Rudolf Clausius: tämän saksalaisen fyysikon ja matemaatikon elämäkerta ja panokset

Rudolf Clausius, jota pidetään yhtenä termodynamiikan perustajista, on yksi niistä 1800-luvun saksalaisen fysiikan, mutta myös eurooppalaisen tieteen johtavia henkilöitä hänen vuosisadansa.

Hän oli erittäin taitava sekä fysiikassa että matematiikassa, ja hän oli esimerkki muiden tiedemiesten, kuten skotlantilaisen James Maxwellin, seurattavana, yksi sähkömagneettisen teorian tutkijoista.

Alta löydät a Rudolf Clausiuksen elämäkerta jossa näemme, mitkä olivat hänen tärkeimmät panoksensa fysiikan alalla.

• Aiheeseen liittyvä artikkeli: "Fysiikan 10 alaa ja niiden osaamisalat"

Rudolf Clausiuksen lyhyt elämäkerta

Rudolf Clausius oli saksalainen fyysikko ja matemaatikko, joka tunnetaan yhtenä termodynamiikan perustajista, koska hän muotoili toisen lain, joka muodostaa nämä periaatteet.. Hän yhdessä muiden maineikkaiden henkilöiden, kuten brittiläisten fyysikojen William Thomsonin, Lord Kelvinin ja James Joulen kanssa kehitti nämä lait. fysiikka, ranskalainen fyysikko Nicolas Léonard Sadi Carnot, jonka sanotaan nostaneen esiin ensimmäisen termodynamiikka.

Rudolf Clausiuksen tärkeimmät tutkimukset käsittelivät lämmön vaikutusta erilaisiin nesteisiin ja materiaaleihin nostaen kineettistä teoriaa atomien ja molekyylien käyttäytymisestä.

Syntymä ja varhaisvuodet

Rudolph Julius Emmanuel Clausius syntyi 2. tammikuuta 1822 Köslinissä, Preussissa, nykyisessä Koszalinissa Puolassa.. Hänen isänsä oli protestantti ja johti pientä koulua, jossa nuori Rudolf Clausius kävi hänen varhaisina kehitysvuosinaan.

Myöhemmin hän meni lukioon (saksalainen lukio) Stettinin kaupungissa, nykyisessä Szczecinissä Puolassa, missä hän jatkoi opintojaan.

yliopisto koulutus

Vuonna 1840 hän tuli Berliinin yliopistoon. Siellä hän alkoi käydä historian tunneilla, mutta vaihtoi pian aiheen tieteeseen ja sai opettajiksi fyysikko Georg Simon Ohmin ja matemaatikko Richard Dedekindin.

Opiskellessaan matematiikkaa ja fysiikkaa Clausius huomasi, että ne olivat heille annettuja tiedon aloja erityisen hyvin, tehden niistä ehdottomasti hänen ammattinsa, kun hän lopetti opinnot Berliinissä vuonna 1844.

Myöhemmin Clausius opiskeli Hallen yliopistossa ja valmistui siellä fysiikan tohtoriksi vuonna 1847 kiitos hänen työnsä optisista vaikutuksista, joita planeetalla Maapallolla ilmakehän olemassaolon seurauksena esiintyy. Vaikka tässä työssä oli joitakin lähestymisvirheitä, se auttoi Clausiusta osoittamaan sen Hänellä oli suuria lahjoja matematiikassa ja fysiikassa, mikä teki itsestään mainetta tiedeyhteisön keskuudessa Saksan kieli.

• Saatat olla kiinnostunut: "Historian 5 aikakautta (ja niiden ominaisuudet)"

Ensimmäiset tieteelliset tutkimukset

Rudolf Clausiuksen ensimmäiset kokeelliset hankkeet alkoivat vuonna 1849 tutkimalla paineen ja lämpötilan välisiä suhteita sääteleviä lakeja. Myöhemmin olisi omistettu eri aineiden tutkimukselle ja missä lämpötilassa ne kiehuvat, piirtäen ensimmäiset kiehumiskäyrät.

Hänen elämänsä alkoi saada erityistä merkitystä maansa tieteen alalla vuodesta 1850, jolloin hän sai fysiikan professori Berliinin kuninkaallisessa tekniikan ja tykistökoulussa, jossa hän toimi vuoteen 1855 asti. Tämän tehtävän lisäksi Rudolf Clausius toimi myös Berliinin yliopistossa yksityishenkilönä, professorina, joka voisi opettaa yliopistossa, mutta hänen palkkionsa maksoivat suoraan hänen opiskelijansa eivätkä ne instituutio.

Tämän ajanjakson kohokohta Rudolf Clausiuksen elämässä oli julkaisu vuonna 1850 hänen tärkeimmästä teoksestaan: "Lämmön aiheuttamista liikevoimista".

• Aiheeseen liittyvä artikkeli: "Hermann von Helmholtz: tämän saksalaisen lääkärin ja fyysikon elämäkerta"

Kineettisen teorian kehittäminen

Vuonna 1855 Clausius lähti Saksasta ja sai opettajanpaikan Sveitsin liittovaltion teknologiainstituutissa Zürichissä. Kaksi vuotta myöhemmin keskittyi opiskelemaan kineettisen teorian alalla, kokeili tällä hetkellä käsitettä "hiukkasen vapaa keskitie", termi, joka viittaa etäisyyteen kahden peräkkäisen kaasun muodostavien molekyylien kohtaamisen välillä. Tämä Clausiuksen panos olisi erittäin tärkeä hänen aikansa fysiikan alalla.

Rudolf Clausius pysyisi Sveitsin liittovaltion teknologiainstituutissa useiden vuosien ajan, missä hän opettaisi fysiikan tunteja. Hän vaihtoi paikkaa vuonna 1867 ja muutti Würzburgiin, jossa hän työskenteli myös opettajana vuoteen 1869 asti ja sai Lontoon Royal Societyn jäsen vuonna 1868, koska hänen maineensa ja tutkimuksensa tunnettiin jo Euroopan tasolla. Hän menisi Bonnin yliopistoon opettamaan fysiikan tunteja, laitokseen, jossa hän työskenteli loppuelämänsä.

Työskentelin juuri Bonnissa, kun 50-vuotiaana puhkesi Ranskan ja Preussin sota (1870-1871). Konfliktin aikana hän järjesti useiden oppilaidensa kanssa vapaaehtoisen ambulanssijoukon. Sotaan osallistumisensa seurauksena Clausius sai jalkavamman, joka aiheutti hänelle suurta epämukavuutta koko loppuelämänsä ajan. Vamma toi hänelle kuitenkin tunnustusta saksalaisessa yhteiskunnassa, ja sankarillisen toimintansa ansiosta Rudolf Clausius sai Rautaristin.

• Saatat olla kiinnostunut: "Niels Bohr: tämän tanskalaisen fyysikon elämäkerta ja panokset"

Viimeiset vuodet ja kuolema

Viimeisinä elinvuosinaan Rudolf Clausius omistautui lapsilleen ja jätti tutkimuksen vähän sivuun. Lisäksi sodan aikana saamiensa sotahaavojen vuoksi hän ei voinut liikkua helposti, minkä vuoksi hän pysyi mieluummin Bonnissa kuin matkusti yhtä paljon kuin nuoruudessaan. Siitä huolimatta Clausius jatkoi opettamista Bonnin yliopistossa kuolemaansa asti.

Rudolf clausius kuoli 24. elokuuta 1888 Bonnissa, Saksassa, 66-vuotiaana. Hänen ensimmäinen vaimonsa, Adelheid Rimpau, oli kuollut vuonna 1875, jättäen hänet heidän kuuden lapsensa hoitoon, ja Clausius meni uudelleen naimisiin vuonna 1886, tällä kertaa Sophie Stackin kanssa, jonka kanssa hänellä oli poika.

Kiitokset tälle fyysikolle ja matemaatikolle

Vuonna 1870 Rudolf Clausius palkittiin Huygens-mitalilla ja vuonna 1879 hän sai Copley-mitalin.Lontoon Royal Societyn myöntämä tunnustus niille, jotka ovat tehneet merkittävän panoksen biologian tai fysiikan alalla.

Vuonna 1878 nimitettiin Ruotsin kuninkaallisen tiedeakatemian jäseneksi ja vuonna 1882 Würzburgin yliopisto myönsi hänelle kunniatohtorin arvon. Vuonna 1883 hän sai Poncelet-palkinnon, jonka Ranskan tiedeakatemia myönsi kaikille tiedemiehille, jotka ovat antaneet merkittävän panoksen tieteeseen yleensä. Rudolf Clausius on saanut kunnianosoituksia vielä pitkään kuolemansa jälkeen. Vuonna 1935 Kuussa oleva kraatteri nimettiin hänen sukunimensä mukaan: Clausius-kraatteri.

Rudolf Clausiuksen tieteelliset panokset

Rudolf Clausius on antanut useita panoksia fysiikkaan. Seuraavaksi näemme, mitkä ovat hänen löytöjensä ja teorioidensa merkittävimmät näkökohdat.

Kaasujen kineettinen teoria

Vuonna 1857 hän julkaisi ensimmäisen täydellisen teorian aineen kineettisestä teoriasta.. Tätä varten hän käytti tilastomekaniikkaa ja loi ihanteellisen mallin kaasujen rakenteelle. Soveltaen mekaniikan lakeja Clausius päätteli ulkoisen tai makroskooppisen käyttäytymisen nämä kaasut perustuvat hypoteeseihin näiden molekyylien tilastollisesta käyttäytymisestä nesteitä.

Hän päätteli, että koska molekyylien törmäyksiä tapahtuu liikkuvien ja elastisten molekyylien välillä, joka hetki kaasun sisällä on molekyylejä, jotka liikkuvat kaikkiin suuntiin ja kaikilla mahdollisilla nopeuksilla. Näiden molekyylien kokonaistranslaatioenergia antaa mittauksen kaasun kaloripitoisuudesta, ja niiden kineettinen energia riippuu suoraan kaasun lämpötilasta.

Clausiuksen työtä kaasujen yksittäisistä molekyyleistä pidetään ratkaisevan tärkeänä kaasujen kineettisen teorian käsityksessä. Kineettisen teorian kehitti alun perin James Maxwell vuonna 1859, mutta se perustui hyvin tunnetusti Rudolf Clausiuksen työhön.. Kummallista kyllä, Clausius kritisoi tätä samaa teoriaa, mikä auttoi Maxwellia päivittämään kineettistä teoriaansa vuonna 1867.

Toinen Clausiuksen panos tällä alalla oli kehittää kriteeri atomien ja molekyylien erottamiseksi toisistaan. Hänen mukaansa kaasumolekyylit olivat monimutkaisia ​​kappaleita, joiden rakenneosat liikkuvat. Nykyään idea molekyylistä on hiukkanen, joka koostuu muista atomeista, mikä on hyvin yleistä kaasut, kuten happi, typpi tai vety, ja myös muut aineet, kuten vesi tai otsoni.

Termodynamiikan toinen pääsääntö

Muiden aikansa suurten tiedemiesten ohella Rudolf Clausiusta pidetään yhtenä termodynamiikan perustajista.. Hänen ansiotaan on ehdotus näiden periaatteiden toisesta laista, jonka mukaan lämpö ei voi koskaan siirtyä itsestään kylmemmästä kehosta lämpimämpään.

Tämä periaate, jota kutsutaan myös entropiaperiaatteeksi, käsite, jonka hän itse otti käyttöön ja määritteli vuonna 1865, vahvistaa, että käytännössä vaiheprosessitekniikka Kehon lämpöä korkeammassa lämpötilassa kuin toisen, joka on alhaisemmassa lämpötilassa, ei voida suorittaa käänteisellä tavalla ilman pysyviä muutoksia ympäristöön.

Yksi tämän periaatteen päätelmistä on se energia, joka vapautuu, kun lämpötila putoaa yhdestä Ta-arvosta toiseen Tb, on se, että se ei muutu täysin mekaaniseksi energiaksi, ja tämän muunnoksen energiatehokkuus on enintään 1-Tb / Ta. Tämä ratkaisi yhden pääongelmista aikansa fysiikkaa, ja tutkijat pohtivat, oliko mahdollista muuttaa lämpöenergia kokonaan työksi vai ei mekaaninen.