Rudolf Clausius- Rudolf Clausius

"Clausius" leitet hierher weiter. Für den Mondkrater siehe Clausius (Krater) .
Rudolf Clausius
Clausius.jpg
Geboren ( 1822-01-02 )2. Januar 1822
Köslin , Provinz Pommern , Preußen (heute Koszalin, Polen )
Ist gestorben 24. August 1888 (1888-08-24)(im Alter von 66 Jahren)
Bonn , Rheinprovinz , Preußen
Staatsangehörigkeit Deutsche
Bekannt für Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik
Urheber des Entropiebegriffs
Clausius-Mossotti-Beziehung
Clausius-Clapeyron-Beziehung
Clausius-Satz
Clausius-Duhem-Ungleichung
Virialsatz
Disgregation
Auszeichnungen Copley-Medaille (1879)
Wissenschaftlicher Werdegang
Felder Physik
Unterschrift
Rudolf Clausius Signatur.svg

Rudolf Julius Emanuel Clausius ( deutsche Aussprache: [ˈʁuːdɔlf ˈklaʊ̯zi̯ʊs] ; 2. Januar 1822 – 24. August 1888) war ein deutscher Physiker und Mathematiker und gilt als einer der zentralen Begründer der Wissenschaft der Thermodynamik . Durch seine Neuformulierung des als Carnot-Zyklus bekannten Prinzips von Sadi Carnot gab er der Wärmetheorie eine wahrere und fundiertere Grundlage. Sein wichtigstes Papier, "On the Moving Force of Heat", veröffentlicht 1850, formulierte zunächst die Grundideen des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik . 1865 führte er das Konzept der Entropie ein . Im Jahr 1870 führte er den Virialsatz ein , der auf Wärme angewendet wurde .

Leben

Clausius wurde in Köslin (heute Koszalin , Polen) in der Provinz Pommern in Preußen geboren . Sein Vater war evangelischer Pfarrer und Schulinspektor, Rudolf studierte in der Schule seines Vaters. 1838 besuchte er das Gymnasium in Stettin . Clausius graduierte 1844 an der Universität Berlin, wo er seit 1840 Mathematik und Physik unter anderem bei Gustav Magnus , Peter Gustav Lejeune Dirichlet und Jakob Steiner studierte . Außerdem studierte er Geschichte bei Leopold von Ranke . 1848 promovierte er an der Universität Halle über optische Effekte in der Erdatmosphäre. 1850 wurde er Professor für Physik an der Königlichen Artillerie- und Ingenieurschule in Berlin und Privatdozent an der Berliner Universität. 1855 wurde er Professor an der ETH Zürich , der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich , wo er bis 1867 blieb. In diesem Jahr übersiedelte er nach Würzburg und zwei Jahre später, 1869 nach Bonn .

1870 organisierte Clausius ein Krankenwagenkorps im Deutsch-Französischen Krieg . Er wurde im Kampf verwundet, was ihn mit einer bleibenden Behinderung zurückließ. Für seine Verdienste wurde er mit dem Eisernen Kreuz ausgezeichnet.

Seine Frau Adelheid Rimpau starb 1875 und hinterließ ihm die Erziehung ihrer sechs Kinder. 1886 heiratete er Sophie Sack und bekam ein weiteres Kind. Zwei Jahre später, am 24. August 1888, starb er in Bonn .

Arbeit

Clausius' Doktorarbeit über die Lichtbrechung schlug vor, dass wir tagsüber einen blauen Himmel und verschiedene Rotschattierungen bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang (unter anderem) aufgrund von Reflexion und Lichtbrechung sehen. Später würde Lord Rayleigh zeigen, dass dies tatsächlich auf die Lichtstreuung zurückzuführen war, aber unabhängig davon verwendete Clausius einen weitaus mathematischeren Ansatz als einige andere.

Seine berühmteste Arbeit, Ueber die bewegende Kraft der Wärme, wurde 1850 veröffentlicht und befasste sich mit der mechanischen Wärmetheorie. In dieser Arbeit zeigte er, dass es einen Widerspruch zwischen dem Carnotschen Prinzip und dem Konzept der Energieerhaltung gibt . Clausius hat die beiden Gesetze der Thermodynamik neu formuliert , um diesen Widerspruch zu überwinden (der dritte Hauptsatz wurde von Walther Nernst in den Jahren 1906-1912 entwickelt). Dieses Papier machte ihn unter Wissenschaftlern berühmt.

Clausius' berühmteste Aussage zum zweiten Hauptsatz der Thermodynamik wurde 1854 auf Deutsch und 1856 auf Englisch veröffentlicht.

Wärme kann niemals von einem kälteren zu einem wärmeren Körper übergehen, ohne dass gleichzeitig eine andere damit verbundene Veränderung eintritt.

Im Jahr 1857 trug Clausius zum Gebiet der kinetischen Theorie bei, nachdem er das sehr einfache gaskinetische Modell von August Krönig verfeinert hatte , um Translations-, Rotations- und Schwingungs-Molekülbewegungen einzubeziehen. In derselben Arbeit führte er das Konzept des ' mittleren freien Weges ' eines Teilchens ein.

Clausius leitete die Clausius-Clapeyron-Beziehung aus der Thermodynamik ab. Diese Beziehung, die den Phasenübergang zwischen zwei Aggregatzuständen wie fest und flüssig charakterisiert , wurde ursprünglich 1834 von Émile Clapeyron entwickelt .

Entropie

Hauptartikel: Geschichte der Entropie

1865 gab Clausius die erste mathematische Version des Entropiebegriffs und gab ihm auch seinen Namen. Clausius wählte das Wort , weil die Bedeutung (von griechisch ἐν en „in“ und τροπή Trope „Transformation“) ist „ Inhalt transformierende “ oder „ Transformation Inhalt “ ( „ Verwandlungsinhalt “). Für die Entropie benutzte er die inzwischen verlassene Einheit 'Clausius' (Symbol: Cl ).

1 Clausius (Cl) = 1 Kalorie / Grad Celsius (cal/°C) = 4,1868 Joule pro Kelvin (J/K)

Die wegweisende Abhandlung von 1865, in der er das Konzept der Entropie einführte, endet mit der folgenden Zusammenfassung des ersten und zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik:

Die Energie des Universums ist konstant.
Die Entropie des Universums tendiert zu einem Maximum.

Ehrungen

Gedenkstein vor der Technischen Universität Koszalin mit den Gesetzen der Thermodynamik nach Clausius

Veröffentlichungen

  • Clausius, R. (1867). Die mechanische Wärmetheorie – mit ihren Anwendungen auf die Dampfmaschine und auf die physikalischen Eigenschaften von Körpern . London: John van Voorst. Ausgaben:PwR_Sbkwa8IC. Englische Übersetzungen von neun Artikeln.
  • Abhandlungen über die Anwendung der mechanischen Wärmetheorie auf die elektrischen Erscheinungen, nebst einer Einleitung in die mathematische Behandlung der Elektricität (in French). 2 . Brüssel: Société belge d'éditions. 1898.

Siehe auch

Verweise

Externe Links