Jacques Alexandre César Charles (12 de noviembre de 1746 - 7 de abril de 1823) fue un inventor, científico, matemático y pionero de la aeronáutica francés.
Charles nació en Beaugency-sur-Loire en 1746. No escribió casi nada sobre matemáticas, y la mayor parte de lo que se le atribuye se debe a que se le confundió con otro Jacques Charles, también miembro de la Academia de Ciencias de París, que entró el 12 de mayo de 1785. A veces se le llamaba Carlos el Geómetra.
En agosto de 1783, Charles y los hermanos Robert lanzaron el primer globo de gas lleno de hidrógeno no tripulado del mundo; luego, en diciembre de 1783, Charles y su copiloto Nicolas-Louis Robert ascendieron a una altura de unos 550 m en un globo de gas tripulado. Su uso pionero del hidrógeno como medio de sustentación hizo que este tipo de globo recibiera el nombre de Charlière (a diferencia del Montgolfière, que utilizaba aire caliente).
Charles fue elegido miembro de la Académie des Sciences en 1795 y posteriormente se convirtió en profesor de física de la misma.
Contrajo matrimonio con Julie Françoise Bouchaud des Hérettes (1784-1817), una mujer criolla mucho más joven que él. Al parecer, el poeta Alphonse de Lamartine también se enamoró de ella, y fue la inspiración de Elvire en su meditación poética autobiográfica de 1820 "Le Lac" ("El lago"), que describe en retrospectiva el ferviente amor compartido por una pareja desde el punto de vista del hombre afligido.
Charles le sobrevivió algunos años y murió en París el 7 de abril de 1823 a los 76 años.
Charles concibió la idea de que el hidrógeno sería un agente elevador muy adecuado para los globos tras haber estudiado los trabajos de la Ley de Boyle de Robert Boyle, publicada 100 años antes, en 1662, y de sus contemporáneos Henry Cavendish, Joseph Black y Tiberius Cavallo.
Diseñó la embarcación y luego trabajó en colaboración con los hermanos Robert, Anne-Jean y Nicolas-Louis, para construirla en su taller de la plaza de las Victorias de París. Los hermanos inventaron la metodología de la bolsa de gas, ligera y hermética, disolviendo el caucho en una solución de trementina y barnizando las hojas de seda que se cosían para formar la envoltura principal. Utilizaban tiras alternas de seda roja y blanca, pero la decoloración del proceso de barnizado/caucho dejaba un resultado rojo y amarillo.
Jacques Charles y los hermanos Robert lanzaron el primer globo lleno de hidrógeno del mundo el 27 de agosto de 1783, desde el Campo de Marte, (actualmente el emplazamiento de la Torre Eiffel) donde Ben Franklin se encontraba entre la multitud de espectadores.
El globo era relativamente pequeño, una esfera de 35 metros cúbicos de seda engomada, y sólo era capaz de levantar unos 9 kg. Estaba lleno de hidrógeno, que se había generado al verter casi un cuarto de tonelada de ácido sulfúrico sobre media tonelada de chatarra.
El gas hidrógeno se introducía en el globo a través de tubos de plomo; pero como no se pasaba por agua fría, se experimentaban grandes dificultades para llenar el globo por completo (el gas estaba caliente cuando se producía, pero al enfriarse en el globo, se contraía). Se emitieron boletines diarios sobre el progreso del inflado; y la afluencia de público fue tan grande que el día 26 el globo se trasladó en secreto por la noche al Campo de Marte, a una distancia de 4 kilómetros.
El globo voló hacia el norte durante 45 minutos, perseguido por hombres a caballo, y aterrizó a 21 kilómetros, en el pueblo de Gonesse, donde los campesinos locales, al parecer aterrorizados, lo destruyeron con horcas o cuchillos.
A las 13:45 (o 13:45) del 1 de diciembre de 1783, Jacques Charles y los hermanos Robert lanzaron un nuevo globo tripulado desde el Jardín de las Tullerías de París. Jacques Charles iba acompañado de Nicolas-Louis Robert como copiloto del globo de 380 metros cúbicos y lleno de hidrógeno.
La envoltura estaba dotada de una válvula de liberación de hidrógeno y estaba cubierta por una red de la que se suspendía la cesta. Se utilizó un lastre de arena para controlar la altitud. Ascendieron hasta una altura de unos 1.800 pies (550 m) y aterrizaron al atardecer en Nesles-la-Vallée tras un vuelo de 2 horas y 5 minutos en el que recorrieron 36 km. Los perseguidores a caballo, encabezados por el duque de Chartres, sujetaron la nave mientras Carlos y Nicolas-Louis descendían.
Jacques Charles decidió entonces ascender de nuevo, pero esta vez sólo porque el globo había perdido parte de su hidrógeno. Esta vez ascendió rápidamente hasta una altura de unos 3.000 metros, donde volvió a ver el sol. Comenzó a sufrir un dolor en los oídos, así que comenzó a liberar gas, y descendió para aterrizar suavemente a unos 3 km de distancia en Tour du Lay. A diferencia de los hermanos Robert, Charles nunca volvió a volar, aunque un globo de hidrógeno pasó a llamarse Charlière en su honor.
Se dice que 400.000 espectadores presenciaron el lanzamiento, y que cientos de ellos habían pagado una corona cada uno para ayudar a financiar la construcción y recibir acceso a un "recinto especial" para ver de cerca el despegue. Entre los espectadores del "recinto especial" se encontraba Benjamin Franklin, representante diplomático de los Estados Unidos de América.
También estaba presente Joseph Montgolfier, a quien Carlos honró pidiéndole que soltara el pequeño globo piloto, de color verde brillante, para evaluar el viento y las condiciones meteorológicas.
El siguiente proyecto de Jacques Charles y los hermanos Robert fue construir una nave alargada y dirigible que siguiera las propuestas de Jean Baptiste Meusnier (1783-85) para un globo dirigible. El diseño incorporaba el globo interno de Meusnier (celdas de aire), un timón y un método de propulsión.
Jacques Charles decidió no volar nunca en esta nave, pero el 15 de julio de 1784 los hermanos volaron durante 45 minutos de Saint-Cloud a Meudon con M. Collin-Hullin y Luis Felipe II, duque de Chartres en La Caroline. Estaba dotado de remos para su propulsión y dirección, pero resultaron inútiles. La ausencia de una "válvula de escape de gas" hizo que el duque tuviera que cortar el "ballonnet" (la envoltura del gas) para evitar su total ruptura cuando alcanzaron una altitud de unos 4.500 metros (14.800 pies).
El 19 de septiembre de 1784, los hermanos Robert y M. Collin-Hullin volaron durante 6 horas y 40 minutos, recorriendo 186 km desde París hasta Beuvry, cerca de Béthune. Este fue el primer vuelo de más de 100 km.
Si quieres seguir aprendiendo sobre los dirigibles, puedes visitar nuestra sección sobre zepelines.
Charles desarrolló varios inventos útiles, como una válvula para dejar salir el hidrógeno del globo y otros dispositivos, como el hidrómetro y el goniómetro reflector, y mejoró el heliostato de Gravesand y el aerómetro de Fahrenheit. Además, confirmó los experimentos eléctricos de Benjamin Franklin.
La ley de Charles (también conocida como ley de los volúmenes), que describe cómo los gases tienden a expandirse cuando se calientan, fue publicada por primera vez por el filósofo natural Joseph Louis Gay-Lussac en 1802, pero la atribuyó a un trabajo inédito de Jacques Charles, y nombró la ley en su honor.
Hacia 1787, Charles realizó un experimento en el que llenó cinco globos del mismo volumen con diferentes gases. A continuación, elevó la temperatura de los globos a 80 °C y observó que todos aumentaban de volumen en la misma medida. Este experimento fue referenciado por Gay-Lussac en 1802 cuando publicó un artículo sobre la relación precisa entre el volumen y la temperatura de un gas.
La ley de Charles establece que, a presión constante, el volumen de un gas ideal es proporcional a su temperatura absoluta. El volumen de un gas a presión constante aumenta de forma lineal con la temperatura absoluta del gas. La fórmula que creó fue V1/T1 = V2/T2.