William Thomson: biografia, contribuições e invenções, obras - Ciência - 2023

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William Thomson (1824-1907) foi um matemático e físico britânico nascido em Belfast (Irlanda). Também conhecido como Lord Kelvin pelo título de nobreza concedido por suas contribuições à ciência, ele é considerado um dos estudiosos britânicos que mais contribuíram para o desenvolvimento da física.

Thomson ocupou a posição de professor de filosofia natural na Universidade de Glasgow durante a maior parte de sua vida, apesar das contínuas ofertas de emprego de outras instituições educacionais mais conceituadas. A partir dessa posição, o cientista deu um impulso decisivo aos estudos experimentais, então pouco valorizados.

Suas principais realizações incluem o estabelecimento de uma escala de calor absoluto que leva seu nome: a escala Kelvin. Além disso, publicou alguns estudos sobre os sistemas de unidades de medida e dispositivos de medição patenteados, como o galvanômetro. Da mesma forma, ajudou a aperfeiçoar as transmissões por meio de cabos submarinos.

Todas essas obras lhe renderam o título de Barão Kelvin. Thomson também se tornou o primeiro cientista a servir na Câmara dos Lordes. Sua morte ocorreu em dezembro de 1907 e ele foi sepultado ao lado de Isaac Newton, na Abadia de Westminster.

Biografia

William Thomson, também conhecido como Lord Kelvin, veio ao mundo em 26 de junho de 1824 em Belfast, Irlanda. O futuro cientista ficou órfão de mãe quando tinha apenas seis anos. Seu pai, James Thomson, era professor de matemática e desde cedo instigou em seu filho o interesse pelo assunto.

Segundo os biógrafos, a relação entre William e seu pai era muito estreita e marcada pelo caráter dominante do pai.

Estudos

Aos 10 anos, William começou seus estudos na Universidade de Glasgow, onde seu pai lecionava. Lá ele começou a se destacar por seus conhecimentos matemáticos e conseguiu ganhar vários prêmios acadêmicos.

A família mudou-se para Cambridge em 1841 e Thomson entrou na universidade local para estudar ciências até a formatura em 1845.

Depois de completar essa etapa de seus estudos, Thomson passou um ano em Paris. Na capital francesa, Thomson começou a trabalhar no laboratório do físico e químico Henri-Victor Regnault. Sua intenção era ganhar experiência em colocar seus conhecimentos teóricos em uso prático.

Professor em Glasgow

A influência de seu pai foi decisiva para que, em 1846, William Thomson conquistasse a cadeira de Filosofia Natural na Universidade de Glasgow. O cargo ficou vago e James lançou uma campanha para que seu filho fosse escolhido para ocupá-lo.

Assim, com apenas 22 anos, o cientista foi escolhido por unanimidade como professor. Thomson ocupou a cadeira ao longo de sua carreira, apesar das ofertas da Universidade de Cambridge, à medida que seu prestígio crescia.

No início, o futuro Lord Kelvin não teve uma boa recepção às suas aulas. Naquela época, os estudos experimentais não eram muito bem vistos na Grã-Bretanha e a falta de alunos quase significava que as aulas não eram ministradas.

No entanto, um dos méritos de Thomson foi mudar essa consideração. Suas descobertas e seu bom trabalho fizeram com que seus ensinamentos adquirissem grande prestígio e que, durante 50 anos, suas aulas serviram de inspiração para os cientistas do país.

Vida privada

William Thomson casou-se com Margaret Crum, sua jovem namorada, em 1852. A saúde da jovem começou a piorar já durante a lua de mel e não melhorou durante os 17 anos que durou o casamento.

Quatro anos após a morte de Margaret Crum, Thomson se casou novamente. Sua segunda esposa foi Frances Blandy.

Últimos anos

William Thomson recebeu o título de cavaleiro em 1866, após participar da instalação do primeiro cabo de comunicações submarino. Mais tarde, em 1892, obteve o título de barão e passou a usar o nome de outro ramo de sua família, o Kelvin de Largs. Por esse motivo, ele caiu para a posteridade como Lord Kelvin.

Lord Kelvin rejeitou em três ocasiões a oferta da Universidade de Cambridge para ocupar a cadeira de física. A primeira vez foi em 1871, enquanto a última ocorreu em 1884. Sua intenção sempre foi terminar a carreira em Glasgow.

O cientista teve participação de destaque na Exposição Internacional de Eletricidade que aconteceu em Paris em 1881. Durante o evento, ele mostrou algumas de suas invenções, entre elas o galvanômetro. Além disso, foi um dos palestrantes de um congresso que tentou criar um sistema de unidades de medida para eletricidade comum em todo o mundo.

No início dos anos 1990, Thomson foi eleito para a presidência da Royal Society. Em 1860, ele recebeu a Grã-Cruz da Ordem da Rainha Vitória por ocasião de seu aniversário de ouro com a cadeira da Universidade de Glasgow.

Já em 1899, com 75 anos, Lord Kelvin deixou a cadeira, embora continuasse a frequentar as aulas como ouvinte.

Morte

Um acidente em uma pista de gelo deixou Thomson com danos na perna, o que afetou sua mobilidade e limitou seu trabalho. A partir daquele momento, o cientista passou a maior parte do tempo colaborando com sua comunidade religiosa.

William Thomson morreu em 17 de dezembro de 1907, em Netherhall, Escócia. Seu túmulo está localizado próximo ao de Isaac Newton, na Abadia de Westminster.

Contribuições científicas e invenções

O campo científico em que William Thomson se concentrou mais foi a física. Entre suas descobertas mais importantes estão seus trabalhos sobre termodinâmica, que o levaram ao estabelecimento do zero absoluto.

Por outro lado, sua inclinação para a ciência experimental o fez participar do lançamento do primeiro cabo submarino dedicado às comunicações.

Zero absoluto

Um dos encontros fundamentais na carreira científica de Thomson aconteceu em 1847. Naquele ano, durante um encontro científico em Oxford, ele conheceu James Prescott Joule, um acadêmico francês que fazia experiências com o calor como fonte de energia há anos.

As ideias de Joule não encontraram muito apoio entre seus colegas até que Thomson começou a considerá-las. Assim, o cientista britânico reuniu algumas das teorias de Joule e criou uma escala termodinâmica para medir a temperatura.

Essa escala tinha caráter absoluto, portanto era independente dos dispositivos e substâncias usados para medi-la. A descoberta recebeu o nome de seu autor: a escala Kelvin.

Os cálculos de Thomson o levaram a calcular o que ele chamou de zero absoluto ou zero grau na escala Kelvin. A temperatura em questão é -273,15º Celsius ou 459,67º Fahrenheit. Ao contrário dessas duas últimas escalas, a de Kelvin é usada quase exclusivamente no campo da ciência.

Teoria dinâmica do calor

Lord Kelvin continuou seus estudos em termodinâmica durante os anos seguintes. Em 1851, ele apresentou à Royal Society of Edinburgh um ensaio chamado Teoria dinâmica do calor, em que surgiu o princípio da dissipação de energia, uma das bases da segunda lei da termodinâmica.

Unidades de medida

Outro campo no qual a Thomson demonstrou grande interesse foi em sistemas de unidades de medida. Suas primeiras contribuições a esse assunto ocorreram em 1851, quando reformulou as hipóteses existentes sobre as unidades gaussianas no eletromagnetismo.

Dez anos depois, Lord Kelvin fazia parte de um comitê para unificar as unidades de medida relacionadas à eletricidade.

Idade estimada da Terra

Nem todas as pesquisas feitas por Thomson se mostraram boas. É o caso, por exemplo, de sua tentativa de calcular a idade da Terra.

Parte de seu erro foi devido ao seu status de fervoroso seguidor do Cristianismo. Como um crente, Lord Kelvin era um defensor do criacionismo e isso foi notado em seus estudos sobre a idade do planeta.

No entanto, Thomson não apenas citou a Bíblia, mas usou a ciência para tentar provar sua veracidade. Nesse caso, o cientista sustentava que as leis da termodinâmica permitiam afirmar que a Terra havia sido um corpo incandescente há milhões de anos.

Thomson acreditava que os cálculos de Darwin de quando a Terra se tornou habitável não eram precisos. Para Lord Kelvin, ao contrário da teoria da evolução, o planeta era muito mais jovem, o que impossibilitaria o desenvolvimento da evolução das espécies.

Finalmente, seu trabalho, baseado na temperatura, concluiu que a Terra tinha entre 24 e 100 milhões de anos, muito longe dos mais de 4,5 bilhões de anos estimados atualmente.

Telegrafia e cabo submarino

Como observado, Lord Kelvin mostrou desde o início de sua carreira uma grande inclinação para a aplicação prática de descobertas científicas.

Um dos campos em que tentou colocar em prática algumas de suas pesquisas foi o da telegrafia. Seu primeiro trabalho sobre o assunto foi publicado em 1855 e, no ano seguinte, passou a fazer parte da diretoria da The Atlantic Telegraph Co, empresa dedicada ao assunto e que tinha o projeto de lançar o primeiro cabo telegráfico a cruzar o oceano. entre a América e a Europa.

Lord Kelvin não esteve muito envolvido nesta primeira tentativa de instalar o cabo, mas embarcou na expedição que partiu em 1857 para colocá-lo. O projeto terminou em fracasso depois de ter se estendido por mais de 300 milhas náuticas.

Galvanômetro

Apesar do fracasso, Thomson continuou a trabalhar no assunto quando voltou da expedição. Sua pesquisa se concentrou no aprimoramento dos instrumentos utilizados no cabo, principalmente no desenvolvimento de um receptor com mais sensibilidade para detectar os sinais emitidos pelas pontas do cabo.

O resultado foi o galvanômetro de espelho, que amplificou o sinal para que esses extremos estivessem sempre localizados.

Além do galvanômetro, a Thomson também conduziu experimentos para garantir que o cobre usado como condutor no cabo fosse da mais alta qualidade.

Segunda tentativa de cabo

A segunda tentativa de colocar o cabo submarino foi feita durante o verão de 1858. Thomson voltou à expedição e embarcou no navio britânico Agamemnon. Nessa ocasião, o cientista foi nomeado chefe do laboratório de testes.

No início de agosto do mesmo ano, o cabo foi totalmente instalado ao longo do oceano. Depois disso, eles começaram a provar que os telegramas chegavam de um continente a outro com sucesso.

Embora os primeiros testes tenham sido positivos, em setembro o sinal começou a falhar. Em outubro, os telegramas pararam de chegar.

Terceiro projeto

Seis anos depois que o sinal foi completamente perdido, Thomson participou de uma nova tentativa de conectar a Europa e a América por telégrafo.

O novo projeto teve início em 1864, embora só no verão do ano seguinte se iniciasse a expedição com o objetivo de lançar um novo cabo. No entanto, quando quase 1.200 milhas foram lançadas, o cabo se quebrou e a expedição teve que ser adiada por mais um ano.

Já em 1866, com Thomson novamente entre os componentes da expedição, o objetivo pôde ser alcançado.

O interesse de Thomson pelo assunto não parou com sua participação nessas expedições. Já em 1865, ele se associou a um engenheiro para criar vários projetos para estabelecer novos cabos submarinos, bem como para explorar as patentes das invenções do cientista.

Entre seus sucessos estava a ligação telegráfica entre Brest, na França, e a ilha de Saint Pierre, perto de Newfoundland.

Outras invenções e contribuições

O trabalho de Thomson com o cabo submarino teve muito a ver com o grande interesse que o cientista sempre demonstrara pelo mar.

Em 1870, ele comprou seu próprio iate, que usou como segunda casa e para vários experimentos. Isso o levou a desenvolver invenções, como um novo tipo de bússola ou vários dispositivos de sondagem.

Além do exposto, a Thomson participou como júri em várias conferências nas quais foram apresentadas invenções. Ele também escreveu os relatórios para conceder alguns desses prêmios, incluindo aquele concedido a Alexander G. Bell e seu telefone.

Tocam

- Thomson, W.; Tait, P.G. (1867). Tratado de Filosofia Natural. Oxford 2ª edição, 1883.

- Thomson, W.; Tait, P.G (1872). Elementos de filosofia natural.

- Thomson, W. (1882–1911). Artigos Matemáticos e Físicos. (6 vols) Cambridge University Press.

- Thomson, W. (1904). Baltimore Lectures on Molecular Dynamics and the Wave Theory of Light.

- Thomson, W. (1912). Artigos coletados em Física e Engenharia. Cambridge University Press.

- Wilson, D.B. (ed.) (1990). A correspondência entre Sir George Gabriel Stokes e Sir William Thomson, Barão Kelvin de Largs. (2 vols), Cambridge University Press.

Referências

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EcuRed. Lord Kelvin. Obtido em ecured.cu
Arca, Agostinho. Thomson, William (Lord Kelvin) (1824-1907). Obtido em histel.com
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Enciclopédia do Novo Mundo. William Thomson, 1º Barão Kelvin. Obtido em newworldencyclopedia.org
Equipe Editorial do Schoolworkhelper. William Thomson (Lord Kelvin): Biografia e Carreira. Obtido em schoolworkhelper.net
Magnet Academy. William Thomson, Lord Kelvin. Obtido em nationalmaglab.org