RUDOLF CLAUSIUS: BIOGRAFIE A PŘÍSPĚVKY K VĚDĚ - VĚDA - 2025

Rudolf Clausius (1822-1888) byl německý fyzik a matematik, který formuloval druhý zákon termodynamiky a mnozí jej považují za jeden ze zakladatelů termodynamiky. Spolu s ním se postavy jako William Thomson a James Jule významně rozvíjely v tomto oboru vědy, jehož založení je připisováno francouzskému Sadi Carnotovi.

Clausiusova práce měla silný dopad na vývoj teorií navrhovaných jinými důležitými fyziky. Příkladem je případ teorií Jamese Maxwella, kteří otevřeně rozpoznali vliv Clausia ve své vlastní práci.

Rudolf Clausius, 1822 - 1888

Nejvýznamnější příspěvky Rudolfa Clausia souvisely s výsledky jeho zkoumání vlivu tepla na různé tekutiny a materiály.

Životopis

Rudolf Clausius se narodil 2. ledna 1822 v Köslinu v Pomořansku v Německu. Rudolfův otec vyznal protestantskou víru a měl školu; to je místo, kde tento vědec dostal svůj první výcvik.

Později vstoupil do městské tělocvičny Stettin (německy psané jako Szczecin) a tam pokračoval v částečném výcviku.

V 1840 on vstoupil na univerzitu Berlína, od kterého on absolvoval čtyři roky později, v 1844. Tam on studoval fyziku a matematiku, dvě disciplíny pro kterého Clausius dokázal být docela dovedný od velmi raného věku.

Po této akademické zkušenosti vstoupil Clausius na University of Halle, kde v roce 1847 získal doktorát díky práci na optických jevech, které jsou generovány na planetě Zemi v důsledku existence atmosféry.

Z této práce, která měla určité nedostatky, pokud jde o přístup, se ukázalo, že Rudolf Clausius měl jasné dary pro matematiku a že jeho schopnosti dokonale reagovaly na pole teoretické fyziky.

Principy termodynamiky

Poté, co získal doktorát v roce 1850, získal Clausius pozici profesora fyziky na Královské škole strojírenské a dělostřelecké v Berlíně; tam byl až do roku 1855.

Kromě tohoto postavení pracoval Clausius také na Univerzitě v Berlíně jako soukromý profesor, profesor, který mohl třídit studenty, ale jejichž poplatky nebyly univerzitou přiděleny, ale za tyto třídy platili sami studenti.

Rok 1850 byl také rokem, ve kterém Rudolf Clausius zveřejnil, co by bylo vaší nejdůležitější prací: O pohybových silách způsobených žárem.

Výuka a kinetická teorie

V roce 1855 Clausius změnil svou scénu a získal učitelské místo ve Švýcarském federálním technologickém institutu se sídlem v Curychu.

V roce 1857 se zaměřil na studium oboru kinetické teorie; V této době začal experimentovat s konceptem „volné střední cesty částice“.

Tento termín se týká vzdálenosti mezi dvěma setkáními molekul, které tvoří plyn. Tento příspěvek byl také velmi relevantní v oblasti fyziky.

O tři roky později se Clausius oženil s Adelheidem Rimphamem, s nímž měl šest dětí, ale zemřel v roce 1875 porodem posledních dvou dětí.

Clausius byl na švýcarském federálním technologickém institutu několik let, až do roku 1867, a zde se věnoval přednášce z fyziky. Ve stejném roce se přestěhoval do Würzburgu, kde také pracoval jako učitel.

V roce 1868 získal členství v Královské společnosti v Londýně. Vyučoval ve Würzburgu až do roku 1869, v roce, kdy vyučoval fyziku na univerzitě v Bonnu v Německu. Na této univerzitě vyučoval až do konce svého života.

Válečná účast

V souvislosti s francouzsko-pruskou válkou měl Clausius asi 50 let. V té době zorganizoval několik svých studentů na dobrovolný záchranný sbor, který sloužil v konfliktu, který se uskutečnil v letech 1870 až 1871.

V důsledku této hrdinské akce dostal Clausius Železný kříž díky službě, kterou poskytoval německému námořnictvu.

V důsledku této účasti měl Clausius v noze válečnou ránu, která mu později způsobila nepohodlí, které bylo přítomno až do konce jeho života.

Uznání

V roce 1870 získal Rudolf Clausius medaili Huygens a v roce 1879 obdržel Copleyovu medaili, cenu udělenou Královskou společností v Londýně těm, kteří významně přispěli v oblasti biologie nebo fyziky.

V roce 1878 se stal členem Královské švédské akademie věd a v roce 1882 obdržel čestný doktorát z University of Wüzburg.

V roce 1883 obdržel cenu Poncelet, cenu udělenou Francouzskou akademií věd všem těm vědcům, kteří významně přispěli v oblasti vědy obecně.

Nakonec je jedním z nejvýznamnějších poznatků německého vědce, že po něm byl pojmenován kráter na Měsíci: kráter Clausius.

Smrt

Rudolf Clasius zemřel 24. srpna 1888 v Bonnu v rodném Německu. O dva roky dříve, v roce 1886, se oženil s Sophie Stack.

V posledních letech svého života trochu odložil výzkum, aby se věnoval svým dětem; Kromě toho utrpěl zranění nohou, když se účastnil války, což mu neumožňovalo pohybovat se stejně snadno jako jindy.

Jeho obor výzkumu v té době, elektrodynamická teorie, se díky tomuto kontextu usadil na zadním sedadle. I přes to Clausius pokračoval ve výuce na univerzitní úrovni až do své smrti.

Jednou z výhod, kterou měl, bylo to, že si mohl vychutnat souhlas nejdůležitějších vědců té doby, když byl stále naživu; William Thomson, James Maxwell a Josiah Gibbs, mimo jiné.

Tito slavní vědci a vědecká komunita ho obecně poznali jako člověka, který založil termodynamiku. I dnes je tento objev považován za nejdůležitější a nejvýznamnější.

Příspěvky

Nadace termodynamiky

Clausius, považovaný za jednoho z termodynamických otců, poskytl důležité základy pro rozvoj jeho základních tvrzení.

Některé důležité postavy ve fyzice prohlašovaly, že to bylo práce Clausia, která zajistila základy termodynamiky s jasnými definicemi a definovanými hranicemi.

Clausiova pozornost byla zaměřena na povahu molekulárních jevů. Ze studia těchto jevů vyplynuly tvrzení, která sám formuloval o zákonech termodynamiky.

Příspěvek kinetické teorii plynů

Clausiusova práce na jednotlivých molekulách plynů byla rozhodující pro vývoj kinetické teorie plynů.

Tuto teorii vyvinul James Maxwell v roce 1859 na základě práce Clausia. To bylo zpočátku kritizováno Clausius a na základě těchto kritik Maxwell aktualizoval jeho teorii v 1867.

Clausiusův hlavní přínos v této oblasti byl vývoj kritéria pro rozlišování atomů a molekul, což ukazuje, že molekuly plynu jsou složitá těla s pohybujícími se částmi.

Druhý zákon termodynamiky

Clausius byl ten, kdo zavedl termín „entropie“ v termodynamice a použil tento koncept ke studiu procesů, reverzibilních i nevratných, v této oblasti znalostí.

Clausius dovolil, aby pojem entropie byl spojen s konceptem rozptylu energie jako „siamské“ koncepty kvůli jejich blízkému vztahu.

To znamenalo podstatný rozdíl s podobnými koncepty, které se snažily popsat stejné jevy.

Koncept entropie, jak to navrhoval Clausius, byl ve své době trochu víc než jen hypotéza. Nakonec se ukázalo, že je Clausius správný.

Clausiusova matematická metoda

Jedním z Clausiusových příspěvků do vědy byl vývoj matematické metody, která hrála v termodynamice jedinečnou roli. Tato metoda byla užitečná při její aplikaci na mechanickou teorii tepla.

Tento příspěvek Clausia je často přehlížen, hlavně kvůli matoucímu způsobu, jakým jej autor prezentoval.

Mnozí autoři se však domnívají, že tyto zmatky byly ve fyzikech běžné a není důvod je odmítat.

Mechanická teorie tepla

Clausius vyvinul tzv. Mechanickou teorii tepla. To byl jeden z jeho nejdůležitějších příspěvků k termodynamice.

Základ této teorie považoval teplo za formu pohybu.

To umožnilo pochopit, že množství tepla potřebného k ohřevu a rozšíření objemu plynu závisí na způsobu, jakým se uvedená teplota a uvedený objem během procesu mění.

Reference

1. Daub E. Entropie a disipace. Historická studia ve fyzikálních vědách. 1970; 2 (1970): 321–354.
2. Ketabgian T. (2017). Energie víry: Neviditelný vesmírný termodynamický duch. In Strange Science (str. 254–278).
3. Klein M. Gibbs na Clausiuse. Historická studia ve fyzikálních vědách. 1969; 1 (1969): 127-149.
4. Vědy AA Rudolf Julius Emanuel Clausius. Sborník americké akademie umění a věd. 1889; 24: 458-465.
5. Wolfe E. Clausius a Maxwellova kinetická teorie plynů. Historická studia ve fyzikálních vědách. 1970; 2: 299-319.
6. Matematická metoda Yagi E. Clausius a mechanická teorie tepla. Historická studia ve fyzikálních vědách. 1984; 15 (1): 177–195.