Fisica- Documentário BBC

...

Rumford tinha reparado que a fricção da perfuração de um tambor de canhão gerava imenso calor. Quanto mais tempo durava a perfuração mais calor era gerado. Para Rumford, o que isto demonstrou foi que o calor devia ser uma forma de movimento e que o calor não era uma substância, porque se podia gerar quantidades indefinidas de calor através de o simples girar do canhão.

.Michael Faraday, que mais tarde se tornou famoso pelo seu trabalho sobre a eletricidade e o magnetismo, realizou uma experiência que sem o saber, iria dar início à longa descida em direção ao zero absoluto. Faraday descobriu que com o aumento de pressão o gás se liquefaz, e quando se tira essa pressão, a temperatura cai bruscamente e evapora o gás interno. Esfriando o recipiente. Mais tarde, usou a mesma técnica para liquefazer gás de amoníaco, preparou que ao libertar a pressão, o líquido evaporava, desencadeando uma queda dramática na temperatura. Ele previu que um dia este arrefecimento pudesse vir a ser útil. "Há razões suficientes para acreditar" "que esta técnica de arrefecimento com amoníaco, ""possa vir a ser empregue com sucesso" "na preservação de substâncias animais e vegetais" "com fins alimentares, essa ideia foi utilizada durante anos na criação de geladeiras e refrigeradores. .Por volta de 1830,a revolução industrial avançava a todo o vapor, mas, ironicamente, só quando um pequeno grupo de cientistas percebeu os princípios subjacentes ao modo como os motores a vapor convertiam calor em movimento, é que pôde ser dado o passo seguinte na conquista do frio. Só depois da resolução deste enigma dos motores de calor, é que puderam ser desenvolvidos os primeiros motores de frio para produzir refrigeração artificial. Que quantidade de trabalho útil se obtém de uma determinada quantidade de calor? No início do século XIX, este tinha-se tornado no principal problema económico na Europa. Para se ter lucro, era preciso converter calor em movimento de forma eficiente, sem desperdiçar calor e retirando o máximo do efeito mecânico

A originalidade da análise de Carnot, a meu ver, esteve basicamente em mostrar que de modo a extrair-se energia, a extrair-se trabalho de um motor de calor, era precisa uma fonte de temperatura elevada, que é a caldeira, e uma de baixa temperatura, que é o condensador. E a essência do motor de calor, para Carnot, era que o calor passava da temperatura elevada da caldeira para a baixa temperatura do condensador. Nos motores a vapor, parece que o calor está a fluir em redor do motor, e consoante flui, o motor gera trabalho mecânico. O que isso implica é que o calor não é consumido nem destruído, circula apenas e produz trabalho.

Naquela época, William Thompson, que viria a tornar se lorde Kelvin, um gigante neste novo campo da termodinâmica, ficou impressionado com a ideia de Carnot de que o movimento de calor produzia trabalho útil na máquina.

O trabalho de Joule era importante porque era a primeira vez que alguém tinha medido de forma convincente a taxa de transferência entre o movimento e o calor. Ele provou a existência de algo que se convertia entre o calor e o movimento. Esse algo seria chamado de "energia”, e é por isso que a unidade base para a energia, no novo Sistema Internacional de Unidades, tem o seu nome: o joule. Esta aparente contradição, entre Joule e Carnot, acabou por ser solucionada por Thomson, naquilo que mais tarde viria a ser conhecido como as leis da termodinâmica. A primeira lei, deduzida do trabalho de Joule, afirma que a energia pode ser convertida de uma forma para outra, mas que não pode ser criada ou destruída. A segunda lei, proveniente da teoria Carnot, afirma que o calor flui apenas numa direção: de quente para frio. Na segunda metade do século XIX, este novo conceito de energia abriu o caminho para o poder a vapor produzir frio artificialmente. O fluxo de calor, de frio para quente, impulsiona todos os ciclos de refrigeração, quer se trate de um frigorífico moderno ou de uma máquina a vapor geradora de gelo. Na primeira etapa deste ciclo, pistões gigantesco comprimem gás de amoníaco num líquido quente, o amoníaco liquefeito aquecido é bombeado para um condensador onde é arrefecido e enviado através de tubos existentes sob os tanques de água. Na etapa seguinte, o amoníaco líquido evapora e a temperatura cai .À medida que o amoníaco vai absorvendo o calor da água circundante, os tanques de água transformam-se gradualmente em blocos de gelo. .O apetite da América por gelo era insaciável, matadouros, cervejeiras e armazéns de alimentos, todos precisavam de gelo. .A refrigeração faz uma tremenda diferença na vida das pessoas, antes de tudo, na dieta, na variedade de alimentos à sua disposição. Podiam ir à loja uma vez por semana não precisavam de ir lá todos os dias.

Então começou a corrida contra o frio, que físicos rivais de toda a Europa iniciaram uma corrida a este limite absoluto do frio as mais baixas temperaturas da terra chegavam aos 80 °C negativos.

James Dewar foi um cientista escocês sagaz e muito ambicioso, A vida de James Dewar foi definida pelo frio O sonho de Dewar era descerrar o véu do trabalho do maior cientista da Royal Institution, Michael Faraday.Setenta anos antes, Faraday tinha realizado experiências provando que, sob pressão,gases como o cloro e o amoníaco, liquefaziam-se,e que quando se evaporavam, a sua temperatura caía dramaticamente.Faraday queria ver se este método de pressurização de gases em líquidos podia ser usado para todos os gases.Mas alguns gases,a que ele chamava de "gases permanentes",não se liquefaziam, independentemente da pressão que ele aplicasse,por isso abandonou sua pesquisa.

, Van der Waals,explicou finalmente o porquê de estes gases não estarem a liquefazer-se.Ao estimar o tamanho das moléculas e as forças entre elas,ele mostrou que para liquefazer estes gases usando a pressão,cada um tinha de ser arrefecido abaixo de uma temperatura crítica.Finalmente, ele tinha mostrado o caminho para liquefazer os chamados gases permanentes.O oxigénio foi o primeiro,tendo-se seguido o azoto,atingindo uma nova temperatura inferior de quase -200 °C.Apenas o último dos gases permanentes está por liquefazer:o hidrogénio. ".Mas não estava sozinho.O competidor que Dewar mais temia era um holandês brilhante,Heike Kamerlingh Onnes.Kamerlingh Onnes era mais novo que Deware, Onees saiu da corrida antes da mesma começar, pois seu laboratório foi fechado ,devido a perigosidade dos experimentos.

A ideia deles era seguir passo a passo uma experiência utilizando uma série de diferentes gases que se liquefaziam a temperaturas cada vez mais baixas.Ao aplicarem pressão