Julius von Mayer- Julius von Mayer

Julius Robert von Mayer
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Julius Robert von Mayer
Geboren
Julius Robert Mayer

25. November 1814
Ist gestorben 20. März 1878 (1878-03-20)(im Alter von 63)
Heilbronn, Deutsches Reich
Staatsangehörigkeit Deutsch
Alma Mater Universität Tübingen
Bekannt für Erster Hauptsatz der Thermodynamik
Mayers Reagenz
Auszeichnungen Copley-Medaille (1871)
Wissenschaftlicher Werdegang
Felder Physik
Beeinflusst William Thomson

Julius Robert von Mayer (25. November 1814 – 20. März 1878) war ein deutscher Arzt , Chemiker und Physiker und einer der Begründer der Thermodynamik . Er ist am besten dafür bekannt, dass er 1841 eine der ursprünglichen Aussagen über die Energieerhaltung oder eine der ersten Versionen des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik ausgesprochen hat , nämlich dass "Energie weder erzeugt noch zerstört werden kann". Im Jahr 1842 beschrieb Mayer den lebenswichtigen chemischen Prozess, der heute als Oxidation bezeichnet wird, als primäre Energiequelle für jedes Lebewesen . Seine Leistungen wurden übersehen und im folgenden Jahr wurde James Joule Priorität für die Entdeckung des mechanischen Äquivalents der Wärme zugeschrieben . Er schlug auch vor, dass Pflanzen Licht in chemische Energie umwandeln.

Frühen Lebensjahren

Apothekerfamilie Mayer aus Heilbronn ca. 1820/25 sind die Eltern und zwei der drei Söhne abgebildet: vermutlich Carl Gustav und Julius Robert.

Mayer wurde am 25. November 1814 in Heilbronn , Württemberg ( Baden-Württemberg , heute Deutschland), als Sohn eines Apothekers geboren . Aufgewachsen ist er in Heilbronn. Nach dem Abitur studierte er Medizin an der Universität Tübingen , wo er Mitglied des Corps Guestphalia , einem deutschen Studentenkorps, war . 1838 promovierte er und legte das Staatsexamen ab . Nach einem Aufenthalt in Paris (1839/40) brach er als Schiffsarzt auf einem niederländischen Dreimast- Segelschiff zu einer Reise nach Jakarta auf .

Obwohl er sich vor dieser Reise kaum für physikalische Phänomene interessiert hatte , ließ ihn seine Beobachtung, dass sturmgepeitschte Wellen wärmer sind als die ruhige See, über die physikalischen Gesetze nachdenken , insbesondere über das physikalische Phänomen der Wärme und die Frage, ob die direkt entwickelte Wärme allein (die Verbrennungswärme) oder die Summe der auf direktem und indirektem Wege entstehenden Wärmemengen sind im Verbrennungsprozess zu berücksichtigen . Nach seiner Rückkehr im Februar 1841 widmete sich Mayer der Lösung dieses Problems.

1841 ließ er sich in Heilbronn nieder und heiratete.

Entwicklung von Ideen

Schon als kleines Kind zeigte Mayer ein intensives Interesse an verschiedenen mechanischen Mechanismen. Er war ein junger Mann, der verschiedene physikalische und chemische Experimente durchführte. Tatsächlich war eines seiner Lieblingshobbys die Herstellung verschiedener Arten von elektrischen Geräten und Luftpumpen. Es war offensichtlich, dass er intelligent war. So besuchte Mayer im Mai 1832 die Eberhard-Karls-Universität. Dort studierte er Medizin.

1837 wurden er und einige seiner Freunde verhaftet, weil sie die Couleurs einer verbotenen Organisation trugen . Die Folgen dieser Festnahme waren ein einjähriger Ausschluss aus dem College und eine kurze Inhaftierung. Diese Ablenkung schickte Mayer in die Schweiz, nach Frankreich und nach Niederländisch-Ostindien . Zusätzliches Interesse an Mathematik und Ingenieurwissenschaften weckte Mayer bei seinem Freund Carl Baur durch Nachhilfeunterricht. 1841 kehrte Mayer nach Heilbronn zurück, um Medizin zu praktizieren, doch die Physik wurde seine neue Leidenschaft.

Im Juni 1841 beendete er seine erste wissenschaftliche Arbeit mit dem Titel "Über die quantitative und qualitative Bestimmung der Kräfte". Es wurde von anderen Fachleuten in der Gegend weitgehend ignoriert. Dann interessierte sich Mayer für das Gebiet der Wärme und ihrer Bewegung. Er gab einen numerischen Wert für das mechanische Wärmeäquivalent an. Er war auch der Erste, der den lebenswichtigen chemischen Prozess, der heute als Oxidation bezeichnet wird, als primäre Energiequelle für jedes Lebewesen beschrieb.

Im Jahr 1848 berechnete er, dass die Sonne ohne Energiequelle in nur 5000 Jahren abkühlen würde, und schlug vor, dass der Einschlag von Meteoriten sie heiß hielt.

Da er damals nicht ernst genommen wurde, wurden seine Leistungen übersehen und James Joule gewürdigt . Mayer hätte beinahe Selbstmord begangen, nachdem er diese Tatsache entdeckt hatte. Er verbrachte einige Zeit in psychiatrischen Anstalten, um sich davon und dem Verlust einiger seiner Kinder zu erholen. Mehrere seiner Arbeiten wurden aufgrund der fortgeschrittenen Natur der Physik und Chemie veröffentlicht. 1859 wurde ihm von der Philosophischen Fakultät der Universität Tübingen die Ehrendoktorwürde verliehen . Seine übersehene Arbeit wurde 1862 von seinem Physikerkollegen John Tyndall in einem Vortrag an der London Royal Institution wiederbelebt . Im Juli 1867 veröffentlichte Mayer "Die Mechanik der Wärme". Diese Veröffentlichung beschäftigte sich mit der Mechanik der Wärme und ihrer Bewegung. Am 5. November 1867 wurde Mayer vom Königreich Württemberg (von Mayer) der persönliche Adelsstand verliehen, der das deutsche Äquivalent einer britischen Ritterschaft darstellt. Julius Robert von Mayer starb in Deutschland.

In Bezug auf Kalorien war Mayer der erste, der das Energieerhaltungsgesetz formulierte, einer der grundlegendsten Grundsätze der modernen Physik. Der Energieerhaltungssatz besagt, dass die gesamte mechanische Energie eines Systems in jedem isolierten System von Objekten konstant bleibt, die nur durch konservative Kräfte miteinander wechselwirken . Mayers erster Versuch, unter Angabe der Erhaltung der Energie war ein Papier , das er zu geschickt Johann Christian Poggen ‚s Annalen der Physik , in dem er eine Erhaltung der Kraft (postuliert Erhaltungssatz der Kraft ). Sie enthielt jedoch mangels physikalischer Fortbildung von Mayer einige grundlegende Fehler und wurde nicht veröffentlicht. Mayer verfolgte die Idee konsequent weiter und argumentierte mit dem Tübinger Physikprofessor Johann Gottlieb Nörremberg , der seine Hypothese ablehnte . Nörremberg gab Mayer jedoch eine Reihe wertvoller Anregungen, wie die Idee experimentell überprüft werden könnte; Wenn beispielsweise kinetische Energie in Wärmeenergie umgewandelt wird, sollte Wasser durch Vibration erwärmt werden .

Mayer führte nicht nur diesen Nachweis durch, sondern ermittelte auch den quantitativen Faktor der Umwandlung, indem er das mechanische Wärmeäquivalent berechnete. Das Ergebnis seiner Untersuchungen wurde 1842 in der Mai - Ausgabe des veröffentlichten Justus von Liebig ‚s Annalen der Chemie Pharmacie und . Es wurde übersetzt mit Bemerkungen über die Kräfte der anorganischen Natur in seiner Broschüre Des organic Bewegung im zusammenhang with the Stoffwechsel ( Die Bio Bewegung im Zusammenhang mit dem Stoffwechsel , 1845) er den Zahlenwert des mechanischen Wärmeäquivalent angegeben: zuerst als 365 kgf ·m/kcal, später als 425 kgf·m/kcal; die modernen Werte sind 4,184 kJ /kcal (426,6 kgf·m/kcal) für die thermochemische Kalorien und 4,1868 kJ/kcal (426,9 kgf·m/kcal) für die internationale Dampftabellenkalorie.

Diese Beziehung impliziert, dass Arbeit und Wärme zwar unterschiedliche Energieformen sind, aber ineinander umgewandelt werden können. Dieses Gesetz wird heute als erster Hauptsatz der Thermodynamik bezeichnet und führte zur Formulierung des allgemeinen Energieerhaltungssatzes , der 1847 von Hermann von Helmholtz endgültig aufgestellt wurde .

Mayers Beziehung

Mayer leitete eine Beziehung zwischen der spezifischen Wärme bei konstantem Druck und der spezifischen Wärme bei konstantem Volumen für ein ideales Gas her. Die Beziehung ist:

,

wobei C P,m die spezifische Wärme bei konstantem Druck ist , C V,m die spezifische Wärme bei konstantem Volumen und R die Gaskonstante ist .

Späteres Leben

Mayer war sich der Bedeutung seiner Entdeckung bewusst, aber seine Unfähigkeit, sich wissenschaftlich auszudrücken, führte zu erniedrigenden Spekulationen und Widerständen des wissenschaftlichen Establishments. Zeitgenössische Physiker lehnten sein Energieerhaltungsprinzip ab, und sogar die gefeierten Physiker Hermann von Helmholtz und James Prescott Joule betrachteten seine Ideen mit Feindseligkeit. Erstere zweifelten Mayers Qualifikation in physikalischen Fragen an, und mit letzterem entwickelte sich ein erbitterter Streit um die Priorität.

1848 starben zwei seiner Kinder schnell nacheinander, und Mayers psychischer Zustand verschlechterte sich. Am 18. Mai 1850 unternahm er einen Selbstmordversuch und wurde in eine psychiatrische Anstalt eingewiesen. Nach seiner Entlassung war er ein gebrochener Mann und trat erst 1860 zaghaft wieder in das öffentliche Leben ein. Inzwischen war jedoch sein wissenschaftlicher Ruhm gewachsen und er erhielt eine späte Würdigung seiner Leistung, wenn auch vielleicht in einer Phase, in der er sich befand nicht mehr genießen können.

Bis zu seinem Tod war er weiterhin als Arzt tätig.

Ehrungen

In der Chemie erfand er das Mayer-Reagenz, das zum Nachweis von Alkaloiden verwendet wird.

Funktioniert

  • Ueber das Santonin : eine Inaugural-Dissertation, welche zur Erlangung der Doctorwürde in der Medicin & Chirurgie unter dem Präsidium von Wilhelm Rapp im July 1838 der öffentlichen Prüfung vorlegt Julius Robert Mayer . M. Müller, Heilbronn 1838 Digitale Ausgabe der Universitäts- und Landesbibliothek Düsseldorf

Verweise

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Externe Links