Рудольф Клаузиус - Rudolf Clausius

Рудольф Клаузиус
Clausius.jpg
Родился ( 1822-01-02 )2 января 1822 г.
Умер 24 августа 1888 г. (1888-08-24)(66 лет)
Национальность Немецкий
Известен Второй закон термодинамики
Автор концепции энтропийного отношения
Клаузиуса-Моссотти Отношения
Клаузиуса-Клапейрона
Теорема
Клаузиуса Неравенство Клаузиуса-Дюгема
Теорема
вириала Разложение
Награды Медаль Копли (1879 г.)
Научная карьера
Поля Физика
Подпись
Рудольф Клаузиус signature.svg

Рудольф Юлиус Эмануэль Клаузиус ( немецкое произношение: [ˈʁuːdɔlf ˈklaʊ̯zi̯ʊs] ; 2 января 1822 - 24 августа 1888) был немецким физиком и математиком и считается одним из центральных основателей науки термодинамики . Повторно изложив принцип Сади Карно , известный как цикл Карно , он дал теории тепла более верную и надежную основу. Его самая важная статья «О движущейся силе тепла», опубликованная в 1850 году, впервые изложила основные идеи второго закона термодинамики . В 1865 году он ввел понятие энтропии . В 1870 году он представил теорему вириала , применимую к теплу.

Жизнь

Клаузиус родился в Кёслине (ныне Кошалин , Польша) в провинции Померания в Пруссии . Его отец был протестантским пастором и школьным инспектором, а Рудольф учился в школе своего отца. В 1838 году он пошел в гимназию в Штеттине . Клаузиус окончил Берлинский университет в 1844 году, где с 1840 года изучал математику и физику вместе с Густавом Магнусом , Петером Густавом Леженом Дирихле и Якобом Штайнером . Он также изучал историю с Леопольдом фон Ранке . В 1848 году он получил докторскую степень в Университете Галле по оптическим эффектам в атмосфере Земли. В 1850 году он стал профессором физики в Королевской артиллерийской и инженерной школе в Берлине и Privatdozent в Берлинском университете. В 1855 году он стал профессором ETH Zürich , Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе , где оставался до 1867 года. В течение этого года он переехал в Вюрцбург, а два года спустя, в 1869 году, в Бонн .

В 1870 году Клаузиус организовал отряд скорой помощи во время франко-прусской войны . Он был ранен в бою, оставив его с длительной инвалидностью. За свои заслуги награжден Железным крестом .

Его жена Адельхайд Римпау умерла в 1875 году, оставив ему воспитывать их шестерых детей. В 1886 году он женился на Софи Сак, а затем у него родился еще один ребенок. Два года спустя, 24 августа 1888 года, он умер в Бонне , Германия.

Работа

В диссертации Клаузиуса о преломлении света было предложено, чтобы мы видели голубое небо в течение дня и различные оттенки красного на восходе и закате (среди других явлений) из-за отражения и преломления света. Позже лорд Рэлей покажет, что на самом деле это произошло из-за рассеяния света, но, тем не менее, Клаузиус использовал гораздо более математический подход, чем некоторые из них.

Его самая известная статья Ueber die bewegende Kraft der Wärme («О движущейся силе тепла и законах тепла, которые могут быть выведены из нее») была опубликована в 1850 году и посвящена механической теории тепла. В этой статье он показал, что существует противоречие между принципом Карно и концепцией сохранения энергии . Клаузиус переформулировал два закона термодинамики, чтобы преодолеть это противоречие ( третий закон был разработан Вальтером Нернстом в 1906–1912 годах). Эта статья сделала его известным среди ученых.

Наиболее известное утверждение Клаузиуса о втором законе термодинамики было опубликовано на немецком языке в 1854 году и на английском языке в 1856 году.

Тепло никогда не может перейти от более холодного тела к более теплому без каких-либо других связанных с этим изменений, происходящих в то же время.

В 1857 году Клаузиус внес вклад в область кинетической теории после уточнения очень простой газокинетической модели Августа Кренига, включив в нее поступательные, вращательные и колебательные движения молекул. В этой же работе он ввел понятие « средний свободный пробег » частицы.

Клаузиус вывел соотношение Клаузиуса – Клапейрона из термодинамики. Это соотношение, которое является способом характеристики фазового перехода между двумя состояниями материи, например твердым и жидким , было первоначально разработано в 1834 году Эмилем Клапейроном .

Энтропия

В 1865 году Клаузиус дал первую математическую версию концепции энтропии , а также дал ей название. Клаузиус выбрал это слово, потому что его значение (от греческого ἐν en «в» и τροπή tropē «преобразование») - « преобразующее содержание » или « содержание преобразования » (« Verwandlungsinhalt »). Он использовал теперь заброшенную единицу «Клаузиус» (символ: Cl ) для энтропии.

1 Клаузиус (Cl) = 1 калории / градус по Цельсию (кал / ° С) = 4,1868 джоулей на кельвин (Дж / К)

Знаменательная статья 1865 года, в которой он ввел понятие энтропии, заканчивается следующим кратким изложением первого и второго законов термодинамики:

Энергия Вселенной постоянна.
Энтропия Вселенной стремится к максимуму.

Дань уважения

Мемориальный камень перед Технологическим университетом Кошалина с законами термодинамики, сформулированными Клаузиусом

Публикации

  • Клаузиус, Р. (1867). Механическая теория тепла - в ее приложениях к паровому двигателю и физическим свойствам тел . Лондон: Джон ван Ворст. редакции: PwR_Sbkwa8IC. Английский перевод девяти статей.
  • Abhandlungen über die Anwendung der mechanischen Wärmetheorie auf die elektrischen Erscheinungen, nebst einleitung in die Mathematische Behandlung der Elektricität (на французском языке). 2 . Брюссель: Société belge d'éditions. 1898 г.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки