Рудольф Клаузиус - Rudolf Clausius

«Клаузиус» перенаправляется сюда. Для лунного кратера см. Клаузиус (кратер).
Рудольф Клаузиус
Clausius.jpg
Родился(1822-01-02)2 января 1822 г.
Кёслин, Провинция Померания, Пруссия (ныне Кошалин, Польша )
Умер24 августа 1888 г.(1888-08-24) (66 лет)
Бонн, Рейнская провинция, Пруссия
НациональностьНемецкий
ИзвестенВторой закон термодинамики
Создатель концепции энтропия
Соотношение Клаузиуса-Моссотти
Соотношение Клаузиуса-Клапейрона
Теорема Клаузиуса
Неравенство Клаузиуса-Дюгема
Теорема вириала
Дезагрегирование
НаградыМедаль Копли (1879)
Научная карьера
ПоляФизика
Подпись
Рудольф Клаузиус signature.svg

Рудольф Юлиус Эмануэль Клаузиус (Немецкое произношение: [ˈʁuːdɔlf ˈklaʊ̯zi̯ʊs];[1][2] 2 января 1822 - 24 августа 1888) Немецкий физик и математик и считается одним из центральных основоположников науки о термодинамика.[3] По его повторению Сади Карно принцип, известный как Цикл Карно, он дал теория тепла более верная и надежная основа. Его самая важная статья "О движущейся силе тепла"[4] опубликованный в 1850 г., впервые изложил основные идеи второй закон термодинамики. В 1865 году он представил концепцию энтропия. В 1870 году он представил теорема вириала который относится к высокая температура.[5]

Жизнь

Клаузиус родился в Кёслин (сейчас же Кошалин, Польша) в Провинция Померания в Пруссия. Его отец был Протестантский пастор и школьный инспектор,[6] а Рудольф учился в школе отца. В 1838 году он отправился в Гимназия в Штеттин. Клаузиус окончил Берлинский университет в 1844 году, где он изучал математику и физику с 1840 года, в частности, Густав Магнус, Питер Густав Лежен Дирихле и Якоб Штайнер. Он также изучал историю с Леопольд фон Ранке. В 1848 г. он получил докторскую степень в Университет 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 г. он стал профессором ETH Zürich, Швейцарский федеральный технологический институт в г. Цюрих, где он пробыл до 1867 года. В том же году он переехал в Вюрцбург а два года спустя, в 1869 г. Бонн.

В 1870 году Клаузиус организовал в Франко-прусская война. Он был ранен в бою, что привело к длительной инвалидности. Он был награжден Железный крест за его услуги.

Его жена Адельхайд Римпау умерла в 1875 году, оставив ему воспитывать шестерых детей. В 1886 году он женился на Софи Сак, а затем родился еще один ребенок. Два года спустя, 24 августа 1888 г., он умер в Бонн, Германия.[7]

Работа

В диссертации Клаузиуса, посвященной преломлению света, было предложено, что мы видим голубое небо днем ​​и различные оттенки красного на восходе и закате (среди других явлений) из-за отражения и преломления света. Позже, Лорд Рэйли показал бы, что на самом деле это произошло из-за рассеяния света, но, тем не менее, Клаузиус использовал гораздо более математический подход, чем некоторые использовали.

Его самая известная статья, Ueber die bewegende Kraft der Wärme («О движущейся силе тепла и законах тепла, которые могут быть выведены из этого»)[8]была опубликована в 1850 году и посвящена механической теории тепла. В этой статье он показал, что существует противоречие между Карно принцип и концепция сохранение энергии. Клаузиус повторил два законы термодинамики преодолеть это противоречие[9] (в третий закон был разработан Вальтер Нернст, в 1906–1912 гг.). Эта статья сделала его известным среди ученых.

Самое известное утверждение второго закона термодинамики Клаузиуса было опубликовано на немецком языке в 1854 г.[10] и на английском в 1856 г.[11]

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 свой вклад в кинетическая теория после очистки Август Крёниг очень простая газокинетическая модель, включающая поступательные, вращательные и колебательные движения молекул. В этой же работе он ввел понятие «Длина свободного пробега 'частицы.[12][13][14]

Клаузиус вывел Соотношение Клаузиуса – Клапейрона из термодинамики. Это отношение, которое является способом характеристики фаза перехода между двумя состояниями материи, такими как твердый и жидкость, первоначально был разработан в 1834 г. Эмиль Клапейрон.

Энтропия

Основная статья: История энтропии

В 1865 году Клаузиус дал первую математическую версию концепции энтропия, а также дал ему свое имя.[7] Клаузиус выбрал это слово, потому что значение (от Греческий ἐν en "в" и τροπή тропе "преобразование") есть "преобразующий контент" или "содержание преобразования" ("Verwandlungsinhalt").[4][15] Он использовал заброшенный отряд «Клаузиус» (символ: Cl) для энтропии.[16]

1 Клаузиус (Cl) = 1 калорийность /градус Цельсия (кал / ° C) = 4,1868 джоули на кельвин (Дж / К)

Знаменательная статья 1865 года, в которой он ввел понятие энтропии, заканчивается следующим резюме первого и второго законов термодинамики:[4]

Энергия Вселенной постоянна.
Энтропия Вселенной стремится к максимуму.

Дань уважения

Мемориальный камень перед Кошалинский технологический университет, 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.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Дуденредактион; Кляйнер, Стефан; Knöbl, Ralf (2015) [Впервые опубликовано в 1962 году]. Das Aussprachewörterbuch [Словарь произношения] (на немецком языке) (7-е изд.). Берлин: Dudenverlag. С. 280, 744. ISBN  978-3-411-04067-4.
  2. ^ Креч, Ева-Мария; Сток, Эберхард; Хиршфельд, Урсула; Андерс, Лутц Кристиан (2009). Deutsches Aussprachewörterbuch [Словарь немецкого произношения] (на немецком). Берлин: Вальтер де Грюйтер. С. 416, 884. ISBN  978-3-11-018202-6.
  3. ^ Cardwell, D.S.L. (1971), От Ватта до Клаузиуса: расцвет термодинамики в раннюю индустриальную эпоху, Лондон: Heinemann, ISBN  978-0-435-54150-7
  4. ^ а б c Клаузиус, Р. (1867). Механическая теория тепла - в ее приложениях к паровому двигателю и физическим свойствам тел. Лондон: Джон ван Ворст. Получено 19 июн 2012. редакции: PwR_Sbkwa8IC. Содержит английские переводы многих других его работ.
  5. ^ Клаузиус, RJE (1870). «Об одной механической теореме, применимой к теплу». Философский журнал. 4-я серия. 40: 122–127.
  6. ^ Эмилио Сегре (2012). От падающих тел до радиоволн: физики-классики и их открытия. Courier Dover Publications. п. 228
  7. ^ а б Кроппер, Уильям Х. (2004). «Дорога к энтропии Рудольфа Клаузиуса». Великие физики: жизнь и времена ведущих физиков от Галилея до Хокинга. Издательство Оксфордского университета. С. 93–105. ISBN  978-0-19-517324-6. Получено 25 марта 2014.
  8. ^ Клаузиус, Р. (1850). "Ueber die bewegende Kraft der Wärme und die Gesetze, welche sich daraus für die Wärmelehre selbstableiten lassen". Annalen der Physik. 79 (4): 368–397, 500–524. Bibcode:1850АнП ... 155..500С. Дои:10.1002 / andp.18501550403. HDL:2027 / uc1. $ B242250.. Смотрите английский перевод: О движущейся силе тепла и законах, относящихся к самой природе тепла, которые выводятся из нее. Фил. Mag. (1851), серия 4, 2, 1–21, 102–119. Также доступно на Google Книги.
  9. ^ Вольфрам, Стивен (2002). Новый вид науки. Wolfram Media, Inc. стр.1019. ISBN  1-57955-008-8.
  10. ^ Клаузиус, Р. (1854 г.). "Ueber eine veränderte Form des zweiten Hauptsatzes der Mechanischen Wärmetheoriein". Annalen der Physik und Chemie. 93 (12): 481–506. Bibcode:1854AnP ... 169..481C. Дои:10.1002 / andp.18541691202. Получено 25 июн 2012.
  11. ^ Клаузиус, Р. (август 1856 г.). "Об одной модификации второй основной теоремы механической теории тепла". Фил. Mag. 4. 12 (77): 81–98. Дои:10.1080/14786445608642141. Получено 25 июн 2012.
  12. ^ Клаузиус, Р. (1857 г.), "Über die Art der Bewegung, die wir Wärme nennen", Annalen der Physik, 100 (3): 353–379, Bibcode:1857AnP ... 176..353C, Дои:10.1002 / andp.18571760302
  13. ^ Клаузиус, Р. (1862 г.), "Ueber die Wärmeleitung gasförmiger Körper", Annalen der Physik, 115 (1): 1–57, Bibcode:1862АнП ... 191 .... 1С, Дои:10.1002 / andp.18621910102
  14. ^ Клаузиус, Р. (1864 г.), Abhandlungen über die Mechanische Wärmetheorie. Электронная рукопись из Национальная библиотека Франции.
  15. ^ Клаузиус, Р. (1865 г.), "Ueber verschiedene für die Anwendung bequeme Formen der Hauptgleichungen der Mechanischen Wärmetheorie", Annalen der Physik, 125 (7): 353–400, Bibcode:1865AnP ... 201..353C, Дои:10.1002 / andp.18652010702
  16. ^ Хуанг, Мэй-Линг; Хунг, Юнг-Сян; Чен, Вэй-Ю (01.10.2010). «Классификатор нейронных сетей с выбором функций на основе энтропии при диагностике рака груди». Журнал медицинских систем. 34 (5): 865–873. Дои:10.1007 / s10916-009-9301-x. ISSN  1573-689X. PMID  20703622. S2CID  6658005.
  17. ^ "R.J.E. Клаузиус (1822–1888)". Королевская Нидерландская академия искусств и наук. Получено 21 июля 2015.

внешняя ссылка