Przeglądasz stronę dla klientów z: Poland. Sugerowana wersja serwisu dla Ciebie to USA / US
Panel klienta
W Twoim koszyku
Zarejestruj się

Alessandro Volta – Hrabia, który nie uwierzył żabie

2021-02-18

Alessandro_Volta

Nieważne, jak się zaczyna, ważne jak się kończy. Tak można, w wielkim skrócie, opisać biografię Alessandro Volty, który urodził się 18 lutego 1745 r., we Włoszech. Początki naprawdę były niełatwe. Wątpliwości co do przyszłości odkrywcy, którego nazwisko upamiętniono w układzie SI, mieli nawet jego bliscy. Obawiali się, że mógł być opóźniony w rozwoju, bo w wieku 5 lat mały Alessandro nadal nie potrafił mówić. Wiele zmieniło się, gdy trafił do kolegium Jezuitów, gdzie okazało się, że nie tylko nie ustępuje swoim rówieśnikom pod względem intelektualnym, ale znacznie ich przewyższa. Dość szybko odrzucił ścieżkę prawniczą, zaplanowaną dla niego przez krewnych i zanurzył się w świat fizyki i elektryczności, które interesowały go od najmłodszych lat.

Duże znaczenie dla rozwoju kariery i przyszłych osiągnięć Alessandro Volty miała korespondencja, którą prowadził z naukowcami z całego świata. Warto wspomnieć zwłaszcza o dwóch z nich – pierwszym był Giovanni Beccaria, który nie wierzył w pomysły Alessandro. Nie chciał jednak tłumaczyć swoich wątpliwości wprost, zamiast tego nakłaniał młodszego fizyka do eksperymentów, które miały wykazać jego błędy. Fakt, że Volta przyjął wyzwanie bardziej doświadczonego naukowca, zapoczątkował liczne eksperymenty, które poprowadziły go do najważniejszych odkryć w późniejszym czasie. Możemy tylko zgadywać, jak potoczyłby się losy Volty, gdyby Beccaria zdecydował się na mniej subtelną krytykę.

Kolejnym uczonym, z którym Volta prowadził burzliwą korespondencję był Luigi Galvani. Pracował on w tamtym okresie nad zjawiskiem tzw. elektryczności zwierzęcej. Był przekonany, że w ciele żaby, na którym eksperymentował, wytwarzany jest prąd elektryczny, wywołujący skurcze mięśni zwierzęcia. Volta miał wątpliwości dotyczące tej teorii i źródła prądu doszukiwał się raczej w metalach, między którymi rozpięte było ciało żaby, a które służyć miało jako przewodnik. Spór toczony wokół tego tematu zaowocował stworzeniem pierwszego ogniwa galwanicznego (nazwanego tak przez Voltę właśnie na cześć przyjaciela). Volta udowodnił swoje racje konstruując ogniwo z płytek cynku i srebra oraz papieru nasączonego słoną wodą, która pełniła rolę elektrolitu. Na tym jednak nie poprzestał i w dalszym toku prac połączył kilka takich ogniw, a następnie zaprezentował swój wynalazek, określany stosem Volty, samemu Napoleonowi Bonaparte, który doceniając znaczenie odkrycia, nadał wynalazcy tytuł hrabiowski, a także uhonorował najwyższym krajowym odznaczeniem – Legią Honorową. Osiągnięcie faktycznie znacząco wpłynęło na rozwój nauki, bowiem stos Volty był znacznie wygodniejszym źródłem prądu niż stosowane w tamtym czasie butelki lejdejskie. Co ciekawe, odznaczenia i tytuły przyznane przez Napoleona okazały się dla naukowca kłopotliwe i zmusiły go do ucieczki i ukrywania się przez jakiś czas, kiedy cesarz przegrał wojnę i został zesłany na Elbę. Na szczęście wiedza i talent okazały się ważniejsze niż powiązania polityczne, dlatego niebawem Volta mógł powrócić do świata nauki i został przewodniczącym Wydziału Fizyki i Matematyki w Pawii.

Warto zaznaczyć, że ogniwo było największym, choć nie jedynym odkryciem Volty. W 1775 r. opracował on elektrofor (niezależnie od modelu zbudowanego wcześniej przez Johana Wilckego), później skonstruował kondensator, a także elektroskop służący do wykrywania ładunku elektrycznego. Włoskiemu wynalazcy, który oprócz fizyki, interesował się również chemią, zawdzięczamy także odkrycie metanu i liczne doświadczenia nad jego właściwościami, które w przyszłości miały wpłynąć na rozwój technologii silników spalinowych. Szukając praktycznych zastosowań metanu, Volta skonstruował m.in. pistolet elektropneumatyczny, w którym mieszanka powietrza z łatwopalnym gazem była zapalana iskrą elektryczną. Do jej uzyskania wykorzystywany był skonstruowany wcześniej elektrofor.

Odkrycie reakcji chemicznej jako stabilnego źródła energii umożliwiło rozwój badań nad elektrycznością. Praca Włocha posłużyła jako narzędzie pierwszych eksperymentów z elektromagnetyzmem, które zaowocowały wynalezieniem silników elektrycznych. Ogniwo Volty ułatwiło opisanie takich zjawisk fizycznych jak natężenie prądu elektrycznego i opór, a następnie rozwój narzędzi pomiarowych i dalsze prace teoretyczne.

Metoda generowania prądu elektrycznego za pomocą reakcji chemicznej nie tylko przyczyniła się do rozwoju nauki. Przez wiele lat stanowiła jedną z najlepiej rozpowszechnionych metod pozyskiwania energii elektrycznej. Jednorazowe baterie, które wykorzystujemy w urządzeniach codziennego użytku, działają podobnie do aparatury opracowanej przez włoskiego wynalazcę. Przez lata udoskonalano ich budowę i technologię produkcji, wprowadzając na rynek ogniwa cynkowo-węglowe („zwykłe”), litowe i wreszcie alkaiczne (tj. zasadowe). Pokrewnym rozwiązaniem są również ogniwa elektrolityczne, które potocznie nazywamy akumulatorami. W ich wnętrzu reakcja chemiczna nie zachodzi samorzutnie, a jest wywoływana przez dostarczenie na elektrody odpowiedniej różnicy potencjałów. Po odłączeniu, akumulator przechowuje energię elektryczną, która może zostać uwolniona przez zamknięcie obwodu. Takie zjawiska zachodzą np. we wnętrzu akumulatorów kwasowych (ołowiowych) powszechnie używanych w motoryzacji. Ale jest to również zasada działania ogniw litowo-jonowych, litowo-polimerowych, nikolowo-metalowych itp. Te technologie wykorzystujemy w telefonach komórkowych, laptopach, zabawkach i wielu innych mobilnych urządzeniach, które na co dzień podłączamy do ładowarek.

Należy też zauważyć, że wynalazek Włocha nie składał się z pojedynczej pary elektrod – ale z ich serii. Metoda szeregowego łączenia ogniw nadal stosowana jest przy produkcji wielu źródeł energii. To, co w czasach Volty nazywano „stosem”, dziś określamy jako „baterię”. Najpopularniejsze, masowo produkowane ogniwa wytwarzają nominalne napięcie 1,5V lub 3,7V DC. Tymczasem do zasilania wielu urządzeń najczęściej potrzebna jest większa różnica potencjałów. Dlatego w produktach zazwyczaj znajduje się pojemnik, „koszyk”,w którym pojedyncze ogniwa (np. popularne „paluszki”) umieszczamy w odpowiedniej polaryzacji. Zostają połączone w serię, dając w efekcie wyższe napięcie. Podobnie rzecz ma się np. w przypadku bezprzewodowych elektronarzędzi. Do ich zasilania używane są pakiety składające się z kilku ogniw elektrolitycznych.

Pomijając liczne wyróżnienia, Alessandro Volta został uhonorowany w sposób wyjątkowy. Na jego cześć nazwano jednostkę napięcia elektrycznego. „Wolt” wywodzi się od nazwiska słynnego Włocha. Dziś podstawowych pomiarów w elektryce i elektronice dokonujemy, używając woltomierzy, podczas gdy wykrywanie różnicy potencjałów stanowi podstawę działania oscyloskopów, analizatorów stanów logicznych i wielu innych narzędzi. Nie ulega wątpliwości, że Alessandro Volta był nie wielkim uczonym, ale również pionierem, którego praca teoretyczna leży u samych podstaw współczesnej technologii.

PRZECZYTAJ TAKŻE

Twoja przeglądarka nie jest już wspierana, pobierz nową wersję.

Chrome Chrome Pobierz
Firefox Firefox Pobierz
Opera Opera Pobierz
Internet explorer Internet Explorer Pobierz