Дьюар, Джеймс

Джеймс Дьюар родился в Кинкардин-он-Форте в 1842 году и был младшим из шести сыновей. В возрасте 15 лет он потерял родителей. Среднее образование получил в престижной школе для мальчиков Dollar Academy, а затем поступил в Эдинбургский университет, где учился у Л.Плейфеера, а позднее стал его помощником. Дьюар также учился у Августа Кекуле в Бонне.

В 1875 году Дьюар был избран профессором натуральной экспериментальной философии в Кембриджском университете (колледж Питерхауса)[6]. Он стал членом Королевского института Великобритании, а в 1877 году заменил доктора Джона Холла Гладстона в должности профессора химии. Дьюар занимал посты президента Лондонского химического общества (1897 г.) и Британской ассоциации содействия развитию науки (1902 г.), а также служил в Комитете по взрывчатым веществам и в Королевской комиссии, созданной для изучения водоснабжения Лондона с (1893—1894 гг.). Именно во время его службы в Комитете по взрывчатым веществам Дьюар вместе с Ф. А. Абелем разработал альтернативу бездымного пороха — кордит.

В 1867 году Дьюар предложил несколько химических формул для бензола[7]. По иронии судьбы одна из формул, не соответствующая настоящей формуле бензола, соответствует полученному уже в XX веке веществу, которое иногда называют бензолом Дьюара[8].

Круг его научных интересов был весьма широк: органическая химия, водород и его физические константы, высокотемпературные исследования, температура Солнца и электрической искры, электрофотометрия и химия электрической дуги.

Совместно с профессором Дж. Маккендриком из Глазго Дьюар исследовал физиологическое действие света и, в частности, изменения, происходящие в электрическом состоянии сетчатки. В 1878 году вместе с профессором Г. Д. Ливингом в Кембридже была начата большая серия спектроскопических исследований, более поздние из которых были посвящены спектроскопическому изучению различных газообразных элементов, выделяемых из атмосферного воздуха при помощи низких температур. Вместе с профессором Дж. Флемингом из Университетского колледжа Лондона были исследованы электрические свойства веществ, охлаждаемых до сверхнизких температур.

Сэр Джеймс Дьюар на работе

Наиболее известно имя Дьюара в связи с его работой над сжижением так называемых постоянных газов и его исследованиями температур, близких к абсолютному нулю. Его интерес к этой области физики и химии приходится на начало 1870-х гг. В 1874 году он делает доклад на тему «Внутренняя теплота жидких газов» перед Британской Ассоциацией. В 1878 году в Королевском институте была прочитана лекция, посвящённая последним работам Луи Поля Кайете и Рауля Пикте, во время которой был продемонстрирован работающий аппарат Кайете. Шесть лет спустя, снова в Королевском институте, Дьюар сделал обзор исследований С.-Ф. А. Врублевского и К. Ольшевского и впервые продемонстрировал на публике опыт сжижения кислорода и воздуха. Вскоре после этого Дьюар построил машину, из которой сжиженный кислород отсасывался через клапан и использовался в качестве охлаждающего агента в научно-исследовательских работах, связанных с изучением метеоритов. Примерно в то же время был получен кислород в твердом состоянии.

К 1891 году в Королевском институте были спроектированы и построены машины, производившие жидкий кислород в промышленных количествах, а к концу того же года Дьюар показал, что и жидкий кислород, и жидкий озон сильно притягиваются магнитом. В конце 1892 года ему пришла идея использования сосудов с вакуумной оболочкой для хранения жидких газов, что привело к созданию сосуда Дьюара (термоса, или вакуумной колбы) — наиболее известного изобретения Дьюара. 20 января 1893 года Дьюар впервые продемонстрировал перед аудиторией на публичной лекции изобретённый им сосуд с вакуумными стенками[9]. Вакуумная колба оказалась настолько эффективна для теплоизоляции, что позволила сохранять газы в жидком состоянии на протяжении достаточно длительного периода, позволившего изучить их оптические свойства. Дьюар не получил прибыли от широкого внедрения своего вакуумного сосуда — он проиграл судебное дело против компании «Термос», которая получила патент на его изобретение. Хотя Дьюар и был признан изобретателем, он не имел права остановить использование своей модели компанией «Термос», так как не имел патента на своё изобретение[10].

Следующий эксперимент Дьюара со струей водорода при высоком давлении показал, что низкие температуры достигаются благодаря эффекту Джоуля-Томсона, а полученные успешные результаты позволили ему построить в Королевском институте регенеративную охлаждающую машину. С помощью этой машины в 1898 году им впервые был получен водород в жидком состоянии, а в 1899 году — водород в твёрдом состоянии. Он старался сжижить последний из оставшихся газов — гелий, который конденсируется при температуре −268,9°С, но в силу ряда причин, включая недостаточное количество гелия, Дьюара опередил Хейке Камерлинг-Оннес, который стал первым человеком, превратившим гелий в жидкость (1908 г.). Позже Камерлинг-Оннес получит Нобелевскую премию в области физики за исследования свойств веществ при низких температурах. Дьюар был номинирован на Нобелевскую премию несколько раз, но ему так и не удалось получить её[10].

В 1905 году он начал исследование способности древесного угля абсорбировать газы при понижении температуры и использовал эти результаты для получения высокого вакуума, который был пригоден для дальнейших экспериментов по атомной физике. Исследования свойств элементов при низкой температуре и особенно в области низкотемпературной калориметрии продолжались вплоть до начала Первой мировой войны. Но позднее вызванная войной нехватка кадров в Лаборатории Королевского Института помешала Дьюару продолжить исследования. Его работа во время и после войны была в основном посвящена изучению поверхностного натяжения в мыльных пузырях, а не свойствам веществ при низкой температуре.

Несмотря на то, что Дьюар не получил признания Шведской Академии, он был отмечен до и после смерти многими другими институтами в Англии и за границей. В июне 1877 года Лондонское Королевское Общество избрало его своим членом и наградило медалями Румфорда (1894 г.), Дэви (1909 г.), Копли (1916 г.), а также в 1901 году пригласило выступить с Бейкеровской лекцией[11]. В 1899 году он стал первым лауреатом Золотой медали Ходжкинса от Смитсоновского Института за вклад в знания о составе и свойствах атмосферного воздуха. В 1904 году Дьюар стал первым британцем, получившим медаль Лавуазье от Французской Академии наук, а в 1906 году он удостоился награды Итальянского научного общества — медали Маттеуччи. В 1904 году учёный был возведен в рыцарское достоинство, Королевское Общество Эдинбурга вручило ему награду Gunning Victoria Jubilee Prize (за 1900—1904 гг.), а Общество Искусств — медаль Альберта (1908 г.). В честь Дьюара был назван лунный кратер.

Джеймс Дьюар умер в 1923 году в Лондоне, будучи Фуллеровским профессором химии в Королевском Институте[10] . Он был кремирован в крематории Голдерс Грин, где и хранится его прах.

• Храмов Ю. А. Дьюар Джеймс (Dewar James) // Физики : Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и доп. — М. : Наука, 1983. — С. 108. — 400 с. — 200 000 экз.
• Волков В. А., Вонский Е. В., Кузнецова Г. И. Выдающиеся химики мира. — М.: Высшая школа, 1991. — 656 с.
• George Downing Liveing; James Dewar. Collected Papers on Spectroscopy. — University press, 1915., G. D. Living and J. Dewar, Cambridge University Press, 1915
• Armstrong, H. E.; Perkin, A. G.; Armstrong, Henry E. Obituary of James Dewar (англ.) // Journal of the Chemical Society : journal. — Chemical Society, 1928. — P. 1056—1076. — doi:10.1039/JR9280001056.
• Bellis, Mary, «Inventors Sir James Dewar» from about.com
• Meiklejohn, William, «Tulliallan: Four lads o’ pairts: Sir James Dewar (1842—1923) Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine» from the Kincardine Local History Group
• Sella, Andrea. Dewar's Flask (англ.) // Chemistry World : magazine. — 2008. — August. — P. 75.
• Sloane, Thomas O'Conor. Liquid Air, and the Liquefaction of Gases (англ.). — Henley, 1900., Liquid Air and the Liquefaction of Gases, Norman W. Henley and Co., New York, 1900, second edition (extensive description of Dewar’s work on the liqufaction of gases)