Rudolf Clausius: biografi dan kontribusi fisikawan dan matematikawan Jerman ini

Dianggap sebagai salah satu bapak pendiri termodinamika, Rudolf Clausius adalah salah satu dari tokoh terkemuka tidak hanya dalam fisika Jerman abad ke-19, tetapi juga dalam ilmu pengetahuan Eropa abadnya.

Sangat terampil baik dalam fisika maupun matematika, ia menjadi contoh yang harus diikuti oleh ilmuwan lain seperti James Maxwell dari Skotlandia, salah satu sarjana teori elektromagnetik.

Di bawah ini Anda akan menemukan biografi Rudolf Clausius di mana kita akan melihat apa kontribusi utamanya di bidang fisika.

• Artikel terkait: "10 Cabang Fisika dan Bidang Ilmunya"

Biografi singkat Rudolf Clausius

Rudolf Clausius adalah seorang fisikawan dan matematikawan Jerman yang dikenal sebagai salah satu pendiri termodinamika, yang merumuskan hukum kedua yang membentuk prinsip-prinsip ini.. Dia, bersama dengan tokoh-tokoh terkenal lainnya seperti fisikawan Inggris William Thomson, Lord Kelvin dan James Joule, mengembangkan hukum-hukum ini. fisika, menjadi fisikawan Perancis Nicolas Léonard Sadi Carnot yang dikreditkan dengan mengangkat yang pertama dari hukum termodinamika.

Studi yang paling relevan oleh Rudolf Clausius berurusan dengan efek panas pada cairan dan bahan yang berbeda, meningkatkan teori kinetik pada perilaku atom dan molekul.

Kelahiran dan tahun-tahun awal

Rudolph Julius Emmanuel Clausius lahir pada 2 Januari 1822 di Köslin, Prusia, sekarang Koszalin, Polandia. Ayahnya adalah seorang Protestan dan mengelola sebuah sekolah kecil di mana Rudolf Clausius muda akan bersekolah selama tahun-tahun awal pembentukannya.

Kemudian ia memasuki gimnasium (sekolah menengah Jerman) di kota Stettin, sekarang Szczecin di Polandia, di mana ia akan melanjutkan pendidikannya.

pendidikan Universitas

Pada tahun 1840 ia memasuki Universitas Berlin. Di sana ia mulai menghadiri kelas sejarah, tetapi segera mengubah mata pelajaran itu menjadi sains dan memiliki guru fisika Georg Simon Ohm dan matematikawan Richard Dedekind.

Mempelajari matematika dan fisika, Clausius menemukan bahwa itu adalah cabang pengetahuan yang diberikan kepada mereka terutama baik, menjadikan mereka sebagai profesinya ketika dia selesai belajar di Berlin pada 1844.

Clausius kemudian belajar di Universitas Halle, memperoleh gelar doktor di bidang fisika pada tahun 1847 berkat karyanya tentang efek optik yang terjadi di planet bumi sebagai konsekuensi dari keberadaan atmosfer. Meskipun karya ini menyajikan beberapa kesalahan dalam hal pendekatan, itu membantu Clausius untuk menunjukkan bahwa Dia memiliki bakat besar untuk matematika dan fisika, menjadikan dirinya reputasi di antara komunitas ilmiah Jerman.

• Anda mungkin tertarik pada: "5 Zaman Sejarah (dan Karakteristiknya)"

Investigasi ilmiah pertama

Percobaan pertama Rudolf Clausius dimulai pada tahun 1849 dengan mempelajari hukum yang mengatur hubungan antara tekanan dan suhu. Kemudian akan didedikasikan untuk mempelajari zat yang berbeda dan pada suhu berapa mereka mendidih, menggambar kurva didih pertama.

Hidupnya akan mulai mengambil relevansi khusus dalam bidang ilmiah negaranya dari tahun 1850, ketika ia memperoleh gelar tempat sebagai profesor fisika di Royal School of Engineering and Artillery di Berlin, di mana ia akan tetap sampai 1855. Selain posisi tersebut, Rudolf Clausius juga menjabat di Universitas Berlin sebagai seorang dosen privat, seorang profesor yang dapat mengajar di universitas tetapi biayanya dibayar langsung oleh murid-muridnya daripada oleh lembaga.

Puncak periode ini dalam kehidupan Rudolf Clausius adalah publikasi pada tahun 1850 tentang apa yang akan menjadi karyanya yang paling penting: "Tentang kekuatan gerakan yang disebabkan oleh panas".

• Artikel terkait: "Hermann von Helmholtz: biografi dokter dan fisikawan Jerman ini"

Mengembangkan teori kinetik

Pada tahun 1855 Clausius meninggalkan Jerman dan memperoleh posisi mengajar di Institut Teknologi Federal Swiss di Zurich. Dua tahun kemudian fokus belajar di bidang teori kinetik, saat ini bereksperimen dengan konsep "jalur rata-rata bebas partikel", istilah yang mengacu pada jarak antara dua pertemuan, satu demi satu, dari molekul yang membentuk gas. Kontribusi Clausius ini akan sangat relevan dengan bidang fisika pada masanya.

Rudolf Clausius akan tetap berada di Institut Teknologi Federal Swiss selama beberapa tahun, di mana dia akan mengajar kelas fisika. Dia akan berpindah tempat pada tahun 1867, pindah ke Würzburg, di mana dia juga akan bekerja sebagai guru sampai tahun 1869 dan memperoleh keanggotaan di Royal Society of London pada tahun 1868, karena ketenaran dan penelitiannya sudah dikenal di tingkat Eropa. Dia akan pergi ke Universitas Bonn untuk mengajar kelas fisika, sebuah institusi tempat dia akan bekerja selama sisa hidupnya.

Tepatnya bekerja di Bonn ketika, pada usia 50, pecah Perang Prancis-Prusia (1870-1871). Selama konflik ia mengorganisir, bersama dengan beberapa muridnya, sebuah korps ambulans sukarelawan. Sebagai akibat dari keterlibatannya dalam perang, Clausius menderita cedera kaki, yang membuatnya sangat tidak nyaman selama sisa hidupnya. Namun, cedera itu membuatnya mendapat pengakuan di masyarakat Jerman dan, berkat tindakan heroiknya, Rudolf Clausius menerima Salib Besi.

• Anda mungkin tertarik pada: "Niels Bohr: biografi dan kontribusi fisikawan Denmark ini"

Tahun-tahun terakhir dan kematian

Selama tahun-tahun terakhir hidupnya, Rudolf Clausius mendedikasikan dirinya untuk anak-anaknya dan sedikit mengesampingkan penelitian. Selain itu, dengan luka perang yang diderita selama perang, dia tidak bisa bergerak dengan mudah, membuatnya lebih memilih untuk tinggal di Bonn daripada bepergian seperti yang dia lakukan di masa mudanya. Namun demikian, Clausius terus mengajar di Universitas Bonn sampai kematiannya.

Rudolf clausius meninggal pada tanggal 24 Agustus 1888 di Bonn, Jerman, pada usia 66. Istri pertamanya, Adelheid Rimpau, telah meninggal pada tahun 1875, meninggalkan dia dalam perawatan enam anak mereka, dan Clausius menikah lagi pada tahun 1886, kali ini dengan Sophie Stack dengan siapa dia memiliki seorang putra.

Ucapan terima kasih kepada fisikawan dan matematikawan ini

Pada tahun 1870 Rudolf Clausius dianugerahi Medali Huygens dan, pada tahun 1879, ia menerima Medali Copley, pengakuan yang diberikan oleh Royal Society of London kepada mereka yang telah memberikan kontribusi penting di bidang biologi atau fisika.

Pada tahun 1878 diangkat sebagai anggota Akademi Ilmu Pengetahuan Kerajaan Swedia dan, pada tahun 1882, ia dianugerahi gelar doktor kehormatan oleh Universitas Würzburg. Pada tahun 1883 ia menerima Hadiah Poncelet, yang dianugerahkan oleh Akademi Ilmu Pengetahuan Prancis kepada semua ilmuwan yang telah memberikan kontribusi signifikan bagi ilmu pengetahuan secara umum. Rudolf Clausius terus menerima penghargaan lama setelah kematiannya. Pada tahun 1935 sebuah kawah di Bulan dinamai berdasarkan nama keluarganya: Kawah Clausius.

Kontribusi ilmiah Rudolf Clausius

Ada beberapa kontribusi yang dibuat Rudolf Clausius untuk fisika. Selanjutnya kita akan melihat apa aspek yang paling luar biasa dari penemuan dan teorinya.

Teori kinetik gas

Pada tahun 1857 ia menerbitkan teori lengkap pertama tentang teori kinetik materi.. Untuk ini ia menggunakan mekanika statistik, membangun model ideal untuk struktur gas. Menerapkan hukum mekanika, Clausius menyimpulkan perilaku eksternal atau makroskopik dari gas-gas ini berdasarkan hipotesis tentang perilaku statistik molekul-molekul ini cairan.

Dia menyimpulkan bahwa, karena tumbukan molekul terjadi antara molekul yang bergerak dan dengan elastisitas, pada setiap saat akan ada molekul di dalam gas yang bergerak ke segala arah dan pada semua kecepatan yang mungkin. Energi total translasi molekul-molekul ini memberikan ukuran kandungan kalori gas, dan energi kinetiknya bergantung langsung pada suhu gas.

Karya Clausius pada molekul individu gas dianggap penting untuk konsepsi teori kinetik gas. Teori kinetik awalnya dikembangkan oleh James Maxwell pada tahun 1859, tetapi sangat terkenal didasarkan pada karya Rudolf Clausius.. Anehnya, teori yang sama ini dikritik oleh Clausius, sesuatu yang membantu Maxwell memperbarui teori kinetiknya pada tahun 1867.

Kontribusi Clausius lainnya dalam bidang ini adalah mengembangkan kriteria untuk membedakan antara atom dan molekul. Menurutnya, molekul gas adalah benda yang kompleks, dengan bagian-bagian penyusunnya yang bergerak. Saat ini, gagasan tentang molekul adalah partikel yang terdiri dari atom-atom lain, sesuatu yang sangat umum di gas seperti oksigen, nitrogen atau hidrogen dan juga zat lain seperti air atau ozon.

Hukum kedua termodinamika

Bersama dengan ilmuwan hebat lainnya pada masanya, Rudolf Clausius dianggap sebagai salah satu bapak pendiri termodinamika. Dia dikreditkan dengan proposisi hukum kedua dari prinsip-prinsip ini yang mengatakan bahwa panas tidak pernah dapat berpindah dengan sendirinya dari benda yang lebih dingin ke benda yang lebih hangat.

Prinsip ini, juga disebut prinsip entropi, sebuah konsep yang dia sendiri perkenalkan dan definisikan pada tahun 1865, menegaskan bahwa, dalam praktiknya, teknik proses langkah Panas suatu benda pada suhu yang lebih tinggi dari yang lain pada suhu yang lebih rendah tidak dapat dilakukan secara terbalik tanpa modifikasi permanen dalam lingkungan.

Salah satu pengurangan dari prinsip ini adalah bahwa energi yang dilepaskan ketika suhu turun dari satu nilai Ta ke nilai Tb yang lain adalah bahwa ia tidak sepenuhnya diubah menjadi energi mekanik, dan efisiensi energi dari transformasi ini paling banyak 1-Tb / Ta. Ini memecahkan salah satu masalah utama dari fisika pada masanya, dengan para ilmuwan berteori tentang apakah mungkin untuk sepenuhnya mengubah energi panas menjadi kerja montir.