Michael Faraday (1791 – 1867)

Filho de um pobre ferreiro, Faraday superou as adversidades e foi responsável pelo primeiro motor elétrico inventado, junto com o primeiro gerador elétrico, ou seja, se hoje temos botões “de liga e desliga”, devemos agradecer a este rapaz. O cientista também inventou as bexigas (balão de borracha), criou as bases para os sistemas de refrigeração atuais e ajudou a desvendar um pouco do misterioso mundo do eletromagnetismo.

Michael Faraday, que veio de uma família muito pobre, tornou-se um dos maiores cientistas da história. Sua conquista foi notável em um momento em que a ciência era dominada das pessoas nascidas em famílias privilegiadas. A unidade de capacitância elétrica é chamada de farad em sua homenagem, com o símbolo F.

Faraday nasceu em 22 de setembro de 1791 em Londres, Inglaterra, Reino Unido. Ele era o terceiro filho de James e Margaret Faraday. Seu pai era um ferreiro que tinha uma saúde debilitada. Antes do casamento, sua mãe tinha sido uma serva. A família vivia em um certo grau de pobreza.

Michael frequentou uma escola local até os 13 anos, onde recebeu uma educação básica. Para ganhar dinheiro com a família, ele começou a trabalhar como entregador para uma livraria. Ele trabalhou duro e impressionou seu empregador. Depois de um ano, ele foi promovido para se tornar um encadernador aprendiz.

O trabalho na influencia da Ciência

Faraday é considerado um dos cientistas mais influentes de todos os tempos. As suas contribuições mais importantes e os seus trabalhos mais conhecidos tratam dos fenômenos da eletricidade, da eletroquímica e do magnetismo, mas Faraday fez também diversas outras contribuições muito importantes na física e na química.

Faraday foi principalmente um experimentalista, tendo sido descrito como o “melhor experimentalista na história da ciência”,mesmo não conhecendo matemática avançada, como cálculo infinitesimal. Suas grandes contribuições para a ciência tiveram grande impacto sobre o entendimento do mundo natural. As descobertas de Faraday cobrem áreas significativas das modernas física e química, e a tecnologia desenvolvida baseada no seu trabalho está ainda mais presente. Suas descobertas em eletromagnetismo forneceram a base para os trabalhos de engenharia no fim do século XIX para que Edison, Siemens, Tesla e Westinghouse tornassem possível a eletrificação das sociedades industrializadas. Seus trabalhos em eletroquímica são amplamente usados em química industrial.

Porém tudo isso, aconteceu graças a curiosidade em aprender mais sobre o mundo. Faraday não se limitou a vincular os livros da loja. Depois de trabalhar duro todos os dias, ele passou o tempo livre lendo os livros que ele encadernava.

Gradualmente, ele descobriu que estava lendo mais e mais sobre ciência. Dois livros em particular o cativaram:

• A Enciclopédia Britannica – sua fonte de conhecimento elétrico e;
• Conversas sobre Química – 600 páginas de química para pessoas comuns escritas por Jane Marcet

Ele ficou tão fascinado que ele começou a gastar parte de seu escasso salario em produtos químicos e aparelhos para confirmar a verdade do que estava lendo.

Ao saber mais sobre ciência, ele ouviu que o bem conhecido cientista John Tatum iria dar uma série de palestras públicas sobre filosofia natural (física). Para participar das palestras, a tarifa seria um xelim(moeda que, até fevereiro de 1971, representava a vigésima parte da libra esterlina britânica) – demais para Michael Faraday. Seu irmão mais velho, um ferreiro, impressionado pela crescente devoção do seu irmão pela ciência, lhe deu o xelim que ele precisava.

Vale a pena dizer que os paralelos nas vidas de Michael Faraday e Joseph Henry são bastante impressionantes. Ambos nasceram na pobreza; tinham pais que muitas vezes não podiam trabalhar por causa da saúde; se tornaram aprendizes;foram inspirados a se tornar cientistas lendo livros particulares; eram devotamente religiosos; se tornaram assistentes de laboratório; suas maiores contribuições foram feitas na mesma era científica no campo da ciência elétrica; e ambos têm uma unidade SI chamada em sua homenagem.

Princípio de um Cientista e Humphry Davy

A educação de Faraday deu outro salto quando William Dance, um cliente da livraria, perguntou se ele gostaria de receber bilhetes para ver Sir Humphry Davy dando palestras na Royal Institution.

Sir Humphry Davy foi um dos cientistas mais famosos do mundo. Faraday não desperdiçou a chance e participou de quatro palestras sobre um dos mais novos problemas na química – definição de acidez. Ele observou Davy realizar experimentos nas palestras.

Este era o mundo em que ele queria viver, disse a si mesmo. Ele tomou notas e depois fez tantas adições às notas que ele produziu um livro manuscrito de 300 páginas, que ele ligou e enviou a Davy como homenagem.

Naquele momento, Faraday havia começado experiências mais sofisticadas na parte de trás da livraria, construindo uma bateria elétrica usando moedas de cobre e discos de zinco separados por papel úmido e salgado. Ele usou sua bateria para decompor produtos químicos como o sulfato de magnésio. Este era o tipo de química que Humphry Davy havia iniciado.

Em outubro de 1812, o aprendizado de Faraday terminou, e ele começou a trabalhar como um encadernador com um novo empregador, que achou desagradável.

E então houve um bendito (para Faraday) acidente. Sir Humphry Davy ficou ferido em uma explosão quando um experimento deu errado: isso afetou temporariamente a habilidade de escrever. Faraday conseguiu trabalhar por alguns dias tomando notas para Davy, que ficou impressionado com o livro que Faraday o havia enviado. Havia algumas vantagens em ser um encadernador depois de tudo!

Quando seu curto período de tempo como o tomador de notas de Davy terminou, Faraday enviou uma nota a Davy, perguntando se ele poderia ser empregado como seu assistente. Logo depois disso, um dos assistentes de laboratório de Davy foi demitido por má conduta, e Davy enviou uma mensagem para Faraday perguntando se ele gostaria do trabalho de assistente de química.

Ele gostaria do trabalho? Trabalhando na Royal Institution, com um dos cientistas mais famosos do mundo? Só poderia haver uma resposta!

Royal Institution e Michael Faraday

Faraday começou a trabalhar na Royal Institution da Grã-Bretanha aos 21 anos em 1 de março de 1813.

Seu salário era bom, e ele recebeu uma sala no sótão da Royal Institution para viver. Ele estava muito feliz com a forma como as coisas acabaram.

Ele estava destinado a ser associado à Royal Institution por 54 anos, terminando como Professor de Química.

O trabalho de Faraday como assistente de química era preparar aparelhos para experiências e palestras na Royal Institution.

No início, isso envolveu o trabalho com o tricloreto de nitrogênio, o explosivo que já havia danificado Davy. O próprio Faraday foi tocado inconscientemente brevemente por outra explosão de cloreto de nitrogênio e, em seguida, Davy foi ferido novamente, finalmente (felizmente) colocando o fim para trabalhar com essa substância em particular.

Depois de apenas sete meses na Royal Institution, Davy levou Faraday como seu secretário em uma turnê pela Europa que durou 18 meses.

Durante este tempo, Faraday conheceu grandes cientistas como André-Marie Ampère em Paris e Alessandro Volta em Milão. De certa forma, a turnê funcionou como uma educação universitária, e Faraday aprendeu muito com isso.

 

Ele estava, no entanto, infeliz durante grande parte da turnê, porque, além de seu trabalho científico e de secretaria, ele precisava ser um servo pessoal da esposa de Davy e Davy, que ele não gostava. A esposa de Davy se recusou a tratar Faraday como um igual, porque ele havia vindo de uma família de classe baixa.

De volta a Londres, porém, as coisas começaram a parecer melhor novamente. A Royal Institution renovou o contrato de Faraday e aumentou seu salário. Davy até começou a reconhecê-lo em trabalhos acadêmicos:

“Endividado ao Sr. Michael Faraday por muita assistência capaz”.

 

Em 1816, aos 24 anos, Faraday deu sua primeira palestra, sobre as propriedades da matéria, à Sociedade Filosófica da Cidade. E ele publicou seu primeiro trabalho acadêmico, discutindo sua análise de hidróxido de cálcio, no Quarterly Journal of Science .

Em 1821, aos 29 anos, foi promovido para ser Superintendente de Casa e Laboratório da Royal Institution. Ele também se casou com Sarah Barnard. Ele e sua noiva viveram em salas da Royal Institution durante a maior parte dos próximos 46 anos: já não nos quartos do sótão; eles agora viveram em uma confortável suíte em que Humphry Davy já havia morado.

Em 1824, com 32 anos, foi eleito para a Royal Society. Este foi o reconhecimento de que ele se tornou um cientista notável por direito próprio.

Em 1825, com 33 anos, tornou-se Diretor do Royal Institution’s Laboratory.

Em 1833, com 41 anos, tornou-se Professor Fulleriano de Química na Real Instituição da Grã-Bretanha. Ele ocupou esse cargo pelo resto de sua vida.

Em 1848, aos 54 anos, e novamente em 1858, ele foi oferecido a Presidência da Royal Society, mas ele recusou.

Michael Faraday Cientista – Descobertas e Realizações

Seria fácil preencher um livro com detalhes de todas as descobertas de Faraday – em química e física. Não é um acidente que Albert Einstein costumava manter fotos de três cientistas em seu escritório: Isaac Newton , James Clerk Maxwell e Michael Faraday.

Curiosamente, embora nas vidas de Faraday as pessoas tenham começado a usar a palavra físico, Faraday não gostou da palavra e sempre se descreveu como filósofo.

Ele era um homem dedicado à descoberta através da experimentação, e ele era famoso por nunca desistir de idéias que vieram de sua intuição científica.

Se ele pensasse que uma idéia era boa, ele continuaria experimentando várias falhas até obter o que esperava; ou até que ele finalmente decidiu que a mãe natureza tinha mostrado sua intuição errado – mas no caso de Faraday, isso era raro.

Aqui estão algumas das suas descobertas mais notáveis:

1821: descoberta da rotação eletromagnética

Este é um vislumbre do que eventualmente se tornaria no motor elétrico, com base na descoberta de Hans Christian Oersted de que uma corrente elétrica que contém fios possui propriedades magnéticas.

1823: Liquefação e Refrigeração a Gás

Em 1802, John Dalton declarou sua convicção de que todos os gases poderiam ser liquidados pelo uso de baixas temperaturas e / ou altas pressões. Faraday forneceu provas sólidas para a crença de Dalton, aplicando pressão para licuar gás cloro e gás amônia pela primeira vez.

A liquefação de amônia era de maior interesse, porque Faraday observou que quando ele permitiu que o amônia evaporasse de novo, causava arrefecimento.

O princípio do resfriamento por evaporação artificial foi demonstrado publicamente por William Cullen em Edimburgo em 1756. Cullen usou uma bomba para reduzir a pressão acima de um frasco de éter, fazendo com que o éter se evaporasse rapidamente. A evaporação causou o resfriamento e o gelo formou-se no exterior do balão à medida que a umidade do ar entrou em contato com ele.

A importância da descoberta de Faraday foi que ele mostrou que as bombas mecânicas poderiam transformar um gás à temperatura ambiente em um líquido.O líquido poderia então ser evaporado, esfriando seus arredores e o gás resultante poderia ser coletado e comprimido por uma bomba em um líquido novamente, então todo o ciclo poderia ser repetido. Esta é a base de como funcionam os frigoríficos e freezers modernos.

Em 1862 Ferdinand Carré demonstrou a primeira máquina de fabricação de gelo comercial do mundo na Exposição Universal de Londres. A máquina usou amônia como refrigerante e produziu gelo a uma taxa de 200 kg por hora.

1825: Descoberta do benzeno

Historicamente, o benzeno é uma das substâncias mais importantes na química, tanto em um sentido prático – ou seja, fazer novos materiais; e em um sentido teórico – ou seja, compreensão da ligação química. Michael Faraday descobriu o benzeno no resíduo oleoso deixado para trás de produzir gás para iluminação em Londres.

1831: Descoberta da indução eletromagnética

Esta foi uma descoberta extremamente importante para o futuro da ciência e da tecnologia. Faraday descobriu que um campo magnético variável faz com que a eletricidade flua em um circuito elétrico.

Por exemplo, mover um íman em ferradura sobre um fio produz uma corrente elétrica, porque o movimento do íman causa um campo magnético variável.

Anteriormente, as pessoas só podiam produzir corrente elétrica com uma bateria. Agora Faraday mostrou que o movimento poderia ser transformado em eletricidade – ou em linguagem mais científica, a energia cinética poderia ser convertida em energia elétrica.

A maior parte do poder em nossas casas hoje é produzida usando esse princípio. A rotação (energia cinética) é convertida em eletricidade usando indução eletromagnética. A rotação pode ser produzida por vapor de alta pressão a partir de turbinas de torneamento de energia de carvão, gás ou energia nuclear; ou por usinas hidrelétricas; ou por turbinas de vento, por exemplo.

1834: Leis de eletrólise de Faraday

Faraday foi um dos principais atores da fundação da nova ciência da eletroquímica. Esta é a ciência de entender o que acontece na interface de um eletrodo com uma substância iónica. A eletroquímica é a ciência que produziu baterias de iões de lítio e baterias de hidreto metálico capazes de alimentar tecnologia móvel moderna. As leis de Faraday são vitais para a nossa compreensão das reações dos eletrodos.

1836: invenção da gaiola de Faraday

Faraday descobriu que, quando um condutor elétrico é carregado, toda a carga adicional fica no lado de fora do condutor. Isso significa que a carga extra não aparece no interior de uma sala ou gaiola feita de metal.

Além de oferecer proteção para pessoas, experimentos elétricos ou eletroquímicos sensíveis podem ser colocados dentro de uma gaiola Faraday para evitar interferências de atividade elétrica externa.

As gaiolas de Faraday também podem criar zonas mortas para comunicações móveis.

1845: Descoberta do efeito Faraday – efeito magneto-óptico

Este foi outro experimento vital na história da ciência, o primeiro a vincular o eletromagnetismo e a luz – um link finalmente descrito completamente pelas equações de James Clerk Maxwell em 1864, que estabeleceram que a luz é uma onda eletromagnética.

Faraday descobriu que um campo magnético faz girar o plano de polarização da luz.

1845: Descoberta do diamagnetismo como propriedade de toda matéria

A maioria das pessoas está familiarizada com o ferromagnetismo – o tipo mostrado por ímãs normais.

Faraday descobriu que todas as substâncias são diamagnéticas – a maioria é debilmente assim – algumas são fortemente assim.

O diamagnetismo opõe-se à direção de um campo magnético aplicado.

Por exemplo, se você mantivesse o pólo norte de um íman perto de uma substância fortemente diamagnética, essa substância seria afastada pelo íman.

O diamagnetismo em materiais, induzidos por ímãs modernos muito fortes, pode ser usado para produzir levitação. Mesmo os seres vivos, como os sapos, são diamagnéticos – e podem ser levitados em um campo magnético forte.

O fim do inicio

Michael Faraday morreu em Londres, com 75 anos, em 25 de agosto de 1867. Sobreviveu sua esposa Sarah. Eles não tiveram filhos. Ele tinha sido um cristão devoto toda a sua vida, pertencente a um pequeno ramo da religião chamado Sandemanians.

Durante sua vida, ele foi oferecido enterro na Abadia de Westminster, juntamente com reis da Grã-Bretanha e rainhas e cientistas da estatura de Isaac Newton. Ele desviou isso, em favor de um final mais modesto. Sua sepultura, onde Sarah também está enterrada, ainda pode ser vista no cemitério de Highgate de Londres.

Bom, tendo uma visão rápida das contribuições de Faraday para a humanidade, é difícil imaginar que seus conhecimentos matemáticos não eram tão complexos. Mas de fato era verdade e, em 1846, ele sofreu por isso, quando propôs de forma audaciosa que a “luz visível” era uma forma de radiação eletromagnética. Ele não conseguiu provar com Matemática, e isso fez com que seus colegas o ignorassem. A teoria de Faraday só foi comprovada 18 anos depois, pelo físico James Clerk Maxwell, que acreditou na ideia do cientista e usou equações engenhosas para provar que ele estava certo.