Rudolf Clausius: Biographie und Beiträge dieses deutschen Physikers und Mathematikers

Rudolf Clausius gilt als einer der Gründerväter der Thermodynamik und ist einer der führende Persönlichkeiten nicht nur in der deutschen Physik des 19. Jahrhunderts, sondern auch in der europäischen Wissenschaft der sein Jahrhundert.

Er war sowohl in Physik als auch in Mathematik sehr geschickt und ein Beispiel, dem andere Wissenschaftler wie der Schotte James Maxwell, einer der Gelehrten der elektromagnetischen Theorie, folgten.

Unten finden Sie a Biographie von Rudolf Clausius in dem wir sehen werden, was seine wichtigsten Beiträge zur Physik waren.

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Kurzbiographie von Rudolf Clausius

Rudolf Clausius war ein deutscher Physiker und Mathematiker, der als einer der Begründer der Thermodynamik bekannt ist, da er das zweite der Gesetze formuliert hat, aus denen diese Prinzipien bestehen. Er hat diese Gesetze zusammen mit anderen illustren Persönlichkeiten wie den britischen Physikern William Thomson, Lord Kelvin und James Joule entwickelt. Physik, ist der französische Physiker Nicolas Léonard Sadi Carnot, dem zugeschrieben wird, das erste der Gesetze von. aufgestellt zu haben Thermodynamik.

Die relevantesten Studien von Rudolf Clausius beschäftigten sich mit der Wirkung von Wärme auf verschiedene Flüssigkeiten und Materialien und stellten die kinetische Theorie zum Verhalten von Atomen und Molekülen.

Geburt und frühe Jahre

Rudolph Julius Emmanuel Clausius wurde am 2. Januar 1822 in Köslin, Preußen, dem heutigen Koszalin, Polen geboren. Sein Vater war Protestant und leitete eine kleine Schule, die der junge Rudolf Clausius in seinen frühen Ausbildungsjahren besuchte.

Später besuchte er das Gymnasium in der Stadt Stettin, dem heutigen Stettin in Polen, wo er seine Ausbildung fortsetzte.

Universitäts Bildung

1840 trat er in die Universität Berlin ein. Dort begann er, Geschichtsunterricht zu besuchen, wechselte aber bald dieses Fach in die Naturwissenschaften und hatte als Lehrer den Physiker Georg Simon Ohm und den Mathematiker Richard Dedekind.

Clausius studierte Mathematik und Physik und entdeckte, dass dies Wissenszweige waren, die ihnen geschenkt wurden besonders gut, was sie definitiv zu seinem Beruf machte, als er sein Studium in Berlin in. beendete 1844.

Später Clausius Studium an der Universität Halle, dort Promotion in Physik 1847 dank seiner Arbeiten zu den optischen Effekten, die auf dem Planeten Erde als Folge der Existenz der Atmosphäre auftreten. Obwohl diese Arbeit einige Fehler in der Herangehensweise aufwies, diente sie Clausius dazu, zu zeigen, dass Er hatte große Begabungen für Mathematik und Physik, was sich in der wissenschaftlichen Gemeinschaft einen Namen machte Deutsch.

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Erste wissenschaftliche Untersuchungen

Die ersten experimentellen Unternehmungen von Rudolf Clausius begannen 1849 mit der Erforschung der Gesetze des Zusammenhangs zwischen Druck und Temperatur. Anschließend würde sich der Untersuchung verschiedener Stoffe und ihrer Siedetemperatur widmen und die ersten Siedekurven zeichnen.

Besondere Bedeutung im wissenschaftlichen Bereich seines Landes erlangte sein Leben ab 1850, als er ein Professor für Physik an der Königlichen Ingenieur- und Artillerieschule in Berlin, wo er bis 1855 blieb. Neben dieser Position war Rudolf Clausius auch als Privatdozent an der Universität Berlin tätig, ein Professor, der an der Universität lehren, seine Studiengebühren aber direkt von seinen Studierenden bezahlt wurden und nicht von den Institution.

Der Höhepunkt dieser Zeit im Leben von Rudolf Clausius war die Veröffentlichung seines wohl wichtigsten Werks im Jahr 1850: "Über die durch Hitze verursachten Bewegungskräfte"".

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Entwicklung der kinetischen Theorie

1855 verließ Clausius Deutschland und erhielt eine Lehrstelle an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich. Zwei Jahre später konzentrierte sich auf das Studium der kinetischen Theorie, experimentierte zu dieser Zeit mit dem Konzept der "freien mittleren Bahn eines Teilchens", ein Begriff, der sich auf den Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden Begegnungen der Moleküle bezieht, aus denen ein Gas besteht. Dieser Beitrag von Clausius wäre für die Physik seiner Zeit sehr relevant.

Rudolf Clausius blieb mehrere Jahre an der Eidgenössischen Technischen Hochschule, wo er Physikunterricht gab. 1867 wechselte er den Ort und zog nach Würzburg, wo er bis 1869 auch als Lehrer arbeitete und erhielt eine Mitgliedschaft in der Royal Society of London im Jahr 1868, denn sein Ruhm und seine Forschungen waren bereits auf europäischer Ebene bekannt. Er würde an die Universität Bonn gehen, um Physik zu unterrichten, eine Institution, an der er für den Rest seines Lebens arbeiten würde.

Genau in Bonn tätig, als im Alter von 50 Jahren der Deutsch-Französische Krieg (1870-1871) ausbrach. Während des Konflikts organisierte er zusammen mit einigen seiner Schüler einen freiwilligen Rettungsdienst. Als Folge seines Kriegseinsatzes erlitt Clausius eine Beinverletzung, die ihm für den Rest seines Lebens große Beschwerden bereitete. Die Verletzung brachte ihm jedoch Anerkennung in der deutschen Gesellschaft und Rudolf Clausius erhielt für sein heldenhaftes Handeln das Eiserne Kreuz.

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Letzte Jahre und Tod

In seinen letzten Lebensjahren widmete sich Rudolf Clausius seinen Kindern und legte die Forschung ein wenig beiseite. Darüber hinaus konnte er sich aufgrund der Kriegsverletzungen, die er während des Krieges zugezogen hatte, nicht leicht bewegen, sodass er lieber in Bonn blieb, als so viel zu reisen wie in seiner Jugend. Clausius lehrte dennoch bis zu seinem Tod an der Universität Bonn.

Rudolf Clausius gestorben am 24. August 1888 in Bonn im Alter von 66 Jahren. Seine erste Frau, Adelheid Rimpau, war 1875 gestorben und hatte ihn in der Obhut ihrer sechs Kinder hinterlassen, und Clausius heiratete 1886 erneut, diesmal mit Sophie Stack, mit der er einen Sohn hatte.

Danksagung an diesen Physiker und Mathematiker

1870 erhielt Rudolf Clausius die Huygens-Medaille und 1879 die Copley-Medaille, Anerkennung durch die Royal Society of London für diejenigen, die wichtige Beiträge auf dem Gebiet der Biologie oder Physik geleistet haben.

Im Jahr 1878 wurde zum Mitglied der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften ernannt 1882 wurde ihm die Ehrendoktorwürde der Universität Würzburg verliehen. 1883 erhielt er den Poncelet-Preis, der von der Französischen Akademie der Wissenschaften an alle Wissenschaftler verliehen wird, die bedeutende Beiträge zur Wissenschaft im Allgemeinen geleistet haben. Rudolf Clausius wird noch lange nach seinem Tod geehrt. 1935 wurde ein Krater auf dem Mond nach seinem Nachnamen benannt: Clausius-Krater.

Wissenschaftliche Beiträge von Rudolf Clausius

Es gibt mehrere Beiträge, die Rudolf Clausius zur Physik gemacht hat. Als nächstes werden wir die bemerkenswertesten Aspekte seiner Entdeckungen und Theorien sehen.

Kinetische Theorie der Gase

1857 veröffentlichte er die erste vollständige Theorie zur kinetischen Theorie der Materie.. Dazu nutzte er die statistische Mechanik und stellte ein ideales Modell für die Struktur von Gasen auf. Unter Anwendung der Gesetze der Mechanik leitete Clausius das äußere oder makroskopische Verhalten von diese Gase basierend auf Hypothesen über das statistische Verhalten der Moleküle dieser Flüssigkeiten.

Er leitete daraus ab, dass, da molekulare Kollisionen zwischen Molekülen in Bewegung und mit Elastizität auftreten, In jedem Moment werden sich Moleküle im Gas in alle Richtungen und mit allen möglichen Geschwindigkeiten bewegen. Die Gesamttranslationsenergie dieser Moleküle ist das Maß für den Kaloriengehalt des Gases, und ihre kinetische Energie hängt direkt von der Temperatur des Gases ab.

Clausius' Arbeiten zu den einzelnen Gasmolekülen gelten als entscheidend für die Konzeption der kinetischen Gastheorie. Die kinetische Theorie wurde ursprünglich von James Maxwell im Jahr 1859 entwickelt, basiert jedoch sehr bekannt auf den Arbeiten von Rudolf Clausius.. Seltsamerweise wurde dieselbe Theorie von Clausius kritisiert, was Maxwell 1867 dazu diente, seine kinetische Theorie zu aktualisieren.

Ein weiterer Beitrag von Clausius auf diesem Gebiet war die Entwicklung eines Kriteriums zur Unterscheidung zwischen Atomen und Molekülen. Seiner Meinung nach waren Gasmoleküle komplexe Körper, deren Bestandteile sich bewegen. Heutzutage ist die Idee eines Moleküls ein Teilchen, das aus anderen Atomen besteht, etwas sehr verbreitet in Gase wie Sauerstoff, Stickstoff oder Wasserstoff und auch andere Stoffe wie Wasser oder Ozon.

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik

Rudolf Clausius gilt neben anderen großen Wissenschaftlern seiner Zeit als einer der Begründer der Thermodynamik. Ihm wird der Satz des zweiten Hauptsatzes dieser Prinzipien zugeschrieben, der besagt, dass Wärme niemals von selbst von einem kälteren Körper zu einem wärmeren übergehen kann.

Dieses Prinzip, auch Entropieprinzip genannt, ein Konzept, das er selbst 1865 eingeführt und definiert hat, bestätigt, dass in der Praxis die Stufenverfahrenstechnik Die Erwärmung eines Körpers mit einer höheren Temperatur als einem anderen mit niedrigerer Temperatur kann ohne dauerhafte Veränderungen in der Wärme nicht umgekehrt durchgeführt werden Umgebung.

Eine der Ableitungen aus diesem Prinzip ist, dass die freigesetzte Energie, wenn die Temperatur von einem Ta-Wert auf einen anderen Tb sinkt, besteht darin, dass sie nicht vollständig in mechanische Energie umgewandelt wird, und die Energieeffizienz dieser Umwandlung beträgt höchstens 1-Tb / Ta. Dies löste eines der Hauptprobleme der Physik seiner Zeit, wobei die Wissenschaftler darüber spekulierten, ob es möglich sei, Wärmeenergie vollständig in Arbeit umzuwandeln Mechaniker.