Benjamin Thompson

Sus experimentos sobre la artillería y los explosivos despertaron su interés por el calor. Ideó un método para medir la capacidad calorífica de una sustancia sólida, pero quedó decepcionado cuando Johan Carl Wilcke publicó en primer lugar su descubrimiento, que había realizado en paralelo.

Thompson investigó a continuación las propiedades aislantes de varios materiales, incluyendo pieles, lana y plumas. Apreció correctamente que las propiedades aislantes de los materiales naturales dependen de su capacidad de reducir la convección del aire. A continuación, realizó una especulación aventurada e incorrecta, suponiendo que el aire, y de hecho todos los gases, eran perfectos aislantes del calor.[7][8]

En 1797 extendió su afirmación acerca de la no-conductividad a los líquidos.[9] Esta idea hizo surgir numerosas objeciones de la comunidad científica, incluyendo a John Dalton[10] y a John Leslie,[11] quien realizó ataques particularmente directos contra la teoría de Thompson. En cualquier caso, habría sido necesario utilizar un instrumental mucho mejor que el entonces disponible en términos de exactitud y precisión para verificar el postulado de Thompson. Posiblemente influenciado por sus creencias religiosas,[12] es probable que deseara otorgar al agua un estatus privilegiado y providencial en la regulación de la vida humana.[13]

Se le considera como el fundador del método de preparación de alimentos al vacío debido a su experimento con una paletilla de cordero. Describió este método en uno de sus ensayos.[14]

El trabajo científico más importante de Rumford tuvo lugar en Múnich, y se centra en la naturaleza del calor, que desarrolló en su obra "An Experimental Enquiry Concerning the Source of the Heat which is Excited by Friction" (Una Investigación Experimental Sobre el Origen del Calor que es Provocado por la Fricción) (1798). Sus ideas acerca del calor todavía no eran asimilables a la teoría del calor del pensamiento científico actual, y consideraba el calor como una forma de movimiento. Rumford había observado el calor generado por la fricción al perforar el orificio de los cañones en el arsenal de Múnich. Sumergió un cañón en un barril de agua y dispuso a continuación las herramientas necesarias para perforarlo con un útil especialmente romo.[15] Demostró que se podía hacer hervir el agua del barril aproximadamente en dos horas y media, y observó que el suministro de calor por fricción aparentemente era inagotable. Rumford confirmó que no se había producido ningún cambio físico en el material del cañón, comparando los calores específicos del material sin mecanizar y una vez mecanizado.

Argumentó que la generación aparentemente indefinida de calor es incompatible con la teoría del calórico por entonces vigente, afirmando que lo único que se había comunicado al barril era movimiento. Sin embargo, no hizo ningún intento de cuantificar el calor generado o de medir el equivalente mecánico del calor. Aunque este trabajo de Rumford se encontró con una recepción hostil, posteriormente fue muy importante en el establecimiento de las leyes de conservación de la energía durante el siglo XIX.

Explicó el experimento de Pictet, una prueba de cómo se propaga el frío, suponiendo que todos los cuerpos emiten rayos en forma de ondas invisibles atravesando un fluido etéreo.[16] Realizó experimentos para apoyar sus teorías sobre las radiaciones calorífica y frigorífica; afirmando que la comunicación de calor era el efecto neto de combinar los rayos caloríficos (transmisores de calor) o rayos frigoríficos (transmisores de frío) con los rayos emitidos por el propio objeto. Cuando un cuerpo absorbe la radiación procedente de un objeto caliente (rayos caloríficos) su temperatura aumenta, y cuando absorbe la radiación de un objeto más frío (rayos frigoríficos) desciende su temperatura.[17]

La chimenea Rumford tuvo un gran éxito en Londres. La idea básica de su diseño consistía en restringir la apertura de entrada para aumentar la corriente ascendente, con una configuración mucho más eficiente capaz de calentar una habitación mucho mejor que las chimeneas anteriores. Sus operarios podían modificar chimeneas existentes mediante la inserción de ladrillos en el hogar para hacer las paredes laterales en ángulo, añadiendo un cebador para aumentar la velocidad del aire que circula hacia la salida de humos. El efecto producido es un flujo aerodinámico, por lo que todo el humo sube por la chimenea en lugar de entrar en la habitación, evitando el peligro de asfixia por humos. El nuevo diseño permitía aumentar la eficiencia del fuego, proporcionando un control adicional de la velocidad de consumo del combustible, ya fuese madera o carbón. Muchas casas de moda de Londres se modificaron según su diseño, liberándose de la presencia de humo.

Sección de un horno Rumford, con la cámara de combustible a la izquierda

Thompson mejoró significativamente el diseño de los hornos utilizados para producir cal viva, y los hornos Rumford pronto se empezaron a construir por toda Europa. La innovación clave fue el separar la quema del combustible de la piedra caliza, con lo que la cal producida por el calor del horno que no quedaba contaminada por las cenizas del fuego.

Se convirtió en una celebridad cuando se extendió la noticia de su éxito. Su trabajo fue muy rentable y muy imitado cuando publicó su análisis de la forma en que trabajaron las chimeneas. En muchos sentidos, coincidía con los hallazgos de Benjamin Franklin, que inventó un nuevo tipo de estufa de calefacción.

La retención de calor era un tema recurrente en su obra, por lo que también se le atribuye la invención de la ropa interior térmica.[18]

Rumford trabajó en fotometría, la técnica dedicada a la medición de la luz. Construyó un fotómetro e ideó una unidad de medida de intensidad luminosa denominada candela estándar, predecesora de la candela. Ideó un patrón de referencia luminosa para sus medidas consistente en una vela estándar fabricada a base de aceite de cachalote según unas especificaciones precisas.[19] También publicó sus estudios sobre los colores complementarios "ilusorios" o subjetivos, inducidos por las sombras creadas por dos luces, una blanca y otra coloreada; las tesis de estas observaciones fueron citadas y generalizadas por Michel Eugène Chevreul como su "Ley de contraste de color simultánea" en 1839.[20]