亚历山大·伏打

电池 甲烷 伏特 电势物理学亚历山德罗·朱塞佩·安东尼奥·阿纳斯塔西奥·伏打（意大利语：Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta，1745年2月18日－1827年3月5日），意大利物理学家，在19世纪因发明电池而闻名，后来受封为伯爵。1745年2月18日，伏打出生在科莫，现今意大利北部的一个小镇（靠近瑞士边境）。1774年，他成为科莫皇家学院的一名物理教授。一年后，他改进并推广了起电机，即产生静电的设备。虽然经常有人将起电机的发明归功于伏打，但实际上，起电机的原理是1762年由瑞典物理学家约翰·维尔克（英语：Johan Wilcke）提出的。1776年至1778年间，伏打开始研究气体的化学性质。他在读完了一篇美国的本杰明·弗兰克林所著的关于“可燃空气”的论文后研究并发现了甲烷，1776年11月，他在马焦雷湖发现甲烷，并于1778年成功地分离出了甲烷。他设计了一些实验，例如在密闭容器中由电火花点燃甲烷。伏打还研究了我们现在所谓的电容，他研究了电势（V）和电荷（Q）之间的关系，发现它们之间成正比，这被称为电容的伏打定律。为了纪念伏打，电势的单位被命名为伏打。1779年，他成为帕维亚大学的实验物理学教授，他一直担任此教席近40年。1794年，伏打娶了泰瑞莎·佩瑞吉尼，她是科莫的贵族小姐，他们生了3个儿子，分别为“乔瓦尼”、“弗拉米尼奥”和“萨尼诺”。路易吉·伽伐尼用两种不同的金属相连，然后和青蛙的腿相接触，发现青蛙的腿产生运动，他称这一现象为生物电。伏打意识到青蛙的腿既是电的导体（即是我们现在所说的电解质）也是电流的检测器。他把青蛙的腿换成盐水浸泡过的纸，并用其它方法检测电流。他发现了原电池（用电解质隔开的两个由不同的金属制成的电极形成）的电动势等于两个电极电势之的差的定律（两个由相同金属制成的电极之间的电动势为0）。这被称为电化学的伏打定律。1800年，由于不同意伽伐尼所提出的电的产生原理，伏打发明了伏打堆，也就是最初的电池，其可以产生稳定的电流 。伏打发现锌和铜是产生电力最有效的一对不同的金属。起初，他在装满盐水的高脚杯中浸入两个不同的电极，并将它们串联起来，后来，他将高脚杯换成浸泡在盐水中的纸板。在宣布他发现的伏打堆时，伏打诚挚感谢威廉·尼科尔森（英语：William Nicholson）、提比略·卡瓦略（英语：Tiberius Cavallo）和亚伯拉罕·班纳特（英语：Abraham Bennet）对他的影响。 由伏打制作的“伏打堆”被认为是第一种电化学电池。它包括两个电极：一个是锌，一个是铜。电解液可以是稀硫酸或海水卤水。电解液中存在的物质是2H+和SO42-离子。锌比铜和氢在电化学顺序更靠前，所以锌棒为负极，铜棒为正极。在锌电极上，锌失去电子成为Zn2+离子，在溶液中带正电的氢离子（质子）从铜电极捕获电子，形成氢气泡（H2）。因此，当两个电极相连时会产生电流。伏打电池的化学反应式如下：铜不参与反应过程，它只用于导电。这种电池有个缺点，就是它并不安全，即使使用了稀硫酸也可能会有危险。另外，因为氢气附着在铜电极表面不会被释放，形成了金属和电解质溶液之间的屏障，所以电池的功率会随着时间的推移而减小。为了纪念他的事迹，拿破仑·波拿巴在1810年为伏打做了记述。此外，他的画像与他著名的伏打堆的草图被描绘在10,000意大利里拉(不再流通)。伏打1819年在Camnago退休，意大利科莫的frazione以他的名字改为Camnago Volta。伏打死于1827年3月5日，他的遗体也埋葬在此地。伏打的遗产由位于湖边公共花园的Tempio Voltiano纪念馆管理，伏打博物馆展示一些伏打用来进行实验的原始设备。不远处矗立着奥尔莫别墅，里面的伏打基金会是一个负责推动科学活动的组织。伏打当年进行实验研究，就是在科莫附近完成了他的第一个发明。伏打出身天主教徒，一生一直保持着他的信仰。有时他被认为宗教信仰淡薄，因为他没有照家人的期待成为一名牧师，而有些人猜测他可能根本不信教，强调“他没有加入教会”，或是说他“几乎忽略了教会的号召”。不过在他提出的声明中，他说：“我不明白为何有人会怀疑我信奉宗教的诚意和坚定，罗马天主教和使徒信仰伴随我出生和长大，并且我一直都有表里如一地忏悔，......的确，我经常没能当好一个天主教基督徒，我已经犯了很多罪，但我以神的名义发誓，目前为止，我从来没有动摇我的信仰。在这个信仰中，我认识到神超自然的恩典，一个纯粹的给予;但我没有忽视那些想确认我信仰的人们，并打消他们有时提出的质疑。我用心学习宗教的理论和基础，护教者和攻击者的作品，原因和后果。我可以说，这样的研究结果很大概率为宗教添砖加瓦，即使是仅仅是自然原因，每一个被罪恶和情欲淹没的灵魂，每一个自然而崇高的精神，都必须热爱和接受它。愿我对我自己的忏悔，我愿意亲自给予，写下和定下的忏悔，有权向任何人表明，我不以福音为耻，愿会产生一些好后果！”De vi attractiva ignis electrici (1769) (On the attractive force of electric fire)