Рудолф Клаузиус Биография и приноси към науката



Рудолф Клаузиус (1822-1888) е немски физик и математик, който формулира втория закон на термодинамиката и се смята от мнозина за един от основателите на термодинамиката. Заедно с него, персонажи като Уилям Томсън и Джеймс Жул развиха по значителен начин този клон на науката, чиято основа му присъди на френския Сади Карно.

Работата на Клаузиус оказва силно влияние върху развитието на теориите, предложени от други важни физици. Пример за това е случаят с теориите на Джеймс Максуел, който открито признава влиянието на Клаузиус в собствената си работа.

Най-важният принос на Рудолф Клаузиус е свързан с резултатите от неговите изследвания върху влиянието на топлината върху различни течности и материали.

индекс

  • 1 Биография
    • 1.1 Принципи на термодинамиката
    • 1.2 Преподаване и кинетична теория
    • 1.3 Военно участие
    • 1.4 Благодарности
    • 1.5 Смърт
  • 2 вноски
    • 2.1 Основа на термодинамиката
    • 2.2 Принос към кинетичната теория на газовете
    • 2.3 Втори закон на термодинамиката
    • 2.4 Математическият метод на Клаузиус
    • 2.5 Механична теория на топлината
  • 3 Препратки

биография

Рудолф Клаузиус е роден на 2 януари 1822 г. в Кьослин, в Померания, Германия. Бащата на Рудолф изповядваше протестантската вяра и имаше училище; ето къде този учен получи първото си обучение.

Впоследствие влезе в гимназията на град Щеттин (написана на немски като Шчечин) и там продължи част от обучението му.

През 1840 г. той постъпва в университета в Берлин, където завършва четири години по-късно, през 1844 г. Там учи физика и математика, две дисциплини, за които Клаузиус се е оказал много опитен от много ранна възраст..

След този академичен опит, Клаузиус влезе в университета в Хале, където получил докторска степен през 1847 г. благодарение на работата върху оптичните ефекти, генерирани на планетата Земя в резултат на съществуването на атмосферата..

От тази работа, която имаше някои недостатъци в подхода, беше очевидно, че Рудолф Клаузиус има ясни умения за математика и че уменията му отговарят перфектно в областта на теоретичната физика..

Принципи на термодинамиката

След като получава докторска степен през 1850 г., Клаузиус получава професия по физика в Кралското инженерно училище и артилерия в Берлин; там той е бил до 1855 година.

В допълнение към тази позиция, Клаузиус също практикува в университета в Берлин като privatdozent, a учител, който може да дава уроци на учениците, но чиито такси не са предоставени от университета, но самите студенти са тези, които плащат за тези класове..

1850 г. е и годината, в която Рудолф Клаузиус публикува най-важната ви работа: На силите на движение, причинени от топлина.

Преподаване и кинетична теория

През 1855 г. Clausius промени мнението си и получил преподавателска позиция в Швейцарския федерален технологичен институт, базиран в Цюрих.

През 1857 г. той се фокусира върху изучаването на областта на кинетичната теория; Именно по това време той започна да експериментира с понятието "свободна средата на частица".

Този термин се отнася до разстоянието между две срещи, една след друга, на молекулите, които образуват газ. Този принос е много важен и за областта на физиката

Три години по-късно Клаузиус се жени за Аделхайд Римфам, с когото имал шест деца, но починал през 1875 г., като родил последните две деца на двойката..

Клаузиус е в Швейцарския федерален технологичен институт в продължение на няколко години, до 1867 г., и се посвещава на уроците по физика. През същата година се премества в Вюрцбург, където работи и като учител.

През 1868 г. той получава членство в Лондонското кралско общество. Преподавал е във Вюрцбург до 1869 г., годината, в която е преподавал физика в Университета в Бон, Германия. В този университет той преподава до края на живота си.

Военно участие

В контекста на френско-пруската война Клаузиус е на около 50 години. По това време той организира няколко от своите ученици в доброволен корпус за бърза помощ, който служи в този конфликт, който се състоя между 1870 и 1871 г..

В резултат на това героично действие, Клаузиус получи Железния кръст, благодарение на службата, която той оказа на германския флот.

В резултат на това участие Клаузиус имал ранен удар на един крак, който по-късно му причинил дискомфорт, който присъствал до края на живота му..

признания

През 1870 г. Рудолф Клаузиус получава медал „Хюйгенс” и през 1879 г. получава медал „Копли”, награда, връчена от Кралското общество на Лондон на онези, които са направили необходимия принос в областта на биологията или физиката.

През 1878 г. е назначен за член на Кралската шведска академия на науките, а през 1882 г. получава почетна докторска степен от университета в Вюцбург..

През 1883 г. получава наградата Poncelet, награда, връчена от Френската академия на науките на всички учени, които имат изключителен принос в областта на науките като цяло..

И накрая, едно от най-важните признания на този немски учен е, че на него е кръстен кратер на Луната: кратерът Клаузиус.

смърт

Рудолф Класиус умира на 24 август 1888 г. в Бон, в родната си Германия. Две години преди това, през 1886 г., той се ожени за Софи Стек.

През последните години от живота си, той остави малко изследвания настрана, за да се посвети на децата си; Освен това той е претърпял нараняване на крака, докато е участвал във войната, ситуация, която не му позволява да се движи толкова лесно, колкото в други случаи.

Неговата област на изследване по това време, електродинамичната теория, се върна назад поради всичкия този контекст. Въпреки това Клаузиус продължава да преподава в университетската област до смъртта си.

Предимство, което имаше, беше, че в живота можеше да се наслади на одобрението, дадено от най-важните учени по онова време; Уилям Томсън, Джеймс Максуел и Йосия Гибс, сред много други.

Тези знаменити учени и общностите на науката като цяло го разпознаха по онова време като човек, който основава термодинамиката. Дори и днес това откритие се признава за най-важното и трансцендентално.

Вноските

Основа на термодинамиката

Смятан за един от бащите на термодинамиката, Клаузиус предостави важни основи за развитието на фундаменталните твърдения на същото.

Някои важни физици увериха, че именно работата на Клаузиус е осигурила основите на термодинамиката с ясни определения и дефинирани граници..

Вниманието на Клаузиус се фокусира върху естеството на молекулярните явления. От изучаването на тези феномени произтичат твърденията, които той самият формулира върху законите на термодинамиката.

Принос към кинетичната теория на газовете

Работата на Клаузиус върху отделните молекули на газовете е решаваща за развитието на кинетичната теория на газовете.

Тази теория е разработена от Джеймс Максуел през 1859 г. въз основа на работата на Клаузиус. Тя беше критикувана по принцип от Клаузиус и въз основа на тези критики Максуел направи актуализация на своята теория през 1867 година.

Основният принос на Клаузиус в тази област е разработването на критерий за разграничаване на атоми и молекули, показващ, че газовите молекули са комплексни тела с съставни части, които се движат.

Втори закон на термодинамиката

Клаузиус е този, който въвежда термина "Ентропия" в термодинамиката и използва тази концепция за изучаване на процеси, както обратими, така и необратими, в тази област на знанието..

Clausius позволи да се свърже концепцията за ентропия с концепцията за разсейване на енергията като "сиамски" концепции заради близката си връзка.

Това бележи съществена разлика с подобни концепции, които се опитват да опишат едни и същи явления.

Понятието за ентропия, както предлага Клаузиус, е малко повече от хипотеза в своето време. В крайна сметка беше показано, че Клаузиус е прав.

Математическият метод на Клаузиус

Един от приносите на Клаузиус в науката е разработването на математически метод, който играе уникална роля в термодинамиката. Този метод е полезен при прилагането му в механичната теория на топлината.

Този принос на Клаузиус често се пренебрегва, главно поради объркващата форма, в която авторът я представя.

Въпреки това, много автори смятат, че тези обърквания са обичайни за физиците и не е причина да ги отхвърлят..

Механична теория на топлината

Клаузиус разработва така наречената механична теория на топлината. Това беше един от най-важните му приноси към термодинамиката.

В основата на тази теория се разглежда топлината като форма на движение.

Това позволява да се разбере, че количеството топлина, което е необходимо за нагряване и разширяване на обема на газ, зависи от начина, по който споменатата температура и споменатият обем се променят по време на процеса.

препратки

  1. Daub Е. Ентропия и разсейване. Исторически изследвания в областта на физическите науки. 1970; 2 (1970): 321-354.
  2. Ketabgian T. (2017). Енергията на вярата: Невидимият дух на термодинамиката на Вселената. In Strange Science (стр. 254-278).
  3. Клайн М. Гибс за Клаузиус. Исторически изследвания в областта на физическите науки. 1969; 1 (1969): 127-149.
  4. Науки А. А. Рудолф Юлий Емануел Клаузиус. Известия на Американската академия на изкуствата и науките. 1889; 24: 458-465.
  5. Улф Е. Клаузиус и кинетичната теория на газовете на Максуел. Исторически изследвания в областта на физическите науки. 1970; 2: 299-319.
  6. Математическият метод на Яги Е. Клаузиус и механичната теория на топлината. Исторически изследвания в областта на физическите науки. 1984; 15 (1): 177-195.