Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:43 • sest 21:13 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 13:37 • Sest 06:11 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 02:59 • Síðdegis: 15:47 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 09:39 • Síðdegis: 21:50 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Hugvísindi Vísindasaga
Vísindavefur Dagatal vísindamanna
Náttúruvísindi og verkfræði Orkumál
Náttúruvísindi og verkfræði Eðlisfræði: í daglegu lífi

Hver var Alessandro Volta og hvert var hans framlag til vísindanna?

Þorsteinn Vilhjálmsson

Eðlis- og efnafræðingurinn Alessandro Volta fæddist í borginni Como á Langbarðalandi á Norður-Ítalíu árið 1745 og lést í bænum Camnago árið 1827. Hann er þekktur sem einn af brautryðjendum rafsegulfræðinnar og því til áréttingar er einingin um rafspennu, volt, einmitt kennd við hann.

Árið 1774 var hann ráðinn sem kennari við menntaskólann í Como. Ári seinna birti hann athuganir sínar á einföldu tæki sem við getum kallað rafdraga (e. electrophorus) og er notað til að framkalla jákvæða og neikvæða rafhleðslu. Plötu úr einangrandi efni er núið við aðra úr málmi og þá myndast gagnstæðar hleðslur á plötunum. Volta endurbætti þetta áhald og kynnti það svo rækilega að honum er oft ranglega eignuð sjálf uppgötvunin. Á myndinni sést Volta með rafdragann og rafhlöðu.

Á næstu árum hófst Volta handa um að rannsaka efnafræði gastegunda. Hann uppgötvaði metan með því að safna því úr mýrum, en það er einmitt kallað öðru nafni mýrargas á íslensku og fleiri málum. Hann skipulagði tilraunir þar sem hann kveikti í metani með rafneista í lokuðu íláti.

Volta gerði einnig rannsóknir á búnaði sem við köllum þétta (e. capacitors) nú á dögum. Hann þróaði tæki og aðferðir til að mæla rafhleðslu þéttisins Q og spennuna V hvora um sig og komst að því að hleðsla sama hlutar er alltaf í beinu hlutfalli við spennuna:
Q = C V
Hlutfallsstuðulinn C köllum við rýmd (e. capacity) þéttisins.

Árið 1779 varð Volta prófessor í eðlisfræði við Háskólann í Pavia og gegndi því starfi í aldarfjórðung. Hann kvæntist Teresu Peregrini og ól upp með henni þrjá syni.

Starfsbróðir og landi Volta, Luigi Galvani (1737-1798), hafði gert merkar tilraunir sem sýndu að nýdauðar froskalappir kippast við þegar rafhleðsla kemur nálægt taugum í þeim og neisti hleypur yfir. Þessi merka uppgötvun varðaði veginn til þess sem við nú vitum, að rafmagn og rafhleðslur koma mjög við sögu í öllum lífverum. Galvani hélt að rafmagnið kæmi frá froskvöðvanum og væri eingöngu bundið við lífverur.

Volta gerði sér á hinn bóginn grein fyrir því að froskalappirnar gegndu tvöföldu hlutverki í þessum tilraunum. Annars vegar leiða þær rafmagn og hins vegar nema þær það með sýnilegum hætti. Hann setti til dæmis í staðinn pappír vættan með saltpækli og fékk fram straum sem hann gat mælt með tækjum sem hann hafði áður gert sér.

Með því að bera saman mismunandi málma í tilraunum sem þessum með rafstraum og rafspennu uppgötvaði Volta það sem við getum kallað rafefnaröðina (e. electrochemical series) eða spennuröðina (e. electromotive series). Hver málmur hefur tiltekna eiginspennu í tiltekinni raflausn. Ef málmskaut úr mismunandi málmum eru í sömu raflausn (e. electrolyte, til dæmis saltvatn) verður spennan milli skautanna mismunurinn á eiginspennu málmanna. Af þeim málmum sem Volta gat rannsakað gáfu sink og kopar mesta spennu sín á milli í raflausn.

Ágreiningur Volta og Galvanis var þykkjulaus og frjór eins og oft er í vísindum. Árið 1800 leiddi hann til þess að Volta fann upp eins konar rafhlöðu sem við hann er kennd og kölluð Voltastafli (e. voltaic pile). Í henni er sink- og koparplötum raðað saman á víxl en alltaf höfð raflausn á milli í annað hvort skipti þannig að spennan vex frá einu pari til þess næsta. Með þessu gat Volta búið til talsverðan stöðugan rafstraum með þokkalega jafnri spennu. Þetta tæki Volta er með sanni fyrsta rafhlaða eða batterí sögunnar og þarf varla að orðlengja nú á dögum um mikilvægi þeirrar uppfinningar, en hann þakkaði öðrum líka þeirra framlag. Margir eðlisvísindamenn héldu áfram á sömu braut allar götur til okkar daga, því að enn eru menn að glíma við að gera rafhlöðurnar okkar enn betri!



Til vinstri er skýringarmynd af rafhlöðu Volta en myndin til hægri er tekin á Volta-safninu í Como og sýnir rafhlöðuna sjálfa.

Til gamans má geta þess að við getum búið til einfalda rafhlöðu í stíl Volta með því að taka sítrónu, vasaljósaperu og tvo ólíka málmhluti, til dæmis galvaníseraðan nagla og koparnagla (eða koparpening), stinga þeim í sítrónuna og mæla strauminn sem myndast. Einnig má nota til dæmis kartöflu eða epli í stað sítrónunnar. Hægt er að lesa nánar um þetta í svari við spurningunni Hvernig eru rafhlöður búnar til? og á Wikipediu.

Alessandro Volta varð býsna þekktur í lifanda lífi fyrir vísindastörf sín. Napóleon gerði hann að greifa árið 1810 og síðar var mynd af honum og rafhlöðunni á ítölskum peningaseðli sem nú er ekki lengur í gildi. Hans er minnst með ýmsum hætti í bænum Camnago Volta þar sem hann bar beinin.

Frekari fróðleikur á Vísindavefnum:

Heimildir og myndir:

Spurning Andra hljóðaði svona:
Af hverju heitir mælieining rafmagnsspennu volt?

Höfundur

Þorsteinn Vilhjálmsson

Þorsteinn Vilhjálmsson

prófessor emeritus, ritstjóri Vísindavefsins 2000-2010 og ritstjóri Evrópuvefsins 2011

Útgáfudagur

8.2.2011

Spyrjandi

Ríkharður Helgason, Andri Karlsson, f. 1989

Efnisorð

Tilvísun

Þorsteinn Vilhjálmsson. „Hver var Alessandro Volta og hvert var hans framlag til vísindanna?“ Vísindavefurinn, 8. febrúar 2011. Sótt 18. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=58215.

Þorsteinn Vilhjálmsson. (2011, 8. febrúar). Hver var Alessandro Volta og hvert var hans framlag til vísindanna? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=58215

Þorsteinn Vilhjálmsson. „Hver var Alessandro Volta og hvert var hans framlag til vísindanna?“ Vísindavefurinn. 8. feb. 2011. Vefsíða. 18. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=58215>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hver var Alessandro Volta og hvert var hans framlag til vísindanna?
Eðlis- og efnafræðingurinn Alessandro Volta fæddist í borginni Como á Langbarðalandi á Norður-Ítalíu árið 1745 og lést í bænum Camnago árið 1827. Hann er þekktur sem einn af brautryðjendum rafsegulfræðinnar og því til áréttingar er einingin um rafspennu, volt, einmitt kennd við hann.

Árið 1774 var hann ráðinn sem kennari við menntaskólann í Como. Ári seinna birti hann athuganir sínar á einföldu tæki sem við getum kallað rafdraga (e. electrophorus) og er notað til að framkalla jákvæða og neikvæða rafhleðslu. Plötu úr einangrandi efni er núið við aðra úr málmi og þá myndast gagnstæðar hleðslur á plötunum. Volta endurbætti þetta áhald og kynnti það svo rækilega að honum er oft ranglega eignuð sjálf uppgötvunin. Á myndinni sést Volta með rafdragann og rafhlöðu.

Á næstu árum hófst Volta handa um að rannsaka efnafræði gastegunda. Hann uppgötvaði metan með því að safna því úr mýrum, en það er einmitt kallað öðru nafni mýrargas á íslensku og fleiri málum. Hann skipulagði tilraunir þar sem hann kveikti í metani með rafneista í lokuðu íláti.

Volta gerði einnig rannsóknir á búnaði sem við köllum þétta (e. capacitors) nú á dögum. Hann þróaði tæki og aðferðir til að mæla rafhleðslu þéttisins Q og spennuna V hvora um sig og komst að því að hleðsla sama hlutar er alltaf í beinu hlutfalli við spennuna:
Q = C V
Hlutfallsstuðulinn C köllum við rýmd (e. capacity) þéttisins.

Árið 1779 varð Volta prófessor í eðlisfræði við Háskólann í Pavia og gegndi því starfi í aldarfjórðung. Hann kvæntist Teresu Peregrini og ól upp með henni þrjá syni.

Starfsbróðir og landi Volta, Luigi Galvani (1737-1798), hafði gert merkar tilraunir sem sýndu að nýdauðar froskalappir kippast við þegar rafhleðsla kemur nálægt taugum í þeim og neisti hleypur yfir. Þessi merka uppgötvun varðaði veginn til þess sem við nú vitum, að rafmagn og rafhleðslur koma mjög við sögu í öllum lífverum. Galvani hélt að rafmagnið kæmi frá froskvöðvanum og væri eingöngu bundið við lífverur.

Volta gerði sér á hinn bóginn grein fyrir því að froskalappirnar gegndu tvöföldu hlutverki í þessum tilraunum. Annars vegar leiða þær rafmagn og hins vegar nema þær það með sýnilegum hætti. Hann setti til dæmis í staðinn pappír vættan með saltpækli og fékk fram straum sem hann gat mælt með tækjum sem hann hafði áður gert sér.

Með því að bera saman mismunandi málma í tilraunum sem þessum með rafstraum og rafspennu uppgötvaði Volta það sem við getum kallað rafefnaröðina (e. electrochemical series) eða spennuröðina (e. electromotive series). Hver málmur hefur tiltekna eiginspennu í tiltekinni raflausn. Ef málmskaut úr mismunandi málmum eru í sömu raflausn (e. electrolyte, til dæmis saltvatn) verður spennan milli skautanna mismunurinn á eiginspennu málmanna. Af þeim málmum sem Volta gat rannsakað gáfu sink og kopar mesta spennu sín á milli í raflausn.

Ágreiningur Volta og Galvanis var þykkjulaus og frjór eins og oft er í vísindum. Árið 1800 leiddi hann til þess að Volta fann upp eins konar rafhlöðu sem við hann er kennd og kölluð Voltastafli (e. voltaic pile). Í henni er sink- og koparplötum raðað saman á víxl en alltaf höfð raflausn á milli í annað hvort skipti þannig að spennan vex frá einu pari til þess næsta. Með þessu gat Volta búið til talsverðan stöðugan rafstraum með þokkalega jafnri spennu. Þetta tæki Volta er með sanni fyrsta rafhlaða eða batterí sögunnar og þarf varla að orðlengja nú á dögum um mikilvægi þeirrar uppfinningar, en hann þakkaði öðrum líka þeirra framlag. Margir eðlisvísindamenn héldu áfram á sömu braut allar götur til okkar daga, því að enn eru menn að glíma við að gera rafhlöðurnar okkar enn betri!



Til vinstri er skýringarmynd af rafhlöðu Volta en myndin til hægri er tekin á Volta-safninu í Como og sýnir rafhlöðuna sjálfa.

Til gamans má geta þess að við getum búið til einfalda rafhlöðu í stíl Volta með því að taka sítrónu, vasaljósaperu og tvo ólíka málmhluti, til dæmis galvaníseraðan nagla og koparnagla (eða koparpening), stinga þeim í sítrónuna og mæla strauminn sem myndast. Einnig má nota til dæmis kartöflu eða epli í stað sítrónunnar. Hægt er að lesa nánar um þetta í svari við spurningunni Hvernig eru rafhlöður búnar til? og á Wikipediu.

Alessandro Volta varð býsna þekktur í lifanda lífi fyrir vísindastörf sín. Napóleon gerði hann að greifa árið 1810 og síðar var mynd af honum og rafhlöðunni á ítölskum peningaseðli sem nú er ekki lengur í gildi. Hans er minnst með ýmsum hætti í bænum Camnago Volta þar sem hann bar beinin.

Frekari fróðleikur á Vísindavefnum:

Heimildir og myndir:

Spurning Andra hljóðaði svona:
Af hverju heitir mælieining rafmagnsspennu volt?
...