William John Macquorn Rankine

William John Macquorn Rankine
Nascimento5 de julho de 1820
Edimburgo
Morte24 de dezembro de 1872 (52 anos)
Glasgow
NacionalidadeEscocês
Alma materUniversidade de Edimburgo
Influenciados
PrêmiosMedalha Keith (1854)
InstituiçõesUniversidade de Glasgow
Campo(s)Engenharia, física

William John Macquorn Rankine (Edimburgo, 5 de julho de 1820Glasgow, 24 de dezembro de 1872) foi um polímata escocês com nacionalidade britânica, que trabalhou nos setores da engenharia civil, auxiliando nos trabalhos da engenharia mecânica e naval, além de físico.[1]

Ele com o trabalho científico de Rudolf Clausius e William Thomson fundou a termodinâmica. Seus trabalhos mais conhecidos estão na formulação da Primeira Lei da Termodinâmica e na construção do motor a vapor, além de diversos manuais de engenharia, no desenvolvimento de conceitos de hidrodinâmica que são aplicado até hoje. Publicou centenas de artigos e notas sobre ciência e engenharia, a partir de 1842. Com interesses diversificados, estudou botânica e a teoria da música, passando pelos ramos da matemática, ciência e engenharia. Ele era um cantor amador entusiástico que compunha suas próprias músicas.

Em virtude ao seu trabalho científico, ele teve algumas honras durante a sua vida e depois da sua morte, como na participação da Sociedade Real de Edimburgo e como membro da Royal Society.[2]

Trabalho científico

Dentro do trabalho científico de Rankine, ele trabalhou em diversos setores como a mecânica dos fluidos, a termodinâmica e na engenharia civil e naval, cujo detalhamento estará nos tópicos a seguir:

Engenharia civil

Após a conclusão do curso de engenharia civil, em 1838, ele iniciou a trabalhar como assistente aprendiz do Senhor John Benjamin Macneill, supervisor da comissão de estradas de ferro da Irlanda. Na época desenvolveu as técnicas do Método Rankine, que melhorava a aplicação do teodolito com a exploração de novos recursos na época e de técnicas de construção de curvas em estradas de ferro, causando significativos avanços na época.[3]

Em 1840, após o acidente ferroviário de Versailles, Rankine iniciou a estudar as suas causas da fadiga, cujo foi descoberto por Poncelet em 1839. Em 1843, ele publicou o artigo “On the Causes of Unexpected Breakage of Journals of Railway Axles” que citou sobre a cristalização dos metais e a fragilização pelas tensões flutuantes, devido a observação dos eixos ferroviários faturados.[4] Estes estudos com outros cientistas foram fundamentais para o desenvolvimento de técnicas para inspeção de trilhos e de outros produtos.[5]

Ele desenvolveu as técnicas da área da mecânica dos sólidos com a teoria dos empuxos em terrenos maciços, apresentado em 1857, com algumas observações diferentes da teoria de Coulomb. Esta teoria é aplicada atualmente com o empuxo de solo que teriam esforços sísmicos,[6]para os cálculos de resistência ao cisalhamento e em observações que requer uma instalação cuja provoque uma tração e compressão.[7]

Também trabalhou no desenvolvimento da técnica dos muros de contenção[8] e na edificação de portos, ferrovias, sistemas de fluviais e hidráulicos. [9]

Engenharia naval

A consolidação da engenharia naval como parte da ciência na engenharia pode ser dado pelo trabalho de Rankine e do seu colaborador James Robert Napier no desenvolvimento da Instituição de Engenheiros e Navegantes da Escócia em 1857,[10] além do desenvolvimento científico e técnico ao setor, como na construção do conceito do corpo de Rankine.[11]

Mecânica (física)

Neste setor, Rankine trabalhou no desenvolvimento de terminologias importantes, como: energia potencial, energia cinética e vórtice de Rankine.[12]

Termodinâmica

Em 1850, ele iniciou as suas pesquisas na termodinâmica com as pesquisas com a construção da hipótese dos vórtices moleculares para apresentar a proporcionalidade entre calor e trabalho igualando o trabalho produzido pela rotação na atmosfera elástica com o envolvimento das partículas de moléculas com o calor produzido.