Rudolf Clausius Biografie en bijdragen aan de wetenschap

Rudolf Clausius (1822-1888) was een Duitse fysicus en wiskundige die de tweede wet van de thermodynamica formuleerde en door velen wordt beschouwd als een van de grondleggers van de thermodynamica. Samen met hem ontwikkelden personages als William Thomson en James Jule zich op een belangrijke manier over deze tak van de wetenschap waarvan de basis hem wordt toegewezen aan de Franse Sadi Carnot.

Clausius 'werk had een sterke invloed op de ontwikkeling van theorieën die door andere belangrijke fysici werden voorgesteld. Een voorbeeld is de theorie van James Maxwell, die de invloed van Clausius in zijn eigen werk openlijk erkende.

De belangrijkste bijdragen van Rudolf Clausius waren gerelateerd aan de resultaten van zijn onderzoek naar het effect van warmte op verschillende vloeistoffen en materialen.

index

• 1 Biografie
  • 1.1 Principes van thermodynamica
  • 1.2 Lesgeven en kinetische theorie
  • 1.3 Militaire deelname
  • 1.4 Erkenningen
  • 1.5 Dood
• 2 bijdragen
  • 2.1 Fundering van thermodynamica
  • 2.2 Bijdrage tot de kinetische theorie van gassen
  • 2.3 Tweede wet van de thermodynamica
  • 2.4 De wiskundige methode van Clausius
  • 2.5 Mechanische theorie van warmte
• 3 referenties

biografie

Rudolf Clausius werd geboren op 2 januari 1822 in Köslin, in Pomerania, Duitsland. Rudolf's vader beweerde het protestantse geloof en had een school; dat is waar deze wetenschapper zijn eerste training kreeg.

Vervolgens ging hij naar het Stettin City Gymnasium (in het Duits geschreven als Szczecin) en er ging een deel van zijn training door.

In 1840 ging hij naar de universiteit van Berlijn, waar hij vier jaar later afstudeerde, in 1844. Daar studeerde hij natuurkunde en wiskunde, twee disciplines waarvoor Clausius al heel jong heel kundig bleek te zijn.

Na deze academische ervaring ging Clausius naar de Universiteit van Halle, waar hij in 1847 promoveerde dankzij een onderzoek naar de optische effecten die op de planeet Aarde worden gegenereerd als gevolg van het bestaan ​​van de atmosfeer.

Uit dit werk, dat enkele gebreken in de aanpak had, was het duidelijk dat Rudolf Clausius duidelijke vaardigheden voor wiskunde had en dat zijn vaardigheden perfect reageerden op het gebied van de theoretische natuurkunde.

Principes van thermodynamica

Na het behalen van een doctoraat in 1850 kreeg Clausius een positie als hoogleraar natuurkunde aan de Koninklijke School voor Techniek en Artillerie in Berlijn; daar was hij tot 1855.

Naast deze functie oefende Clausius ook aan de Universiteit van Berlijn als een privatdozent, a leraar die lessen aan de studenten kon geven, maar waarvan de kosten niet werden toegekend door de universiteit, maar de studenten zelf waren degenen die voor deze lessen betaalden.

1850 was ook het jaar waarin Rudolf Clausius publiceerde wat je belangrijkste werk zou zijn: Over de bewegingskrachten veroorzaakt door hitte.

Les- en kinetische theorie

In 1855 veranderde Clausius van gedachten en kreeg hij een leeropdracht bij het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie, gevestigd in Zürich.

In 1857 concentreerde hij zich op het bestuderen van het gebied van de kinetische theorie; Het was in deze tijd dat hij begon te experimenteren met het concept van "gratis halverwege een deeltje".

Deze term verwijst naar de afstand tussen twee ontmoetingen, de een na de ander, van de moleculen waaruit een gas bestaat. Deze bijdrage was ook erg relevant voor het vakgebied natuurkunde

Drie jaar later trouwde Clausius met Adelheid Rimpham, met wie hij zes kinderen kreeg, maar stierf in 1875 na de geboorte van de laatste twee kinderen van het echtpaar.

Clausius was verschillende jaren in het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie, tot 1867, en daar wijdde hij zich aan het geven van lessen natuurkunde. In datzelfde jaar verhuisde hij naar Würzburg, waar hij ook als leraar werkte.

In 1868 behaalde hij een lidmaatschap in de Royal Society of London. Hij gaf les in Würzburg tot 1869, het jaar waarin hij natuurkunde ging doceren aan de universiteit van Bonn, Duitsland. In deze universiteit gaf hij les tot het einde van zijn leven.

Militaire deelname

In het kader van de Frans-Pruisische oorlog was Clausius ongeveer 50 jaar oud. In die tijd organiseerde hij een aantal van zijn studenten in een vrijwillig ambulancekorps dat diende in dat conflict, dat plaatsvond tussen 1870 en 1871.

Als gevolg van deze heroïsche actie ontving Clausius het IJzeren Kruis, dankzij de service die hij aan de Duitse marine verleende.

Als gevolg van deze deelname had Clausius een oorlogswond aan één been, waardoor hij later ongemak kreeg dat tot het einde van zijn leven aanwezig was..

bevestigingen

In 1870 behaalde Rudolf Clausius de Huygens-medaille en in 1879 ontving hij de Copley-medaille, een prijs die door de Royal Society of London werd toegekend aan degenen die relevante bijdragen hebben geleverd op het gebied van biologie of natuurkunde.

In 1878 werd hij benoemd tot lid van de Koninklijke Zweedse Academie van Wetenschappen, en in 1882 ontving hij een eredoctoraat van de Universiteit van Wüzburg.

In 1883 ontving hij de Poncelet Award, een prijs toegekend door de Franse Academie van Wetenschappen aan al die wetenschappers die uitstekende bijdragen hebben geleverd op het gebied van wetenschappen in het algemeen.

Eindelijk, een van de belangrijkste dankbetuigingen aan deze Duitse wetenschapper is dat een krater van de maan naar hem is genoemd: de krater Clausius.

dood

Rudolf Clasius stierf op 24 augustus 1888 in Bonn, in zijn geboorteland Duitsland. Twee jaar eerder, in 1886, trouwde hij met Sophie Stack.

In de laatste jaren van zijn leven liet hij het onderzoek een beetje opzij om zich aan zijn kinderen te wijden; Bovendien had hij tijdens zijn deelname aan de oorlog een beenblessure opgelopen, een situatie waardoor hij niet zo gemakkelijk kon bewegen als in andere tijden.

Zijn onderzoeksgebied in die tijd, de elektrodynamische theorie, nam een ​​plaats in vanwege al deze context. Ondanks dit bleef Clausius tot zijn dood lesgeven op universitair gebied.

Een voordeel dat het had was dat het in het leven kon genieten van de goedkeuring van de belangrijkste wetenschappers van die tijd; William Thomson, James Maxwell en Josiah Gibbs, naast vele anderen.

Deze illustere wetenschappers en de gemeenschap van wetenschappen in het algemeen erkenden hem destijds als de man die de thermodynamica oprichtte. Zelfs vandaag wordt deze ontdekking als het belangrijkste en transcendentale beschouwd.

bijdragen

Fundering van thermodynamica

Beschouwd als een van de grondleggers van de thermodynamica, leverde Clausius belangrijke bases voor de ontwikkeling van de fundamentele proposities daarvan.

Enkele belangrijke natuurkundigen verzekerden zich ervan dat het het werk van Clausius was dat de fundamenten van de thermodynamica verzekerde met duidelijke definities en gedefinieerde grenzen..

Clausius's aandacht was gericht op de aard van moleculaire verschijnselen. Uit de studie van deze verschijnselen ontstonden de stellingen die hij zelf formuleerde over de wetten van de thermodynamica.

Bijdrage tot de kinetische theorie van gassen

Clausius 'werk aan de individuele moleculen van gassen was bepalend voor de ontwikkeling van de kinetische theorie van gassen.

Deze theorie werd ontwikkeld door James Maxwell in 1859 op basis van het werk van Clausius. Clausius bekritiseerde het en op basis van deze kritiek maakte Maxwell in 1867 een update van zijn theorie.

De belangrijkste bijdrage van Clausius op dit gebied was de ontwikkeling van een criterium om atomen en moleculen te onderscheiden, wat aantoont dat gasmoleculen complexe lichamen waren met delen die bewegen.

Tweede wet van de thermodynamica

Clausius was degene die de term 'Entropia' introduceerde in de thermodynamica en gebruikte dit concept om processen te bestuderen, zowel omkeerbaar als onomkeerbaar, in dit kennisgebied.

Clausius liet het concept van entropie relateren aan het concept van dissipatie van energie als "Siamese" concepten vanwege de nauwe relatie.

Dit was een wezenlijk verschil met vergelijkbare concepten die hetzelfde fenomeen probeerden te beschrijven.

Het concept van entropie, zoals Clausius voorstelde, was in zijn tijd weinig meer dan een hypothese. Uiteindelijk werd aangetoond dat Clausius gelijk had.

De wiskundige methode van Clausius

Een van Clausius 'bijdragen aan de wetenschap was de ontwikkeling van een wiskundige methode die een unieke rol speelde in de thermodynamica. Deze methode was nuttig bij de toepassing ervan op de mechanische theorie van warmte.

Deze bijdrage van Clausius wordt vaak over het hoofd gezien, voornamelijk vanwege de verwarrende vorm waarin de auteur het heeft gepresenteerd.

Veel auteurs zijn echter van mening dat deze verwarringen gebruikelijk waren bij natuurkundigen en geen reden zijn om ze te verwerpen..

Mechanische theorie van warmte

Clausius ontwikkelde wat de mechanische theorie van warmte werd genoemd. Dit was een van zijn belangrijkste bijdragen aan de thermodynamica.

De basis van deze theorie beschouwde warmte als een vorm van beweging.

Dit maakte het mogelijk te begrijpen dat de hoeveelheid warmte die nodig is om het volume van een gas te verwarmen en uit te zetten afhankelijk is van de manier waarop genoemde temperatuur en genoemd volume tijdens het proces veranderen..

referenties

1. Daub E. Entropie en dissipatie. Historische studies in de fysische wetenschappen. 1970; 2 (1970): 321-354.
2. Ketabgian T. (2017). The Energy of Belief: The Unseen Universe Spirit of Thermodynamics. In Strange Science (pp. 254-278).
3. Klein M. Gibbs op Clausius. Historische studies in de fysische wetenschappen. 1969; 1 (1969): 127-149.
4. Wetenschappen A. A. Rudolf Julius Emanuel Clausius. Proceedings van de American Academy of Arts and Sciences. 1889; 24: 458-465.
5. Wolfe E. Clausius en Maxwell's Kinetic Theory of Gases. Historische studies in de fysische wetenschappen. 1970; 2: 299-319.
6. Yagi E. Clausius's wiskundige methode en de mechanische theorie van warmte. Historische studies in de fysische wetenschappen. 1984; 15 (1): 177-195.