Menu

Termodinàmica.
Transformació de l'energia

William Rankine: biografía y aportaciones científicas

William Rankine: biografía y aportaciones científicas

William John Macquorn Rankine (Edimburg, 5 de juliol de 1820 - Glasgow, 24 de desembre de 1872 ) fou un ingeniero i físic escocés. Tenía interessos molt diferents; en la seva juventud s'interessava per la botánica, la teoria de la música i la teoria de números i en els seus últims anys en matemàtiques i tecnologia.

Junto amb Rudolf Clausius i William Thomson, es compta entre els fundadors de la termodinàmica. També va deixar la teoria darrere de la màquina de vapor, va introduir conceptes com a energia cinètica i potencial, i va investigar les ones de choque i la fatiga del metall.

William Rankine: biografía y vida

William John Macquorn Rankine era el fill del soldat professional i més tarda l'enginyer civil David Rankine i la filla del banquer Barbara Grahame de Glasgow. Asistió a la escuela secundaria en Ayr y Glasgow solo unos pocos años después de que la familia se mudara allí en 1830.

Después de leer, a la edad de catorce años, la obra más grande de Isaac Newton, Principia Mathematica (1687) en llatí, s'interessava en ella física.

A los otros dieciséis años, en 1836, comenzó a estudiar ciencias naturales a la Universidad de Edimburgo, donde se le enseñó, entre cosas, filosofía natural con James David Forbes y en historia natural con Robert Jameson.

En 1838 va deixar la universitat i es va convertir en asistente del ingeniero civil irlandés John Benjamin MacNeill. Va treballar aquí en el disseny de ferrocarriles, la construcció de ports i la construcció d'alcantarillat. En 1855 fue nombrado profesor de Ingeniería Civil e Ingeniería Mecánica en la Universidad de Glasgow.

Rankine es va convertir en membre de la Royal Society of Edinburgh l'any 1849 i de la Royal Society en Londres l'any 1853. També va ser membre de la Royal Swedish Society of Sciences i de l'American American Academy of Arts and Sciences. En 1857 fundó una rama escocesa de la "Institución de Ingenieros Civiles" y fue el primer presidente hasta 1870. En 1857, Rankine recibió un doctorado honorario del Trinity College en Dublín.

Aportacions de William Rankine a la ciència

A més del seu treball com a enginyer civil, Rankine ha realitzat diverses contribucions a la ciència. Escriu obres estàndard de la mecànica, la teoria i la pràctica de vapor, els principis de l'enginyeria civil i els principis mecànics de construcció.

El treball de Rankine era capaç de cerrar la bretxa entre la pràctica d'enginyeria i la investigació científica.

Investigación en enginyeria mecànica

Debido a la seva vinculació amb els ferrocarriles, Rankine inicialment es va centrar en l'enginyeria mecànica i en l'estudi de la resistència de materials.

En el camp de l'estàtica, va desarrollar mètodes per calcular la distribució de forces en les estructures dels edificis. També va estudiar mecànica de fluids i disseny de barres.

L'objecte de la física

En el transcurso de los años 40 del siglo XIX, va buscar lleis fonamentals a través d'experiments amb processos termodinàmics. En 1852 declaró lo que luego se llamaría la ley de conservación de la energía: “la energía no se crea ni destruye, únicamente se puede transformar”.

Hipótesis de vértebres moleculares

Una suposición central en el trabajo científico de Rankine fue su hipótesis de las vértebras moleculares (remolinos a escala molecular), también llamada " teoría centrífuga de la elasticidad". Segons aquesta hipòtesi, tota la matèria consisteix en molècules formades per nuclis atmics envoltats per una atmósfera elàstica, que es manté en el seu lloc mitjançant forces atractives. 

William Rankine, a més, s'aproximava a la calor era una espècie de vibració de l'atmosfera que girava al voltant del nucli atómico i la llum era, de fet, una vibració que va sorgir del moviment dels nuclis atómicos i es propagó encara més gràcies a l'atracció. y repulsión mutua d'aquests nuclis.

Teoria i efectes de la termodinàmica

Segons su hipótesis de las vértebras moleculares en 1849, había encontrado la conexión entre la presión de vapor saturado y la temperatura. L'any següent va trobar algunes connexions entre les quantitats de temperatura, pressió i densitat de gas i va descriure la calor latent després de l'evaporació d'un líquid.

Va demostrar que certa quantitat de calor desapareció i va arribar a la seva pròpia formulació de la segona llei de la termodinàmica.

Rankine va introduir el nombre de "energia" per a la quantitat física fonamental que abans es coneixia com a "fuerza vital". També ha estat el primer en descriure la transferència d'energia en màquines de vapor.

William John Macquorn Rankine va declarar sobre la base de la seva pròpia teoria que la màxima eficiència dels motors tèrmics dependria únicament de les fluctuacions de temperatura als quals aquests motors estan subjectes durant l'operació. 

Uno de los ciclos termodinámicos más importantes, el ciclo de Rankine, ha de ser el nombre al físico escocés.

En 1859, Rankine va proposar la seva escala Rankine per a medir temperatures absolutas.

Autor:
Data de publicació: 26 de febrer de 2020
Última revisió: 7 de març de 2023