Rudolf Clausius Biografia i wkład w naukę



Rudolf Clausius (1822-1888) był niemieckim fizykiem i matematykiem, który sformułował drugą zasadę termodynamiki i przez wielu uważany jest za jednego z twórców termodynamiki. Wraz z nim postacie takie jak William Thomson i James Jule opracowali w istotny sposób tę gałąź nauki, której fundacja została mu przyznana francuskiemu Sadi Carnotowi.

Praca Clausiusa miała silny wpływ na rozwój teorii proponowanych przez innych ważnych fizyków. Przykładem są teorie Jamesa Maxwella, który otwarcie rozpoznał wpływ Clausiusa na jego własną pracę.

Najważniejsze wypowiedzi Rudolfa Clausiusa były związane z wynikami jego badań nad wpływem ciepła na różne płyny i materiały.

Indeks

  • 1 Biografia
    • 1.1 Zasady termodynamiki
    • 1.2 Teoria nauczania i kinetyczna
    • 1.3 Uczestnictwo wojskowe
    • 1.4 Podziękowania
    • 1.5 Śmierć
  • 2 Wkłady
    • 2.1 Podstawy termodynamiki
    • 2.2 Wkład w kinetyczną teorię gazów
    • 2.3 Druga zasada termodynamiki
    • 2.4 Metoda matematyczna Clausiusa
    • 2.5 Mechaniczna teoria ciepła
  • 3 referencje

Biografia

Rudolf Clausius urodził się 2 stycznia 1822 r. W Köslin na Pomorzu w Niemczech. Ojciec Rudolfa wyznał wiarę protestancką i miał szkołę; tam właśnie ten naukowiec zdobył pierwsze szkolenie.

Następnie wstąpił do Gimnazjum w Szczecinie (napisanego w języku niemieckim jako Szczecin) i tam kontynuował część swojego szkolenia.

W 1840 r. Wstąpił na Uniwersytet w Berlinie, gdzie ukończył studia cztery lata później, w 1844 r. Tam studiował fizykę i matematykę, dwie dyscypliny, w których Clausius okazał się być bardzo wykwalifikowanym od bardzo wczesnego wieku.

Po tym doświadczeniu akademickim Clausius wstąpił na Uniwersytet w Halle, gdzie uzyskał doktorat w 1847 r. Dzięki pracy nad efektami optycznymi generowanymi na planecie Ziemia w wyniku istnienia atmosfery.

Z tej pracy, która miała pewne wady w tym podejściu, było oczywiste, że Rudolf Clausius miał jasne umiejętności matematyczne i że jego umiejętności doskonale odpowiadały dziedzinie fizyki teoretycznej.

Zasady termodynamiki

Po uzyskaniu doktoratu w 1850 r. Clausius uzyskał stanowisko profesora fizyki w Królewskiej Szkole Inżynierii i Artylerii w Berlinie; tam był do 1855 roku.

Oprócz tego stanowiska Clausius praktykował również na Uniwersytecie w Berlinie jako privatdozent, a nauczyciel, który mógłby prowadzić zajęcia dla studentów, ale których opłaty nie zostały przyznane przez uniwersytet, ale sami uczniowie płacili za te zajęcia.

Rok 1850 był również rokiem, w którym Rudolf Clausius opublikował najważniejsze prace: O siłach ruchu spowodowanych przez ciepło.

Teoria nauczania i kinetyczna

W 1855 roku Clausius zmienił zdanie i uzyskał stanowisko nauczyciela w Szwajcarskim Federalnym Instytucie Technologicznym z siedzibą w Zurychu.

W 1857 r. Skupił się na badaniu dziedziny teorii kinetycznej; W tym czasie zaczął eksperymentować z koncepcją „wolnej połowy cząstki”.

Termin ten odnosi się do odległości między dwoma spotkaniami, jedno po drugim, cząsteczek, które tworzą gaz. Ten wkład był również bardzo istotny dla dziedziny fizyki

Trzy lata później Clausius ożenił się z Adelheidem Rimphamem, z którym miał sześcioro dzieci, ale zmarł w 1875 r., Rodząc dwoje ostatnich dzieci.

Clausius był w Szwajcarskim Federalnym Instytucie Technologicznym przez kilka lat, aż do 1867 roku, i tam poświęcił się prowadzeniu lekcji fizyki. W tym samym roku przeniósł się do Würzburga, gdzie również pracował jako nauczyciel.

W 1868 r. Uzyskał członkostwo w Royal Society of London. Uczył w Würzburgu do 1869 roku, w którym kontynuował nauczanie fizyki na Uniwersytecie w Bonn w Niemczech. Na tym uniwersytecie nauczał do końca życia.

Udział wojskowy

W kontekście wojny francusko-pruskiej Clausius miał około 50 lat. W tym czasie zorganizował kilku swoich studentów w ochotniczym korpusie pogotowia ratunkowego, który służył w tym konflikcie, który miał miejsce w latach 1870-1871.

W wyniku tej bohaterskiej akcji Clausius otrzymał Żelazny Krzyż dzięki służbie, którą oddał niemieckiej marynarce wojennej.

W wyniku tego udziału Clausius miał ranę wojenną na jednej nodze, co później spowodowało jego dyskomfort, który był obecny do końca życia..

Podziękowania

W 1870 r. Rudolf Clausius otrzymał Medal Huygensa, aw 1879 r. Otrzymał Medal Copleya, nagrodę przyznawaną przez Royal Society of London osobom, które wniosły znaczący wkład w dziedzinie biologii lub fizyki.

W 1878 r. Został mianowany członkiem Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk, aw 1882 r. Otrzymał tytuł doktora honoris causa Uniwersytetu w Wüzburgu.

W 1883 r. Otrzymał nagrodę Poncelet, nagrodę przyznawaną przez Francuską Akademię Nauk wszystkim naukowcom, którzy wnieśli wybitny wkład w dziedzinie nauk ścisłych w ogóle.

Wreszcie, jednym z najważniejszych podziękowań dla tego niemieckiego naukowca jest to, że jego krater został nazwany jego imieniem: krater Clausius.

Śmierć

Rudolf Clasius zmarł 24 sierpnia 1888 r. W Bonn, w jego rodzinnych Niemczech. Dwa lata wcześniej, w 1886 roku, ożenił się z Sophie Stack.

W ostatnich latach życia odłożył trochę badań na bok, aby poświęcić się swoim dzieciom; Ponadto doznał kontuzji nogi podczas udziału w wojnie, co nie pozwalało mu poruszać się tak łatwo, jak w innych czasach.

Jego dziedzina badań w tym czasie, teoria elektrodynamiczna, zajęła tylne miejsce ze względu na cały ten kontekst. Mimo to Clausius kontynuował naukę na uniwersytecie aż do śmierci.

Zaletą było to, że w życiu mógł cieszyć się aprobatą najważniejszych naukowców tamtych czasów; William Thomson, James Maxwell i Josiah Gibbs, wśród wielu innych.

Ci znamienici naukowcy i społeczność naukowa ogólnie uznawali go wówczas za człowieka, który założył termodynamikę. Nawet dziś to odkrycie jest uznawane za najważniejsze i transcendentalne.

Składki

Podstawy termodynamiki

Clausius, uważany za jednego z ojców termodynamiki, dostarczył ważnych podstaw do opracowania podstawowych twierdzeń tego samego.

Niektórzy ważni fizycy zapewnili, że to dzieło Clausiusa zapewniło podstawy termodynamiki z jasnymi definicjami i określonymi granicami..

Uwaga Clausiusa koncentrowała się na naturze zjawisk molekularnych. Z badania tych zjawisk wynikały twierdzenia, które sam sformułował na temat praw termodynamiki.

Wkład w kinetyczną teorię gazów

Prace Clausiusa nad poszczególnymi cząsteczkami gazów były decydujące dla rozwoju kinetycznej teorii gazów.

Teoria ta została opracowana przez Jamesa Maxwella w 1859 roku na podstawie pracy Clausiusa. Został on w zasadzie skrytykowany przez Clausiusa i opierając się na tych krytykach Maxwell dokonał aktualizacji swojej teorii w 1867 roku.

Głównym wkładem Clausiusa w tę dziedzinę było opracowanie kryterium rozróżniania atomów i cząsteczek, pokazującego, że cząsteczki gazu są złożonymi ciałami z częściami, które poruszają się.

Druga zasada termodynamiki

Clausius był tym, który wprowadził termin „Entropia” w termodynamice i wykorzystał tę koncepcję do badania procesów, zarówno odwracalnych, jak i nieodwracalnych, w tej dziedzinie wiedzy.

Clausius pozwolił powiązać pojęcie entropii z koncepcją rozpraszania energii jako pojęcia „syjamskie” ze względu na jego bliski związek.

Oznaczało to istotną różnicę w stosunku do podobnych koncepcji, które próbowały opisać te same zjawiska.

Koncepcja entropii, jak zaproponował Clausius, była w jego czasach jedynie hipotezą. Ostatecznie okazało się, że Clausius miał rację.

Metoda matematyczna Clausiusa

Jednym z wkładów Clausiusa w naukę było opracowanie metody matematycznej, która odegrała wyjątkową rolę w termodynamice. Ta metoda była przydatna w jej zastosowaniu do mechanicznej teorii ciepła.

Ten wkład Clausiusa jest często pomijany, głównie ze względu na mylącą formę, w jakiej autor go przedstawił.

Jednak wielu autorów uważa, że ​​te zamieszania były powszechne u fizyków i nie jest powodem do ich odrzucenia..

Mechaniczna teoria ciepła

Clausius opracował tzw. Mechaniczną teorię ciepła. Był to jeden z jego najważniejszych wkładów w termodynamikę.

Podstawa tej teorii uważała ciepło za formę ruchu.

Pozwoliło to zrozumieć, że ilość ciepła potrzebnego do ogrzania i zwiększenia objętości gazu zależy od sposobu, w jaki wspomniana temperatura i wspomniana objętość zmieniają się w trakcie procesu.

Referencje

  1. Daub E. Entropia i rozpraszanie. Studia historyczne w naukach fizycznych. 1970; 2 (1970): 321-354.
  2. Ketabgian T. (2017). Energia wiary: Niewidzialny wszechświat Duch termodynamiki. In Strange Science (str. 254-278).
  3. Klein M. Gibbs w sprawie Clausiusa. Studia historyczne w naukach fizycznych. 1969; 1 (1969): 127-149.
  4. Sciences A. A. Rudolf Julius Emanuel Clausius. Materiały Amerykańskiej Akademii Sztuki i Nauki. 1889; 24: 458-465.
  5. Wolfe E. Clausius i Maxetic's Kinetic Theory of Gases. Studia historyczne w naukach fizycznych. 1970; 2: 299-319.
  6. Metoda matematyczna Yagi E. Clausiusa i mechaniczna teoria ciepła. Studia historyczne w naukach fizycznych. 1984; 15 (1): 177-195.