რუდოლფ კლაუზიუსი: ამ გერმანელი ფიზიკოსისა და მათემატიკოსის ბიოგრაფია და წვლილი

თერმოდინამიკის ერთ-ერთ ფუძემდებლად მიჩნეული რუდოლფ კლაუზიუსი არის ერთ-ერთი წამყვანი ფიგურები არა მხოლოდ მე-19 საუკუნის გერმანული ფიზიკის, არამედ ევროპის მეცნიერების მისი საუკუნე.

როგორც ფიზიკაში, ასევე მათემატიკაში ძალიან გამოცდილი, ის იყო მაგალითი, რომელსაც მიჰყვებოდნენ სხვა მეცნიერები, როგორიცაა შოტლანდიელი ჯეიმს მაქსველი, ელექტრომაგნიტური თეორიის ერთ-ერთი მკვლევარი.

ქვემოთ ნახავთ ა რუდოლფ კლაუზიუსის ბიოგრაფია რომელშიც ვნახავთ, რა იყო მისი ძირითადი წვლილი ფიზიკის სფეროში.

• დაკავშირებული სტატია: "ფიზიკის 10 ფილიალი და მათი ცოდნის სფერო"

რუდოლფ კლაუზიუსის მოკლე ბიოგრაფია

რუდოლფ კლაუზიუსი იყო გერმანელი ფიზიკოსი და მათემატიკოსი, რომელიც ცნობილია თერმოდინამიკის ერთ-ერთი ფუძემდებელი, რომელმაც ჩამოაყალიბა მეორე კანონები, რომლებიც ქმნიან ამ პრინციპებს.. მან, სხვა ცნობილ ფიგურებთან ერთად, როგორებიცაა ბრიტანელი ფიზიკოსები უილიამ ტომსონი, ლორდ კელვინი და ჯეიმს ჯოული, შეიმუშავეს ეს კანონები. ფიზიკა, როგორც ფრანგი ფიზიკოსი ნიკოლა ლეონარდ სადი კარნო, რომელსაც მიეწერება პირველი კანონის დამყარება. თერმოდინამიკა.

რუდოლფ კლაუზიუსის ყველაზე აქტუალური კვლევები ეხებოდა სითბოს გავლენას სხვადასხვა სითხეებსა და მასალებზე, ამაღლებდა კინეტიკური თეორიას ატომებისა და მოლეკულების ქცევაზე.

დაბადება და ადრეული წლები

რუდოლფ იულიუს ემანუელ კლაუზიუსი დაიბადა 1822 წლის 2 იანვარს კესლინში, პრუსია, დღევანდელი კოზალინი, პოლონეთი.. მამამისი პროტესტანტი იყო და მართავდა პატარა სკოლას, სადაც ახალგაზრდა რუდოლფ კლაუსიუსი დაესწრო ადრეულ ჩამოყალიბების წლებში.

მოგვიანებით იგი შევიდა გიმნაზიაში (გერმანული საშუალო სკოლა) ქალაქ შტეტინში, ახლანდელი შჩეცინი პოლონეთში, სადაც გააგრძელებდა სწავლას.

საუნივერსიტეტო განათლება

1840 წელს ჩაირიცხა ბერლინის უნივერსიტეტში. იქ მან დაიწყო ისტორიის გაკვეთილებზე დასწრება, მაგრამ მალევე შეცვალა ეს საგანი მეცნიერებაში და მასწავლებლებად ჰყავდა ფიზიკოსი გეორგ საიმონ ომი და მათემატიკოსი რიჩარდ დედეკინდი.

მათემატიკისა და ფიზიკის შესწავლისას კლაუსიუსმა აღმოაჩინა, რომ ეს იყო ცოდნის ფილიალები, რომლებიც მათ მიეცათ. განსაკუთრებით კარგად, რაც მათ ნამდვილად მის პროფესიად აქცია, როდესაც სწავლა დაასრულა ბერლინში 1844.

მოგვიანებით კლაუსიუსი სწავლობდა ჰალის უნივერსიტეტში, სადაც 1847 წელს მიიღო ფიზიკის დოქტორის ხარისხი მისი მუშაობის წყალობით ოპტიკურ ეფექტებზე, რომლებიც ჩნდება დედამიწაზე ატმოსფეროს არსებობის შედეგად. მიუხედავად იმისა, რომ ეს ნაშრომი წარმოადგენდა გარკვეულ შეცდომებს მიდგომის კუთხით, იგი ემსახურებოდა კლაუსიუსს ამის ჩვენებას მას ჰქონდა დიდი საჩუქრები მათემატიკასა და ფიზიკაში, რამაც თავი მოიპოვა სამეცნიერო საზოგადოებაში გერმანული.

• შეიძლება დაგაინტერესოთ: "ისტორიის 5 ეპოქა (და მათი მახასიათებლები)"

პირველი სამეცნიერო გამოკვლევები

რუდოლფ კლაუზიუსის პირველი ექსპერიმენტული წამოწყება დაიწყო 1849 წელს წნევისა და ტემპერატურის ურთიერთმიმართების მარეგულირებელი კანონების შესწავლით. შემდგომში დაეთმობა სხვადასხვა ნივთიერების შესწავლას და რა ტემპერატურაზე სჭირდებათ ისინი ადუღებას, დუღილის პირველი მრუდების დახატვას.

მისმა ცხოვრებამ განსაკუთრებული აქტუალობა დაიწყო მისი ქვეყნის სამეცნიერო სფეროში 1850 წლიდან, როდესაც მან მიიღო ფიზიკის პროფესორად ბერლინის სამეფო საინჟინრო და არტილერიის სკოლაში, სადაც დარჩება 1855 წლამდე. ამ თანამდებობის გარდა, რუდოლფ კლაუზიუსი ასევე მსახურობდა ბერლინის უნივერსიტეტში, როგორც პრივატდოზენტი, პროფესორი, რომელსაც შეეძლო ასწავლის უნივერსიტეტში, მაგრამ რომ მის საფასურს უშუალოდ მისი სტუდენტები იხდიდნენ და არა სტუდენტების მიერ დაწესებულება.

ამ პერიოდის მთავარი წერტილი რუდოლფ კლაუსიუსის ცხოვრებაში იყო 1850 წელს გამოქვეყნდა მისი ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაშრომი: „სიცხისგან გამოწვეული მოძრაობის ძალების შესახებ.".

• დაკავშირებული სტატია: ჰერმან ფონ ჰელმჰოლცი: ამ გერმანელი ექიმისა და ფიზიკოსის ბიოგრაფია.

კინეტიკური თეორიის შემუშავება

1855 წელს კლაუსიუსმა დატოვა გერმანია და მიიღო მასწავლებლის თანამდებობა ციურიხის შვეიცარიის ფედერალურ ტექნოლოგიურ ინსტიტუტში. Ორი წლის შემდეგ ორიენტირებულია კინეტიკური თეორიის დარგში შესწავლაზე, ამ დროს ექსპერიმენტებს ატარებდა "ნაწილაკების თავისუფალი საშუალო ბილიკის" კონცეფციით., ტერმინი, რომელიც აღნიშნავს მანძილს ორ შეტაკებას შორის, ერთმანეთის მიყოლებით, მოლეკულების, რომლებიც ქმნიან გაზს. კლაუსიუსის ეს წვლილი ძალზედ აქტუალური იქნებოდა მისი დროის ფიზიკის სფეროსთვის.

რუდოლფ კლაუზიუსი რამდენიმე წელი დარჩებოდა შვეიცარიის ფედერალურ ტექნოლოგიურ ინსტიტუტში, სადაც ის ასწავლიდა ფიზიკის გაკვეთილებს. ის ადგილებს იცვლიდა 1867 წელს, გადავიდა ვიურცბურგში, სადაც ასევე იმუშავებდა მასწავლებლად 1869 წლამდე და მოიპოვებდა ლონდონის სამეფო საზოგადოების წევრობა 1868 წელს, რადგან მისი პოპულარობა და მისი კვლევები უკვე ცნობილი იყო ევროპულ დონეზე. ის დადიოდა ბონის უნივერსიტეტში ფიზიკის გაკვეთილების ჩასატარებლად, დაწესებულებაში, სადაც იმუშავებდა სიცოცხლის ბოლომდე.

ზუსტად მუშაობდა ბონში, როდესაც 50 წლის ასაკში დაიწყო ფრანკო-პრუსიის ომი (1870-1871). კონფლიქტის დროს მან თავის რამდენიმე სტუდენტთან ერთად მოაწყო მოხალისეთა სასწრაფო დახმარების კორპუსი. ომში ჩართვის შედეგად კლაუსიუსმა ფეხის ტრავმა მიიღო, რამაც მას სიცოცხლის ბოლომდე დიდი დისკომფორტი შეუქმნა. თუმცა, ტრავმამ მას აღიარება მოუტანა გერმანულ საზოგადოებაში და მისი გმირული მოქმედების წყალობით, რუდოლფ კლაუზიუსმა მიიღო რკინის ჯვარი.

• შეიძლება დაგაინტერესოთ: "ნილს ბორი: ამ დანიელი ფიზიკოსის ბიოგრაფია და წვლილი"

ბოლო წლები და სიკვდილი

სიცოცხლის ბოლო წლებში რუდოლფ კლაუზიუსმა თავი მიუძღვნა შვილებს და ცოტათი გადადო კვლევა. გარდა ამისა, ომის დროს მიყენებული ჭრილობის გამო, მას არ შეეძლო ადვილად გადაადგილება, რის გამოც ამჯობინებდა ბონში დარჩენას, ვიდრე ემოგზაურა, როგორც ახალგაზრდობაში ჰქონდა. მიუხედავად ამისა, კლაუსიუსმა სიკვდილამდე განაგრძო სწავლება ბონის უნივერსიტეტში.

რუდოლფ კლაუზიუსი გარდაიცვალა 1888 წლის 24 აგვისტოს გერმანიაში, ბონში, 66 წლის ასაკში. მისი პირველი ცოლი, ადელჰაიდ რიმპაუ, გარდაიცვალა 1875 წელს, რის გამოც იგი ექვს შვილზე დარჩა, ხოლო კლაუსიუსი 1886 წელს ხელახლა დაქორწინდა, ამჯერად სოფი სტეკზე, რომელთანაც ვაჟი შეეძინა.

მადლობა ამ ფიზიკოსს და მათემატიკოსს

1870 წელს რუდოლფ კლაუზიუსს მიენიჭა ჰიუგენსის მედალი, ხოლო 1879 წელს მიიღო კოპლის მედალი., აღიარება ლონდონის სამეფო საზოგადოების მიერ მათთვის, ვინც მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანა ბიოლოგიის ან ფიზიკის სფეროში.

1878 წელს დაინიშნა შვედეთის სამეფო მეცნიერებათა აკადემიის წევრად და 1882 წელს მიენიჭა ვიურცბურგის უნივერსიტეტის საპატიო დოქტორის წოდება. 1883 წელს მან მიიღო პონსლეტის პრემია, რომელიც საფრანგეთის მეცნიერებათა აკადემიამ გადასცა ყველა მეცნიერს, ვინც მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანა ზოგადად მეცნიერებაში. რუდოლფ კლაუზიუსი აგრძელებდა ღირსების მიღებას მისი გარდაცვალებიდან დიდი ხნის შემდეგ. 1935 წელს მთვარეზე კრატერს დაარქვეს მისი გვარი: კლაუსიუსის კრატერი.

რუდოლფ კლაუზიუსის სამეცნიერო წვლილი

არსებობს რამდენიმე წვლილი, რომელიც რუდოლფ კლაუზიუსმა შეიტანა ფიზიკაში. შემდეგ ჩვენ ვნახავთ, რა არის მისი აღმოჩენებისა და თეორიების ყველაზე მნიშვნელოვანი ასპექტები.

აირების კინეტიკური თეორია

1857 წელს მან გამოაქვეყნა პირველი სრული თეორია მატერიის კინეტიკური თეორიის შესახებ.. ამისთვის მან გამოიყენა სტატისტიკური მექანიკა, დაადგინა აირების სტრუქტურის იდეალური მოდელი. მექანიკის კანონების გამოყენებით, კლაუზიუსმა გამოიტანა გარე ან მაკროსკოპული ქცევა ეს აირები ეფუძნება ჰიპოთეზებს ამ მოლეკულების სტატისტიკური ქცევის შესახებ სითხეები.

მან დაასკვნა, რომ მოლეკულური შეჯახება ხდება მოლეკულებს შორის მოძრაობაში და ელასტიურობით, ყოველ მომენტში გაზის შიგნით იქნება მოლეკულები, რომლებიც მოძრაობენ ყველა მიმართულებით და ყველა შესაძლო სიჩქარით. ამ მოლეკულების გადაცემის მთლიანი ენერგია იძლევა გაზის კალორიულობის საზომს და მათი კინეტიკური ენერგია პირდაპირ დამოკიდებულია გაზის ტემპერატურაზე.

კლაუსიუსის მუშაობა გაზების ცალკეულ მოლეკულებზე გადამწყვეტად ითვლება აირების კინეტიკური თეორიის კონცეფციისთვის. კინეტიკური თეორია თავდაპირველად შეიმუშავა ჯეიმს მაქსველმა 1859 წელს, მაგრამ ძალიან ცნობილი იყო რუდოლფ კლაუზიუსის ნაშრომზე.. საინტერესოა, რომ იგივე თეორია გააკრიტიკა კლაუსიუსმა, რაც მაქსველს ემსახურებოდა 1867 წელს მისი კინეტიკური თეორიის განახლებაში.

კლაუსიუსის კიდევ ერთი წვლილი ამ სფეროში იყო ატომებისა და მოლეკულების დიფერენცირების კრიტერიუმის შემუშავება. მისი თქმით, გაზის მოლეკულები რთული სხეულები იყო, შემადგენელი ნაწილებით, რომლებიც მოძრაობენ. დღეს მოლეკულის იდეა არის ნაწილაკი, რომელიც შედგება სხვა ატომებისგან, რაც ძალიან გავრცელებულია აირები, როგორიცაა ჟანგბადი, აზოტი ან წყალბადი და ასევე სხვა ნივთიერებები, როგორიცაა წყალი ან ოზონი.

თერმოდინამიკის მეორე კანონი

თავისი დროის სხვა დიდ მეცნიერებთან ერთად, რუდოლფ კლაუზიუსი ითვლება თერმოდინამიკის ერთ-ერთ ფუძემდებლად.. მას მიეწერება ამ პრინციპების მეორე კანონის წინადადება, რომელიც ამბობს, რომ სითბო ვერასოდეს გადავა თავისთავად ცივი სხეულიდან თბილზე.

ეს პრინციპი, რომელსაც ასევე უწოდებენ ენტროპიის პრინციპს, კონცეფცია, რომელიც მან თავად შემოიღო და განსაზღვრა 1865 წელს, ადასტურებს, რომ პრაქტიკაში, ნაბიჯ-პროცესის ტექნიკა. სხეულის სიცხე უფრო მაღალ ტემპერატურაზე, ვიდრე სხვა დაბალ ტემპერატურაზე, შეუძლებელია შებრუნებული გზით განხორციელდეს სხეულის მუდმივი ცვლილებების გარეშე. გარემო.

ამ პრინციპიდან ერთ-ერთი გამონაკლისი არის ის ენერგია, რომელიც გამოიყოფა, როდესაც ტემპერატურა ეცემა ერთი Ta მნიშვნელობიდან მეორე Tb-მდე, არის ის, რომ იგი მთლიანად არ გარდაიქმნება მექანიკურ ენერგიად., და ამ ტრანსფორმაციის ენერგოეფექტურობა არის მაქსიმუმ 1-Tb/Ta. ამან გადაჭრა საქართველოს ერთ-ერთი მთავარი პრობლემა მისი დროის ფიზიკა, მეცნიერები აყალიბებდნენ თეორიას იმის შესახებ, შესაძლებელი იყო თუ არა სითბოს ენერგიის სრულად გადაქცევა სამუშაოდ მექანიკოსი.