Rudolf Clausius: selle saksa füüsiku ja matemaatiku elulugu ja panused

Rudolf Clausiust peetakse üheks termodünaamika asutajaks juhtivad tegelased mitte ainult 19. sajandi Saksa füüsikas, vaid ka Euroopa teaduses tema sajand.

Ta oli väga osav nii füüsikas kui matemaatikas ning oli eeskujuks teistele teadlastele, nagu šotlane James Maxwell, üks elektromagnetiteooria õpetlasi.

Altpoolt leiate a Rudolf Clausiuse elulugu milles näeme, millised olid tema peamised panused füüsikavaldkonda.

• Seotud artikkel: "10 füüsika haru ja nende teadmiste valdkondi"

Rudolf Clausiuse lühike elulugu

Rudolf Clausius oli saksa füüsik ja matemaatik, kes oli tuntud kui üks termodünaamika rajajatest, kes sõnastas need põhimõtted moodustavatest seadustest teise.. Tema koos teiste kuulsate tegelastega, nagu Briti füüsikud William Thomson, Lord Kelvin ja James Joule, töötasid need seadused välja. füüsika, olles prantsuse füüsik Nicolas Léonard Sadi Carnot, kellele peetakse tunnustust selle eest, et ta töötas välja esimesed seadused. termodünaamika.

Rudolf Clausiuse kõige olulisemad uurimused käsitlesid soojuse mõju erinevatele vedelikele ja materjalidele, tõstes aatomite ja molekulide käitumise kineetikateooriat.

Sünd ja algusaastad

Rudolph Julius Emmanuel Clausius sündis 2. jaanuaril 1822 Preisimaal Köslinis, praeguses Poolas Koszalinis.. Tema isa oli protestant ja juhtis väikest kooli, kus noor Rudolf Clausius käis oma varajases koolieas.

Hiljem astus ta gümnaasiumisse (Saksa keskkooli) Stettini linnas, praeguses Poolas Szczecinis, kus jätkas haridusteed.

Ülikooliharidus

Aastal 1840 astus ta Berliini ülikooli. Seal hakkas ta käima ajalootundides, kuid muutis selle aine peagi loodusteaduste vastu ning tema õpetajateks olid füüsik Georg Simon Ohm ja matemaatik Richard Dedekind.

Matemaatikat ja füüsikat uurides avastas Clausius, et need on neile antud teadmiste harud. eriti hästi, muutes need kindlasti tema elukutseks, kui ta aastal Berliinis õpingud lõpetas 1844.

Hiljem Clausius õppis Halle ülikoolis, omandades seal 1847. aastal füüsikadoktori kraadi tänu tema tööle planeedil Maa atmosfääri olemasolu tagajärjel tekkivate optiliste efektide alal. Kuigi selles töös esines lähenemisviisi osas mõningaid vigu, aitas Clausius seda näidata Tal olid suured kingitused matemaatika ja füüsika alal, mis tegi endale teadlaskonna seas maine saksa keel.

• Teid võivad huvitada: "Ajaloo 5 ajastut (ja nende omadused)"

Esimesed teaduslikud uuringud

Rudolf Clausiuse esimesed eksperimentaalsed ettevõtmised said alguse 1849. aastal rõhu ja temperatuuri vahelisi seoseid reguleerivate seaduste uurimisega. Järgnevalt oleks pühendatud erinevate ainete uurimisele ja sellele, millisel temperatuuril need keevad, joonistades esimesed keemiskõverad.

Tema elu hakkas oma riigi teadusvaldkonnas erilise tähtsuse omandama alates 1850. aastast, kui ta sai koha füüsikaprofessorina Berliini Kuninglikus Tehnika- ja Suurtükiväekoolis, kuhu ta jäi kuni 1855. aastani. Lisaks sellele ametikohale töötas Rudolf Clausius ka Berliini ülikoolis eraisikuna, professorina, kes võiks ülikoolis õpetada, kuid tema tasu maksid otse tema üliõpilased, mitte aga tema institutsioon.

Selle perioodi tipphetk Rudolf Clausiuse elus oli 1850. aastal avaldatud tema kõige olulisem teos: "Kuumusest põhjustatud liikumisjõududest".

• Seotud artikkel: "Hermann von Helmholtz: selle saksa arsti ja füüsiku elulugu"

Kineetilise teooria arendamine

Aastal 1855 lahkus Clausius Saksamaalt ja sai õpetajakoha Šveitsi Föderaalses Tehnoloogiainstituudis Zürichis. Kaks aastat hiljem keskendus kineetilise teooria valdkonna õppimisele, eksperimenteeris sel ajal kontseptsiooniga "osakese vaba keskmine tee", termin, mis tähistab kaugust gaasi moodustavate molekulide kahe üksteise järel kohtumise vahel. See Clausiuse panus oleks tema aja füüsika valdkonnas väga asjakohane.

Rudolf Clausius jääb mitmeks aastaks Šveitsi Föderaalsesse Tehnoloogiainstituuti, kus ta õpetaks füüsikatunde. Ta vahetas kohta 1867. aastal, kolides Würzburgi, kus töötas samuti kuni 1869. aastani õpetajana ja omandas aastal 1868 Londoni Kuningliku Seltsi liikmeks, sest tema kuulsus ja uurimistöö olid juba Euroopa tasandil teada. Ta läks Bonni ülikooli füüsikatunde andma, asutusse, kus ta töötaks kogu oma ülejäänud elu.

Töötas täpselt Bonnis, kui 50-aastaselt puhkes Prantsuse-Preisi sõda (1870-1871). Konflikti käigus organiseeris ta koos mitme oma õpilasega vabatahtliku kiirabikorpuse. Sõjas osalemise tagajärjel sai Clausius jalavigastuse, mis tekitas talle suurt ebamugavust kogu ülejäänud eluks. Vigastus tõi talle aga Saksa ühiskonnas tunnustuse ja tänu kangelaslikule tegevusele sai Rudolf Clausius Raudristi.

• Teid võivad huvitada: "Niels Bohr: selle Taani füüsiku elulugu ja panused"

Viimased aastad ja surm

Oma viimastel eluaastatel pühendas Rudolf Clausius oma lastele ja jättis uurimistöö veidi kõrvale. Lisaks ei saanud ta sõja ajal saadud sõjahaava tõttu kergesti liikuda, mistõttu eelistas ta pigem Bonnis viibida kui reisida nii palju kui nooruses. Sellest hoolimata jätkas Clausius Bonni ülikoolis õpetamist kuni oma surmani.

Rudolf Klausus suri 24. augustil 1888 Saksamaal Bonnis 66-aastaselt. Tema esimene naine Adelheid Rimpau suri 1875. aastal, jättes ta nende kuue lapse hoolde, ja Clausius abiellus uuesti 1886. aastal, seekord Sophie Stackiga, kellega tal sündis poeg.

Tänusõnad sellele füüsikule ja matemaatikule

1870. aastal pälvis Rudolf Clausius Huygensi medali ja 1879. aastal Copley medali., Londoni Kuningliku Seltsi tunnustus neile, kes on andnud olulise panuse bioloogia või füüsika valdkonnas.

Aastal 1878 määrati Rootsi Kuningliku Teaduste Akadeemia liikmeks ja 1882. aastal omistas talle Würzburgi ülikooli audoktori kraad. 1883. aastal pälvis ta Poncelet' auhinna, mille Prantsuse Teaduste Akadeemia annab kõigile teadlastele, kes on andnud olulise panuse teadusesse üldiselt. Rudolf Clausius on saanud tunnustusi veel kaua pärast oma surma. 1935. aastal nimetati Kuu kraater tema perekonnanime järgi: Clausiuse kraater.

Rudolf Clausiuse teaduslikud panused

Rudolf Clausius on füüsikasse andnud mitu panust. Järgmisena näeme, millised on tema avastuste ja teooriate kõige tähelepanuväärsemad aspektid.

Gaaside kineetiline teooria

Aastal 1857 avaldas ta esimese tervikliku mateeria kineetilise teooria teooria.. Selleks kasutas ta statistilist mehaanikat, luues ideaalse mudeli gaaside struktuuri jaoks. Rakendades mehaanika seadusi, järeldas Clausius välise või makroskoopilise käitumise need gaasid põhinevad hüpoteesidel nende molekulide statistilise käitumise kohta vedelikud.

Ta järeldas, et kuna molekulide kokkupõrked toimuvad liikuvate ja elastsete molekulide vahel, igal hetkel on gaasi sees molekulid, mis liiguvad kõikides suundades ja võimalike kiirustega. Nende molekulide translatsiooni koguenergia annab gaasi kalorisisalduse mõõdu ja nende kineetiline energia sõltub otseselt gaasi temperatuurist.

Clausiuse tööd gaaside üksikute molekulide kohta peetakse gaaside kineetilise teooria kontseptsiooni jaoks ülioluliseks. Kineetilise teooria töötas algselt välja James Maxwell 1859. aastal, kuid see põhines väga kurikuulsalt Rudolf Clausiuse töödel.. Kummalisel kombel kritiseeris seda sama teooriat Clausius, mis aitas Maxwellil 1867. aastal oma kineetilist teooriat värskendada.

Veel üks Clausiuse panus selles valdkonnas oli aatomite ja molekulide eristamise kriteeriumi väljatöötamine. Tema sõnul olid gaasimolekulid keerulised kehad, mille koostisosad liiguvad. Tänapäeval on molekuli idee osake, mis koosneb teistest aatomitest, mis on väga levinud gaasid nagu hapnik, lämmastik või vesinik ja ka muud ained nagu vesi või osoon.

Termodünaamika teine ​​seadus

Rudolf Clausiust peetakse koos teiste oma aja suurte teadlastega üheks termodünaamika rajajaks.. Teda tunnustatakse nende põhimõtete teise seaduse ettepaneku eest, mis ütleb, et soojus ei saa kunagi külmemalt kehalt soojemasse üle minna.

See põhimõte, mida nimetatakse ka entroopiaprintsiibiks, mõiste, mille ta ise juurutas ja defineeris aastal 1865, kinnitab, et praktikas on astmelise protsessi tehnika Keha soojust kõrgemal temperatuuril kui teisest madalamal temperatuuril ei saa pöördvõrdeliselt teostada ilma kehas püsivate muudatusteta. keskkond.

Üks selle põhimõtte järeldusi on see energia, mis vabaneb, kui temperatuur langeb ühelt Ta väärtuselt teisele Tb, on see, et see ei muutu täielikult mehaaniliseks energiaksja selle teisenduse energiatõhusus on maksimaalselt 1-Tb / Ta. See lahendas ühe peamise probleemi oma aja füüsika koos teadlastega, kes uurisid, kas soojusenergiat on võimalik täielikult tööks muuta või mitte mehaanik.