Rudolf Clausius Βιογραφία και συμβολές στην επιστήμη

Ρούντολφ Κλαούσιος (1822-1888) ήταν Γερμανός φυσικός και μαθηματικός που διατύπωσε τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής και θεωρείται από πολλούς ως ένας από τους ιδρυτές της θερμοδυναμικής. Μαζί του, πρόσωπα όπως ο William Thomson και ο James Jule ανέπτυξαν με σημαντικό τρόπο αυτόν τον κλάδο της επιστήμης, του οποίου η θεμελίωση του τιμάται στο γαλλικό Sadi Carnot.

Η εργασία του Clausius είχε ισχυρό αντίκτυπο στην ανάπτυξη θεωριών που προτάθηκαν από άλλους σημαντικούς φυσικούς. Ένα παράδειγμα είναι η περίπτωση των θεωριών του James Maxwell, ο οποίος αναγνώρισε ανοιχτά την επιρροή του Clausius στο δικό του έργο.

Οι σημαντικότερες συνεισφορές του Rudolf Clausius σχετίζονταν με τα αποτελέσματα της έρευνάς του σχετικά με την επίδραση της θερμότητας σε διάφορα υγρά και υλικά.

Ευρετήριο

• 1 Βιογραφία
  • 1.1 Αρχές θερμοδυναμικής
  • 1.2 Διδακτική και κινητική θεωρία
  • 1.3 Στρατιωτική συμμετοχή
  • 1.4 Ευχαριστίες
  • 1.5 Θάνατος
• 2 Συνεισφορές
  • 2.1 Θεμελίωση της θερμοδυναμικής
  • 2.2 Συμβολή στην κινητική θεωρία των αερίων
  • 2.3 Δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής
  • 2.4 Η μαθηματική μέθοδος του Clausius
  • 2.5 Μηχανική θεωρία της θερμότητας
• 3 Αναφορές

Βιογραφία

Ο Rudolf Clausius γεννήθηκε στις 2 Ιανουαρίου 1822 στο Köslin, στην Πομερανία της Γερμανίας. Ο πατέρας του Ρούντολφ δήλωνε την προτεσταντική πίστη και είχε σχολείο. εκεί όπου ο επιστήμονας πήρε την πρώτη του κατάρτιση.

Στη συνέχεια εισήλθε στο Γυμνάσιο της πόλης Stettin (γραμμένο στα Γερμανικά ως Szczecin) και συνέχισε μέρος της εκπαίδευσής του.

Το 1840 εισήλθε στο Πανεπιστήμιο του Βερολίνου, από όπου αποφοίτησε τέσσερα χρόνια αργότερα, το 1844. Εκεί φυσική και τα μαθηματικά, σπούδασε δύο τομείς για τους οποίους Clausius αποδείχθηκε αρκετά έμπειρος σε νεαρή ηλικία.

Μετά από αυτή την ακαδημαϊκή εμπειρία, Clausius εισήλθε στο Πανεπιστήμιο του Halle, από όπου πήρε το διδακτορικό του το 1847, χάρη στη δουλειά για τα οπτικά εφέ που δημιουργούνται στη Γη, ως αποτέλεσμα της ύπαρξης της ατμόσφαιρας.

Από το έργο αυτό, είχα κάποιες αποτυχίες, όταν η προσέγγιση έγινε σαφές ότι Rudolf Clausius είχε σαφή ταλέντο για τα μαθηματικά και τις δεξιότητες του τέλεια τοποθετηθεί στον τομέα της θεωρητικής φυσικής.

Αρχές θερμοδυναμικής

Μετά την απόκτηση διδακτορικού τίτλου το 1850, ο Clausius απέκτησε θέση καθηγητή φυσικής στη Βασιλική Σχολή Μηχανικών και Πυροβολικού στο Βερολίνο. εκεί ήταν μέχρι το 1855.

Εκτός από αυτή τη θέση, Clausius ασκεί επίσης στο Πανεπιστήμιο του Βερολίνου ως α ιδιωτικό, α δάσκαλος που θα μπορούσε να δώσει μαθήματα στους φοιτητές, αλλά των οποίων οι αμοιβές δεν χορηγήθηκαν από το πανεπιστήμιο, αλλά οι ίδιοι οι φοιτητές ήταν αυτοί που πλήρωναν για αυτές τις τάξεις.

Το 1850 ήταν επίσης το έτος κατά το οποίο ο Rudolf Clausius δημοσίευσε ποιο θα ήταν το σημαντικότερο έργο σας: Στις δυνάμεις της κίνησης που προκαλούνται από τη θερμότητα.

Διδασκαλία και κινητική θεωρία

Το 1855 ο Clausius άλλαξε γνώμη και απέκτησε θέση διδασκαλίας στο Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας με έδρα τη Ζυρίχη.

Το 1857, επικεντρώθηκε στη μελέτη του πεδίου της κινητικής θεωρίας. Ήταν αυτή τη στιγμή που άρχισε να πειραματίζεται με την έννοια του "ελεύθερου στα μισά του δρόμου μέσα από ένα σωματίδιο".

Αυτός ο όρος αναφέρεται στην απόσταση μεταξύ δύο συναντήσεων, το ένα μετά το άλλο, των μορίων που συνθέτουν ένα αέριο. Η συμβολή αυτή ήταν επίσης πολύ σημαντική για τον τομέα της φυσικής

Τρία χρόνια αργότερα ο Clausius παντρεύτηκε τον Adelheid Rimpham, με τον οποίο είχε έξι παιδιά, αλλά πέθανε το 1875, γεννώντας τα δύο τελευταία παιδιά του ζευγαριού.

Ο Clausius ήταν εδώ και αρκετά χρόνια στο Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας μέχρι το 1867 και εκεί δίδαξε μαθήματα φυσικής. Την ίδια χρονιά μετακόμισε στο Würzburg, όπου επίσης εργάστηκε ως δάσκαλος.

Το 1868 έλαβε μέλος στην Royal Society του Λονδίνου. Δίδαξε στο Würzburg μέχρι το 1869, το έτος κατά το οποίο πήγε για να διδάξει τη Φυσική στο Πανεπιστήμιο της Βόννης της Γερμανίας. Σε αυτό το πανεπιστήμιο διδάσκει μέχρι το τέλος της ζωής του.

Στρατιωτική συμμετοχή

Στο πλαίσιο του Γαλλο-Πρωσικού πολέμου, ο Clausius ήταν περίπου 50 ετών. Εκείνη την εποχή οργάνωσε αρκετούς από τους μαθητές του σε ένα εθελοντικό σώμα ασθενοφόρων που υπηρέτησε στη σύγκρουση αυτή, η οποία έλαβε χώρα μεταξύ 1870 και 1871.

Ως αποτέλεσμα αυτής της ηρωικής δράσης, ο Clausius έλαβε τον Σιδηρό Σταυρό, χάρη στην υπηρεσία που παρέδωσε στο γερμανικό ναυτικό.

Ως αποτέλεσμα αυτής της συμμετοχής, ο Clausius είχε έναν πόλεμο τραυματισμένο σε ένα πόδι, το οποίο αργότερα του προκάλεσε δυσφορία που υπήρχε μέχρι το τέλος της ζωής του..

Ευχαριστίες

Το 1870 Rudolf Clausius έλαβε το Huygens μετάλλιο το 1879 και έλαβε το μετάλλιο Copley, ένα βραβείο που δίνεται από τη Βασιλική Εταιρεία του Λονδίνου που έχουν κάνει σημαντικές συνεισφορές στον τομέα της βιολογίας ή φυσικής.

Το 1878 διορίστηκε μέλος της Βασιλικής Σουηδικής Ακαδημίας Επιστημών και το 1882 έλαβε επίτιμο διδακτορικό από το Πανεπιστήμιο του Wüzburg.

Το 1883 έλαβε το βραβείο Poncelet, ένα βραβείο που χορηγήθηκε από τη Γαλλική Ακαδημία Επιστημών σε όλους εκείνους τους επιστήμονες που έχουν επιτύχει εξαιρετικές συνεισφορές στον τομέα των επιστημών γενικά.

Τέλος, ένα από τα πιο σημαντικά βραβεία γίνει αυτό Γερμανός επιστήμονας είναι ένας κρατήρας στη Σελήνη πήρε το όνομά του: τον κρατήρα Clausius.

Θάνατος

Ο Rudolf Clasius πέθανε στις 24 Αυγούστου 1888 στη Βόννη, στην πατρίδα του. Δύο χρόνια πριν, το 1886 παντρεύτηκε τη Sophie Stack.

Στα τελευταία χρόνια της ζωής του, έφυγε λίγο από την έρευνα για να αφιερώσει τον εαυτό του στα παιδιά του. Επιπλέον, είχε υποστεί βλάβη στο πόδι ενώ συμμετείχε στον πόλεμο, μια κατάσταση που δεν του επέτρεπε να κινηθεί τόσο εύκολα όπως σε άλλες εποχές.

Ο τομέας της έρευνας εκείνη την εποχή, η ηλεκτροδυναμική θεωρία, πήρε ένα πίσω κάθισμα εξαιτίας αυτού του πλαισίου. Παρ 'όλα αυτά, ο Clausius συνέχισε να διδάσκει στο πανεπιστημιακό πεδίο μέχρι το θάνατό του.

Ένα πλεονέκτημα που είχε ήταν ότι θα μπορούσε να απολαύσει στη ζωή την έγκριση που δόθηκε από τους σημαντικότερους επιστήμονες της εποχής. William Thomson, James Maxwell και Josiah Gibbs, μεταξύ πολλών άλλων.

Αυτοί οι σπουδαίοι επιστήμονες και η κοινότητα των επιστημών γενικά τον αναγνώρισαν εκείνη τη στιγμή ως ο άνθρωπος που ίδρυσε τη θερμοδυναμική. Ακόμη και σήμερα αυτή η ανακάλυψη αναγνωρίζεται ως η πιο σημαντική και υπερβατική.

Συνεισφορές

Θεμελίωση της θερμοδυναμικής

Θεωρώντας έναν από τους πατέρες της θερμοδυναμικής, ο Clausius παρείχε σημαντικές βάσεις για την ανάπτυξη των θεμελιωδών προτάσεων του ίδιου.

Ορισμένα σημαντικά χαρακτήρες της φυσικής ισχυρίστηκε ότι ήταν το έργο του Clausius που εξασφαλίζουν τις βασικές αρχές της θερμοδυναμικής με σαφείς ορισμούς και καθορισμένα σύνορα.

Η προσοχή του Clausius επικεντρώθηκε στη φύση των μοριακών φαινομένων. Από τη μελέτη αυτών των φαινομένων προέκυψαν οι προτάσεις που ο ίδιος διατύπωσε για τους νόμους της θερμοδυναμικής.

Συμβολή στην κινητική θεωρία των αερίων

Το έργο του Clausius για τα μεμονωμένα μόρια αερίων ήταν αποφασιστικής σημασίας για την ανάπτυξη της κινητικής θεωρίας των αερίων.

Αυτή η θεωρία αναπτύχθηκε από τον James Maxwell το 1859 με βάση το έργο του Clausius. Επικρίθηκε κατ 'αρχήν από τον Clausius και με βάση αυτές τις επικρίσεις ο Maxwell έκανε μια ενημέρωση της θεωρίας του το 1867.

Η κύρια συμβολή της Clausius σε αυτό το πεδίο ήταν η ανάπτυξη ενός κριτήριο διαχωρισμού των ατόμων και των μορίων, που δείχνει ότι τα μόρια του αερίου ήταν πολύπλοκο οργάνων κινούμενα μέρη.

Δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής

Clausius ήταν αυτός που εισήγαγε τον όρο «Entropia» στη θερμοδυναμική και να χρησιμοποιηθεί αυτή η έννοια για τη μελέτη των διαδικασιών, τόσο αναστρέψιμη και μη αναστρέψιμη, σε αυτόν τον τομέα της γνώσης.

Ο Clausius επέτρεψε να συσχετιστεί η έννοια της εντροπίας με την έννοια της εξουδετέρωσης της ενέργειας ως "σιαμαίων" έννοιες λόγω της στενής σχέσης της.

Αυτό σημάδεψε μια ουσιαστική διαφορά με παρόμοιες έννοιες που προσπάθησαν να περιγράψουν τα ίδια φαινόμενα.

Η ιδέα της εντροπίας, όπως πρότεινε ο Κλάους, ήταν λίγο περισσότερο από μια υπόθεση στην εποχή του. Τελικά αποδείχθηκε ότι ο Clausius είχε δίκιο.

Η μαθηματική μέθοδος του Clausius

Μία από τις συνεισφορές του Clausius στην επιστήμη ήταν η ανάπτυξη μιας μαθηματικής μεθόδου που έπαιξε ένα μοναδικό ρόλο στη θερμοδυναμική. Αυτή η μέθοδος ήταν χρήσιμη στην εφαρμογή της στη μηχανική θεωρία της θερμότητας.

Αυτή η συμβολή του Clausius συχνά παραβλέπεται, κυρίως λόγω της συγκεχυμένης μορφής στην οποία το παρουσίασε ο συγγραφέας του.

Ωστόσο, πολλοί συντάκτες θεωρούν ότι αυτές οι συγχύσεις ήταν συνηθισμένες στους φυσικούς και δεν είναι λόγος να τους απορρίψουμε..

Μηχανική θεωρία της θερμότητας

Ο Clausius ανέπτυξε τη λεγόμενη μηχανική θεωρία της θερμότητας. Αυτή ήταν μία από τις σημαντικότερες συνεισφορές του στη θερμοδυναμική.

Η βάση αυτής της θεωρίας θεώρησε τη θερμότητα ως μορφή κίνησης.

Αυτό βοήθησε να καταλάβουμε ότι η ποσότητα της θερμότητας που απαιτείται για τη θέρμανση και να επεκτείνει τον όγκο ενός αερίου εξαρτάται από το πώς η εν λόγω θερμοκρασία και η εν λόγω μεταβολή του όγκου κατά τη διάρκεια της διαδικασίας.

Αναφορές

1. Daub E. Εντροπία και αδιαφορία. Ιστορικές σπουδές στις φυσικές επιστήμες. 1970; 2 (1970): 321-354.
2. Ketabgian Τ. (2017). Η ενέργεια της πίστης: Το αόρατο σύμπαν πνεύμα της θερμοδυναμικής. Στην Strange Science (σελ. 254-278).
3. Klein M. Gibbs στον Clausius. Ιστορικές σπουδές στις φυσικές επιστήμες. 1969; 1 (1969): 127-149.
4. Επιστήμες Α. Α. Rudolf Julius Emanuel Clausius. Πρακτικά της Αμερικανικής Ακαδημίας Τεχνών και Επιστημών. 1889; 24: 458-465.
5. Ο Wolfe E. Clausius και η κινητική θεωρία των αερίων του Maxwell. Ιστορικές σπουδές στις φυσικές επιστήμες. 1970; 2: 299-319.
6. Η Μαθηματική Μέθοδος Yagi E. Clausius και η Μηχανική Θεωρία της Θερμότητας. Ιστορικές σπουδές στις φυσικές επιστήμες. 1984; 15 (1): 177-195.