Chia sẻ:
Tiểu sử Rudolf Clausius và những đóng góp cho khoa học
Rudolf Clausius (1822-1888) là một nhà vật lý và toán học người Đức, người đã xây dựng định luật thứ hai của nhiệt động lực học và được nhiều người coi là một trong những người sáng lập nhiệt động lực học. Cùng với anh ta, những nhân vật như William Thomson và James Jule đã phát triển một cách quan trọng, nhánh khoa học này có nền tảng được phân xử cho anh ta với Sadi Carnot của Pháp.
Công trình của Clausius có tác động mạnh mẽ đến sự phát triển các lý thuyết được đề xuất bởi các nhà vật lý quan trọng khác. Một ví dụ là trường hợp lý thuyết của James Maxwell, người đã công khai nhận ra ảnh hưởng của Clausius trong tác phẩm của mình.
Những đóng góp quan trọng nhất của Rudolf Clausius có liên quan đến kết quả nghiên cứu của ông về tác động của nhiệt đối với các chất lỏng và vật liệu khác nhau.
Chỉ số
- 1 Tiểu sử
- 1.1 Nguyên tắc nhiệt động lực học
- 1.2 Dạy học và lý thuyết động học
- 1.3 Tham gia quân sự
- 1.4 Lời cảm ơn
- 1,5 cái chết
- 2 Đóng góp
- 2.1 Nền tảng của nhiệt động lực học
- 2.2 Đóng góp cho lý thuyết động học của chất khí
- 2.3 Định luật thứ hai của nhiệt động lực học
- 2.4 Phương pháp toán học của Clausius
- 2.5 Lý thuyết cơ nhiệt
- 3 tài liệu tham khảo
Tiểu sử
Rudolf Clausius sinh ngày 2 tháng 1 năm 1822 tại Köslin, Pomerania, Đức. Cha của Rudolf tuyên xưng đức tin Tin lành và có một trường học; đó là nơi nhà khoa học này được đào tạo đầu tiên.
Sau đó, anh vào phòng tập thể dục thành phố Stettin (viết bằng tiếng Đức là Szczecin) và tiếp tục một phần đào tạo của anh ấy.
Năm 1840, ông vào Đại học Berlin, nơi ông tốt nghiệp bốn năm sau đó, vào năm 1844. Ở đó ông học vật lý và toán học, hai ngành học mà Clausius tỏ ra khá thành thạo từ khi còn rất nhỏ.
Sau kinh nghiệm học tập này, Clausius vào Đại học Halle, nơi ông lấy bằng tiến sĩ vào năm 1847 nhờ vào công trình nghiên cứu các hiệu ứng quang học được tạo ra trên hành tinh Trái đất do sự tồn tại của khí quyển.
Từ công trình này, có một số sai sót trong cách tiếp cận, rõ ràng Rudolf Clausius có kỹ năng toán học rõ ràng và các kỹ năng của ông đã đáp ứng hoàn hảo với lĩnh vực vật lý lý thuyết.
Nguyên lý nhiệt động lực học
Sau khi lấy bằng tiến sĩ năm 1850, Clausius có được vị trí giáo sư vật lý tại Trường Kỹ thuật và Pháo binh Hoàng gia ở Berlin; ở đó đến năm 1855.
Ngoài vị trí này, Clausius còn thực tập tại Đại học Berlin như một tư nhân, một giáo viên có thể cung cấp các lớp học cho các sinh viên, nhưng học phí không được cấp bởi trường đại học, nhưng chính các sinh viên là những người đã trả tiền cho các lớp học này.
Năm 1850 cũng là năm mà Rudolf Clausius xuất bản tác phẩm quan trọng nhất của bạn: Về lực chuyển động do nhiệt.
Giảng dạy và lý thuyết động học
Năm 1855 Clausius đã thay đổi quyết định và có được vị trí giảng dạy tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ, có trụ sở tại Zürich.
Năm 1857, ông tập trung nghiên cứu lĩnh vực lý thuyết động học; Chính tại thời điểm này, anh bắt đầu thử nghiệm khái niệm "nửa chừng tự do xuyên qua hạt".
Thuật ngữ này đề cập đến khoảng cách giữa hai lần gặp gỡ, lần lượt từng lần một của các phân tử tạo thành khí. Đóng góp này cũng rất phù hợp với lĩnh vực vật lý
Ba năm sau Clausius kết hôn với Adelheid Rimpham, người có sáu người con, nhưng qua đời năm 1875, sinh ra hai đứa con cuối cùng của cặp vợ chồng.
Clausius đã ở Học viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ trong vài năm, cho đến năm 1867, và ở đó, ông dành hết tâm trí để đưa ra những bài học vật lý. Cùng năm đó, anh chuyển đến Wurzburg, nơi anh cũng làm giáo viên..
Năm 1868, ông có được một thành viên trong Hiệp hội Hoàng gia Luân Đôn. Ông đã giảng dạy tại Wurzburg cho đến năm 1869, năm mà ông tiếp tục giảng dạy Vật lý tại Đại học Bon, Đức. Trong trường đại học này, ông đã giảng dạy cho đến cuối đời.
Tham gia quân sự
Trong bối cảnh Chiến tranh Pháp-Phổ, Clausius khoảng 50 tuổi. Vào thời điểm đó, ông đã tổ chức một số học sinh của mình trong một đội quân cứu thương tự nguyện phục vụ trong cuộc xung đột đó, diễn ra trong khoảng thời gian từ 1870 đến 1871.
Kết quả của hành động anh hùng này, Clausius đã nhận được Chữ thập sắt, nhờ vào dịch vụ mà anh ta đưa ra cho hải quân Đức.
Kết quả của sự tham gia này, Clausius bị một vết thương chiến tranh ở một chân, sau đó gây ra sự khó chịu cho anh ta cho đến cuối đời..
Lời cảm ơn
Năm 1870, Rudolf Clausius đã nhận được Huy chương Huygens và năm 1879, ông đã nhận được Huân chương Copley, một giải thưởng được trao bởi Hiệp hội Hoàng gia Luân Đôn cho những người có đóng góp liên quan trong lĩnh vực sinh học hoặc vật lý.
Năm 1878, ông được bổ nhiệm làm thành viên của Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển và năm 1882, ông nhận bằng tiến sĩ danh dự của Đại học Wüzburg.
Năm 1883, ông đã nhận được giải thưởng Poncelet, một giải thưởng được trao bởi Viện hàn lâm Khoa học Pháp cho tất cả những nhà khoa học có đóng góp xuất sắc trong lĩnh vực khoa học nói chung.
Cuối cùng, một trong những lời cảm ơn quan trọng nhất đối với nhà khoa học người Đức này là một miệng núi lửa được đặt theo tên ông: miệng núi lửa Clausius.
Cái chết
Rudolf Clasius qua đời vào ngày 24 tháng 8 năm 1888 tại Bon, quê hương Đức. Hai năm trước, vào năm 1886, ông kết hôn với Sophie Stack.
Trong những năm cuối đời, ông đã bỏ nghiên cứu sang một bên để cống hiến hết mình cho con cái; Ngoài ra, anh ta đã bị chấn thương ở chân khi tham gia chiến tranh, một tình huống không cho phép anh ta di chuyển dễ dàng như những lần khác.
Lĩnh vực nghiên cứu của ông tại thời điểm đó, lý thuyết điện động lực, đã giành một chỗ dựa do tất cả bối cảnh này. Mặc dù vậy, Clausius vẫn tiếp tục giảng dạy trong lĩnh vực đại học cho đến khi qua đời.
Một lợi thế mà nó có là nó có thể tận hưởng trong cuộc sống sự chấp thuận của các nhà khoa học quan trọng nhất thời bấy giờ; William Thomson, James Maxwell và Josiah Gibbs, trong số nhiều người khác.
Những nhà khoa học lừng lẫy và cộng đồng khoa học nói chung đã công nhận ông vào thời điểm đó là người sáng lập ra nhiệt động lực học. Thậm chí ngày nay phát hiện này được công nhận là quan trọng nhất và siêu việt.
Đóng góp
Nền tảng của nhiệt động lực học
Được coi là một trong những người cha của nhiệt động lực học, Clausius đã cung cấp các cơ sở quan trọng cho sự phát triển của các đề xuất cơ bản giống nhau.
Một số nhà vật lý quan trọng đảm bảo rằng đó là công trình của Clausius đảm bảo nền tảng của nhiệt động lực học với các định nghĩa rõ ràng và các đường viền xác định..
Sự chú ý của Clausius tập trung vào bản chất của các hiện tượng phân tử. Từ nghiên cứu về những hiện tượng này đã đưa ra những đề xuất mà chính ông đã đưa ra về các định luật nhiệt động lực học.
Đóng góp cho lý thuyết động học của chất khí
Công trình của Clausius trên các phân tử khí riêng lẻ có ý nghĩa quyết định đối với sự phát triển của lý thuyết động học của chất khí.
Lý thuyết này được James Maxwell phát triển vào năm 1859 dựa trên công trình của Clausius. Nó đã bị chỉ trích về nguyên tắc bởi Clausius và dựa trên những lời chỉ trích này, Maxwell đã cập nhật lý thuyết của mình vào năm 1867.
Đóng góp chính của Clausius trong lĩnh vực này là sự phát triển của một tiêu chí để phân biệt các nguyên tử và phân tử, cho thấy các phân tử khí là những cơ thể phức tạp với các bộ phận cấu thành di chuyển.
Định luật thứ hai của nhiệt động lực học
Clausius là người đã đưa ra thuật ngữ "Entropia" trong nhiệt động lực học và sử dụng khái niệm này để nghiên cứu các quá trình, cả thuận nghịch và không thể đảo ngược, trong lĩnh vực kiến thức này.
Clausius cho phép liên hệ khái niệm entropy với khái niệm tiêu tán năng lượng là khái niệm "Xiêm" vì mối quan hệ chặt chẽ của nó.
Điều này đánh dấu một sự khác biệt đáng kể với các khái niệm tương tự đã cố gắng mô tả cùng một hiện tượng.
Khái niệm entropy, như Clausius đề xuất, ít hơn một giả thuyết trong thời đại của ông. Cuối cùng, điều đó cho thấy Clausius đã đúng.
Phương pháp toán học của Clausius
Một trong những đóng góp của Clausius cho khoa học là sự phát triển của một phương pháp toán học đóng một vai trò duy nhất trong nhiệt động lực học. Phương pháp này rất hữu ích trong ứng dụng của nó vào lý thuyết cơ học về nhiệt.
Sự đóng góp này của Clausius thường bị bỏ qua, chủ yếu là do hình thức khó hiểu trong đó tác giả của nó đã trình bày nó.
Tuy nhiên, nhiều tác giả cho rằng những nhầm lẫn này là phổ biến ở các nhà vật lý và không phải là lý do để loại bỏ chúng..
Lý thuyết cơ nhiệt
Clausius đã phát triển cái được gọi là lý thuyết cơ học về nhiệt. Đây là một trong những đóng góp quan trọng nhất của ông đối với nhiệt động lực học.
Cơ sở của lý thuyết này coi nhiệt là một dạng chuyển động.
Điều này cho phép hiểu rằng lượng nhiệt cần thiết để đốt nóng và mở rộng thể tích của khí phụ thuộc vào cách nói nhiệt độ và thể tích nói thay đổi trong quá trình.
Tài liệu tham khảo
- Daub E. Entropy và tản. Nghiên cứu lịch sử trong khoa học vật lý. 1970; 2 (1970): 321-354.
- Ketabgian T. (2017). Năng lượng của niềm tin: Tinh thần nhiệt động học vô hình. Trong khoa học kỳ lạ (trang 254-278).
- Klein M. Gibbs trên Clausius. Nghiên cứu lịch sử trong khoa học vật lý. 1969; 1 (1969): 127-149.
- Khoa học A. A. Rudolf Julius Emanuel Clausius. Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học và Nghệ thuật Hoa Kỳ. 1889; 24: 458-465.
- Lý thuyết động học về khí của Wolfe E. Clausius và Maxwell. Nghiên cứu lịch sử trong khoa học vật lý. 1970; 2: 299-319.
- Phương pháp toán học của Yagi E. Clausius và lý thuyết cơ học về nhiệt. Nghiên cứu lịch sử trong khoa học vật lý. 1984; 15 (1): 177-195.