亞歷山德羅·伏打
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亞歷山德羅·朱塞佩·安東尼奧·阿納斯塔西奧·伏特(意大利語:Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta,1745年2月18日—1827年3月5日),意大利物理學家,19世紀因發明電池而聞名,後來受封為伯爵。
亞歷山德羅·伏打 Alessandro Volta | |
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出生 | 米蘭公國科莫 | 1745年2月18日
逝世 | 1827年3月5日 奧地利帝國倫巴第-威尼托科莫 | (82歲)
國籍 | 意大利 |
知名於 | 發明電池 發現甲烷 伏特 電勢 電壓表 |
獎項 | 科普利獎章(1794年) 法國榮譽軍團勳章 鐵冠勳章 |
科學生涯 | |
研究領域 | 物理學、化學 |
早期生活和事蹟
1745年2月18日,伏打出生在科莫。1774年,他成為科莫皇家學院(the Royal School in Como)的一名物理教授。一年後,他改進並推廣了起電機,即產生靜電的設備。雖然經常有人將起電機的發明歸功於伏打,但實際上,起電機的原理是1762年由瑞典物理學家約翰·維爾克提出的。
1776年至1778年間,伏打開始研究氣體的化學性質。他在讀完了一篇美國的本傑明·富蘭克林所著的關於「可燃空氣」的論文後研究並發現了甲烷,1776年11月,他在馬焦雷湖發現甲烷,並於1778年成功地分離出了甲烷。他設計了一些實驗,例如在密閉容器中由電火花點燃甲烷。
伏打還研究了我們現在所謂的電容,他研究了電勢和電荷之間的關係,發現它們之間成正比,這被稱為電容的伏打定律。為了紀念伏打,電勢的單位被命名為伏特。
1779年,他成為帕維亞大學的實驗物理學教授,他一直擔任此教席近40年。1794年,伏打娶了泰瑞莎·佩瑞吉尼(Teresa Peregrini),她是科莫的貴族小姐,他們生了3個兒子,分別為「喬瓦尼」、「弗拉米尼奧」(Flaminio)和「薩尼諾」。
伏打和路易吉·伽伐尼
路易吉·伽伐尼用兩種不同的金屬相連,然後和青蛙的腿相接觸,發現青蛙的腿產生運動,他稱這一現象為生物電。伏打意識到青蛙的腿既是電的導體(即是我們現在所說的電解質)也是電流的檢測器。他把青蛙的腿換成鹽水浸泡過的紙,並用其它方法檢測電流。他發現了原電池(用電解質隔開的兩個由不同的金屬製成的電極形成)的電動勢等於兩個電極電勢之的差的定律(兩個由相同金屬製成的電極之間的電動勢為0)。這被稱為電化學的伏打定律。
1800年,由於不同意伽伐尼所提出的電的產生原理,伏打發明了伏打堆,也就是最初的電池,其可以產生穩定的電流[1] 。伏打發現鋅和銅是產生電力最有效的一對不同的金屬。起初,他在裝滿鹽水的高腳杯中浸入兩個不同的電極,並將它們串聯起來,後來,他將高腳杯換成浸泡在鹽水中的紙板。
第一個電池
在宣佈他發現的伏打堆時,伏打誠摯感謝威廉·尼科爾森、提比略·卡瓦略和亞伯拉罕·班納特對他的影響。 由伏打製作的「伏打堆」被認為是第一種電化學電池。它包括兩個電極:一個是鋅,一個是銅。電解液可以是稀硫酸或海水鹵水。電解液中存在的物質是2H+和SO42-離子。鋅比銅和氫在電化學順序更靠前,所以鋅棒為負極,銅棒為正極。在鋅電極上,鋅失去電子成為Zn2+離子,在溶液中帶正電的氫離子(質子)從銅電極捕獲電子,形成氫氣泡(H2)。因此,當兩個電極相連時會產生電流。伏打電池的化學反應式如下:
- 鋅
- Zn → Zn2+ + 2e−
- 硫酸
- 2H+ + 2e− → H2
銅不參與反應過程,它只用於導電。
這種電池有個缺點,就是它並不安全,即使使用了稀硫酸也可能會有危險。另外,因為氫氣附着在銅電極表面不會被釋放,形成了金屬和電解質溶液之間的屏障,所以電池的功率會隨着時間的推移而減小。
退休和晚年生活
為了紀念他的事蹟,拿破崙·波拿巴在1810年為伏打做了記述。此外,他的畫像與他著名的伏打堆的草圖被描繪在10,000意大利里拉(不再流通)。伏打1819年在Camnago退休,意大利科莫的分區以他的名字改為Camnago Volta。伏打死於1827年3月5日,他的遺體也埋葬在此地。
伏打的遺產由位於湖邊公共花園的Tempio Voltiano紀念館管理,伏打博物館展示一些伏打用來進行實驗的原始設備。不遠處矗立着奧爾莫別墅,裏面的伏打基金會是一個負責推動科學活動的組織。伏打當年進行實驗研究,就是在科莫附近完成了他的第一個發明。
宗教信仰
伏打出身天主教徒,一生一直保持着他的信仰。有時他被認為宗教信仰淡薄,因為他沒有照家人的期待成為一名牧師,而有些人猜測他可能根本不信教,強調「他沒有加入教會」,或是說他「幾乎忽略了教會的號召」。不過在他提出的聲明中,他說:
「我不明白為何有人會懷疑我信奉宗教的誠意和堅定,羅馬天主教和使徒信仰伴隨我出生和長大,並且我一直都有表裏如一地懺悔,......的確,我經常沒能當好一個天主教基督徒,我已經犯了很多罪,但我以神的名義發誓,目前為止,我從來沒有動搖我的信仰。在這個信仰中,我認識到神超自然的恩典,一個純粹的給予;但我沒有忽視那些想確認我信仰的人們,並打消他們有時提出的質疑。我用心學習宗教的理論和基礎,護教者和攻擊者的作品,原因和後果。我可以說,這樣的研究結果很大概率為宗教添磚加瓦,即使是僅僅是自然原因,每一個被罪惡和情慾淹沒的靈魂,每一個自然而崇高的精神,都必須熱愛和接受它。願我對我自己的懺悔,我願意親自給予,寫下和定下的懺悔,有權向任何人表明,我不以福音為恥,願會產生一些好後果!」[2][3]
出版物
De vi attractiva ignis electrici (1769) (On the attractive force of electric fire)
參考資料
- ^ Robert Routledge. A popular history of science 2nd. G. Routledge and Sons. 1881: 553. ISBN 0-415-38381-1.
- ^ Kneller, Karl Alois, Christianity and the leaders of modern science; a contribution to the history of culture in the nineteenth century (1911), p. 117-118
- ^ Alessandro Volta. 1955. Epistolario, Volume 5 (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館). Zanichelli,. p. 29
註釋
外部連結
- Alessandro Volta. 天主教百科全書. New York: Robert Appleton Company. 1913.
- Volta and the "Pile"
- Alessandro Volta(頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)
- Count Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta: A Pioneer in Electrochemistry (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)
- Count Alessandro Volta
- Alessandro Volta (1745-1827) (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)
- Volta, Alessandro. Encyclopædia Britannica (第11版). London: Cambridge University Press. 1911. Chisholm, Hugh (編).