Rudolf Clausius

Rudolf Clausius
Gebore(1822-01-02)2 Januarie 1822
Köslin, Provinsie van Pomerania (1815–1945), Pruise (teenswoordige Koszalin, Pole)
Sterf24 Augustus 1888 (op 66)
Bonn, Rynprovinsie, Pruise
NasionaliteitDuits
Bekend virTweede wet van termodinamika
Skepper van die begrip entropie
Clausius-Mossotti verhouding
Clausius-Clapeyron verhouding
Clausius-stelling
Clausius–Duhem ongelykheid
Virial-stelling
Handtekening

Rudolf Julius Emanuel Clausius (Duitse uitspraak: |ˈʁuːdɔlf ˈklaʊ̯zi̯ʊs;[1][2] 2 Januarie 1822 – 24 Augustus 1888) was 'n Duitse fisikus en wiskundige wat beskou word as een van die pioniere van die wetenskap van termodinamika.[3] Hy het deur sy hersamestelling van Sadi Carnot se beginsel, wat bekendstaan as die Carnot-siklus, aan die teorie van hitte 'n meer grondige basis verleen. Sy belangrikste stuk, "Oor die Bewegende Krag van Hitte",[4] wat in 1850 gepubliseer is, het eerste die basiese idees van die Tweede wet van termodinamika gestel. In 1865 het hy die begrip van entropie bekendgestel. In 1870 het hy die virial-stelling bekendgestel wat van toepassing is op hitte.[5]

Lewe

[wysig | wysig bron]

Clausius is in Köslin (die teenswoordige Koszalin in Pole) gebore in die Provinsie Pommerania in Pruise. Sy vader was 'n Protestantse predikant en skoolinspekteur, [6] en Rudolf het in die skool van sy vader studeer. Na 'n paar jaar is hy na die Gimnasium in Stettin (die teenswoordige Szczecin). Clausius het in 1844 aan die Universiteit van Berlyn gegradueer waar hy wiskunde en fisika studeer onder Gustav Magnus, Peter Gustav Lejeune Dirichlet en Jakob Steiner. Hy het ook geskiedenis studeer onder Leopold von Ranke. In 1847 het hy sy doktorsgraad aan die University van Halle behaal op die optiese effekte in die aarde se atmosfeer. Hy het daarna professor in fisika aan die Koninklike Artillerie- en Ingenieurskool van Berlyn en Privatdozent aan die Universiteit van Berlyn geword. In 1855 word hy professor aan die ETH Zürich, die Switserse Federale Tegniese Instituut van Tegnologie in Zürich, waar hy tot 1867 bly. Gedurende daardie jaar het hy na Würzburg aanbeweeg en twee jaar later, in 1869 na die Bonn.

In 1870 het Clausius aan bevel gestaan van 'n ambulanskorps tydens die Frans-Pruisiese Oorlog. Hy is gewond in die geveg, wat hom met 'n blywende gestremdheid gelaat het. Hy is met die Ysterkruis beloon vir sy dienste aan sy vaderland.

Sy vrou, Adelheid Rimpham, is in 1875 tydens 'n bevalling oorlede, en gevolglik moes hy self hul ses kinders grootmaak. Hy het voortgegaan om onderrig te gee, maar minder tyd gehad vir navorsing.

In 1886 het hy met Sophie Sack getrou en nog 'n kind gehad. Hy het twee jaar later, op 24 Augustus 1888, in Bonn, Duitsland, gesterf. [7]

Werk

[wysig | wysig bron]

Clausius se PhD verhandeling betreffende die refraksie van lig het voorgestel dat mens onder meer 'n blou lug tydens die dag en ook verskeie skakerings van rooi tydens die daeraad en sonsondergang waarneem as gevolg van die refleksie en refraksie van lig. Later sou Lord Rayleigh toon dat dit egter gebeur as gevolg van die verstrooiing van lig; nietemin het Clausius 'n veel meer wiskundige benadering geneem as wat sommiges sou neem.

Sy bekendste werk, Ueber die bewegende Kraft der Wärme ("Oor die bewegende krag van Hitte en die Wette van Hitte wat daaruit afgelei kan word")[8] is in 1850 gepubliseer, en handel oor die meganiese teorie van hitte. In die werk het hy getoon dat daar 'n teenstrydigheid was tussen Carnot se beginsel en die konsep van bewaring van energie. Clausius het die twee wette van termodinamika hersaamgestel ten einde hierdie teenstrydigheid te oorkom (die derde wet is ontwikkel deur Walther Nernst, gedurende die jare 1906–1912). Hierdie werk het hom onder wetenskaplikes bekend gemaak.

Clausius se bekendste verklaring betreffende die tweede wet van termodinamika is in 1854 in Duits gepubliseer,[9] en in Engels in 1856.[10] 

Hitte kan nooit van 'n kouer na 'n warmer liggaam beweeg sonder dat daar terselfdertyd 'n ander verandering, wat daarmee verband hou, plaasvind nie.

Gedurende 1857 het Clausius 'n bydrae gelewer tot die kinetiese teorie na die verfyning van August Krönig se baie eenvoudige gas-kinetiese model om translasie-, rotasie- en vibrasie-molekulêre bewegings in te sluit. In dieselfde werk het hy die begrip Gemene gratis weg van 'n deeltjie bekendgestel. [11][12][13]

Clausius het die Clausius-Clapeyron-verhouding afgelei uit termodinamika. Hierdie verhouding, wat 'n manier is om die fase-oorgang tussen twee toestande van materie soos vaste stowwe en vloeistowwe te karakteriseer, is oorspronklik in 1834 ontwikkel deur Émile Clapeyron.

Entropie

[wysig | wysig bron]

In 1865 het Clausius die eerste wiskundige weergawe van die begrip van entropie gegee, en ook die naam daarvan verskaf. [7] Clausius het die woord gekies want die betekenis (uit Grieks ἐν "en" "in" en "τροπή" "tropē" "transformasie") is "inhoud transformatief" of "transformasie inhoud" ("Verwandlungsinhalt").[4][14] Hy het die nou-vergete eenheid 'Clausius' (simbool: Cl) vir entropie gebruik.

1 Clausius (Cl) = 1 kalorie/graad Celsius (kal/°C) = 4.1868 joule per kelvin (J/K)

Die 1865 referaat waarin hy die begrip entropie bekendgestel het eindig met die volgende opsomming van die eerste en tweede wette van termodinamika: [4] 

Die energie van die heelal is konstant.
Die entropie van die heelal neig na 'n maksimum.

Huldeblyke

[wysig | wysig bron]
Gedenksteen voor die Koszalin Universiteit van Tegnologie, met die wette van termodinamika soos deur Clausius geformuleer
  • Erelidmaatskap van die Institution of Engineers and Shipbuilders in Scotland in 1859.IESIS Institution of Engineers and Shipbuilders in Scotland
  • Ysterkruis van 1870
  • Genoot van die Koninklike Genootskap van Londen in 1868. Ontvang in 1879 die genootskap se Copley Medalje.
  • Lid van die Koninklike Sweedse Akademie van die Wetenskappe in 1878.
  • Huygens Medalje in 1870.
  • Buitelandse lid van die Accademia Nazionale dei Lincei in Rome in 1880
  • Lid van die Duitse Akademie van die Wetenskappe Leopoldina in 1880
  • Poncelet-prys in 1883.
  • Eredoktoraat van die Universiteit van Würzburg in 1882.
  • Buitelandse lid van die Koninklike Nederlandse Akademie van die Kunste en Wetenskappe in 1886.[15]
  • Pour le Mérite vir Kunste en Wetenskappe in 1888
  • Die maankrater Clausius is na hom vernoem.
  • 'n Gedenkteken in sy tuisdorp van Koszalin in 2009

Publikasies

[wysig | wysig bron]
  • Clausius, R. (1867). The Mechanical Theory of Heat – with its Applications to the Steam Engine and to Physical Properties of Bodies. London: John van Voorst. Engelse vertalings van nege stukke.

Sien ook

[wysig | wysig bron]

Verwysings

[wysig | wysig bron]
  1. ↑ Dudenredaktion; Kleiner, Stefan; Knöbl, Ralf (2015) [First published 1962]. Das Aussprachewörterbuch [The Pronunciation Dictionary] (in German) (7th uitg.). Berlin: Dudenverlag. pp. 280, 744. ISBN 978-3-411-04067-4.{{cite book}}: AS1-onderhoud: onerkende taal (link)
  2. ↑ Krech, Eva-Maria; Stock, Eberhard; Hirschfeld, Ursula; Anders, Lutz Christian (2009). Deutsches Aussprachewörterbuch [German Pronunciation Dictionary] (in German). Berlin: Walter de Gruyter. pp. 416, 884. ISBN 978-3-11-018202-6.{{cite book}}: AS1-onderhoud: onerkende taal (link)
  3. ↑ Cardwell, D.S.L. (1971), From Watt to Clausius: The Rise of Thermodynamics in the Early Industrial Age, Londen: Heinemann, ISBN 978-0-435-54150-7 
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 Clausius, R. (1867). The Mechanical Theory of Heat – with its Applications to the Steam Engine and to Physical Properties of Bodies. London: John van Voorst. Besoek op 19 Junie 2012. Contains English translations of many of his other works.
  5. ↑ Clausius, RJE (1870). "On a Mechanical Theorem Applicable to Heat". Philosophical Magazine. 4th Series. 40: 122–127.
  6. ↑ Emilio Segrè (2012). From Falling Bodies to Radio Waves: Classical Physicists and Their Discoveries. Courier Dover Publications. p. 228
  7. ↑ 7,0 7,1 Cropper, William H. (2004). "The Road to Entropy Rudolf Clausius". Great Physicists: The Life and Times of Leading Physicists from Galileo to Hawking. Oxford University Press. pp. 93–105. ISBN 978-0-19-517324-6. Besoek op 25 Maart 2014.
  8. ↑ Clausius, R. (1850). "Ueber die bewegende Kraft der Wärme und die Gesetze, welche sich daraus für die Wärmelehre selbst ableiten lassen". Annalen der Physik. 79 (4): 368–397, 500–524. Bibcode:1850AnP...155..500C. doi:10.1002/andp.18501550403. hdl:2027/uc1.$b242250.. See English Translation: On the Moving Force of Heat, and the Laws regarding the Nature of Heat itself which are deducible therefrom. Phil. Mag. (1851), series 4, 2, 1–21, 102–119. Also available on Google Books.
  9. ↑ Clausius, R. (1854). "Ueber eine veränderte Form des zweiten Hauptsatzes der mechanischen Wärmetheoriein". Annalen der Physik und Chemie. 93 (12): 481–506. Bibcode:1854AnP...169..481C. doi:10.1002/andp.18541691202. Besoek op 25 Junie 2012.
  10. ↑ Clausius, R. (Augustus 1856). "On a Modified Form of the Second Fundamental Theorem in the Mechanical Theory of Heat". Phil. Mag. 4. 12 (77): 81–98. doi:10.1080/14786445608642141. Besoek op 25 Junie 2012.
  11. ↑ Clausius, R. (1857), "Über die Art der Bewegung, die wir Wärme nennen", Annalen der Physik 100 (3): 353–379, doi:10.1002/andp.18571760302, Bibcode: 1857AnP...176..353C, http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k15185v/f371.table 
  12. ↑ Clausius, R. (1862), "Ueber die Wärmeleitung gasförmiger Körper", Annalen der Physik 115 (1): 1–57, doi:10.1002/andp.18621910102, Bibcode: 1862AnP...191....1C, http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k15200x/f13.table 
  13. ↑ Clausius, R. (1864), Abhandlungen über die Mechanische Wärmetheorie. Elektroniese manuskrip van die Bibliothèque nationale de France.
  14. ↑ Clausius, R. (1865), "Ueber verschiedene für die Anwendung bequeme Formen der Hauptgleichungen der mechanischen Wärmetheorie", Annalen der Physik 125 (7): 353–400, doi:10.1002/andp.18652010702, Bibcode: 1865AnP...201..353C, http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k152107/f369.table 
  15. ↑ "R.J.E. Clausius (1822 - 1888)". Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences. Besoek op 21 Julie 2015.

Eksterne skakels

[wysig | wysig bron]