Rudolf Clausius: biografie a příspěvky tohoto německého fyzika a matematika

Rudolf Clausius, považovaný za jednoho ze zakladatelů termodynamiky, je jedním z nich přední osobnosti nejen německé fyziky 19. století, ale i evropské vědy jeho století.

Byl velmi zručný ve fyzice i matematice a byl příkladem, který měli následovat další vědci, jako například Skot James Maxwell, jeden z učenců elektromagnetické teorie.

Níže najdete a životopis Rudolfa Clausia ve kterém uvidíme, jaké byly jeho hlavní příspěvky na poli fyziky.

• Související článek: „10 oborů fyziky a jejich oblastí znalostí“

Krátký životopis Rudolfa Clausia

Rudolf Clausius byl německý fyzik a matematik známý jako jeden ze zakladatelů termodynamiky, který formuloval druhý ze zákonů, které tvoří tyto principy.. On, spolu s dalšími slavnými osobnostmi, jako jsou britští fyzikové William Thomson, Lord Kelvin a James Joule, tyto zákony vyvinul. fyziky, což je francouzský fyzik Nicolas Léonard Sadi Carnot, který je považován za autora prvního ze zákonů termodynamika.

Nejrelevantnější studie Rudolfa Clausiuse se zabývaly vlivem tepla na různé tekutiny a materiály, čímž se zvýšila kinetická teorie o chování atomů a molekul.

Narození a raná léta

Rudolph Julius Emmanuel Clausius se narodil 2. ledna 1822 v Köslin, Prusko, dnešní Koszalin, Polsko.. Jeho otec byl protestant a vedl malou školu, kam chodil mladý Rudolf Clausius během svých raných formativních let.

Později vstoupil na gymnázium (německá střední škola) ve městě Štětín, nyní Štětín v Polsku, kde pokračoval ve studiu.

univerzitní vzdělání

V roce 1840 vstoupil na univerzitu v Berlíně. Tam začal navštěvovat hodiny historie, ale brzy změnil tento předmět na přírodní vědy a jako učitele měl fyzika Georga Simona Ohma a matematika Richarda Dedekinda.

Clausius studiem matematiky a fyziky zjistil, že jde o obory znalostí, které jim byly dány zvláště dobře, což z nich udělalo definitivní jeho povolání, když dokončil studium v ​​Berlíně v roce 1844.

Později Clausius studoval na univerzitě v Halle, kde získal v roce 1847 doktorát z fyziky díky jeho práci na optických efektech, které se vyskytují na planetě Zemi v důsledku existence atmosféry. Ačkoli tato práce obsahovala některé chyby, pokud jde o přístup, posloužila Clausiusovi, aby to ukázal Měl velké nadání pro matematiku a fyziku, díky čemuž si získal reputaci mezi vědeckou komunitou Němec.

• Mohlo by vás zajímat: „5 věků dějin (a jejich charakteristiky)“

První vědecké výzkumy

První experimentální podniky Rudolfa Clausiuse začaly v roce 1849 studiem zákonů, jimiž se řídí vztahy mezi tlakem a teplotou. Následně by bylo věnováno studiu různých látek a při jaké teplotě se vaří, přičemž se kreslí první křivky varu.

Jeho život začal nabývat zvláštního významu ve vědecké oblasti jeho země od roku 1850, kdy získal místo profesora fyziky na Královské škole inženýrství a dělostřelectva v Berlíně, kde zůstal až do roku 1855. Kromě této funkce působil Rudolf Clausius také na berlínské univerzitě jako privatdozent, profesor, který mohl učit na univerzitě, ale že jeho poplatky platily přímo jeho studenti, nikoli studenti instituce.

Vrcholem tohoto období v životě Rudolfa Clausia bylo publikace v roce 1850 o tom, co by bylo jeho nejdůležitějším dílem: „O silách pohybu způsobených teplem".

• Související článek: "Hermann von Helmholtz: biografie tohoto německého lékaře a fyzika"

Rozvíjení kinetické teorie

V roce 1855 Clausius opustil Německo a získal místo učitele na Švýcarském federálním technologickém institutu v Curychu. O dva roky později zaměřený na studium v ​​oblasti kinetické teorie, experimentoval v této době s konceptem "volné střední dráhy částice", termín, který odkazuje na vzdálenost mezi dvěma setkáními, jeden po druhém, molekul, které tvoří plyn. Tento Clausiův příspěvek by byl velmi relevantní pro oblast fyziky své doby.

Rudolf Clausius zůstal několik let na Švýcarském federálním technologickém institutu, kde by vyučoval hodiny fyziky. V roce 1867 změnil místo a přestěhoval se do Würzburgu, kde by také do roku 1869 působil jako učitel a získal členství v Royal Society of London v roce 1868, protože jeho sláva a jeho výzkumy byly známy již na evropské úrovni. Odešel na univerzitu v Bonnu učit hodiny fyziky, do instituce, kde by pracoval po zbytek svého života.

Právě pracoval v Bonnu, když ve věku 50 let vypukla francouzsko-pruská válka (1870-1871). Během konfliktu zorganizoval spolu s několika svými studenty dobrovolnický záchranný sbor. V důsledku svého zapojení do války utrpěl Clausius zranění nohy, které mu způsobilo velké nepohodlí po zbytek života. Zranění mu však přineslo uznání v německé společnosti a Rudolf Clausius díky svému hrdinskému činu obdržel Železný kříž.

• Mohlo by vás zajímat: „Niels Bohr: biografie a příspěvky tohoto dánského fyzika“

Poslední roky a smrt

Během posledních let života se Rudolf Clausius věnoval svým dětem a výzkum odložil trochu stranou. Navíc s válečným zraněním, které během války utrpěl, se nemohl snadno pohybovat, takže raději zůstal v Bonnu, než aby cestoval tolik jako v mládí. Přesto Clausius pokračoval ve výuce na univerzitě v Bonnu až do své smrti.

Rudolf clausius zemřel 24. srpna 1888 v německém Bonnu ve věku 66 let. Jeho první manželka Adelheid Rimpau zemřela v roce 1875 a nechala ho v péči o jejich šest dětí a Clausius se v roce 1886 znovu oženil, tentokrát se Sophií Stackovou, se kterou měl syna.

Poděkování tomuto fyzikovi a matematikovi

V roce 1870 byl Rudolf Clausius oceněn Huygensovou medailí a v roce 1879 obdržel Copleyovu medaili., uznání udělené Royal Society of London těm, kteří významně přispěli na poli biologie nebo fyziky.

V roce 1878 byl jmenován členem Královské švédské akademie věd a v roce 1882 mu byl na univerzitě ve Würzburgu udělen čestný doktorát. V roce 1883 obdržel Ponceletovu cenu, kterou Francouzská akademie věd uděluje všem vědcům, kteří významně přispěli k vědě obecně. Rudolf Clausius pokračoval v přijímání vyznamenání dlouho po své smrti. V roce 1935 byl po jeho příjmení pojmenován kráter na Měsíci: Clausiusův kráter.

Vědecké příspěvky Rudolfa Clausia

Existuje několik příspěvků, které Rudolf Clausius učinil k fyzice. Dále uvidíme, jaké jsou nejpozoruhodnější aspekty jeho objevů a teorií.

Kinetická teorie plynů

V roce 1857 publikoval první úplnou teorii o kinetické teorii hmoty.. K tomu použil statistickou mechaniku a vytvořil ideální model pro strukturu plynů. Použitím zákonů mechaniky Clausius odvodil vnější nebo makroskopické chování tyto plyny založené na hypotézách o statistickém chování molekul těchto tekutiny.

Usoudil, že protože dochází ke srážkám molekul mezi molekulami v pohybu a pružnosti, v každém okamžiku budou molekuly uvnitř plynu pohybující se všemi směry a všemi možnými rychlostmi. Celková energie translace těchto molekul udává míru kalorického obsahu plynu a jejich kinetická energie přímo závisí na teplotě plynu.

Clausiova práce o jednotlivých molekulách plynů je považována za klíčovou pro koncepci kinetické teorie plynů. Kinetická teorie byla původně vyvinuta Jamesem Maxwellem v roce 1859, ale velmi notoricky založená na práci Rudolfa Clausia.. Je zvláštní, že stejnou teorii kritizoval Clausius, což Maxwellovi posloužilo k aktualizaci jeho kinetické teorie v roce 1867.

Dalším Clausiovým příspěvkem v této oblasti bylo vyvinout kritérium pro rozlišení mezi atomy a molekulami. Podle něj byly molekuly plynu složitá tělesa, jejichž jednotlivé části se pohybují. Dnes je myšlenka molekuly částice složená z jiných atomů, což je něco velmi běžného plyny jako je kyslík, dusík nebo vodík a také další látky jako voda popř ozón.

Druhý zákon termodynamiky

Spolu s dalšími velkými vědci své doby je Rudolf Clausius považován za jednoho ze zakladatelů termodynamiky. Je mu připisován návrh druhého zákona těchto principů, který říká, že teplo nikdy nemůže samo od sebe přejít z chladnějšího tělesa do teplejšího.

Tento princip, nazývaný také princip entropie, koncept, který sám zavedl a definoval v roce 1865, potvrzuje, že v praxi je technika krokového procesu Teplo tělesa o vyšší teplotě než jiného tělesa s nižší teplotou nemůže být provedeno inverzním způsobem bez trvalých změn v životní prostředí.

Jedna z dedukcí z tohoto principu je, že energie uvolněná při poklesu teploty z jedné hodnoty Ta na jinou Tb spočívá v tom, že není zcela přeměněna na mechanickou energiia energetická účinnost této transformace je maximálně 1-Tb / Ta. Tím byl vyřešen jeden z hlavních problémů fyziky své doby, kdy vědci teoretizovali o tom, zda bylo možné plně přeměnit tepelnou energii na práci mechanik.