Rudolf Clausius: ennek a német fizikusnak és matematikusnak az életrajza és hozzájárulásai

A termodinamika egyik alapító atyja, Rudolf Clausius az egyik századi német fizika, hanem az európai tudomány vezető alakjai is százada.

Mind a fizikában, mind a matematikában nagyon jártas volt, követendő példa volt más tudósok számára is, mint például a skót James Maxwell, az elektromágneses elmélet egyik tudósa.

Az alábbiakban megtalálja a Rudolf Clausius életrajza amelyben meglátjuk, mi volt a fő hozzájárulása a fizika területéhez.

• Kapcsolódó cikk: "A fizika 10 ága és tudományterületei"

Rudolf Clausius rövid életrajza

Rudolf Clausius német fizikus és matematikus volt, aki a termodinamika egyik megalapítójáról ismert, és ő fogalmazta meg a második törvényt, amely ezeket az alapelveket alkotja.. Más jeles alakokkal, például William Thomson brit fizikusokkal, Lord Kelvinnel és James Joule-lal együtt ő dolgozta ki ezeket a törvényeket. fizika, lévén Nicolas Léonard Sadi Carnot francia fizikus, akinek az a nevéhez fűződik, hogy felvetette az első törvényeket. termodinamika.

Rudolf Clausius legrelevánsabb tanulmányai a hő különböző folyadékokra és anyagokra gyakorolt ​​hatásával foglalkoztak, felveve az atomok és molekulák viselkedésére vonatkozó kinetikai elméletet.

Születés és korai évek

Rudolph Julius Emmanuel Clausius 1822. január 2-án született a poroszországi Köslinben, a mai Koszalinban, Lengyelországban.. Édesapja protestáns volt, és egy kis iskolát vezetett, ahová a fiatal Rudolf Clausius járt korai alakuló éveiben.

Később a gimnáziumba (német gimnázium) lépett Stettin városába, a jelenlegi lengyelországi Szczecinbe, ahol folytatta tanulmányait.

egyetemi oktatás

1840-ben belépett a berlini egyetemre. Ott kezdett történelemórákra járni, de hamarosan természettudományra váltott, és Georg Simon Ohm fizikus és Richard Dedekind matematikus volt a tanára.

A matematikát és a fizikát tanulmányozva Clausius felfedezte, hogy ezek olyan tudáságak, amelyeket nekik adtak. különösen jól, és határozottan a hivatásává tette őket, amikor Berlinben befejezte tanulmányait 1844.

Később Clausius a hallei egyetemen tanult, ahol 1847-ben fizikából doktorált a Föld bolygón a légkör létezésének következményeként fellépő optikai hatásokkal kapcsolatos munkájának köszönhetően. Bár ez a munka tartalmazott néhány megközelítési hibát, Clausiust szolgálta ennek bemutatására Nagy tehetsége volt a matematika és a fizika terén, így hírnevet szerzett magának a tudományos közösség körében Német.

• Érdekelheti: "A történelem 5 kora (és jellemzőik)"

Az első tudományos vizsgálatok

Rudolf Clausius első kísérleti vállalkozásai 1849-ben kezdődtek a nyomás és a hőmérséklet közötti összefüggéseket szabályozó törvényszerűségek tanulmányozásával. Később Különböző anyagok tanulmányozásának szentelnék, és azt, hogy milyen hőmérsékleten forrnak, megrajzolva az első forrási görbéket.

Élete 1850-től kezdett különös jelentőséget kapni hazája tudományos területén, amikor megszerezte a fizikaprofesszorként a Berlini Királyi Mérnöki és Tüzérségi Iskolában, ahol 1855-ig maradt. E pozíciója mellett Rudolf Clausius a berlini egyetemen is szolgált magándozentként, professzorként, aki tanítani az egyetemen, de a tandíjat közvetlenül a hallgatói fizették, nem pedig az intézmény.

Ennek az időszaknak a csúcspontja Rudolf Clausius életében az volt 1850-ben jelent meg legfontosabb munkája: „A hő okozta mozgási erőkről".

• Kapcsolódó cikk: "Hermann von Helmholtz: ennek a német orvosnak és fizikusnak az életrajza"

A kinetikai elmélet kidolgozása

1855-ben Clausius elhagyta Németországot, és a zürichi Svájci Szövetségi Technológiai Intézetben kapott tanári állást. Két évvel később a kinetikai elmélet tanulmányozására összpontosított, ekkoriban kísérletezett a "részecske szabad középútjának" koncepciójával., ez a kifejezés a gázt alkotó molekulák két egymás utáni találkozása közötti távolságra utal. Clausiusnak ez a hozzájárulása nagyon releváns lenne kora fizika területén.

Rudolf Clausius évekig a Svájci Szövetségi Műszaki Intézetben marad, ahol fizikaórákat fog tartani. 1867-ben helyet cserélt, Würzburgba költözött, ahol 1869-ig tanárként is dolgozott és megszerezte 1868-ban a Royal Society of London tagja, mert hírnevét és kutatásait már európai szinten is ismerték. A Bonni Egyetemre ment fizikaórákat tanítani, egy olyan intézménybe, ahol élete végéig dolgozna.

Pontosan Bonnban dolgozott, amikor 50 évesen kitört a francia-porosz háború (1870-1871). A konfliktus során több tanítványával együtt önkéntes mentőalakulatot szervezett. A háborúban való részvétele következtében Clausius lábsérülést szenvedett, ami élete végéig nagy kényelmetlenséget okozott számára. A sérülés azonban elismerést hozott neki a német társadalomban, és hősies fellépésének köszönhetően Rudolf Clausius megkapta a Vaskeresztet.

• Érdekelheti: "Niels Bohr: ennek a dán fizikusnak az életrajza és hozzájárulásai"

Az elmúlt évek és a halál

Élete utolsó éveiben Rudolf Clausius gyermekeinek szentelte magát, és egy kicsit félretette a kutatást. Ráadásul a háború alatt elszenvedett háborús sebe miatt nem tudott könnyen mozogni, ezért szívesebben tartózkodott Bonnban, mintsem annyit utazzon, mint fiatalkorában. Mindazonáltal Clausius haláláig a Bonni Egyetemen tanított.

Rudolf clausius 1888. augusztus 24-én halt meg a németországi Bonnban, 66 évesen. Első felesége, Adelheid Rimpau 1875-ben meghalt, így hat gyermekük gondjaira bízta, Clausius pedig 1886-ban újraházasodott, ezúttal Sophie Stackhez, akitől fia született.

Köszönet e fizikusnak és matematikusnak

1870-ben Rudolf Clausiust Huygens-éremmel, 1879-ben pedig Copley-éremmel tüntették ki., a Londoni Királyi Társaság elismerése azoknak, akik jelentős mértékben hozzájárultak a biológia vagy a fizika területén.

1878-ban a Svéd Királyi Tudományos Akadémia tagjává nevezték ki 1882-ben pedig a Würzburgi Egyetem díszdoktorává nyilvánította. 1883-ban megkapta a Poncelet-díjat, amelyet a Francia Tudományos Akadémia ítél oda minden olyan tudósnak, aki jelentős mértékben hozzájárult a tudományhoz általában. Rudolf Clausius még sokáig kapott kitüntetéseket halála után. 1935-ben egy krátert a Holdon neveztek el vezetéknevéről: Clausius kráter.

Rudolf Clausius tudományos munkái

Rudolf Clausius számos hozzájárulást tett a fizikához. A továbbiakban meglátjuk, melyek felfedezései és elméletei legfigyelemreméltóbb aspektusai.

Gázok kinetikai elmélete

1857-ben publikálta az első teljes elméletet az anyag kinetikai elméletéről.. Ehhez statisztikai mechanikát használt, ideális modellt állított fel a gázok szerkezetére. Clausius a mechanika törvényeit alkalmazva levezette a külső vagy makroszkopikus viselkedést ezek a gázok ezek molekuláinak statisztikai viselkedésére vonatkozó hipotéziseken alapulnak folyadékok.

Arra a következtetésre jutott, hogy mivel molekuláris ütközések lépnek fel a mozgó és rugalmas molekulák között, minden pillanatban molekulák lesznek a gázban, amelyek minden irányban és minden lehetséges sebességgel mozognak. E molekulák teljes transzlációs energiája adja meg a gáz kalóriatartalmát, és mozgási energiájuk közvetlenül függ a gáz hőmérsékletétől.

Clausiusnak a gázok egyes molekuláival foglalkozó munkája döntő jelentőségű a gázok kinetikai elméletének kialakításában. A kinetikai elméletet eredetileg James Maxwell dolgozta ki 1859-ben, de nagyon közismerten Rudolf Clausius munkáján alapult.. Érdekes módon ugyanezt az elméletet bírálta Clausius is, ami arra szolgált, hogy Maxwell frissítse kinetikai elméletét 1867-ben.

Clausius egy másik hozzájárulása ezen a területen az volt, hogy kidolgozzon egy kritériumot az atomok és molekulák megkülönböztetésére. Szerinte a gázmolekulák összetett testek voltak, mozgó alkotórészekkel. Ma a molekula gondolata egy más atomokból álló részecske, ami nagyon gyakori gázok, például oxigén, nitrogén vagy hidrogén, valamint egyéb anyagok, például víz vagy ózon.

A termodinamika második főtétele

Korának más nagy tudósai mellett Rudolf Clausiust a termodinamika egyik alapító atyjaként tartják számon.. Neki tulajdonítják ezen elvek második törvényének javaslatát, amely szerint a hő soha nem tud magától átmenni egy hidegebb testről a melegebbre.

Ez az entrópia elvnek is nevezett elv, amelyet ő maga vezetett be és definiált 1865-ben, megerősíti, hogy a gyakorlatban a lépéses folyamattechnika. Egy test hője magasabb hőmérsékletű, mint egy másik alacsonyabb hőmérsékletű test hője nem végezhető inverz módon a test állandó módosítása nélkül. környezet.

Ebből az elvből az egyik következtetés az az az energia, amely akkor szabadul fel, amikor a hőmérséklet az egyik Ta értékről a másikra csökken, hogy nem alakul át teljesen mechanikai energiává, és ennek az átalakításnak az energiahatékonysága legfeljebb 1-Tb / Ta. Ez megoldotta az egyik fő problémát korának fizikája, a tudósok azon elméletezik, hogy lehetséges-e a hőenergiát teljes mértékben munkává alakítani vagy sem szerelő.