Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
«Клаузиус» перенаправляется сюда. Чтобы узнать о лунном кратере, см. Клаузиус (кратер) .
Рудольф Клаузиус
Clausius.jpg
Родившийся( 1822-01-02 )2 января 1822 г.
Кёслин , Поморское воеводство , Пруссия (современный Кошалин, Польша )
Умер24 августа 1888 г. (1888-08-24)(66 лет)
Бонн , Рейнская провинция , Пруссия
НациональностьНемецкий
ИзвестенВторой закон термодинамики
составитель понятия энтропии
Клаузиуса-Мосситти соотношение
Клаузиуса-Клапейрона отношение
теорема Клапейрона
Клаузиуса-Дюгема неравенство
Вириальное теорема
Disgregation
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) был немецким физиком и математиком и считается одним из центральных основателей науки термодинамики . [3] Повторно изложив принцип Сади Карно , известный как цикл Карно , он дал теории тепла более верное и надежное основание. Его самая важная статья «О движущейся силе тепла» [4], опубликованная в 1850 году, впервые изложила основные идеи второго закона термодинамики.. В 1865 году он ввел понятие энтропии как отношения тепла к температуре. [5] В 1870 году он представил теорему вириала, применимую к теплу . [6]

Жизнь [ править ]

Клаузиус родился в Кёслине (ныне Кошалин , Польша) в провинции Померания в Пруссии . Его отец был протестантским пастором и школьным инспектором [7], 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. [8]

Работа [ править ]

В диссертации Клаузиуса, посвященной преломлению света, предполагается, что мы видим 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») [9], была опубликована в 1850 году и касалась 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 [10] ( третий закон был разработан Вальтером Нернстом в 1906–1912 годах). Эта статья сделала его известным среди ученых.

Наиболее известное заявление Клаузиуса о втором законе термодинамики было опубликовано на немецком языке в 1854 г. [11] и на английском языке в 1856 г. [12]

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. [13] [14] [15]

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 [ править ]

Основная статья: История энтропии

В 1865 году Клаузиус дал первую математическую версию концепции энтропии , а также дал ей название. [8] Клаузиус выбрал это слово, потому что его значение (от греческого ἐν en «в» и τροπή tropē «преобразование») - « преобразование содержания » или « преобразование содержания » (« Verwandlungsinhalt »). [4] [16] Он использовал теперь заброшенную единицу «Клаузиус» (символ: Cl ) для энтропии. [17]

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: [4]

Энергия Вселенной постоянна.
Энтропия Вселенной стремится к максимуму.

Дань [ править ]

Мемориальный камень перед Технологическим университетом Кошалина с законами термодинамики, сформулированными Клаузиусом
  • Почетное членство в Институте инженеров и судостроителей в Шотландии в 1859 году. Институт инженеров и кораблестроителей IESIS в Шотландии.
  • Железный крест 1870 года
  • Член Лондонского королевского общества в 1868 году и получил медаль Копли в 1879 году.
  • Член Шведской королевской академии наук с 1878 года.
  • Медаль Гюйгенса 1870 года.
  • Иностранный член Accademia Nazionale dei Lincei в Риме в 1880 году
  • Член Немецкой академии наук Леопольдина в 1880 г.
  • Премия Понселе 1883 года.
  • Почетный доктор Вюрцбургского университета в 1882 году.
  • Иностранный член Королевской Нидерландской академии искусств и наук в 1886 г. [18]
  • Pour le Mérite для искусств и наук в 1888 году
  • Лунный кратер Клаузиус назвал в его честь.
  • Мемориал в его родном городе Кошалин в 2009 году.

Публикации [ править ]

  • 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.

См. Также [ править ]

  • Ханс Петер Йорген Юлиус Томсен , один из основоположников термохимии .

Ссылки [ править ]

  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. ^ Krech, Eva-Maria; Сток, Эберхард; Хиршфельд, Урсула; Андерс, Лутц Кристиан (2009). Deutsches Aussprachewörterbuch [ Словарь немецкого произношения ] (на немецком языке). Берлин: Вальтер де Грюйтер. стр. 416, 884. ISBN 978-3-11-018202-6.
  3. ^ Cardwell, DSL (1971), От Ватт до Клаузиуса: Повышение термодинамике в раннем индустриальном веке , Лондон: Heinemann, ISBN 978-0-435-54150-7
  4. ^ a b c Клаузиус Р. (1867 г.). Механическая теория тепла - в ее приложениях к паровому двигателю и физическим свойствам тел . Лондон: Джон ван Ворст . Проверено 19 июня 2012 года . редакции: PwR_Sbkwa8IC. Содержит английские переводы многих других его работ.
  5. ^ Вольфрам, Стивен (2002). Новый вид науки . Wolfram Media, Inc. стр. 1019. ISBN 1-57955-008-8.
  6. ^ Клаузиус, RJE (1870). «Об одной механической теореме, применимой к теплу». Философский журнал . 4-я серия. 40 : 122–127.
  7. ^ Эмилио Сегре (2012). От падающих тел до радиоволн: классические физики и их открытия . Courier Dover Publications. п. 228
  8. ^ a b 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. Проверено 25 марта 2014 года .
  9. ^ 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 : 1850AnP ... 155..500C . DOI : 10.1002 / andp.18501550403 . hdl : 2027 / uc1. $ b242250 .. См. Английский перевод: « О движущейся силе тепла» и о законах, относящихся к самой природе тепла, которые выводятся из него . Фил. Mag. (1851), серии 4, 2 , 1–21, 102–119. Также доступно в Google Книгах .
  10. ^ Вольфрам, Стивен (2002). Новый вид науки . Wolfram Media, Inc. стр. 1019 . ISBN 1-57955-008-8.
  11. ^ Клаузиус, Р. (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 . Проверено 25 июня 2012 года .
  12. ^ Клаузиус, Р. (август 1856 г.). "Об одной модификации второй основной теоремы механической теории тепла" . Фил. Mag. 4. 12 (77): 81–98. DOI : 10.1080 / 14786445608642141 . Проверено 25 июня 2012 года .
  13. ^ Клаузиус, Р. (1857), "Über die Art der Bewegung, die wir Wärme nennen" , Annalen der Physik , 100 (3): 353–379, Bibcode : 1857AnP ... 176..353C , doi : 10.1002 / ип.18571760302
  14. ^ Клаузиус, Р. (1862), "Ueber die Wärmeleitung gasförmiger Körper" , Annalen der Physik , 115 (1): 1–57, Bibcode : 1862AnP ... 191 .... 1C , doi : 10.1002 / andp.18621910102
  15. ^ Клаузиус, Р. (1864), Abhandlungen über die Mechanische Wärmetheorie . Электронная рукопись из Национальной библиотеки Франции .
  16. ^ Клаузиус, Р. (1865), "Ueber verschiedene für die Anwendung bequeme Formen der Hauptgleichungen der Mechanischen Wärmetheorie" , Annalen der Physik , 125 (7): 353–400, Bibcode : 1865AnP ... 201..353C , doi : 10.1002 / andp.18652010702
  17. ^ Хуанг, Мэй-Линг; Хунг, Юнг-Сян; Чен, Вэй-Ю (01.10.2010). «Классификатор нейронных сетей с выбором функций на основе энтропии при диагностике рака молочной железы». Журнал медицинских систем . 34 (5): 865–873. DOI : 10.1007 / s10916-009-9301-х . ISSN 1573-689X . PMID 20703622 . S2CID 6658005 .   
  18. ^ "RJE Клаузиус (1822–1888)" . Королевская Нидерландская академия искусств и наук . Проверено 21 июля 2015 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Возрождение кинетической теории Клаузиусом
  • О'Коннор, Джон Дж .; Робертсон, Эдмунд Ф. , "Рудольф Клаузиус" , архив истории математики MacTutor , Сент-Эндрюсский университет.
  • Чисхолм, Хью, изд. (1911). «Клаузиус, Рудольф Юлиус Эммануэль»  . Британская энциклопедия (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета.
  • Работы Рудольфа Клаузиуса в Project Gutenberg
  • Работы Рудольфа Клаузиуса или о нем в Internet Archive