อาเลสซานโดร โวลตา

Alessandro Volta

อาเลสซานโดร จูเซปเป อันโตนิโอ อนาสตาซิโอ โวลตา (อิตาลี: Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta; 18 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 1745 — 5 มีนาคม ค.ศ. 1827) เป็นนักฟิสิกส์ชาวลอมบาร์ดี ซึ่งเป็นที่รู้จักว่าคิดค้นแบตเตอรี (เซลล์ไฟฟ้าเคมี) ขึ้นในคริสต์ทศวรรษ 1800

อาเลสซานโดร เป็นผู้บุกเบิกการผลิตไฟฟ้าและพลังงานซึ่งเป็นเครดิตในฐานะ ผู้ประดิษฐ์แบตเตอรี่ไฟฟ้าและผู้ค้นพบแก๊สมีเทน เขาได้คิดค้นกองเชื้อเพลิงในปี ค.ศ. 1799 และได้รายงานผลการทดลองของเขาในปี ค.ศ. 1800 ในจดหมายฉบับที่สองถึงประธานาธิบดีแห่งราชสมาคมด้วยการประดิษฐ์นี้ Volta พิสูจน์ให้เห็นว่ากระแสไฟฟ้าสามารถเกิดขึ้นได้ทางเคมีและหักล้างทฤษฎีที่แพร่หลายว่ากระแสไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยมนุษย์เท่านั้น สิ่งประดิษฐ์ของ Volta กระตุ้นให้เกิดความตื่นเต้นทางวิทยาศาสตร์และนำไปสู่การทดลองอื่น ๆ ที่นำไปสู่การพัฒนาด้านไฟฟ้าเคมีในที่สุด

อาเลสซานโดร ได้รับการชื่นชมจาก Napoleon Bonaparte สำหรับการประดิษฐ์ของเขาและได้รับเชิญให้ไปที่สถาบันฝรั่งเศสเพื่อแสดงให้เห็นถึงสิ่งประดิษฐ์ของเขาแก่สมาชิกของสถาบัน Volta ความสุขที่ได้ใกล้ชิดกับจักรพรรดิตลอดชีวิตของเขาและเขาก็ได้รับพระราชทานเกียรติยศมากมาย

อาเลสซานโดร ได้เก้าอี้นักประสบการณ์ทางฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Pavia มาเกือบ 40 ปีและได้รับความนิยมอย่างกว้างขวางจากนักเรียนของเขา

แม้จะเขาประสบความสำเร็จในวิชาชีพของเขา Volta มักจะเป็นคนมีปัญหาในเรื่องครอบครัวและชัดเจนมากขึ้นในปีต่อๆมา ในเวลานี้เขามักจะมีชีวิตที่สันโดษจากชีวิตสาธารณะ และในชีวิตอยู่กับครอบครัวมากขึ้น จนกระทั่งเขาเสียชีวิตในปี ค.ศ. 1827 จากอาการเจ็บป่วยที่เขาเป็นตั้งแต่ปีค.ศ. 1823 หน่วย SI ที่มีศักยภาพทางไฟฟ้าตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่เขาในฐานะโวลต์ (volt)

ชีวิตในวัยเด็กและการทำงาน

อาเลสซานโดร เกิดที่เมืองโกโม เมืองในปัจจุบันในตอนเหนือของอิตาลีเมื่อวันที่ 18 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 1745 และในปี ค.ศ. 1794 Volta ได้แต่งงานกับสตรีชั้นสูงชื่อ Teresa Peregrini และเขาก็ได้ให้กำเนิดบุตรชาย 3 คน ซึ่งเขาได้ยกลูกชายทั้งสามคน ได้แก่ Zanino, Flaminio และ Luigi และพ่อของเขา Filippo Volta ให้เป็นขุนนาง รวมถึงแม่ของเขา Donna Maddalena ที่มาจากครอบครัว Inzaghis

ในปี ค.ศ. 1774 เขาเป็นศาสตราจารย์ทางฟิสิกส์ที่โรงเรียนโรยัลในเมืองโกโม ( Royal School in Como ) หนึ่งปีต่อมาเขาได้ปรับปรุงอุปกรณ์ที่ทำให้เกิดไฟฟ้าสถิต ( electrophorus ) ซึ่งอุปกรณ์ชิ้นนี้ได้ใช้หลักการของนักวิเคราะห์ชาวสวีเดนชื่อ Johan Wilcke ซึ่งเขาได้อธิบายไว้ในปี ค.ศ.1762 และอุปกรณ์ชิ้นนี้ได้รับความนิยมเป็นอย่างมาก ในปีค.ศ. 1777 เขาได้เดินทางผ่านสวิสเซอร์แลนด์กับเพื่อนสนิทของเขาที่ชื่อ H. B. de Saussure.

ในช่วงระหว่างปี ค.ศ. 1776 ถึง ค.ศ. 1778 Volta ศึกษาเกี่ยวกับเคมีของก๊าซ เขาค้นคว้าและได้ค้นพบแก๊สมีเทนหลังจากอ่านบทความของ Benjamin Franklin แห่งสหรัฐอเมริกาในหัวข้อ "อากาศติดไฟ"  ( flammable air ) ในเดือนพฤศจิกายน ค.ศ. 1776 เขาค้นพบแก๊สมีเทนที่ทะเลสาบ Maggiore และในปีค.ศ. 1778 เขาได้หาวิธีการแยกแก๊สมีเทน เขาได้คิดค้นวิธีการทดลองการเผาไหม้ของมีเทนโดยใช้ไฟฟ้าในเรือขนส่ง

Volta ยังได้เรียนรู้สิ่งที่เราเรียกว่าความจุไฟฟ้าการพัฒนาวิธีการแยกเพื่อศึกษาทั้งศักยภาพทางไฟฟ้า (V) และประจุ (Q) และค้นพบว่าวัตถุที่กำหนดจะมีสัดส่วน Volta ได้เรียกสิ่งนี้ว่า กฎของความจุไฟฟ้า และผลงานชิ้นนี้ ได้ถูกตั้งชื่อว่า โวลต์

ในปีค.ศ. 1779 ได้เป็นอาจารย์นักประสบการณ์ทางฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Pavia มาเกือบ 40 ปี

Volta และ Galvani

Luigi Galvani

Luigi Galvani นักฟิสิกส์ชาวอิตาเลียนค้นพบสิ่งที่เขาเรียกว่า "ไฟฟ้าสัตว์" เมื่อมีโลหะสองชนิดที่เชื่อมต่อกันอยู่ในชุดที่มีขากบและอีกอันหนึ่ง Volta ตระหนักว่าขากบทำหน้าที่เป็นตัวนำไฟฟ้าทั้งสองตัว (สิ่งที่เราเรียกว่า electrolyte) และเป็นเครื่องตรวจจับกระแสไฟฟ้า เขาแทนที่ขากบด้วยกระดาษที่เปียกชุ่มและตรวจพบการไหลของกระแสไฟฟ้าด้วยวิธีการอื่นที่คุ้นเคยกับเขาจากการศึกษาก่อนหน้านี้

ด้วยวิธีนี้เขาได้ค้นพบชุดเคมีไฟฟ้าและกฎหมายว่าแรงดึงดูด (emf) ของเซลล์ไฟฟ้าประกอบด้วยอิเล็กตรอนคู่ที่แยกจากกันโดยอิเลคโตรไลท์ คือความแตกต่างระหว่างศักย์ไฟฟ้าของขั้วไฟฟ้าทั้งสอง ( อิเล็กโทรไลต์ทั่วไปให้ศูนย์ emf สุทธิ ) นี่อาจเรียกว่ากฎไฟฟ้าเคมีของโวลต้า

ในปีค.ศ. 1800 เนื่องจากความไม่เข้ากันของ Galvanic ทำให้ Galvani และ Volta ได้ทำการคิดค้น voltaic ขึ้นมาซึ่งเป็นแบตเตอรี่ไฟฟ้าที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่อง Volta ได้กำหนดให้คู่ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดของโลหะที่แตกต่างกันในการผลิตไฟฟ้าคือสังกะสีและทองแดง ตอนแรกเขาทดลองกับแต่ละเซลล์ในชุดแต่ละเซลล์เป็นถ้วยไวน์ที่เต็มไปด้วยน้ำเกลือที่ขั้วไฟฟ้าทั้งสองต่างถูกจุ่มลง กอง voltaic แทนถ้วยกับกระดาษแข็งแช่ในน้ำเกลือ.

แบตเตอรีในช่วงต้น

แบตเตอรีที่โวลตาผลิตได้รับยกย่องเป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมีเซลล์แรก ประกอบด้วยสองอิเล็กโทรด อันหนึ่งทำจากสังกะสี อีกอันหนึ่งทำจากทองแดง อิเล็กโทรไลต์เป็นกรดซัลฟิวริกผสมน้ำหรือน้ำเกลือเข้มข้นทะเลรูปหนึ่ง อิเล็กโทรไลต์มีอยู่ในรูป 2H⁺ และ SO₄²⁻ สังกะสีซึ่งมีศักยะอิเล็กโทรต (electrode potential) สูงกว่าทองแดงและไฮโดรเจน ทำปฏิกิริยากับซัลเฟต (SO₄²⁻) ซึ่งมีประจุลบ ไอออนไฮโดรเจน (โปรตอน) ซึ่งมีประจุบวกจับอิเล็กตรอนจากทองแดง ก่อให้เกิดฟองแก๊สไฮโดรเจน H₂ ทำให้แท่งสังกะสีเป็นอิเล็กโทรตลบและแท่งทองแดงเป็นอิเล็กโทรดบวก

Galvani-frogs-legs-electricity

ฉะนั้น มีสองปลาย และกระแสไฟฟ้าจะไหลหากเชื่อมต่อกัน ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์โวตาอิกนี้เป็นดังนี้

สังกะสี

Zn → Zn²⁺ + 2e⁻

กรดซัลฟิวริก

2H⁺ + 2e⁻ → H₂

ทองแดงไม่ทำปฏิกิริยา แต่ทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดสำหรับกระแสไฟฟ้า

ทว่า เซลล์นี้ยังมีข้อเสียบ้าง คือ จัดการได้ไม่ปลอดภัย เพราะกรดซัลฟิวริก แม้เจือจางแล้ว ยังเป็นอันตรายได้ นอกจากนี้ กำลังของเซลล์เสื่อมลงตามเวลาเพราะแก๊สไฮโดรเจนไม่ถูกปล่อยออก แต่สะสมบนผิวของอิเล็กโทรตสังกะสีและก่อเป็นแถบขวางระหว่างสังกะสีและสารละลายอิเล็กโทรไลต์

voltaic pile

ปีสุดท้ายและการเกษียณ

ในปี ค.ศ. 1809 Volta กลายเป็นสมาชิกของ ราชบัณฑิตยสถานแห่งเนเธอร์แลนด์ เพื่อเป็นเกียรติแก่งานของเขา Volta ได้รับเกียรติเข้าเฝ้า Napoleon Bonaparte ในปี ค.ศ. 1810

Volta เกษียณในปี ค.ศ. 1819 ที่เมือง Camnago ซึ่งเป็นเขตปกครองของ Como ประเทศอิตาลี ชื่อ "Camnago Volta" ถูกตั้งขึ้นเพื่อเป็นเกียรติแก่เขา เขาเสียชีวิตที่นั่น 5 มีนาคม ค.ศ. 1827 ซึ่งในตอนนั้นเขามีอายุได้ 82 ปี ร่างของ Volta ถูกฝังอยู่ในที่เมือง Camnago Volta

มรดก

มรดกของ Volta ได้ถูกเก็บไว้ที่ Tempio Voltiano ( วิหารโวลต้า ) ที่ตั้งอยู่ในสวนสาธารณะริมทะเลสาบ นอกจากนี้ยังมีพิพิธภัณฑ์ที่ได้รับการสร้างขึ้นเพื่อเป็นเกียรติแก่เขาซึ่งจัดแสดงอุปกรณ์บางอย่างที่ Volta ใช้เพื่อทำการทดลอง สถานที่ใกล้เคียง Villa Olmo ซึ่งเป็นที่ตั้งของมูลนิธิโวลเทียน ซึ่งเป็นองค์กรที่ส่งเสริมกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์

ความเชื่อทางศาสนา

อาเลสซานโดรยกฐานะคาทอลิกและตลอดชีวิตของเขายังคงรักษาความเชื่อของเขาเพราะบางครั้งเขาก็ไม่ได้รับการบวชเป็นนักบวชตามที่ครอบครัวของเขาคาดไว้บางครั้งเขาก็ถูกกล่าวหาว่าเป็นคนไร้ศาสนาและบางคนก็สันนิษฐานว่าเป็นไปได้ที่จะเป็นที่นับถือศาสนาในแบบของเขาโดยเน้นว่า " เขาไม่ได้เข้าร่วมศาสนจักร  หรือว่าเขาแทบไม่สนใจ คริสตจักรเลย " อย่างไรก็ตามเขาได้ขจัดข้อสงสัยในการประกาศศรัทธาซึ่งเขากล่าวไว้ว่า

“ ฉันไม่เข้าใจว่าทุกคนสามารถสงสัยความจริงใจและความมั่นคงของสิ่งที่แนบไปกับศาสนาที่ฉันยอมรับศาสนาโรมันคาทอลิคและเผยแพร่ศาสนาซึ่งฉันเกิดมาและเติบโตขึ้นและที่ฉันเคยสารภาพผิดทั้งภายนอกและภายใน . ฉันมีและบ่อยครั้งมากเท่านั้นที่ล้มเหลวในการแสดงผลงานที่ดีเหล่านี้ซึ่งเป็นเครื่องหมายของคริสเตียนคาทอลิกและฉันได้รับความผิดบาปมากมาย แต่ด้วยความเมตตากรุณาของพระเจ้าฉันไม่เคยเท่าที่ ฉันรู้ว่า วอกแวก ในความเชื่อของฉัน ... ในความเชื่อนี้ฉันรู้จักของขวัญบริสุทธิ์ของพระเจ้าเป็นพระคุณเหนือธรรมชาติ; แต่ฉันไม่ได้ทอดทิ้งวิธีการของมนุษย์ที่ยืนยันความเชื่อและโค่นข้อสงสัยซึ่งในบางครั้งเกิดขึ้น ฉันศึกษาอย่างรอบคอบบริเวณและพื้นฐานของศาสนาผลงานของ ผู้แก้ตัว และ ผู้ป้ายร้าย เหตุผลและต่อต้านและฉันสามารถพูดได้ว่าผลของการศึกษาดังกล่าวคือการแต่งตัวศาสนาด้วยเช่นระดับความน่าจะเป็นแม้สำหรับเหตุผลธรรมชาติเพียง ว่าวิญญาณทุกอย่างที่ไม่ได้ตั้งใจโดยความบาปและความหลงใหลวิญญาณทุกคนในโลกนี้ต้องรักและยอมรับมัน ขอให้คำสารภาพนี้ได้รับการขอร้องจากข้าพเจ้าและข้าพเจ้ายินดีที่จะมอบหนังสือเขียนและสมัครด้วยมือข้าพเจ้าด้วยอำนาจที่จะแสดงให้ทุกคนเห็นว่าข้าพเจ้าไม่ละอายต่อข่าวประเสริฐ”