Рудольф Клаузиус Биография и вклад в науку



Рудольф Клаузиус (1822-1888) был немецкий физик и математик, который сформулировал второй закон термодинамики и считается одним из основателей термодинамики. Наряду с ним, такие персонажи, как Уильям Томсон и Джеймс Джул, очень важным образом развили эту отрасль науки, основание которой было передано ему французскому Сади Карно..

Работа Клаузиуса оказала сильное влияние на развитие теорий, предложенных другими важными физиками. Примером является случай теорий Джеймса Максвелла, который открыто признал влияние Клаузиуса в его собственной работе.

Наиболее важный вклад Рудольфа Клаузиуса был связан с результатами его исследований влияния тепла на различные жидкости и материалы..

индекс

  • 1 Биография
    • 1.1 Принципы термодинамики
    • 1.2 Педагогическая и кинетическая теория
    • 1.3 Военное участие
    • 1.4 Благодарности
    • 1.5 Смерть
  • 2 Взносы
    • 2.1 Основы термодинамики
    • 2.2 Вклад в кинетическую теорию газов
    • 2.3 Второй закон термодинамики
    • 2.4 Математический метод Клаузиуса
    • 2.5 Механическая теория тепла
  • 3 Ссылки

биография

Рудольф Клаузиус родился 2 января 1822 года в Кёслине, в Померании, Германия. Отец Рудольфа исповедовал протестантскую веру и имел школу; вот где этот ученый получил свою первую подготовку.

Впоследствии он поступил в городскую гимназию Штеттина (на немецком Щецине) и там продолжил часть своего обучения.

В 1840 году он поступил в Берлинский университет, где он закончил четыре года спустя, в 1844 году. Там он изучал физику и математику, две дисциплины, в которых Клаузиус оказался очень опытным с самого раннего возраста.

После этого академического опыта Клаузиус поступил в Университет Галле, где он получил степень доктора философии в 1847 году благодаря работе над оптическими эффектами, которые генерируются на планете Земля в результате существования атмосферы..

Из этой работы, которая имела некоторые недостатки в подходе, стало очевидно, что Рудольф Клаузиус имел четкие навыки по математике, и что его навыки прекрасно отвечали области теоретической физики.

Принципы термодинамики

Получив докторскую степень в 1850 году, Клаузиус получил должность профессора физики в Королевской инженерно-артиллерийской школе в Берлине; там он был до 1855 года.

В дополнение к этой должности Клаузиус также практиковал в Берлинском университете как приватдозент, а учитель, который мог бы давать уроки студентам, но чьи взносы не были предоставлены университетом, но сами ученики платили за эти уроки.

1850 год был также годом, когда Рудольф Клаузиус опубликовал то, что будет вашей самой важной работой: На силы движения, вызванные теплом.

Учебно-кинетическая теория

В 1855 году Клаузиус передумал и получил должность преподавателя в Швейцарском федеральном технологическом институте, расположенном в Цюрихе..

В 1857 году он сосредоточился на изучении области кинетической теории; Именно в это время он начал экспериментировать с концепцией «свободного на полпути через частицу».

Этот термин относится к расстоянию между двумя встречающимися, один за другим, молекулами, из которых состоит газ. Этот вклад был также очень актуален для области физики

Три года спустя Клаузиус женился на Адельхейде Римфаме, с которым у него было шестеро детей, но умер в 1875 году, родив двух последних детей пары..

Клаузиус находился в Швейцарском федеральном технологическом институте в течение нескольких лет, вплоть до 1867 года, и там он посвятил себя занятиям физикой. В том же году он переехал в Вюрцбург, где он также работал учителем.

В 1868 году он получил членство в Королевском обществе Лондона. Он преподавал в Вюрцбурге до 1869 года, когда он начал преподавать физику в Боннском университете, Германия. В этом университете он преподавал до конца своей жизни.

Военное участие

В контексте франко-прусской войны Клаузиусу было около 50 лет. В то время он организовал несколько своих учеников в добровольный корпус скорой помощи, который служил в этом конфликте, который происходил между 1870 и 1871 годами..

В результате этого героического действия Клаузиус получил Железный крест благодаря службе, оказанной ему военно-морскому флоту Германии..

В результате этого участия Клаузиус получил военную рану на одной ноге, которая позже вызывала у него дискомфорт, который присутствовал до конца его жизни..

подтверждени

В 1870 году Рудольф Клаузиус получил медаль Гюйгенса, а в 1879 году он получил медаль Копли, награду, присуждаемую Королевским обществом Лондона тем, кто внес соответствующий вклад в области биологии или физики..

В 1878 году он был назначен членом Королевской шведской академии наук, а в 1882 году он получил почетную докторскую степень в университете Wüzburg..

В 1883 году он получил премию Понселе, награду, присуждаемую Французской академией наук всем тем ученым, которые внесли выдающийся вклад в области наук в целом..

Наконец, одно из самых важных подтверждений, сделанных этому немецкому ученому, заключается в том, что в его честь был назван кратер Луны: кратер Клаузиус.

смерть

Рудольф Класий умер 24 августа 1888 года в Бонне, в его родной Германии. Два года назад, в 1886 году, он женился на Софи Стэк.

В последние годы своей жизни он немного отошел от исследований, чтобы посвятить себя своим детям; Кроме того, он получил травму ноги во время участия в войне, что не позволяло ему двигаться так же легко, как в другое время..

Его область исследований в то время, электродинамическая теория, отступила из-за всего этого контекста. Несмотря на это, Клаузиус продолжал преподавать в университетской области до своей смерти.

Преимущество, которое он имел, состояло в том, что он мог пользоваться в жизни одобрением, данным самыми важными учеными того времени; Уильям Томсон, Джеймс Максвелл и Джозия Гиббс, среди многих других.

Эти выдающиеся ученые и сообщество наук в целом признали его в то время человеком, который основал термодинамику. Даже сегодня это открытие признано самым важным и трансцендентным.

взносы

Основы термодинамики

Считаясь одним из отцов термодинамики, Клаузиус предоставил важные основы для разработки основных положений того же.

Некоторые важные физики уверяли, что именно работа Клаузиуса обеспечила основы термодинамики с четкими определениями и определенными границами..

Внимание Клаузиуса было сосредоточено на природе молекулярных явлений. Из изучения этих явлений явились предположения, которые он сам сформулировал по законам термодинамики..

Вклад в кинетическую теорию газов

Работа Клаузиуса над отдельными молекулами газов имела решающее значение для развития кинетической теории газов..

Эта теория была разработана Джеймсом Максвеллом в 1859 году на основе работы Клаузиуса. Он был подвергнут принципиальной критике Клаузиусом и на основе этой критики Максвелл сделал обновление своей теории в 1867 году.

Основным вкладом Клаузиуса в этой области была разработка критерия для различения атомов и молекул, показывающая, что молекулы газа представляют собой сложные тела с движущимися составными частями..

Второй закон термодинамики

Клаузиус был тем, кто ввел термин «энтропия» в термодинамику и использовал эту концепцию для изучения процессов, как обратимых, так и необратимых, в этой области знаний.

Клаузиус позволил связать понятие энтропии с понятием рассеяния энергии как «сиамские» понятия из-за ее тесной связи.

Это знаменовало существенную разницу с аналогичными понятиями, которые пытались описать те же явления.

Концепция энтропии, как предложил Клаузиус, в свое время была не более чем гипотезой. В конце концов было показано, что Клаус был прав.

Математический метод Клаузиуса

Одним из вкладов Клаузиуса в науку была разработка математического метода, который сыграл уникальную роль в термодинамике. Этот метод был полезен в его применении к механической теории тепла.

Этот вклад Клаузиуса часто упускается из виду, главным образом из-за запутанной формы, в которой его автор представил его.

Однако многие авторы считают, что эти недоразумения были распространены у физиков и не являются основанием для их отклонения..

Механическая теория тепла

Клаузиус разработал так называемую механическую теорию тепла. Это был один из его самых важных вкладов в термодинамику.

Основой этой теории считается тепло как форма движения.

Это позволило понять, что количество тепла, которое необходимо для нагревания и расширения объема газа, зависит от того, каким образом температура и объем изменяются во время процесса..

ссылки

  1. Дауб Э. Энтропия и диссипация. Исторические исследования в области физических наук. 1970; 2 (1970): 321-354.
  2. Кетабжиан Т. (2017). Энергия веры: невидимый вселенский дух термодинамики. В странной науке (стр. 254-278).
  3. Кляйн М. Гиббс о Клаузиусе. Исторические исследования в области физических наук. 1969; 1 (1969): 127-149.
  4. Наук А. А. Рудольф Юлий Эмануэль Клаузиус. Труды Американской академии искусств и наук. 1889; 24: 458-465.
  5. Вулф Э. Клаузиус и Максвелла Кинетическая теория газов. Исторические исследования в области физических наук. 1970; 2: 299-319.
  6. Яги Э. Клаузиус Математический метод и механическая теория тепла. Исторические исследования в области физических наук. 1984; 15 (1): 177-195.