Menu

Termodinámica.
Transformación de la energía

William Rankine: biografía y aportaciones científicas

William Rankine: biografía y aportaciones científicas

William John Macquorn Rankine (Edimburgo, 5 de julio de 1820 - Glasgow, 24 de diciembre de 1872 ) fue un ingeniero y físico escocés. Tenía intereses muy diferentes; en su juventud se interesó por la botánica, la teoría de la música y la teoría de números y en sus últimos años en matemáticas y tecnología.

Junto con Rudolf Clausius y William Thomson, se cuenta entre los fundadores de la termodinámica. También desarrolló la teoría detrás de la máquina de vapor, introdujo conceptos como la energía cinética y potencial, e investigó las ondas de choque y la fatiga del metal.

William Rankine: biografía y vida

William John Macquorn Rankine era el hijo del soldado profesional y más tarde el ingeniero civil David Rankine y la hija del banquero Barbara Grahame de Glasgow. Asistió a la escuela secundaria en Ayr y Glasgow solo unos pocos años después de que la familia se mudara allí en 1830.

Después de leer, a la edad de catorce años, la obra más grande de Isaac Newton, Principia Mathematica (1687) en latín, se interesó en ella física.

A los dieciséis años, en 1836, comenzó a estudiar ciencias naturales en la Universidad de Edimburgo, donde se le enseñó, entre otras cosas, filosofía natural con James David Forbes y en historia natural con Robert Jameson.

En 1838 dejó la universidad y se convirtió en asistente del ingeniero civil irlandés John Benjamin MacNeill. Trabajó aquí en el diseño de ferrocarriles, la construcción de puertos y la construcción de alcantarillado. En 1855 fue nombrado profesor de Ingeniería Civil e Ingeniería Mecánica en la Universidad de Glasgow.

Rankine se convirtió en miembro de la Royal Society of Edinburgh en 1849 y de la Royal Society en Londres en 1853. También fue miembro de la Royal Swedish Society of Sciences y de la American American Academy of Arts and Sciences. En 1857 fundó una rama escocesa de la "Institución de Ingenieros Civiles" y fue el primer presidente hasta 1870. En 1857, Rankine recibió un doctorado honorario del Trinity College en Dublín.

Aprotaciones de William Rankine en la ciencia

Además de su trabajo como ingeniero civil, Rankine ha realizado diversas contribuciones a la ciencia. Escribió obras estándar de la mecánica, la teoría y la práctica de vapor, los principios de la ingeniería civil y mecánicos principios de construcción.

El trabajo de Rankine fue capaz de cerrar la brecha entre la práctica de ingeniería y la investigación científica.

Investigación en ingeniería mecánica

Debido a su vinculación con los ferrocarriles, Rankine inicialmente se centró en la ingeniería mecánica y en el estudio de la resistencia de materiales.

En el campo de la estática, desarrolló métodos para calcular la distribución de fuerzas en las estructuras de los edificios. También estudió mecánica de fluidos y diseño de barcos.

Aportaciones en la física

En el transcurso de los años 40 del siglo XIX, buscó leyes fundamentales a través de experimentos con procesos termodinámicos. En 1852 declaró lo que luego se llamaría la ley de conservación de la energía: “la energía no se crea ni destruye, únicamente se puede transformar”.

Hipótesis de vértebras moleculares

Una suposición central en el trabajo científico de Rankine fue su hipótesis de las vértebras moleculares (remolinos a escala molecular), también llamada " teoría centrífuga de la elasticidad". Según esta hipótesis, toda la materia consistía en moléculas formadas por núcleos atómicos rodeados por una atmósfera elástica, que se mantenía en su lugar mediante fuerzas atractivas. 

William Rankine además se aproximó a que el calor era una especie de vibración de la atmósfera que giraba alrededor del núcleo atómico y la luz era, de hecho, una vibración que surgió del movimiento de los núcleos atómicos y se propagó aún más gracias a la atracción y repulsión mutua de estos núcleos.

Termodinámica: escala de temperatura y ciclo Rankine

Según su hipótesis de las vértebras moleculares en 1849, había encontrado la conexión entre la presión de vapor saturado y la temperatura. Al año siguiente encontró algunas conexiones entre las cantidades de temperatura, presión y densidad de gas y describió el calor latente tras la evaporación de un líquido.

Él demostró que cierta cantidad de calor desapareció y llegó a su propia formulación de la segunda ley de la termodinámica.

Rankine introdujo el nombre de "energía" para la cantidad física fundamental que antes se conocía como "fuerza vital". También fue el primero en describir la transferencia de energía en máquinas de vapor.

William John Macquorn Rankine declaró sobre la base de su propia teoría que la máxima eficiencia de los motores térmicos dependería únicamente de las fluctuaciones de temperatura a las que estos motores están sujetos durante la operación. 

Uno de los ciclos termodinámicos más importantes, el ciclo de Rankine, debe su nombre al físico escocés.

En 1859, Rankine propuso su escala Rankine para medir temperaturas absolutas.

Autor:
Data de publicació: 26 de febrero de 2020
Última revisió: 7 de marzo de 2023