¿Quién fue Daniel Gabriel Fahrenheit?
Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736) fue un importante ingeniero, físico, soplador de vidrio y fabricante de instrumentos de origen polaco. Su principal aporte tuvo que ver con la creación del termómetro de mercurio y el establecimiento de la escala Fahrenheit de temperatura, aún vigente.
Fahrenheit trabajó gran parte de su vida en Holanda como físico e ingeniero, aunque también se llegó a desempeñar como soplador de vidrio. Sus aportes le permitieron formar parte de la Royal Society.
Hoy en día en algunos lugares del mundo aún se utiliza la escala Fahrenheit, como Estados Unidos.
Biografía de Daniel Gabriel Fahrenheit
Daniel Gabriel Fahrenheit nació el 24 de mayo de 1686. Nació en Danzig, una zona que formaba parte de Alemania, pero que ahora se considera Gdansk, ciudad de lo que hoy es Polonia.
Sus padres fueron Daniel y Concordia Fahrenheit. La pareja murió cuando Daniel tenía 15 años debido a la ingesta de hongos venenosos.
Aunque Daniel y Concordia tuvieron 10 hijos, solo cinco llegaron a la adultez. De estos cinco hermanos, Daniel Gabriel era el mayor. Tras la muerte de sus padres, Fahrenheit comenzó a prepararse para convertirse en comerciante en Holanda. Sus otros cuatro hermanos fueron colocados en hogares de acogida.
Estudios
Fahrenheit se trasladó a Ámsterdam en 1708 para ser aprendiz de un comerciante que le enseñó contabilidad. Fue allí donde conoció por primera vez el termómetro florentino, instrumento creado en Italia casi 60 años antes, en 1654, por el duque de Toscana.
Durante esta etapa decidió visitar a Ole Christensen Rømer, un astrónomo danés a quien pudo observar en el proceso de graduación de algunos termómetros.
Este evento despertó la curiosidad de Fahrenheit, que decidió empezar a fabricar termómetros para ganarse la vida. La decisión tuvo algunas consecuencias. El polaco tuvo que dejar de lado su aprendizaje como contable y las autoridades de Holanda emitieron órdenes de arresto en su contra.
Por esta situación, Fahrenheit pasó varios años recorriendo Europa y reuniéndose con diferentes científicos.
Luego de varios años pudo volver a Ámsterdam y se quedó en Holanda durante el resto de su vida profesional y personal. Fue allí donde desarrolló sus termómetros de agua y de mercurio.
Invento del termómetro
Aunque ya existían termómetros, ninguno de estos instrumentos era muy preciso en aquella época. Dos termómetros nunca mostraban la misma temperatura, aunque midieran el mismo fenómeno.
Esto se debió a que no estaba definido cuál era el tipo de líquido que debía usarse en los termómetros. Tampoco se había establecido una escala universal.
Los fabricantes de los termómetros florentinos, por ejemplo, marcaron la escala más baja de sus termómetros por el día más frío de Florencia. Por su parte, el día más caluroso sirvió para establecer el valor más alto de la escala.
Ese procedimiento fue un error, debido a que las temperaturas variaron con el paso de los años, por lo que no había dos termómetros con temperaturas semejantes.
Este problema afectó el trabajo de Fahrenheit durante varios años, hasta que fabricó un termómetro de alcohol que era más preciso, en 1709. Luego sus experimentos evolucionaron hasta llegar al termómetro de mercurio, también conocido como de plata, que nació en 1714.
Estos termómetros además utilizaron la escala Fahrenheit para expresar la temperatura. Hasta el cambio de la escala a Celsius, Fahrenheit fue ampliamente utilizada en Europa.
El procedimiento que utilizó para fabricar sus termómetros no se hizo público durante los primeros 18 años. Era considerado un secreto comercial.
Primer aparato
Los primeros termómetros que fabricó Fahrenheit tenían en su interior una columna de alcohol. Este alcohol se expandía y contraía debido a las temperaturas. El diseño estuvo a cargo del astrónomo danés Ole Christensen Rømer en 1708, diseño que Fahrenheit supervisó al detalle.
Rømer utilizó alcohol (que realmente era vino) como líquido y fijó dos puntos referenciales. Seleccionó los 60 grados como la temperatura del agua hirviendo y los 7,5 grados como la temperatura necesaria para derretir el hielo.
Fahrenheit ideó otra escala de temperatura para sus termómetros de alcohol que constaban de tres puntos.
Gracias a que estos aparatos mostraron un elevado nivel de consistencia entre ellos, algo que no pasaba anteriormente, Christian Wolf dedicó un artículo completo al invento en una de las revistas más importantes de la época, analizando dos termómetros que le habían sido entregados en 1714.
Importancia del mercurio
Con el paso del tiempo, Fahrenheit decidió sustituir el alcohol presente en sus termómetros por mercurio. La razón fue que la tasa de expansión del mercurio resultó ser más constante que la del alcohol, y por ende, el mercurio podía medir rangos más amplios de temperatura.
Fahrenheit entonces llegó a una conclusión a la que ya había llegado Isaac Newton en el pasado. Entendió que era más preciso basar las mediciones del termómetro en sustancias que cambian su temperatura de forma constante y no en días más o menos calurosos.
Estos avances contradecían las ideas establecidas para la época. Algunos científicos creían que el mercurio no podía usarse en los termómetros porque tenía un bajo coeficiente de expansión.
Escala Fahrenheit
Con el paso del tiempo afinó la escala que se utilizó para medir las temperaturas. El primer paso fue el de eliminar la temperatura corporal como un punto fijo en los termómetros. La escala se llevó a los puntos de congelación y de ebullición del agua.
Se supo cómo Fahrenheit estableció los valores de su escala gracias a un artículo que publicó en 1724.
Fahrenheit explicó que la temperatura más baja la logró al realizar una mezcla frigorífica que constaba de hielo, agua y cloruro de amonio (una sal). Cuando esta mezcla se estabilizó, se utilizó un termómetro hasta que el líquido marcó el punto más bajo posible. Esa lectura que se obtuvo se tomó como el grado cero en la escala de Fahrenheit.
El segundo punto referencial se logró cuando se obtuvo una lectura en un termómetro que había sido colocado en agua y con hielo solo presente en la superficie.
El último punto referencial, de 96 grados, se obtuvo al colocar el termómetro debajo del brazo o en la boca.
Esta escala sufrió algunas modificaciones cuando Fahrenheit murió. Se tomaron los 212 grados como referencia para el punto de ebullición del agua y los 98,6 grados fueron la referencia para el valor que debía tener el cuerpo humano, desplazando los 96 grados que se habían establecido en el pasado.
En la escala Celsius, 212 grados Fahrenheit corresponden a 100 ° Celsius, y los 0 °F son -17.78 °C.
Aportes de Daniel Gabriel Fahrenheit a la ciencia
Además de la relevancia que tuvo Fahrenheit al elaborar termómetros más eficaces y de establecer una escala más efectiva, el físico también tuvo otros aportes a la ciencia. Por ejemplo, fue la primera persona que demostró que el punto de ebullición de los elementos líquidos puede variar según la presión atmosférica.
Fahrenheit sugirió que este principio se utilizara a la hora de construir los aparatos barométricos.
Otra de sus contribuciones tiene que ver con la creación de un dispositivo para bombear líquidos. Fue especialmente importante para drenar algunos terrenos bajos en Holanda.
También creó un higrómetro, instrumento para medir la humedad.
Lo efectivo de sus inventos le obligaron a buscar nuevas herramientas para resolver los problemas científicos que iban apareciendo con el paso del tiempo.
Por ello trabajó en medir la expansión del vidrio, y en evaluar el comportamiento del mercurio y el alcohol como medidores de temperatura. También estudió los efectos de la presión atmosférica y logró establecer las densidades de algunas sustancias.
Obras de Daniel Gabriel Fahrenheit
- Acta Editorum (1717).
- Philosophical Transactions (1724).
Muerte
La muerte de Fahrenheit ocurrió muy temprano. El físico murió en La Haya, Holanda, el 16 de septiembre de 1736 a los 50 años. Su entierro se realizó en la misma ciudad de su muerte.
No se le conoció ningún matrimonio y se mantuvo activo a nivel profesional hasta los últimos días de su vida. Son pocos los detalles conocidos sobre las causas de su muerte. Se ha afirmado que fue debido a la intoxicación por mercurio, a raíz de todos sus experimentos y trabajos.
Referencias
- Coates, E. The temperature scales of Fahrenheit and Celsius.
- Lin, Y. Fahrenheit, Celsius, and their temperature scales. PowerKids Press.
- Oakes, E. Encyclopedia of world scientists. Facts on File.
- Zitzewitz, P. The handy physics answer book. Visible Ink.