Jacques Charles
| Jacques Charles | ||
|---|---|---|
| ||
Gravure uit 1820 van Jacques Charles
| ||
| Persoonlijke gegevens | ||
| Volledige naam | Jacques Alexandre César Charles | |
| Geboortedatum | 12 november 1746 | |
| Geboorteplaats | Beaugency | |
| Overlijdensdatum | 7 april 1823 | |
| Overlijdensplaats | Parijs | |
| Land(en) van nationaliteit | Frans | |
| Lid van | Centro de Bachillerato Tecnologico Agropecuario No. 18, Franse Academie van Wetenschappen | |
| Wetenschappelijk werk | ||
| Vakgebied(en) | Natuurkunde, werktuigbouwkunde | |
| Instituten | Académie des sciences | |
| Bekend van | Eerste solovlucht met ballon | |
| Onderzoek | Wet van Charles | |
| Beroep | uitvinder,[1] ballonvaarder | |
| Werken in collectie | Rijksmuseum Boerhaave,[2] Musée des Arts et Métiers | |
Jacques Alexandre César Charles (Beaugency, 12 november 1746 – Parijs, 7 april 1823) was een Frans natuur- en werktuigbouwkundige en in 1783 de eerste ballonvaarder die een solovlucht maakte.
Biografie
[bewerken | brontekst bewerken]Charles begon als klerk op het ministerie van financiën, maar legde zich toe op de wetenschap. Bij zijn experimenten met elektriciteit kreeg hij hulp van Benjamin Franklin. Charles experimenteerde daarnaast met waterstof naar aanleiding van de beweringen van Henry Cavendish, die met zeepbellen experimenteerde.
In 1783 stelde Charles vast dat waterstof veertien keer lichter is dan lucht. Gefinancierd door de Academie van Wetenschappen fabriceerde hij een ballon met een doorsnee van vier meter, gemaakt van versterkte zijde en bedekt met rubber. Waterstof werd geproduceerd door ijzervijlsel en vitriool in tonnen met elkaar in contact te brengen. De voorbereidingen waren gebaseerd op de ontdekkingen van Joseph Priestley en Barthélemy Faujas de Saint-Fond.
Op 27 augustus 1783 begon men op het Champ-de-Mars in Parijs waterstof in de ballon te brengen[3] en zeventien uur later was hij gevuld. De ballon steeg op tot 914 meter en kwam 21 kilometer naar het noordoosten neer in het dorpje Gonesse. De plaatselijke bevolking en vernielde de ballon onmiddellijk.
Charles is het bekendst van zijn vlucht in een waterstofballon, tien dagen nadat de gebroeders Montgolfier hun eerste bemande vlucht met een heteluchtballon lieten uitvoeren. Zulke ballonnen worden montgolfières genoemd; waterstofballonnen en andere gasballonnen zijn in het Frans charlières.
Op 1 december 1783, 's middags om twee uur stegen de ballonvaarders Charles en Marie-Noël Robert op vanuit een laan in de Tuilerieën van Parijs, toegejuicht door honderdduizenden toeschouwers. Het was vinnig koud (4°C) en in de rieten mand gingen champagne en wollen dekens mee. De vlucht duurde twee uur en ze stegen tot 1.800 voet (550 m). Er stond nauwelijks wind en ze landden in Nesles-la-Vallée, ruim dertig kilometer ten noorden van hun startpunt. Charles' medepassagier stapte uit terwijl boeren het gevaarte vasthielden. Toen zij loslieten steeg Charles in zijn eentje in tien minuten op naar een hoogte van 3.000 meter. Hij kreeg pijn in zijn oren, werd bang, maar genoot van het avondlicht en kwam – zoals afgesproken – na 35 minuten weer naar beneden.[4] Charles was zodoende de eerste mens die de zon twee keer zag ondergaan, maar maakte nooit weer een vlucht.
Charles werd benoemd als lid van de Academie van Wetenschappen en ontwikkelde diverse apparaten, zoals een hydrometer en goniometer. Hij verbeterde de heliostaat van Willem Jacob 's Gravesande en aerometer van Fahrenheit. Op theoretisch gebied ontdekte hij nog vóór Louis Gay-Lussac de volumewet, die een samenhang beschrijft tussen temperatuur en volume van gassen.
Volumewet (gaswet bij constante druk)
[bewerken | brontekst bewerken]Deze wet is in verschillende landen en in verschillende leerboeken bekend onder verschillende namen, zoals de eerste wet van Gay-Lussac en de wet van Charles. Louis Gay-Lussac publiceerde hem in 1802, maar verwees daarbij naar werk van omstreeks 1787 van Charles. In het begin van de 19e eeuw werd deze samen met andere wetten samengevat in de algemene gaswet voor ideale gassen.
De volumewet beschrijft het gedrag van ideale gassen bij constante druk:
Hierin is V het volume en T de temperatuur van het gas. Deze wet stelt dat bij een constante hoeveelheid gas en een constante druk het volume van een gas recht evenredig is met de temperatuur ervan.
Deze wet wordt zowel genoemd naar
Voorbeeld: boven een warm voorwerp (verwarmingsradiator, gloeilamp, brandende kaars) wordt de lucht warm. Doordat deze verwarmde lucht niet in een vast volume is opgesloten, kan hij vrij uitzetten. De druk blijft daardoor hetzelfde. Maar het volume is groter geworden, zodat de dichtheid (de soortelijke massa) door de uitzetting kleiner is geworden. De warme lucht is daardoor lichter dan de omringende lucht en zal dus een opwaartse kracht ondervinden volgens de wet van Archimedes. Inderdaad ontstaat er een opwaartse luchtstroom.
Eerbetoon
[bewerken | brontekst bewerken]In 1976 noemde de IAU een maankrater met een diameter van een kilometer naar Charles.
- ↑ Catalogus van de Nationale Bibliotheek van Duitsland; geraadpleegd op: 10 juni 2020; GND-identificatiecode: 1019569077.
- ↑ Scientific Instrument Makers in the Netherlands; geraadpleegd op: 4 augustus 2019; Nederlandse instrumentenmakers-identificatiecode: PE00010991.
- ↑ Op de voorafgaande dag had een langdurige stortbui een einde gemaakt aan het experiment. Zesduizend toeschouwers hadden betaald voor een stoel.
- ↑ Barthélemy Faujas de Saint-Fond (1784) Beschrijving der proefnemingen met konstige lugtbollen. Met Vervolg, p. 38.