Rudolf Clausius: biografi og bidrag fra denne tyske fysikeren og matematikeren

Rudolf Clausius regnes som en av grunnleggerne av termodynamikken, og er en av de ledende skikkelser ikke bare i tysk fysikk fra 1800-tallet, men også innen europeisk vitenskap av hans århundre.

Svært dyktig i både fysikk og matematikk, han var et eksempel som ble fulgt av andre forskere som skotten James Maxwell, en av de lærde innen elektromagnetisk teori.

Nedenfor finner du en biografi om Rudolf Clausius der vi vil se hva som var hans viktigste bidrag til fysikkfeltet.

• Relatert artikkel: "De 10 grenene av fysikk og deres kunnskapsfelt"

Kort biografi om Rudolf Clausius

Rudolf Clausius var en tysk fysiker og matematiker kjent for å være en av grunnleggerne av termodynamikk, som han som formulerte den andre av lovene som utgjør disse prinsippene. Han, sammen med andre berømte skikkelser som de britiske fysikerne William Thomson, Lord Kelvin og James Joule, utviklet disse lovene. fysikk, som den franske fysikeren Nicolas Léonard Sadi Carnot som er kreditert for å ha reist den første av lovene til termodynamikk.

De mest relevante studiene av Rudolf Clausius omhandlet effekten av varme på forskjellige væsker og materialer, og hevet den kinetiske teorien om oppførselen til atomer og molekyler.

Fødsel og tidlige år

Rudolph Julius Emmanuel Clausius ble født 2. januar 1822 i Köslin, Preussen, dagens Koszalin, Polen. Faren hans var protestant og drev en liten skole hvor unge Rudolf Clausius skulle gå i løpet av sine tidlige formasjonsår.

Senere gikk han inn på gymnaset (tysk videregående skole) i byen Stettin, nå Szczecin i Polen, hvor han skulle fortsette utdannelsen.

universitetsutdannelse

I 1840 gikk han inn på universitetet i Berlin. Der begynte han å gå på historietimer, men endret snart det faget til naturfag og hadde som lærere fysikeren Georg Simon Ohm og matematikeren Richard Dedekind.

Clausius studerte matematikk og fysikk og oppdaget at de var grener av kunnskap som ble gitt til dem spesielt godt, noe som gjorde dem definitivt til hans yrke da han var ferdig med å studere i Berlin i 1844.

Senere Clausius studerte ved University of Halle, og oppnådde der en doktorgrad i fysikk i 1847 takket være hans arbeid med de optiske effektene som oppstår på planeten Jorden som en konsekvens av atmosfærens eksistens. Selv om dette arbeidet presenterte noen feil når det gjelder tilnærming, tjente det Clausius å vise det Han hadde store gaver for matematikk og fysikk, og gjorde seg til et rykte blant det vitenskapelige samfunnet Tysk.

• Du kan være interessert i: "Historiens 5 aldre (og deres egenskaper)"

Første vitenskapelige undersøkelser

Rudolf Clausius første eksperimentelle virksomhet begynte i 1849 med studiet av lovene som styrer forholdet mellom trykk og temperatur. I ettertid vil være dedikert til studiet av forskjellige stoffer og ved hvilken temperatur de tar for å koke, tegne de første kokekurvene.

Livet hans ville begynne å få spesiell relevans innen det vitenskapelige feltet i landet hans fra 1850, da han oppnådde en plass som professor i fysikk ved Royal School of Engineering and Artillery i Berlin, hvor han skulle bli til 1855. I tillegg til denne stillingen tjenestegjorde Rudolf Clausius også ved Universitetet i Berlin som privatdosent, en professor som kunne undervise ved universitetet, men at honorarene hans ble betalt direkte av studentene i stedet for av institusjon.

Høydepunktet i denne perioden i livet til Rudolf Clausius var utgivelsen i 1850 av det som ville være hans viktigste verk: "Om bevegelseskreftene forårsaket av varme".

• Relatert artikkel: "Hermann von Helmholtz: biografi om denne tyske legen og fysikeren"

Utvikle den kinetiske teorien

I 1855 forlot Clausius Tyskland og fikk en lærerstilling ved Swiss Federal Institute of Technology i Zürich. To år senere fokusert på å studere innen kinetisk teori, eksperimenterte på dette tidspunktet med konseptet "den frie gjennomsnittlige banen til en partikkel", et begrep som refererer til avstanden mellom to møter, etter hverandre, av molekylene som utgjør en gass. Dette bidraget fra Clausius ville være svært relevant for hans tids fysikkfelt.

Rudolf Clausius ville forbli ved det sveitsiske føderale teknologiske instituttet i flere år, hvor han skulle undervise i fysikkklasser. Han ville bytte plass i 1867, flytte til Würzburg, hvor han også skulle jobbe som lærer til 1869 og oppnå medlemskap i Royal Society of London i 1868, fordi hans berømmelse og hans forskning allerede var kjent på europeisk nivå. Han ville gå til universitetet i Bonn for å undervise i fysikkklasser, en institusjon hvor han skulle jobbe resten av livet.

Nettopp arbeidet i Bonn da den fransk-prøyssiske krigen i en alder av 50 år brøt ut (1870-1871). Under konflikten organiserte han, sammen med flere av elevene sine, et frivillig ambulansekorps. Som et resultat av sitt engasjement i krigen pådro Clausius seg en beinskade, som ga ham stort ubehag resten av livet. Skaden ga ham imidlertid anerkjennelse i det tyske samfunnet, og takket være hans heroiske handling mottok Rudolf Clausius jernkorset.

• Du kan være interessert i: "Niels Bohr: biografi og bidrag fra denne danske fysikeren"

Siste år og død

I løpet av sine siste leveår viet Rudolf Clausius seg til barna sine og la forskningen litt til side. Videre, med krigssåret påført under krigen, kunne han ikke bevege seg lett, noe som gjorde at han foretrekker å bli i Bonn i stedet for å reise så mye som han hadde i ungdommen. Likevel fortsatte Clausius å undervise ved universitetet i Bonn til sin død.

Rudolf clausius døde 24. august 1888 i Bonn, Tyskland, 66 år gammel. Hans første kone, Adelheid Rimpau, hadde dødd i 1875, og etterlot ham i omsorgen for deres seks barn, og Clausius giftet seg på nytt i 1886, denne gangen med Sophie Stack som han fikk en sønn med.

Anerkjennelser til denne fysikeren og matematikeren

I 1870 ble Rudolf Clausius tildelt Huygens-medaljen, og i 1879 mottok han Copley-medaljen, anerkjennelse gitt av Royal Society of London til de som har gitt viktige bidrag innen biologi eller fysikk.

I år 1878 ble utnevnt til medlem av Royal Swedish Academy of Sciences og i 1882 ble han tildelt en æresdoktorgrad av universitetet i Würzburg. I 1883 mottok han Poncelet-prisen, delt ut av det franske vitenskapsakademiet til alle vitenskapsmenn som har gitt betydelige bidrag til vitenskapen generelt. Rudolf Clausius har fortsatt å motta utmerkelser lenge etter hans død. I 1935 ble et krater på Månen oppkalt etter hans etternavn: Clausius-krateret.

Vitenskapelige bidrag fra Rudolf Clausius

Det er flere bidrag Rudolf Clausius har gitt til fysikk. Deretter vil vi se hva som er de mest bemerkelsesverdige aspektene ved hans oppdagelser og teorier.

Kinetisk teori om gasser

I 1857 publiserte han den første komplette teorien om den kinetiske teorien om materie.. For dette brukte han statistisk mekanikk, og etablerte en ideell modell for strukturen til gasser. Ved å anvende mekanikkens lover utledet Clausius den ytre eller makroskopiske oppførselen til disse gassene basert på hypoteser om den statistiske oppførselen til molekylene til disse væsker.

Han utledet at fordi molekylære kollisjoner forekommer mellom molekyler i bevegelse og med elastisitet, i hvert øyeblikk vil det være molekyler inne i gassen som beveger seg i alle retninger og med alle mulige hastigheter. Den totale energien til translasjon av disse molekylene gir mål på kaloriinnholdet i gassen, og deres kinetiske energi avhenger direkte av temperaturen til gassen.

Clausius arbeid med de enkelte molekylene av gasser anses å være avgjørende for oppfatningen av den kinetiske teorien om gasser. Den kinetiske teorien ble opprinnelig utviklet av James Maxwell i 1859, men basert svært notorisk på arbeidet til Rudolf Clausius.. Merkelig nok ble den samme teorien kritisert av Clausius, noe som tjente Maxwell til å oppdatere sin kinetiske teori i 1867.

Et annet av Clausius sine bidrag på dette feltet var å utvikle et kriterium for å skille mellom atomer og molekyler. Ifølge ham var gassmolekyler komplekse kropper, med bestanddeler som beveger seg. I dag er ideen om et molekyl en partikkel som består av andre atomer, noe som er veldig vanlig i gasser som oksygen, nitrogen eller hydrogen og også andre stoffer som vann eller ozon.

Termodynamikkens andre lov

Sammen med andre store forskere i sin tid regnes Rudolf Clausius som en av grunnleggerne av termodynamikk. Han er kreditert med forslaget til den andre loven i disse prinsippene som sier at varme aldri kan gå av seg selv fra en kaldere kropp til en varmere.

Dette prinsippet, også kalt entropiprinsippet, et konsept som han selv introduserte og definerte i 1865, bekrefter at trinnprosessteknikken i praksis Varmen til et legeme ved en høyere temperatur enn et annet som har en lavere temperatur kan ikke utføres på en omvendt måte uten permanente modifikasjoner i miljø.

En av fradragene fra dette prinsippet er at energien som frigjøres når temperaturen faller fra en Ta-verdi til en annen Tb er at den ikke blir fullstendig omdannet til mekanisk energi, og energieffektiviteten til denne transformasjonen er på det meste 1-Tb / Ta. Dette løste et av hovedproblemene til fysikk av sin tid, med forskere som teoretiserte om hvorvidt det var mulig å fullstendig konvertere varmeenergi til arbeid mekaniker.