Джеймс Дьюар

Джеймс Дьюар народився в Кінкардін-он-Форті 1842 року і був наймолодшим із шести синів. У віці 15 років він втратив батьків. Середню освіту здобув у престижній школі для хлопчиків Dollar Academy, а потім вступив в Единбурзький університет, де навчався у Л. Плейфеера, а пізніше став його помічником. Дьюар також навчався у Ф. А. Кекуле в Бонні.

1875 року Дьюар був обраний професором натуральної експериментальної філософії в Кембриджському університеті (коледж Пітерхауса)[2]. Він став членом Королівського інституту Великої Британії, а 1877 року замінив доктора Джона Холла Гладстона на посаді професора хімії. Дьюар займав пости президента Лондонського хімічного товариства (1897 р.) та Британської асоціації сприяння розвитку науки (1902 р.), а також служив у Комітеті з вибухових речовин і в Королівській комісії, створеної для вивчення водопостачання Лондона (1893—1894 роки). Саме під час його служби в Комітеті з вибухових речовин Дьюар разом з Ф. А. Абелем розробив альтернативу бездимного пороху — кордит.

1867 року Дьюар запропонував кілька хімічних формул для бензолу[3]. За іронією долі, одна з формул, яка не відповідає сучасній формулі бензолу, відповідає отриманій вже в ХХ столітті речовині, яку іноді називають бензолом Дьюара[4].

Коло його наукових інтересів було дуже широке: органічна хімія, водень і його фізичні константи, високотемпературні дослідження, температура Сонця та електричної іскри, електрофотометрія і хімія електричної дуги.

Спільно з професором Дж. Маккендріком з Глазго Дьюар досліджував фізіологічну дію світла і, зокрема, зміни, що відбуваються в електричному стані сітківки. 1878 року разом з професором Г. Д. Лівінгом в Кембриджі була розпочата велика серія спектроскопічних досліджень, пізніші з яких були присвячені спектроскопічному вивченню різних газоподібних елементів, що виділяються з атмосферного повітря за допомогою низьких температур. Разом з професором Дж. Флемінгом з Університетського коледжу Лондона були досліджені електричні властивості речовин, що охолоджувались до наднизьких температур.

Сер Джеймс Дьюар за роботою

Найбільш відоме ім'я Дьюара у зв'язку з його роботою над зріджуванням так званих постійних газів і дослідженнями температур, близьких до абсолютного нуля. Його інтерес до цієї галузі фізики та хімії припадає на початок 1870-х років. 1874 року він робить доповідь на тему «Внутрішня теплота рідких газів» перед Британською Асоціацією. 1878 року в Королівському інституті була прочитана лекція, присвячена останнім роботам Луі-Поль Кайєте і Рауля Пікте, під час якої був продемонстрований робочий апарат Кайєте. Шість років опісля, знову в Королівському інституті, Дьюар зробив огляд досліджень З.-Ф. А. Врублевського і К. Ольшевського і вперше продемонстрував на публіці дослід зрідження кисню і повітря. Незабаром після цього Дьюар побудував машину, з якої скраплений кисень відсмоктувався через клапан і використовувався як агент для охолодження в науково-дослідних роботах, пов'язаних з вивченням метеоритів. Приблизно в той же час був отриманий кисень у твердому стані.

До 1891 року в Королівському інституті були спроектовані і побудовані машини, які виготовляли рідкий кисень в промислових кількостях, а до кінця того ж року Дьюар показав, що і рідкий кисень, і рідкий озон сильно притягуються магнітом. Близько 1892 року йому прийшла ідея використання посудин з вакуумною оболонкою для зберігання рідких газів, що призвело до створення посудини Дьюара (термоса, або вакуумної колби) — найбільш відомого винаходу Дьюара. Вакуумна колба виявилася настільки ефективною для теплоізоляції, що дозволила зберігати гази в рідкому стані протягом досить тривалого періоду, який дозволив вивчити їх оптичні властивості. Дьюар не отримав прибутку від широкого впровадження своєї вакуумної посудини — він програв судову справу проти компанії «Термос», яка отримала патент на його винахід. Хоча Дьюар і був визнаний винахідником, він не мав права зупинити використання своєї моделі компанією «Термос», оскільки не мав патенту на свій винахід[5].

Наступний експеримент Дьюара зі струменем водню при високому тиску показав, що низькі температури досягаються завдяки ефекту Джоуля-Томсона, а отримані успішні результати дозволили йому побудувати в Королівському інституті регенеративну машину для охолодження. За допомогою цієї машини 1898 року він вперше отримав водень у рідкому стані, а 1899 року — водень в твердому стані. Він намагався зрідіти останній з решти газів — гелій, що конденсується при температурі −268,9 °С, але в силу ряду причин, включаючи недостатню кількість гелію, Дьюара випередив Гейке Камерлінг-Оннес, який став першою людиною, що перетворила гелій на рідину (1908 рік). Пізніше Камерлінг-Оннес отримає Нобелівську премію в галузі фізики за дослідження властивостей речовин при низьких температурах. Дьюар був номінований на Нобелівську премію кілька разів, але йому так і не вдалося її отримати[5].

1905 року він почав дослідження здатності деревного вугілля абсорбувати гази при зниженні температури і використовував ці результати для отримання високого вакууму, який був придатний для подальших експериментів з атомної фізики. Дослідження властивостей елементів при низькій температурі, і особливо в галузі низькотемпературної калориметрії, тривали аж до початку Першої світової війни. Але пізніше викликана нею нестача кадрів в Лабораторії Королівського інституту, завадила Дьюару продовжити дослідження. Його робота під час і після війни була присвячена, в основному, вивченню поверхневого натягу в мильних бульбашках, а не властивостям речовин при низькій температурі.