Biographie de Rudolf Clausius et contributions à la science

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David Holt

Rudolf Clausius (1822-1888) était un physicien et mathématicien allemand qui a formulé la deuxième loi de la thermodynamique et est considéré par beaucoup comme l'un des fondateurs de la thermodynamique. Avec lui, des personnages tels que William Thomson et James Jule ont développé de manière importante cette branche de la science dont la fondation est attribuée au français Sadi Carnot.

Les travaux de Clausius ont eu un fort impact sur le développement des théories proposées par d'autres physiciens importants. Un exemple est le cas des théories de James Maxwell, qui a ouvertement reconnu l'influence de Clausius dans son propre travail.

Rudolf Clausius, 1822-1888

Les contributions les plus importantes de Rudolf Clausius étaient liées aux résultats de ses recherches sur l'effet de la chaleur sur différents fluides et matériaux..

Index des articles

  • 1 Biographie
    • 1.1 Principes de la thermodynamique
    • 1.2 Enseignement et théorie cinétique
    • 1.3 Participation à la guerre
    • 1.4 Remerciements
    • 1.5 Décès
  • 2 Contributions
    • 2.1 Fondements de la thermodynamique
    • 2.2 Contribution à la théorie cinétique des gaz
    • 2.3 Deuxième loi de la thermodynamique
    • 2.4 La méthode mathématique de Clausius
    • 2.5 Théorie mécanique de la chaleur
  • 3 Références

Biographie

Rudolf Clausius est né le 2 janvier 1822 à Köslin, en Poméranie, en Allemagne. Le père de Rudolf professait la foi protestante et avait une école; c'est là que ce scientifique a reçu sa première formation.

Par la suite, il entra dans le gymnase de la ville de Stettin (écrit en allemand comme Szczecin) et là il a continué une partie de sa formation.

En 1840, il entra à l'université de Berlin, dont il sortit diplômé quatre ans plus tard, en 1844. Il y étudia la physique et les mathématiques, deux disciplines pour lesquelles Clausius se montra très habile dès son plus jeune âge..

Après cette expérience académique, Clausius entre à l'Université de Halle, où il obtient un doctorat en 1847 grâce à un travail sur les effets optiques générés sur la planète Terre du fait de l'existence de l'atmosphère..

De ce travail, qui présentait quelques défauts d'approche, il a été démontré que Rudolf Clausius avait des dons clairs pour les mathématiques, et que ses capacités répondaient parfaitement au domaine de la physique théorique..

Principes de la thermodynamique

Après avoir obtenu son doctorat en 1850, Clausius obtient un poste de professeur de physique à la Royal School of Engineering and Artillery de Berlin; il était là jusqu'en 1855.

En plus de ce poste, Clausius a également servi à l'Université de Berlin en tant que privatdozent, un professeur qui pouvait enseigner aux étudiants, mais dont les frais n'étaient pas attribués par l'université, mais ce sont les étudiants eux-mêmes qui ont payé ces cours.

1850 est aussi l'année où Rudolf Clausius publie ce qui sera votre œuvre la plus importante: Sur les forces de mouvement causées par la chaleur.

Enseignement et théorie cinétique

En 1855, Clausius change de décor et obtient un poste d'enseignant à l'Institut fédéral suisse de technologie, basé à Zurich..

En 1857, il s'est concentré sur l'étude du domaine de la théorie cinétique; C'est à ce moment qu'il a commencé à expérimenter le concept de "libre parcours moyen d'une particule".

Ce terme désigne la distance qui existe entre deux rencontres, l'une après l'autre, des molécules qui composent un gaz. Cette contribution était également très pertinente pour le domaine de la physique.

Trois ans plus tard, Clausius épousa Adelheid Rimpham, avec qui il eut six enfants, mais mourut en 1875 en donnant naissance aux deux derniers enfants du couple..

Clausius a été à l'École polytechnique fédérale de Suisse pendant plusieurs années, jusqu'en 1867, où il s'est consacré à donner des cours de physique. La même année, il s'installe à Würzburg, où il travaille également comme enseignant..

En 1868, il obtint l'adhésion à la Royal Society of London. Il enseigna à Würzburg jusqu'en 1869, année au cours de laquelle il enseigna la physique à l'université de Bonn, en Allemagne. Dans cette université, il enseignait des cours jusqu'à la fin de sa vie.

Participation à la guerre

Dans le contexte de la guerre franco-prussienne, Clausius avait environ 50 ans. À cette époque, il a organisé plusieurs de ses étudiants dans un corps d'ambulances volontaires qui a servi dans le conflit, qui a eu lieu entre 1870 et 1871..

À la suite de cette action héroïque, Clausius a reçu la Croix de fer, grâce au service qu'il a rendu à l'armée allemande.

À la suite de cette participation, Clausius avait une blessure de guerre à la jambe, ce qui lui causa plus tard un inconfort qui était présent jusqu'à la fin de sa vie..

Remerciements

En 1870, Rudolf Clausius a obtenu la médaille Huygens et en 1879, il a reçu la médaille Copley, une récompense décernée par la Royal Society of London à ceux qui ont apporté des contributions pertinentes dans le domaine de la biologie ou de la physique..

En 1878, il fut nommé membre de l'Académie royale des sciences de Suède et en 1882, il reçut un doctorat honoris causa de l'Université de Wüzburg..

En 1883, il reçoit le prix Poncelet, une récompense décernée par l'Académie des sciences de France à tous les scientifiques qui ont apporté des contributions significatives dans le domaine de la science en général..

Enfin, l'une des reconnaissances les plus importantes faites à ce scientifique allemand est qu'un cratère sur la Lune porte son nom: le cratère Clausius..

Décès

Rudolf Clasius est décédé le 24 août 1888 à Bonn, dans son Allemagne natale. Deux ans plus tôt, en 1886, il épousa Sophie Stack.

Dans les dernières années de sa vie, il a mis un peu de côté la recherche pour se consacrer à ses enfants; De plus, il avait subi une blessure à la jambe lors de sa participation à la guerre, situation qui ne lui permettait pas de se déplacer aussi facilement qu'à d'autres moments..

Son domaine de recherche à cette époque, la théorie électrodynamique, a pris du recul en raison de tout ce contexte. Malgré cela, Clausius a continué à enseigner au niveau universitaire jusqu'à sa mort..

Un avantage qu'il avait était qu'il pouvait profiter de l'approbation donnée par les scientifiques les plus importants de l'époque alors qu'il était encore en vie; William Thomson, James Maxwell et Josiah Gibbs, parmi tant d'autres.

Ces illustres scientifiques et la communauté scientifique en général l'ont reconnu à l'époque comme l'homme qui a fondé la thermodynamique. Aujourd'hui encore, cette découverte est reconnue comme la plus importante et transcendantale.

Contributions

Fondation de la thermodynamique

Considéré comme l'un des pères de la thermodynamique, Clausius a fourni des bases importantes pour le développement des propositions fondamentales de la même.

Certaines figures importantes de la physique ont affirmé que c'était le travail de Clausius qui a assuré les fondements de la thermodynamique avec des définitions claires et des limites définies..

L'attention de Clausius était focalisée sur la nature des phénomènes moléculaires. De l'étude de ces phénomènes ont résulté les propositions qu'il a lui-même formulées sur les lois de la thermodynamique.

Contribution à la théorie cinétique des gaz

Les travaux de Clausius sur les molécules individuelles des gaz ont été décisifs pour le développement de la théorie cinétique des gaz..

Cette théorie a été développée par James Maxwell en 1859 sur la base des travaux de Clausius. Il a été critiqué en principe par Clausius et sur la base de ces critiques Maxwell a fait une mise à jour de sa théorie en 1867.

La principale contribution de Clausius dans ce domaine a été le développement d'un critère pour distinguer les atomes et les molécules, montrant que les molécules de gaz étaient des corps complexes dont les parties constituantes se déplacent..

Deuxième loi de la thermodynamique

C'est Clausius qui a introduit le terme «Entropie» en thermodynamique et a utilisé ce concept pour étudier les processus, à la fois réversibles et irréversibles, dans ce domaine de la connaissance..

Clausius a permis de relier le concept d'entropie au concept de dissipation d'énergie en tant que concepts «siamois» en raison de leur relation étroite.

Cela a marqué une différence substantielle avec des concepts similaires qui tentaient de décrire les mêmes phénomènes..

Le concept d'entropie, tel que le proposait Clausius, n'était guère plus qu'une hypothèse à son époque. Clausius s'est finalement avéré correct.

La méthode mathématique de Clausius

L'une des contributions de Clausius à la science a été le développement d'une méthode mathématique qui a joué un rôle unique en thermodynamique. Cette méthode a été utile dans son application à la théorie mécanique de la chaleur.

Cette contribution de Clausius est souvent négligée, principalement en raison de la manière confuse dont son auteur la présente..

Cependant, de nombreux auteurs considèrent que ces confusions étaient courantes chez les physiciens et il n'y a aucune raison de les écarter..

Théorie mécanique de la chaleur

Clausius a développé ce qu'on a appelé la théorie mécanique de la chaleur. C'était l'une de ses contributions les plus importantes à la thermodynamique.

La base de cette théorie considérait la chaleur comme une forme de mouvement.

Cela nous a permis de comprendre que la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer et augmenter le volume d'un gaz dépend de la manière dont ladite température et ledit volume changent au cours du processus..

Les références

  1. Daub E. Entropie et dissipation. Études historiques en sciences physiques. 1970; 2 (1970): 321-354.
  2. Ketabgian T. (2017). L'énergie de la croyance: l'esprit de l'univers invisible de la thermodynamique. Dans Strange Science (pp. 254-278).
  3. Klein M. Gibbs sur Clausius. Études historiques en sciences physiques. 1969; 1 (1969): 127-149.
  4. Sciences A. A. Rudolf Julius Emanuel Clausius. Actes de l'Académie américaine des arts et des sciences. 1889; 24: 458-465.
  5. Wolfe E. Clausius et la théorie cinétique des gaz de Maxwell. Études historiques en sciences physiques. 1970; 2: 299-319.
  6. .

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