daki mülkünü ona bırakmıştı. Portsmouth'a taşındılar ve Thompson karısının vali üzerindeki etkisiyle New Hampshire Milislerine binbaşı olarak atandı. Çocukları (Sarah) 1774 yılında doğdu.
Amerikan Devrim Savaşı
Amerikan Devrim Savaşı başladığında, Thompson mülk sahibi ve New England'da ayakta duran bir adamdı ve isyana karşıydı. İsyancılara karşı savaşmak için krala sadık olanları işe almada aktifti. Bu, ona popüler partinin düşmanlığını kazandırdı ve bir kalabalık, Thompson'ın evine saldırdı. Sonradan anlaşılacağı üzere karısını kalıcı olarak terk ederek İngiliz hatlarına kaçtı. Thompson, Amerikan kuvvetleri hakkında değerli bilgiler verdiği İngilizler tarafından memnuniyetle karşılandı ve hem General Gage'in hem de Lord George Germain'in danışmanı oldu.
Amerika'daki İngiliz ordularıyla çalışırken barutun gücünü ölçmek için deneyler yaptı ve sonuçları 1781'de Philosophical Transactions of the Royal Society'de yayınlandığında büyük beğeni topladı. Bunun etkisiyle, savaşın sonunda bir bilim adamı olarak ün kazanarak Londra'ya geldi.
Bavyera olgunluğu
1785'te, Prens seçmeni Charles Theodore'un yardımcısı olduğu Bavyera'ya taşındı. Orduyu yeniden düzenleyerek ve yoksullar için çalışma evleri kurarak Bavyera'da on bir yıl geçirdi. Ayrıca fakirler için bir çorba olan Rumford's Soup'u icat etti ve Bavyera'da patates ekimini düzenledi. Balmumu mumlarının, donyağı mumlarının ve kandillerin nispi maliyetleri ve verimlilikleri dahil olmak üzere pişirme, ısıtma ve aydınlatma yöntemlerini inceledi. Prens Charles adına 1789'da Münih'te Englischer Garten'ı kurdu; bu park bugün de dünyanın en büyük şehir parklarından biri olarak bilinir. 1789'da Amerikan Sanat ve Bilim Akademisi'nin Yabancı Onursal Üyesi seçildi
Çabaları için, 1791'de Thompson, Kutsal Roma İmparatorluğu Kontu yapıldı ve Reichsgraf von Rumford (Türkçe: Rumford İmparatorluk Kontu) oldu. "Rumford" adını, evlendiği Concord'un eski adı olan New Hampshire, Rumford kasabasından almıştır.
Bilim ve Mühendislik
Isı üzerine deneyler
Topçuluk ve patlayıcılar üzerine yaptığı deneyler, ısıya ilgi duymasına yol açtı. Katı bir maddenin özgül ısısını ölçmek için bir yöntem geliştirdi, ancak Johan Wilcke paralel keşfini daha erken yayınladığında hayal kırıklığına uğradı.
Thompson daha sonra kürk, yün ve tüy gibi çeşitli malzemelerin yalıtım özelliklerini araştırdı. Bu doğal malzemelerin yalıtım özelliklerinin, havanın taşınımını engellemelerinden kaynaklandığını doğru bir şekilde tespit etti. Daha sonra, havanın ve aslında tüm gazların ısıyı mükemmel şekilde iletmediği şeklindeki biraz pervasızca ve yanlış bir çıkarım yaptı. Ayrıca bunu, ilahi takdirin hayvanların kürkünü onların rahatını garanti edecek şekilde ayarladığını iddia ederek, tasarım argümanının kanıtı olarak gördü.
1797'de iletken olmama konusundaki iddiasını sıvılara da genişletti. Bu fikir, bilimsel kuruluştan önemli itirazlar getirdi, John Dalton ve John Leslie özellikle açık sözlü saldırılar yaptılar. Thompson'ın iddiasını doğrulamak için doğruluk ve hassasiyet açısından mevcut olan her şeyi aşan enstrümantasyona ihtiyaç duyulacaktı. Yine teolojik inançlarından etkilenmiş gibi görünüyor ve suya insan yaşamının düzenlenmesinde ayrıcalıklı ve ihtiyati bir statü vermek istemesi muhtemel görünüyordu.
Koyun omzu ile yaptığı deney sayesinde sous-vide yemek hazırlama yönteminin kurucusu olarak kabul edilir. Bu yöntemi denemelerinden birinde anlattı.
Isının mekanik eşdeğeri
Rumford'un en önemli bilimsel çalışması Münih'te gerçekleşti ve "Sürtünmeden Oluşan Isının Kaynağına İlişkin Deneysel Bir İnceleme" (1798) adlı eserinde o zamanın geçerli bilimsel teorisindeki gibi kalorifik olmaktan ziyade bir hareket biçimi olduğunu iddia ettiği ısının doğasına odaklandı. Rumford, Münih'teki cephanelikte delici topun ürettiği sürtünme ısısını gözlemlemişti. Rumford bir top namlusunu suya daldırdı ve özel olarak köreltilmiş bir delme aleti ayarladı. Suyun kabaca iki buçuk saat içinde kaynatılabileceğini ve sürtünme ısısı kaynağının görünüşte tükenmez olduğunu gösterdi. Rumford, işlenen ve kalan malzemenin özgül ısılarını karşılaştırarak topun malzemesinde herhangi bir fiziksel değişiklik olmadığını doğruladı.
Rumford, görünüşte belirsiz ısı üretiminin kalori teorisiyle bağdaşmadığını savundu. Namluya iletilen tek şeyin hareket olduğunu iddia etti.
Rumford, üretilen ısıyı daha fazla ölçmek veya ısının mekanik eşdeğerini ölçmek için hiçbir girişimde bulunmadı. Bu çalışma düşmanca karşılansa da, daha sonra 19. yüzyılın sonlarında enerjinin korunumu yasalarının oluşturulmasında önemli oldu.
Kalorifik ve frigorifik radyasyon
Pictet'in soğuğun yansımasını gösteren deneyini, tüm cisimlerin eterik sıvıda görünmez ışınlar, dalgalanmalar yaydığını varsayarak açıkladı. Isıl ve frigorifik radyasyon teorilerini desteklemek için deneyler yaptı ve ısı iletişiminin, kalorifik (sıcak) ışınların ve frigorifik (soğuk) ışınların ve nesne tarafından yayılan ışınların net etkisi olduğunu söyledi. Bir cisim daha sıcak bir cisimden radyasyon emdiğinde (kalorifik ışınlar) sıcaklığı yükselir ve daha soğuk bir cisimden radyasyon emdiğinde (frigorifik ışınlar) sıcaklığı düşer.
Buluşlar ve tasarım iyileştirmeleri
Thompson aktif ve üretken bir mucitti; bacalar, şömineler ve endüstriyel fırınlar için iyileştirmeler geliştirmenin yanı sıra çift kazanı, bir mutfak ocağını ve bir damla kahve demliğini icat etti. Bavyera Ordusu'nda askerlerin beslenmesini ve kıyafetlerini iyileştirdiği öncü çalışmasının ardından bir süzmeli cezve icat etti.
Rumford şöminesi, bir odayı ısıtmanın önceki şöminelere göre çok daha verimli bir yolu olan yukarı hava akımını artırmak için baca açıklığını kısıtlama fikrini ortaya attığında Londra'da bir sansasyon yarattı. O ve çalışanları, yan duvarları açılı hale getirmek için ocağa tuğlalar yerleştirerek şömineleri değiştirdiler ve bacadan yukarı çıkan havanın hızını artırmak için bacaya bir tıkaç eklediler. Tıkacın etkisi, aerodinamik bir hava akışı üretmekti, böylece tüm duman dolanıp odaya girmek yerine bacaya gidecekti. Aynı zamanda ateşin verimini artırma etkisine sahipti ve ister odun ister kömür olsun, yakıtın yanma hızı üzerinde ekstra kontrol sağladı. Pek çok şık Londra evi, onun talimatlarına göre değiştirildi ve dumansız hale geldi.
Thompson, başarısının haberi yayıldığında ünlü oldu. Çalışmaları da çok karlıydı ve bacaların çalışma şekline ilişkin analizini yayınladığında çokça taklit edildi. Birçok yönden, yeni bir soba türü icat eden Benjamin Franklin'e benziyordu.
Termal iç çamaşırın icadıyla da anıldığı için, ısının tutulması çalışmalarında tekrar eden bir temaydı.
Endüstriyel fırınlar
Thompson ayrıca sönmemiş kireç üretmek için kullanılan fırınların tasarımını da önemli ölçüde geliştirdi ve Rumford fırınları kısa süre sonra Avrupa çapında inşa edilmeye başlandı. Kilit yenilik, yanan yakıtı kireç taşından ayırmayı içeriyordu, böylece fırının ısısıyla üretilen kirecin ateşten çıkan külle kirlenmemesi sağlandı.
Işık ve fotometri
Rumford, ışığın ölçümü olan fotometri alanında çalıştı. Bir fotometre yaptı ve bir ışık şiddeti birimi olarak kandelanın atası olan standart mumunu tanıttı. Standart mumu, bir ispermeçet balinasının yağından, katı spesifikasyonlara göre yapılmıştır. Ayrıca biri beyaz diğeri renkli iki ışığın yarattığı gölgelerin neden olduğu "yanıltıcı" veya öznel tamamlayıcı renkler üzerine çalışmalar yayınladı; bu gözlemler, Michel-Eugène Chevreul tarafından "eşzamanlı renk kontrastı yasası" olarak alıntılandı ve genelleştirildi.
İlerleyen yıllar
1799'dan sonra zamanını Fransa ve İngiltere arasında paylaştırdı. Sör Joseph Banks ile birlikte 1799'da Büyük Britanya Kraliyet Enstitüsü'nü kurdu. İkili, ilk öğretim görevlisi olarak Sör Humphry Davy'yi seçti. Kurum, Davy'nin öncü araştırmalarının bir sonucu olarak gelişti ve dünyaca ünlü oldu. Asistanı Michael Faraday, Enstitü'yü önde gelen bir araştırma laboratuvarı olarak kurdu ve aynı zamanda bilimi popülerleştiren halka açık konferansları ile haklı olarak ünlendi. Bu gelenek günümüze kadar devam ediyor ve Kraliyet Enstitüsü Noel dersleri, TV yayınları aracılığıyla geniş kitlelerin ilgisini çekiyor.
Thompson, Royal Society ve American Academy of Arts and Sciences'ın Rumford madalyalarını bağışladı ve Harvard Üniversitesi'nde Rumford Fizik Kürsüsü'nü bağışladı. 1803'te İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi'ne ve Amerikan Felsefe Topluluğu'na yabancı üye seçildi.
1804'te büyük Fransız kimyager Antoine Lavoisier'in dul eşi Marie-Anne Lavoisier ile evlendi. (Amerikan Devrimi patlak verdiğinde terk ettiği Amerikalı karısı Sarah 1792'de ölmüştü. ) Thompson, üç yıl sonra ikinci eşinden ayrılmış ancak Paris'e yerleşmiş ve 21 Ağustos 1814'teki ölümüne kadar bilimsel çalışmalarını sürdürmüştür. Thompson, Adrien-Marie Legendre'nin hemen karşısında, Paris'teki küçük Auteuil mezarlığına gömüldü. Ölümü üzerine, ilk evliliğinden olan kızı Sarah Thompson, Kontes Rumford unvanını miras aldı.
Başarılar
Albay, King's American Dragons.
Şövalye, 1784.
Kutsal Roma İmparatorluğu Kontu, 1791.
Ay'daki Rumford kraterine onun adı verilmiştir.
Rumford kabartma tozu (patentli 1859), Harvard Üniversitesi'nde eski bir Rumford profesörü olan Eben Norton Horsford (18181893), Rumford Chemical Works of East Providence, RI'nin kurucu ortağı tarafından icat edildiğinden onun adını almıştır.
Rumford Kitchen, Chicago'daki Dünya Fuarı'nda, 1893.
Münih şehir merkezindeki bir sokağa onun adı verilmiştir.
İngiltere, Liverpool'daki Rumford Caddesi (ve yakındaki Rumford Place), daha önce Rumford Caddesi'nin bitişiğindeki arazide bulunan Kont Rumford'un planına göre kurulan bir aşevi nedeniyle bu adı almıştır.
Polonya-Litvanya: Beyaz Kartal Nişanı (1789).
Bibliyografya
Baca Şömineleri Üzerine Bir Deneme; Bunların İyileştirilmesi, Yakıt Tasarrufu, Konutların Daha Konforlu ve Sağlıklı Hale Getirilmesi ve Bacaların Sigara İçilmemesi İçin Etkili Önerilerle. Gravürlerle Resimlendirilmiş, (1796).
Count Rumford'un Toplu Eserleri, Cilt I, Isının Doğası, (1968).
Count Rumford'un Toplu Eserleri, Cilt II, Isının Pratik Uygulamaları, (1969).
Count Rumford'un Toplu Eserleri, Cilt III, Cihazlar ve Teknikler, (1969).
Count Rumford'un Toplu Eserleri, Cilt IV, Işık ve Silahlanma, (1970).
Count Rumford'un Toplu Eserleri, Cilt V, Kamu Kurumları, (1970).