Dewar e il freddo
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Sir James Dewar
(Kincardine, Scozia 1842 - Londra 1923)
L’infanzia e l’interesse per il freddo
James Dewar fu un chimico e fisico britannico, conosciuto
soprattutto per gli studi sui fenomeni che si manifestano alle basse
temperature.
Nella maturità, Dewar sostenne che la più formativa fra le sue esperienze
fu la lunga malattia che lo colpì dopo essere caduto in uno stagno
ghiacciato nel 1852, quando aveva dieci anni. La febbre reumatica
che contrasse ridusse drasticamente le sue possibilità di movimento
e per rafforzare le dita e le braccia, gli fu insegnato a costruire
violini, attività che contribuì a sviluppare l’abilità di manipolazione
in laboratorio.
Sembra vero, inoltre, che la caduta nell’acqua gelida dello stagno
fece nascere in lui un interesse per il freddo che diresse i suoi
anni più produttivi.
Gli studi e la vita scientifica
Nel 1859 Dewar, che aveva diciassette anni, si immatricolò all’'Università
di Edimburgo e per procurarsi un posto di assistente di laboratorio
esibì come prova della sua abilità manuale uno dei violini da lui
costruiti. A Edimburgo vinse vari premi importanti in matematica
e filosofia naturale e negli anni dell’università studiò con molti
fra i fisici e i chimici più apprezzati del tempo.
Nel 1867 progettò un modello in ottone e legno della struttura
del benzene.
Fu professore di filosofia naturale sperimentale all’Università di
Cambridge, ambiente dove però non si trovò mai a suo agio perché
troppo lontano dallo stile informale e poco cerimonioso di Dewar.
Un amico letterato lo ricorda come “terribile pessimista e docente
non molto bravo”, forse perché la sua mente era “troppo originale
e impaziente” per sopportare di buon animo gli stupidi .
Nel 1877 fu nominato professore di chimica presso il Royal Institution
. Condusse con J.A.Fleming una lunga e dettagliata serie di esperimenti
sul potere di trasformazione della materia alle basse temperature.
Nel suo laboratorio, costruì una macchina per produrre l’ossigeno
liquido in gran quantità, che gli avrebbe permesso di iniziare
un programma di liquefazione di tutti i gas noti e di scendere a
temperature prossime a –250°C.
Da molto tempo gli scienziati avevano stabilito che un abbassamento
anche moderato della temperatura accresceva la conduttività elettrica
dei metalli, ossia che ne diminuiva la resistenza elettrica. Questa
ricerca indusse Dewar a sognare che allo zero assoluto, se mai fosse
stato possibile raggiungerlo, “tutti i metalli puri sarebbero perfetti
conduttori di elettricità”.
Le scoperte sperimentali più curiose e inattese di Dewar e Fleming
riguardarono le proprietà ottiche dei materiali al freddo:
forse la capacità di diventare fosforescenti aveva a che fare con
l’ossigeno contenuto nel materiale, ma gli sperimentatori non erano
in grado di dimostrarlo.
Nacque in seguito il problema di capire come conservare gas liquefatti
a bassa temperatura: lo scienziato, riprendendo esperimenti sulla
produzione del vuoto, inventò nel 1892 il vaso di Dewar,
un recipiente termico dentro il quale viene praticato il vuoto, noto
comunemente come thermos.
Nel 1898 fu il primo a produrre l’idrogeno liquido.
Nella dimostrazione pubblica, immerse un pezzo di metallo in idrogeno
liquido e poi lo estrasse; l’aria si condensò istantaneamente intorno
ad esso formando un rivestimento solido, che si trasformò poi in
un liquido, da lui raccolto in una tazza. Dewar vi immerse allora
un frammento di legno rovente, che si incendiò al contatto con l’ossigeno
evaporato dall’aria liquida. Usando l’idrogeno liquido, Dewar, tra
le altre cose, produsse fosforescenza in ogni sorta di sostanze e
fece diminuire la resistività elettrica dei metalli.
In collaborazione con il chimico F.Abel, inventò la cordite (1889),
una polvere nera da sparo che non produce fumo. La sua scoperta che
il carbone di legna raffreddato può essere usato per contribuire
a generare il vuoto è risultata molto utile nella fisica atomica.
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