Rudolfas Clausius: šio vokiečių fiziko ir matematiko biografija ir indėlis

Laikomas vienu iš termodinamikos pradininkų, Rudolfas Clausius yra vienas iš ne tik XIX amžiaus Vokietijos fizikos, bet ir Europos mokslo lyderiai jo šimtmetį.

Labai įgudęs fiziką ir matematiką, jis buvo pavyzdys, kuriuo turėjo sekti kiti mokslininkai, tokie kaip škotas Jamesas Maxwellas, vienas iš elektromagnetinės teorijos žinovų.

Žemiau rasite a Rudolfo Klausiaus biografija kuriame pamatysime, koks buvo jo pagrindinis indėlis į fizikos sritį.

• Susijęs straipsnis: „10 fizikos šakų ir jų žinių sritys“

Trumpa Rudolfo Klausiaus biografija

Rudolfas Clausius buvo vokiečių fizikas ir matematikas, žinomas kaip vienas iš termodinamikos įkūrėjų, suformulavęs antrąjį dėsnį, sudarantį šiuos principus.. Jis kartu su kitomis garsiomis asmenybėmis, tokiomis kaip britų fizikai Williamas Thomsonas, Lordas Kelvinas ir Jamesas Joule'as, sukūrė šiuos dėsnius. fizika, būdamas prancūzų fizikas Nicolas Leonardas Sadi Carnot, kuris yra pripažintas iškėlęs pirmąjį iš fizikos dėsnių. termodinamika.

Svarbiausi Rudolfo Clausiaus tyrimai nagrinėjo šilumos poveikį skirtingiems skysčiams ir medžiagoms, iškeldami kinetinę teoriją apie atomų ir molekulių elgesį.

Gimimas ir ankstyvieji metai

Rudolph Julius Emmanuel Clausius gimė 1822 m. sausio 2 d. Köslin mieste, Prūsijoje, dabartiniame Košaline, Lenkijoje.. Jo tėvas buvo protestantas ir vadovavo nedidelei mokyklai, kur jaunasis Rudolfas Klausius mokėsi savo ankstyvaisiais ugdymo metais.

Vėliau įstojo į gimnaziją (vokiečių vidurinę mokyklą) Ščecino mieste, dabar Lenkijoje, kur tęs mokslus.

Universitetinis išsilavinimas

1840 m. įstojo į Berlyno universitetą. Ten jis pradėjo lankyti istorijos pamokas, tačiau netrukus šį dalyką pakeitė į mokslą ir mokytojavo fiziką Georgą Simoną Ohmą ir matematiką Richardą Dedekindą.

Studijuodamas matematiką ir fiziką, Clausius atrado, kad tai yra žinių šakos, kurios jiems buvo suteiktos. ypač gerai, todėl jie neabejotinai tapo jo profesija, kai baigė studijas Berlyne m 1844.

Vėliau Klausius studijavo Halės universitete, 1847 m. įgijo fizikos daktaro laipsnį dėka jo darbo dėl optinių efektų, atsirandančių Žemės planetoje dėl atmosferos egzistavimo. Nors šiame darbe buvo tam tikrų požiūrio klaidų, Klausiui jis padėjo tai parodyti Jis turėjo puikių matematikos ir fizikos gabumų, todėl įgijo reputaciją tarp mokslo bendruomenės vokiečių kalba.

• Galbūt jus domina: „5 istorijos amžiai (ir jų ypatybės)“

Pirmieji moksliniai tyrimai

Pirmieji Rudolfo Clausiaus eksperimentiniai darbai prasidėjo 1849 m., kai tyrinėjo dėsnius, reguliuojančius slėgio ir temperatūros ryšį. Vėliau būtų skirta tirti skirtingas medžiagas ir kokioje temperatūroje jos užvirs, nubrėžiant pirmąsias virimo kreives.

Jo gyvenimas įgavo ypatingą reikšmę jo šalies mokslo srityje nuo 1850 m., kai jis gavo fizikos profesoriaus vietą Karališkojoje inžinerijos ir artilerijos mokykloje Berlyne, kur išliko iki 1855 m. Be šių pareigų, Rudolfas Klausius taip pat dirbo Berlyno universitete privatdozentu, profesoriumi, kuris galėjo dėsto universitete, bet mokesčius jam sumokėjo tiesiogiai jo studentai, o ne studentai institucija.

Svarbiausias šio laikotarpio Rudolfo Klausiaus gyvenime buvo 1850 m. paskelbtas svarbiausias jo veikalas: „Apie karščio sukeliamas judėjimo jėgas".

• Susijęs straipsnis: "Hermann von Helmholtz: šio vokiečių gydytojo ir fiziko biografija"

Kinetinės teorijos kūrimas

1855 m. Clausius paliko Vokietiją ir įgijo mokytojo pareigas Šveicarijos federaliniame technologijos institute Ciuriche. Po dviejų metų daugiausia dėmesio skyrė kinetinės teorijos studijoms, šiuo metu eksperimentavo su „laisvo vidutinio dalelės kelio“ koncepcija., terminas, nurodantis atstumą tarp dviejų dujas sudarančių molekulių vienas po kito susidūrimo. Šis Clausiaus indėlis būtų labai aktualus jo laikmečio fizikos sričiai.

Rudolfas Klausius kelerius metus liktų Šveicarijos federaliniame technologijos institute, kur dėstė fizikos pamokas. Jis pakeis vietomis 1867 m., persikeldamas į Viurcburgą, kur taip pat dirbo mokytoju iki 1869 m. Londono karališkosios draugijos narystė 1868 m, nes jo šlovė ir jo tyrimai jau buvo žinomi Europos lygmeniu. Jis išvyko į Bonos universitetą dėstyti fizikos pamokų – įstaigą, kurioje dirbs visą likusį gyvenimą.

Kaip tik dirbo Bonoje, kai, sulaukus 50 metų, prasidėjo Prancūzijos ir Prūsijos karas (1870-1871). Konflikto metu kartu su keliais savo mokiniais suorganizavo savanorių greitosios medicinos pagalbos kuopą. Dėl dalyvavimo kare Klausius patyrė kojos traumą, dėl kurios visą likusį gyvenimą patyrė didelį diskomfortą. Tačiau sužalojimas atnešė jam pripažinimą vokiečių visuomenėje ir dėl savo herojiško poelgio Rudolfas Klausius gavo Geležinį kryžių.

• Galbūt jus domina: "Nielsas Bohras: šio danų fiziko biografija ir indėlis"

Paskutiniai metai ir mirtis

Paskutiniais savo gyvenimo metais Rudolfas Klausius atsidavė savo vaikams, o tyrinėjimus šiek tiek atidėjo į šalį. Be to, dėl karo žaizdos, patirtos per karą, jis negalėjo lengvai judėti, todėl jam labiau patiko likti Bonoje, o ne keliauti tiek, kiek turėjo jaunystėje. Nepaisant to, Clausius iki pat mirties dėstė Bonos universitete.

Rudolfas Klausius mirė 1888 metų rugpjūčio 24 dieną Bonoje, Vokietijoje, sulaukęs 66 metų. Pirmoji jo žmona Adelheid Rimpau mirė 1875 m., palikdama jį prižiūrėti jų šešis vaikus, o Clausius vėl susituokė 1886 m., šį kartą su Sophie Stack, su kuria susilaukė sūnaus.

Padėka šiam fizikui ir matematikui

1870 m. Rudolfas Clausius buvo apdovanotas Huygenso medaliu, o 1879 m. – Copley medaliu.Karališkosios Londono draugijos pripažinimas tiems, kurie svariai prisidėjo prie biologijos ar fizikos srityse.

1878 metais buvo paskirtas Švedijos karališkosios mokslų akademijos nariu o 1882 m. Viurcburgo universitetas jam suteikė garbės daktaro vardą. 1883 m. jis gavo Poncelet premiją, kurią Prancūzijos mokslų akademija skyrė visiems mokslininkams, daug prisidėjusiems prie mokslo apskritai. Rudolfas Klausius ir toliau buvo apdovanotas dar ilgai po savo mirties. 1935 m. krateris Mėnulyje buvo pavadintas jo pavarde: Clausiaus krateris.

Rudolfo Klausiaus mokslinis indėlis

Yra keletas indėlių, kuriuos Rudolfas Clausius padarė fizikoje. Toliau pamatysime, kokie yra įspūdingiausi jo atradimų ir teorijų aspektai.

Kinetinė dujų teorija

1857 m. jis paskelbė pirmąją pilną teoriją apie kinetinę materijos teoriją.. Tam jis panaudojo statistinę mechaniką, sukurdamas idealų dujų struktūros modelį. Taikydamas mechanikos dėsnius, Clausius padarė išvadą apie išorinį arba makroskopinį elgesį šios dujos pagrįstos hipotezėmis apie šių molekulių statistinį elgesį skysčių.

Jis padarė išvadą, kad molekuliniai susidūrimai vyksta tarp judančių ir elastingų molekulių, kiekvieną akimirką dujų viduje bus molekulių, judančių visomis kryptimis ir visais įmanomais greičiais. Bendra šių molekulių vertimo energija parodo dujų kaloringumą, o jų kinetinė energija tiesiogiai priklauso nuo dujų temperatūros.

Manoma, kad Clausiaus darbas apie atskiras dujų molekules yra labai svarbus kuriant dujų kinetinę teoriją. Kinetinę teoriją iš pradžių sukūrė Jamesas Maxwellas 1859 m., tačiau ji buvo gerai žinoma Rudolfo Clausiaus darbu.. Įdomu tai, kad tą pačią teoriją Clausius kritikavo, o tai padėjo Maxwellui atnaujinti savo kinetinę teoriją 1867 m.

Kitas Clausius indėlis šioje srityje buvo sukurti kriterijų, pagal kurį būtų galima atskirti atomus ir molekules. Pasak jo, dujų molekulės buvo sudėtingi kūnai, kurių sudedamosios dalys juda. Šiandien molekulės idėja yra dalelė, sudaryta iš kitų atomų, o tai labai įprasta dujos, tokios kaip deguonis, azotas arba vandenilis, taip pat kitos medžiagos, tokios kaip vanduo arba ozonas.

Antrasis termodinamikos dėsnis

Rudolfas Clausius kartu su kitais didžiaisiais savo meto mokslininkais laikomas vienu iš termodinamikos pradininkų.. Jam priskiriamas antrojo šių principų dėsnio pasiūlymas, kuriame teigiama, kad šiluma niekada negali savaime pereiti iš šaltesnio kūno į šiltesnį.

Šis principas, dar vadinamas entropijos principu, sąvoka, kurią jis pats įvedė ir apibrėžė 1865 m., patvirtina, kad praktiškai žingsninio proceso technika Kūno šiluma aukštesnėje temperatūroje nei kito, kurios temperatūra yra žemesnė, negali būti atliekama atvirkštiniu būdu be nuolatinių kūno pakeitimų. aplinką.

Vienas iš šio principo išvadų yra tas energija, išsiskirianti, kai temperatūra nukrenta nuo vienos Ta reikšmės iki kitos Tb, yra ta, kad ji nėra visiškai paverčiama mechanine energija, o šios transformacijos energijos vartojimo efektyvumas yra daugiausia 1-Tb / Ta. Tai išsprendė vieną iš pagrindinių problemų savo laikmečio fizika su mokslininkais, kurie kėlė teorijas apie tai, ar įmanoma šilumos energiją visiškai paversti darbu, ar ne mechanikas.