Rudolf Clausius Biografie și contribuții la știință



Rudolf Clausius (1822-1888) a fost un fizician și matematician german care a formulat a doua lege a termodinamicii și este considerat de mulți ca fiind unul dintre fondatorii termodinamicii. Împreună cu el, personaje precum William Thomson și James Jule au dezvoltat într-o manieră importantă această ramură a științei a cărei fundație este adjudecată lui la francezul Sadi Carnot.

Lucrarea lui Clausius a avut un impact puternic asupra dezvoltării teoriilor propuse de alți fizicieni importanți. Un exemplu este cazul teoriilor lui James Maxwell, care au recunoscut deschis influența lui Clausius în propria sa lucrare.

Rudolf Clausius, 1822 - 1888

Cele mai importante contribuții ale lui Rudolf Clausius au fost legate de rezultatele cercetărilor sale asupra efectului căldurii asupra diferitelor fluide și materiale.

index

  • 1 Biografie
    • 1.1 Principiile termodinamicii
    • 1.2 Teoria teoriei cinetice
    • 1.3 Participarea militară
    • 1.4 Mulțumiri
    • 1.5 Moartea
  • 2 Contribuții
    • 2.1 Fundamentarea termodinamicii
    • 2.2 Contribuția la teoria cinetică a gazelor
    • 2.3 A doua lege a termodinamicii
    • 2.4 Metoda matematică a lui Clausius
    • 2.5 Teoria mecanică a căldurii
  • 3 Referințe

biografie

Rudolf Clausius sa născut la 2 ianuarie 1822 în Köslin, în Pomerania, Germania. Tatăl lui Rudolf a mărturisit credința protestantă și a avut o școală; Acolo unde acest om de știință a primit primul antrenament.

Ulterior, el a intrat în Gimnaziul orașului Stettin (scris în limba germană ca Szczecin) și a continuat o parte din antrenamentul său.

În 1840 a intrat la Universitatea din Berlin, unde a absolvit patru ani mai târziu, în 1844. Aici a studiat fizica și matematica, două discipline pentru care Clausius sa dovedit a fi destul de calificat de la o vârstă fragedă.

După această experiență academică, Clausius a intrat la Universitatea din Halle, unde a obținut un doctorat în anul 1847 datorită unei lucrări asupra efectelor optice generate de planeta Pământ ca urmare a existenței atmosferei.

Din această lucrare, care a avut unele deficiențe în abordare, era evident că Rudolf Clausius avea abilități clare pentru matematică și că abilitățile sale răspundeau perfect domeniului fizicii teoretice.

Principiile termodinamicii

După obținerea unui doctorat în 1850, Clausius a obținut o funcție de profesor de fizică la Școala Regală de Inginerie și Artilerie din Berlin; Acolo a rămas până în 1855.

În plus față de această poziție, Clausius a practicat, de asemenea, la Universitatea din Berlin ca a privatdozent, aprofesor care ar putea da curs elevilor, dar ale căror taxe nu au fost acordate de universitate, însă elevii înșiși au fost cei care au plătit pentru aceste cursuri.

1850 a fost și anul în care Rudolf Clausius a publicat ce ar fi cea mai importantă lucrare: Cu privire la forțele de mișcare cauzate de căldură.

Predarea și teoria cinetică

În 1855, Clausius și-a schimbat mintea și a obținut o poziție didactică la Institutul Federal de Tehnologie din Elveția, cu sediul la Zürich.

În 1857, el sa concentrat pe studierea domeniului teoriei cinetice; În acest moment a început să experimenteze conceptul de "liberă la jumătatea unei particule".

Acest termen se referă la distanța dintre două întâlniri, una după alta, a moleculelor care alcătuiesc un gaz. Această contribuție a fost, de asemenea, foarte relevantă pentru domeniul fizicii

Trei ani mai târziu, Clausius sa căsătorit cu Adelheid Rimpham, cu care avea șase copii, dar a murit în 1875 dând naștere ultimilor doi copii ai cuplului.

Clausius sa aflat în Institutul federal elvețian de tehnologie de mai mulți ani, până în 1867, unde sa dedicat lecțiilor de fizică. În același an, sa mutat la Würzburg, unde a lucrat și ca profesor.

În 1868 a obținut statutul de membru al Societății Regale din Londra. Predă la Würzburg până în 1869, anul în care a continuat să predea fizica la Universitatea din Bonn, Germania. În această universitate predă până la sfârșitul vieții sale.

Participarea militară

În contextul războiului franco-prusian, Clausius avea aproape 50 de ani. La acea vreme el a organizat mai mulți dintre studenții săi într-un corp de ambulanță voluntare care a servit în acest conflict, care a avut loc între 1870 și 1871.

Ca urmare a acestei acțiuni eroice, Clausius a primit Crucea de Fier, datorită serviciului pe care la oferit flotei germane.

Ca urmare a acestei participări, Clausius a avut o rănire de război pe un picior, care a provocat mai apoi un disconfort care a fost prezent până la sfârșitul vieții sale.

confirmările

În 1870, Rudolf Clausius a obținut medalia Huygens, iar în 1879 a primit medalia Copley, un premiu acordat de Royal Society of London celor care au făcut contribuții relevante în domeniul biologiei sau al fizicii.

În 1878 a fost numit membru al Academiei Regale de Științe a Suediei, iar în 1882 a primit un doctorat de onoare de la Universitatea din Wüzburg.

În 1883 a primit Premiul Poncelet, un premiu acordat de Academia Franceză de Științe tuturor acelor oameni de știință care au adus contribuții importante în domeniul științei în general.

În cele din urmă, una dintre cele mai importante recunoștințe făcute acestui om de știință german este că a fost numit după el un crater al Lunii: craterul Clausius.

moarte

Rudolf Clasius a murit la 24 august 1888 în Bonn, în Germania lui natală. Cu doi ani înainte, în 1886, sa căsătorit cu Sophie Stack.

În ultimii ani ai vieții sale, a părăsit cercetarea puțin deoparte pentru a se dedica copiilor săi; În plus, el a suferit un accident de picior în timp ce participa la război, o situație care nu ia permis să se miște la fel de ușor ca în alte vremuri.

Domeniul său de cercetare din acea vreme, teoria electrodynamică, a luat un loc din spate din cauza acestui context. Cu toate acestea, Clausius a continuat să predea în mediul universitar până la moartea sa.

Un avantaj pe care îl avea era că el ar putea să-și bucure în viață aprobarea dată de cei mai importanți oameni de știință ai vremii; William Thomson, James Maxwell și Josiah Gibbs, printre multe altele.

Acești oameni de știință ilustrați și comunitatea de științe, în general, l-au recunoscut la vremea aceea ca omul care a întemeiat termodinamica. Chiar și astăzi, această descoperire este recunoscută ca cea mai importantă și transcendentală.

contribuţii

Fundația termodinamicii

Considerat ca unul dintre părinții termodinamicii, Clausius a oferit o bază importantă pentru dezvoltarea propozițiilor sale fundamentale.

Unii fizicieni importanți au dat asigurări că lucrarea lui Clausius a asigurat temelia termodinamicii cu definiții clare și limite definite.

Atenția lui Clausius sa concentrat asupra naturii fenomenelor moleculare. Din studiul acestor fenomene au fost propozițiile pe care le-a formulat el însuși cu privire la legile termodinamicii. 

Contribuția la teoria cinetică a gazelor

Lucrarea lui Clausius asupra moleculelor individuale de gaze a fost decisivă pentru dezvoltarea teoriei cinetice a gazelor.

Această teorie a fost dezvoltată de James Maxwell în 1859 pe baza lucrării lui Clausius. A fost criticat în principiu de Clausius și pe baza acestor critici Maxwell a făcut o actualizare a teoriei sale în 1867.

Principala contribuție a lui Clausius în acest domeniu a fost dezvoltarea unui criteriu pentru a distinge atomii și moleculele, arătând că moleculele de gaz au fost corpuri complexe cu părțile componente care se mișcă.

A doua lege a termodinamicii

Clausius a fost cel care a introdus termenul "Entropia" în termodinamică și a folosit acest concept pentru a studia procesele, atât reversibile cât și ireversibile, în acest domeniu al cunoașterii.

Clausius a permis referirea la conceptul de entropie a conceptului de disipare a energiei ca fiind concepte "siamice" din cauza relației lor strânse.

Aceasta a marcat o diferență substanțială cu concepte similare care au încercat să descrie aceleași fenomene.

Conceptul de entropie, așa cum a propus Clausius, a fost puțin mai mult decât o ipoteză în timpul său. În cele din urmă sa arătat că Clausius avea dreptate.

Metoda matematică a lui Clausius

Una dintre contribuțiile lui Clausius la știință a fost dezvoltarea unei metode matematice care a jucat un rol unic în termodinamică. Această metodă a fost utilă în aplicarea sa teoriei mecanice a căldurii.

Această contribuție a lui Clausius este deseori neglijată, în principal datorită formei confuze în care autorul a prezentat-o.

Cu toate acestea, mulți autori consideră că aceste confuzii erau frecvente în fizicieni și nu este un motiv să le respingem.

Teoria mecanică a căldurii

Clausius a dezvoltat ceea ce se numea teoria mecanică a căldurii. Aceasta a fost una dintre cele mai importante contribuții la termodinamică.

Bazele acestei teorii au considerat căldura ca o formă de mișcare.

Aceasta a permis înțelegerea faptului că cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea și extinderea volumului unui gaz depinde de modul în care temperatura și volumul menționat se schimbă în timpul procesului.

referințe

  1. Daub E. Entropia și dezlipirea. Studii istorice în științele fizice. 1970; 2 (1970): 321-354.
  2. Ketabgian T. (2017). Energia credinței: spiritul universului nevăzut al termodinamicii. În știința ciudată (pp. 254-278).
  3. Klein M. Gibbs pe Clausius. Studii istorice în științele fizice. 1969; 1 (1969): 127-149.
  4. Științe A. A. Rudolf Julius Emanuel Clausius. Procesele Academiei Americane de Arte și Științe. 1889; 24: 458-465.
  5. Wolfe E. Clausius și teoria cinetică a gazelor Maxwell. Studii istorice în științele fizice. 1970; 2: 299-319.
  6. Metoda matematică Yagi E. Clausius și teoria mecanică a căldurii. Studii istorice în științele fizice. 1984; 15 (1): 177-195.