Matematikanë

Time linjë Photos Para Pulla Sketch Kërkimi

Rudolf Julius Emmanuel Clausius

Datlindja:

Vendin e lindjes:

Data e vdekjes:

Vendi i vdekjes:

2 Jan 1822

Koslin, Prussia (now Koszalin, Poland)

24 Aug 1888

Bonn, Germany

Prezantimi
ATTENTION - Automatic translation nga versioni anglisht

Rudolf Clausius 's babai, Rev CEG Clausius, ishte një Këshilltar i Bordit të Qeverisë Mbretërore shkollor. Ai themeloi një shkollë të vogël privat, duke u bërë kryesor të saj, dhe si një ministër i kishës ai gjithashtu ka shërbyer si pastor saj. Rudolf ishte sjellë deri në një familje të madhe, duke qenë gjashtë e bijve të atit të tij. Ai ndoqi shkollën e atit të tij për disa vite dhe pastaj kaloi në një gjimnaz në Stettin (tani Szczecin, Poloni), ku ai qëndroi deri sa ai kishte përfunduar shkollimin e tij në 1840. Një nga vëllezërit e tij, Robert Clausius, shkruan se në shkollë:

... gjitha intime me të mësuara në nderim seriozitetin dhe sinqeritetin e tij. ... besim më të madh dhe ishin vendosur në besimin e tij. Gjykimin e tij ... vlerësohej shumë.

Clausius hyri në Universitetin e Berlinit në 1840, edhe pse në këtë fazë ai ishte ende nuk është e qartë që ai do të ndjekin lëndë. Për një kohë ai ishte tërhequr me forcë ndaj historisë, por në fund ai vendosi të përqëndrohet në matematikë dhe fizikë. Ishte në këto subjekte që ai përfundoi shkallën e tij nga e Pashkëve të vitit 1844 dhe pastaj kaloi një vit në mësimdhënie provues Frederic-Werder Gymnasium. Në Gjimnazin Clausius mësuar klasat e avancuar në matematikë dhe fizikë.

Në vitin 1846 ai hyri në Seminarin Royal Boeck dhe dorëzuar disertacionin e tij, mbi problemin e drites pasqyrohet në qiell, në Universitetin e Halle në 1847. Ai mori doktoratë e tij, me dallim, më 15 korrik 1848. Kjo punë e hershme nga Clausius synonte shpjegimin ngjyra blu e qiellit, pa ngjyrat e kuqe në agim dhe perëndim të diellit, dhe polarizimin e drites; parë për detaje. Ajo është kthyer jo të jetë në bazë të fizikës e saktë sepse ajo mori efekte janë shkaktuar nga reflektim dhe thyerja e dritës në vend që të shkaktuara nga shpërndajnë e dritës si Thomson propozuar. Megjithatë në këtë punë Clausius aplikuar matematikë shumë më thellë se çdo paraardhës i tij dhe është një ilustrim i mirë i problemeve si fizike drive zhvillimin e matematikës, edhe kur baza e tyre fizik është i sëmurë.

Letër e parë Clausius mbi teorinë mekanike të ngrohjes u botua në 1850. Kjo është puna e tij më e famshme dhe ne do të diskutuar më poshtë përmbajtjen e saj dhe rëndësinë. Rëndësinë e saj u njoh shpejt dhe ai u ftua në postin e Profesor në artileri Royal dhe Inxhinieri Shkolla në Berlin më 25 shtator 1850. Ai u bë gjithashtu një Docent në Universitetin e Berlinit dhe i dha leksionin e tij të parë në Universitetin më 18 dhjetor.

Më 29 gusht 1855 u emërua në Clausius kryesuesin e matematike në Fizikë Polytechnikum në Cyrih dhe në të njëjtën kohë ai ishte emëruar edhe në Universitetin e Zürich-ut. Ishte sigurisht një vend i shkëlqyer për Clausius të shtyjë përpara idetë e tij i rrethuar nga matematikanet e tjera të shkëlqyer dhe fizikantë. Ai u nxorrën tani në dy drejtime, një njeriu të mbetet në Cyrih shkëlqyer shkencore dhe të tjera për t'u kthyer në Gjermani, një vend thellësisht ai e donte. Në 1858 ai u ofrua një post në Politeknik në Karlsruhe, por u kthye atë. Në vitin e ardhshëm, më 19 nëntor, ai u martua me Adelheid Rimpam. Përsëri në 1862 ai u ofrua një post në Politeknik në Brunswick, por ktheu atë pavarësisht nga oferta që vijnë nga qyteti i gruas së tij në shtëpi, ashtu siç bëri ofertë nga Vjena katër vjet më vonë.

Pastaj në 1867 kur ofruar një rang profesori nga Universiteti i Würzburg ai pranoi, duke shprehur keqardhje të thellë në Cyrih duke gjetur ai, por në fund nuk mund të rezistonte dëshira e tij për t'u kthyer në Gjermani e tij amtare. Ai kishte qenë vetëm një vit në Würzburg kur ai u ofrua një pozitë në Mynih. Ai hodhi poshtë këtë ofertë, por në vitin e ardhshëm, 1869, pranuar një ofertë nga një karrige në Universitetin e Bonit. Menjëherë pas kësaj, megjithatë, ngjarjet politike do të ketë një efekt të madh në jetën Clausius '.

Bismarck-u pati sukses në krijimin e një gjerman, por Konfederata e Veriut po kërkonte një mënyrë për të inkurajuar shtetet e jugut për t'u bashkuar. Franca besonin se ata mund lehtë humbja e shteteve të reja gjermane dhe Bizmarku e kuptuan se një luftë me Francën do të jetë rast që kishte nevojë për të sjellë të gjitha shtetet gjermane së bashku. Ai engineered cleverly një situatë në të cilën ai e provokoi frëngjisht në fillimin e luftës, të cilat të dyja palët kishin kërkuar. Clausius ishte një patriot gjerman dhe, ndonëse ai ishte afër 50 vjeç, ai ofroi shërbimet e tij në vendin e tij në luftën franko-gjermane që kishte shpërthyer.

Forcat gjermane ishin shumë më të fortë se frëngjisht kishte imagjinuar dhe së shpejti ushtrisë frëngjisht ishte në tërheqje. Dy betejat vendimtare në Vionville dhe Gravelotte ishin sigurisht jo vendimtare për Gjermanët e cila ka humbur 20.000 burra në Gravelotte krahasuar me një humbje prej 13.000 nga frëngjisht. Megjithatë, kur ushtria gjermane pritet frëngjisht për të përparuar dhe shtyp në shtëpi avantazhin e tyre të vogël, në vend të kësaj ata u terhoqen dhe u bë një fitore taktike për gjermanët. Vëllai Clausius 'Robert ka shkruajtur:

Patriotizmi djegia e tij nuk e lejojnë atë që të qëndrojnë boshe në shtëpi gjatë luftës së 1870-71. Ai ndërmori udhëheqja e një ambulancë korpusit, që ai formoi e nxënësve të Bonit. Në betejat e madhe e Vionville dhe Gravelotte ai ndihmoi për të kryer plagosur nga beteja dhe për të pakësuar vuajtjet e tyre.

Clausius mori Kryqi i Hekurt në 1871 për shërbimet e tij për fushatën e gjermane. Megjithatë, ai u plagos në këmbë gjatë beteja dhe dhimbje të forta dhe pësoi aftësi të kufizuara për pjesën tjetër të jetës së tij. Një tragjedi ka ndodhur më tej në 1875, kur gruaja e tij vdiq në lindjen e fëmijës. Fëmijës, i cili i shpëtoi, ishte e gjashtë, por vetëm katër, e tyre dy djem dhe dy vajza, mbijetoi Clausius. Megjithatë pas vdekjes së gruas së tij Clausius kishte përgjegjësi të sjellë deri familjes së tij dhe, së bashku me plagë e tij të luftës, do të thotë se ai kishte pak shans për punën e koncentruar akademik. Vëllai i tij ka shkruajtur:

Ai ishte i mirë dhe më e dashur e prindërve, plotësisht të hyrë në gëzimet e fëmijëve të tij. Ai vetë mbikëqyrur schoolwork e fëmijëve të tij.

Si një mënyrë për të tejkaluar problemet me këmbën e tij të plagosur, dhe për të lejuar atë për të arritur më lehtë leksioneve të tij, mjeku i tij e këshilloi atë që të marrë deri hipur kalit. Kjo Clausius bëri dhe në 1878 ai mori hipnin, shpejt duke u bërë një kalorës ekspert. Në 1884 ai u bë rektor i Universitetit të Bonit, duke vazhduar në këtë rol gjatë 1885. Pastaj, në 1886, ai u martua përsëri. Gruaja e tij e dytë ishte Sophie Stack nga Essen dhe Clausius kishte një fëmijë më tej, një djalë, me gruan e tij të dytë. Ai vazhdoi të punojë deri në sëmundje e tij të fundit, në fakt, si vëllai i tij tregoi:

Edhe më e fundit e tij të sëmurë shtrat-ai mbajti një provim.

Clausius ishte një fizikant teorik, në fakt ai ka luajtur një rol të rëndësishëm në krijimin e fizikës teorike si një disiplinë. Siç kemi përmendur më lart letër e tij më e famshme ishte bewegende Über die Kraft der Wärme lexuar në Akademinë e Berlinit më 18 shkurt 1850 dhe të botuar në Annalen der Physik në të njëjtin vit. Ky dokument shënon themeli i termodinamikës moderne. Në këtë letër:

... Clausius vuri ide bazë të ligjit të dytë të termodinamikës. Ai përdori atë që tregon se për një cikël Carnot ', i cili transmeton nxehtë mes dy rezervuarëve për ngrohje në temperatura të ndryshme dhe në të njëjtën kohë konvertuarve të ngrohjes në punë, punë maksimale marrë nga një sasi të caktuar të ngrohjes varet vetëm me temperatura të rezervuarëve ngrohjes dhe jo mbi natyrën e substancave të punës.

Për të kuptuar rëndësinë e letrës Clausius "ne duhet të them disa fjalë në lidhje me teorinë e të nxehtit që ka ekzistuar në këtë kohë. Kjo teori, e quajtur teoria kalori, është i bazuar në dy aksiomat, domethënë se ngrohjes në univers është i ruajtur dhe se ngrohjes në një substancë është një funksion i gjendjes së substancës. Laplace, Poisson, Sadi Carnot dhe Clapeyron kishte zhvilluar të gjitha subjekt duke përdorur këtë teori me kalori, si një bazë. Megjithatë, në 1850 gazeta e tij, shtetet Clausius qartë se supozimet e teorisë me kalori janë të rreme dhe ai jep dy ligjet e termodinamikës për të zëvendësuar supozimeve të pasakta. Ai dha shpjegimet e natyrës së lirë të ngrohjes dhe ngrohjes i fshehur.

Ligji i parë i Termodinamika shteteve titujve të ngrohjes dhe punë: kur puna është bërë nga i nxehti pastaj një shumë ekuivalente e ngrohjes është i konsumuar. Clausius kishte prova eksperimentale të këtij ligji, dhe jo nga eksperimentet e tij, por nga ato të xhaul. Pranimi i Ligjit i parë i Termodinamika tregoi menjëherë se të dyja aksiomat e teorisë me kalori janë të rreme. Clausius interpretuar ngrohjes lirë si energjia kinetike e grimcave të trupit. Puna vënë në rritje kjo energji kinetike do të rezultojë në një rritje të temperaturës. Ngrohjes i fshehur u ngrohjes e cila kishte qenë shkatërruar në punën e kryer kundër forcave midis molekulave.

Ekuacioni themelor i krijuar nga Clausius u prandaj dq = du + dw ku DQ ishte në rritje të ngrohjes, du u ndryshim në energjinë e trupit, dhe DW ishte ndryshim në punën e bërë të jashtëm. Futja e U, energjia e trupit, ishte me rëndësi të madhe edhe pse nuk Clausius t'i jepte një emër. Vjet pas letrës së tij u shfaq, Thomson quajtur U energjisë brendshëm. Kjo është shuma e përgjithshme e punës e cila teorikisht mund të nxirren nga një substancë. Ne duhet të kini parasysh se Thomson, në 1851 gazeta e tij, shkruan (shih për shembull):

... merita të parë krijimin e [Sadi Carnot 's Teorema] mbi parimet e saktë është krejtësisht për shkak të Clausius.

Gibbs ka shkruajtur (shih për shembull):

... në kujtime e Clausius ... shkenca e termodinamikës erdhi në ekzistencë. ... Kjo mund të thuhet se në çdo kohë që nga publikimi i autobiografi se themelet e shkencës ishin të sigurtë, definicionet të qarta, dhe kufijtë e saj të dallueshme.

1850 Ky dokument përmban një version të Ligjeve i dytë i termodinamikës, të thotë se tenton të ngrohjes rrjedhin nga organet e nxehtë në të ftohtë. Megjithatë:

... ky ishte vetëm fillimi i përfshirjes Clausius të gjatë në studimin e ligjit të dytë. Në pesëmbëdhjetë vitet e ardhshme ai ishte tetë të botojë kujtimet e tjera në të cilat ai u përpoq për të vënë ligjin e dytë në një formë të thjeshtë, më të përgjithshme dhe matematikore.

Clausius restated Sadi Carnot 's parimin e efikasitetit të motorëve të nxehtësisë në punën e tij. Clausius-Ekuacioni Clapeyron duket që shpreh lidhje mes presionit dhe temperaturës në të cilën dy fazat e një substance janë në ekuilibër. Ai njihet si entropi sasia që mbetet invariant gjatë ndryshimeve të vëllimit dhe temperaturës në një cikël Carnot aq shpejt sa 1850 gazeta e tij, por ai nuk ka emrin ky koncept i rëndësishëm në atë kohë. Ende pa i dhënë konceptin e një emrin Clausius formuluar, në një biografi të 1854, bazat e teorisë së konceptit të masës e transformimit ekuivalencë ai më vonë e quajtur entropi. Në një letër që ai i botuar në 1865 koncept është emëruar si përcaktuar qartë për herë të parë.

Në letër e tij të 1865 Clausius deklaruar i parë dhe i ligjeve i dytë i termodinamikës në formën e mëposhtme.

1. Energjia e universit është konstante.
2. Entropi e universit tenton në një maksimum.

Ne kemi përmendur më lart për të patriotizmit e madhe e treguar nga Clausius. Kjo doli disi e një disavantazh për atë në disa mënyra në hetimet e tij kërkimore. Ai ishte i përfshirë në kontestet e ndryshme. Mosmarrëveshjen e parë ishte me Thomson mbi një rezultat i xhaul se ai kishte cituar në një nga letrat e tij. Clausius ishte shumë e rëndësishme që një gjerman kishte qenë e para për të vendosur rezultat, nuk xhaul anglez.

Mosmarrëveshjen e dytë ishte me Tait se kush ishte i pari që të propozojë titujve të punës dhe ngrohjes. Nuk ishte se ata ose të marrë këtë për veten e tyre, por në vend mosmarrëveshja ishte ndërmjet Tait dhe Tyndall mbi nëse xhaul ose Julius von Mayer kishte prioritet. Clausius stumbled në polemikë Tyndall krejt rastësisht kur i kishte kërkuar atij t'i dërgonte atij dokumente të gjitha von Mayer's. Megjithatë Clausius pastaj botoi një artikull në 1868 duke deklaruar se jo vetëm që von Mayer kanë prioritet, por kështu bëri kombit gjerman.

Një mosmarrëveshje më të ashpër ndërmjet Tait dhe Clausius filloi në 1872 kur botoi Maxwell Teoria e nxehtësisë. Clausius britanik deklaroi se ishin duke u përpjekur të kërkoni më shumë se sa ata merituar për teorinë e ngrohjes të cilat, Clausius tha, ai vetëm ishte zbulues. Një do të duhet të shtoj se Maxwell kishte, mbi një numër vitesh, i njohur plotësisht kontributi Clausius ', kështu që ai kishte pak arsye për ankesë. Pikëllimin e situata ishte efekt se qëndrimin Clausius 'kishte për arritjet e tij. Shkarravit shkruan në:

Trashëgimi e madhe Clausius për të fizikës është padyshim ideja e tij për rritje të pakthyeshme në entropi, dhe ende kemi gjetur asnjë shenjë e interesit në punën e Josias Gibbs mbi ekuilibrin kimik apo Boltzmann 's shikime në termodinamikë dhe probabilitet, dy prej të cilave ishin krejtësisht të varur nga Ideja e tij. Është e çuditshme që ai vetë nuk treguan prirje për të kërkuar një kuptim molekular i entropisë pakthyeshme ose për të gjetur aplikacione të mëtejshëm të ide, por është ende i huaj, madje edhe tragjike, se ai nuk shprehu shqetësim për punën e bashkëkohësit të tij të cilët ishin realizuar ato detyra shumë.

Disa historianë thonë se Clausius përdorur më shumë nga idetë e të tjerëve se ai ishte i gatshëm të pranoj. Për shembull në Kim shkruan:

... Qëllimi jonë është që të bëjnë kuptim të asaj që Clausius bëri në këtë përpjekje të gjatë. Ne i sqarojmë se si puna e tij i ndoqi kursin veçantë që ajo mori, e cila përfshinte Shtojcë, pretekstet, dhe madje disa konfuzionet, dhe e cila paraqiti disa koncepte shumë të vështirë të reja si 'transformim uncompensated', 'disgregation "dhe" entropi ". Ne tërheqë një vëmendje të veçantë për William Thomson 's idenë e' tendencë universale për shpërndarje të energjisë si një burim të mundshëm të motivim themelor ndërmarrje gjithë.

Ne nuk duhet të japin përshtypjen se puna Clausius 'nuk ishte me rëndësi të jashtëzakonshme për të ishte më me siguri. Ne nuk duhet të japin përshtypjen se vetëm ai ka punuar në termodinamikë për, pas 1875, ai u përqendrua në teori electrodynamic. Ai dha një parimi i ruajtjes së energjisë në Elektrodinamika lidhur me një fuqi të ligjit të veprimit-at-a-distancë e cila, ndryshe nga që i është dhënë nga Kulombit, varet nga shpejtesite dhe accelerations. Clausius qëllim bërë zgjedhje në ngritjen e ekuacioneve në mënyrë që ata ishin:

... e thjeshte dhe prandaj forma më e mundshme.

Teoria e tij ishte në marrëveshje mjaft të mirë me rezultatet më eksperimentale, por, duke u bazuar në shpejtesi absolute, rezulton në një pagesë në pjesën tjetër mbi tokë që i nënshtrohen një forcë për shkak të levizjes së dheut. Clausius përgjigjur kritikave, por duke thënë se shpejtësia e tij ishte absolut relativ të mesëm rreth ngarkuar. Përkundër vështirësive në teori ka luajtur një rol të rëndësishëm në zhvillimin e teorisë electrodynamic.

Clausius pranuar nderon shumë për punën e tij. Lista është e gjatë dhe ne do të përmendim vetëm një shumë të pakta. Ai u zgjodh anëtar i Shoqërisë Mbretërore të Londrës në 1868 dhe mori Medaljen Copley saj në 1879. Ai gjithashtu ka marrë Medaljen e Huygens në 1870, çmimin Poncelet në 1883, dhe ai mori një doktoratë nderi nga Universiteti i Würzburg në 1882.

Fitzgerald, në, jap këtë haraç gjobë për Clausius:

Ai ishte një shembull fisnike e shpirtit që i kushton vetë të përfitojnë direkt njerëzve, dhe se nuk ka kohë të mbeturinave elaborations vogla e problemeve të bukur. Ai ishte në kuptim më të lartë praktike, puna e tij është e përjetshme, dhe kujtesa e tij do të jetojnë për aq kohë sa reveres njerëzimit benefactors saj.

Source:School of Mathematics and Statistics University of St Andrews, Scotland