DE KELVINDRUPPELAAR - HiSPARC

Thermodynamica
Thomson was een van de belangrijkste personen in het gebied van de thermodynamica.
Thermodynamica (van het Griekse ‘thermos’, warm, en ‘dynamis’, vermogen) houdt zich
bezig met de interacties tussen bewegende deeltjes (moleculen, atomen of elektronen). De
energie die daaraan is verbonden interpreteren we als warmte. Kort gezegd is
thermodynamica de wetenschap over de relatie tussen warmte en andere vormen van
energie.
Toen Thomson in 1847 een bijeenkomst in Oxford bijwoonde, hoorde hij James Prescott
Joule – de Joule die we nu kennen van de eenheid Joule, als eenheid voor energie – praten
over zijn idee dat warmte en arbeid in elkaar omzetbaar zijn. Dit ging in tegen de in die tijd
gangbare theorie over een warmtevloeistof. In 1848 stelde Thomson een absolute
temperatuurschaal op, die een absoluut nulpunt heeft waar geen warmtevloeistof meer kon
stromen. Het absolute nulpunt is de temperatuur van 0 Kelvin en deze staat gelijk aan
-273,15 °C. Atomen bewegen langzamer, naarmate de temperatuur lager wordt. Bij het
absolute nulpunt zijn alle atomen volledig tot stilstand gekomen.
In de jaren die daarop volgden zou Thomson, die eerst aanhanger was van de gangbare
theorie, langzamerhand overtuigd raken van Joules idee. Hij stelde toen de tweede wet van
de thermodynamica op, die over de omzetting van warmte in arbeid gaat. Hoewel Thomson
het als gelovige moeilijk vond om Joules idee voort te zetten, omdat enkel de Schepper
warmte in de zon kon ‘terugstoppen’, werd hij toch nieuwsgierig en werkte van 1851 tot
1856 samen met Joule.
Trans-Atlantische telegraafkabel
De Trans-Atlantische telegraafkabel was een zeer lange kabel die Europa, via de Atlantische
Oceaan, met Noord-Amerika verbond. Hiermee kon via morse-code binnen enkele minuten
worden gecommuniceerd.
Rond 1850 werd de aanleg van de kabel besproken. Thomson hield zich er ook mee bezig en
publiceerde in 1854 en 1855 een aantal artikelen over het probleem en de potentiële
opbrengst van de kabel. De elektrisch ingenieur van de Atlantic Telegraph Company,
Wildman Whitehouse, was het niet eens met de ideeën van Thomson. Het probleem was dat
de bandbreedte te laag zou worden bij zo’n lange kabel. Whitehouse was er van overtuigd
dat de elektrische spanning simpelweg hoog genoeg moest worden gemaakt om het
probleem op te lossen.
6 | De Kelvindruppelaar