MacTutor

elämäkerta

Rudolf Clausiuksen isä, Rev C E G Clausius, oli Kuninkaallisen hallituksen kouluhallituksen neuvonantaja. Hän perusti pienen yksityisen koulun, josta tuli sen rehtori, ja kirkon pappina hän toimi myös sen pastorina. Rudolf oli tuonut esiin suuri perhe, joka on kuudes hänen isänsä pojat. Hän osallistui hänen isänsä koulussa muutaman vuoden ja sitten muutti, joka Gymnasium, Stettin (nyt Szczecin, Puola), jossa hän pysyi, kunnes hän oli suorittanut koulunkäyntiin vuonna 1840. Eräs hänen veljistään, Robert Clausius, kirjoitti tämän koulussa: –

… kaikki läheiset hänen kanssaan oppineet arvostamaan hänen luotettavuutta ja totuudellisuutta. … häneen luotettiin ja luotettiin eniten. Hänen tuomionsa … oli hyvin arvostettu.

Clausius tuli University of Berlin vuonna 1840, vaikka tässä vaiheessa hän ei ollut vielä selvää, mitä aiheita hän jatkaisi. Jonkin aikaa hän oli voimakkaasti houkutellut kohti historiaa, mutta lopulta hän päätti keskittyä matematiikkaan ja fysiikkaan. Se oli näitä aiheita, että hän valmistui hänen aste pääsiäisenä vuonna 1844 ja sitten vietti koeajan vuoden opetuksen Frederic-Werder Gymnasium. At the Gymnasium Clausius opettanut advanced luokat matematiikan ja fysiikan.
vuonna 1846 hän tuli Boeckin kuninkaalliseen seminaariin ja toimitti Hallen yliopistoon vuonna 1847 väitöskirjansa, joka käsitteli heijastuneen valon ongelmaa taivaalla. Hän sai tohtorin, kanssa eroa, 15 päivänä heinäkuuta 1848. Tämä varhainen työ Clausius oli tavoitteena on selittää sininen väri taivas, punaiset värit nähnyt auringonnousun ja auringonlaskun, ja polarisaatio valon; katso lisätietoja. Se on osoittautunut ei perustu oikeaan fysiikkaan, koska se oletti vaikutukset johtuvat heijastus ja taittuminen valon sijaan johtuvat sironta valon kuten Thomson ehdotti. Kuitenkin tässä työssä Clausius sovelletun matematiikan paljon syvemmin kuin mikään hänen edeltäjistään, ja se on hyvä esimerkki siitä, miten fyysisiä ongelmia ajaa kehitystä matematiikan vaikka niiden fyysinen perusta on unsound.
Clausiuksen ensimmäinen tutkielma lämmön mekaanisesta teoriasta julkaistiin vuonna 1850. Tämä on hänen tunnetuin työ ja me keskustelemme alla sen sisältöä ja merkitystä. Sen merkitys oli nopeasti tunnustettu, ja hän oli kutsuttu virkaan professori Royal Artillery ja Engineering School Berliinissä 25 päivänä syyskuuta 1850. Hänestä tuli myös Berliinin yliopiston dosentti ja hän piti virkaanastujaisluentonsa yliopistossa 18.
29 päivänä elokuuta 1855 Clausius oli nimitetty puheenjohtaja matemaattisen fysiikan at Polytechnikum, Zürich ja samaan aikaan hän oli myös nimitetty yliopiston Zürich. Se oli varmasti erinomainen paikka Clausius edistää hänen ajatuksiaan ympäröi muita erinomaisia matemaatikot ja fyysikot. Hän oli nyt vetää kahteen suuntaan, joista yksi on edelleen tieteellisesti erinomainen Zürich ja muut palata Saksa, maa hän syvästi rakastanut. Vuonna 1858 hän oli tarjonnut postitse ammattikorkeakoulu klo Karlsruhe, mutta kääntyi se alas. Seuraavana vuonna, 19. marraskuuta, hän meni naimisiin Adelheid Rimpamin kanssa. Jälleen vuonna 1862 hän oli tarjonnut postitse ammattikorkeakoulu, Brunswick, mutta kääntyi se alas, vaikka tarjous lähtöisin hänen vaimonsa kotikaupunki, kuten hän teki tarjouksen Wien neljä vuotta myöhemmin.

sitten vuonna 1867, kun tarjotaan professuuri, jonka University of Würzburg hän hyväksyi, ilmaisemalla syvä pahoillani lähtemällä Zürich, mutta lopulta toteamalla hän ei voinut enää vastustaa hänen toiveensa palata kotimaahansa Saksaan. Hän oli ollut vain vuoden Würzburgissa, kun hänelle tarjottiin paikkaa Münchenissä. Hän kääntyi alas tämän tarjouksen, mutta seuraavana vuonna, 1869, hyväksyi tarjouksen tuoli yliopiston Bonn. Pian tämän jälkeen kuitenkin poliittiset tapahtumat olisi suuri vaikutus Clausius elämään.
Bismarck oli onnistunut luomaan Pohjois-Saksan liiton, mutta etsi keinoa rohkaista etelävaltioita liittymään. Ranska uskoi, että he voisivat helposti voittaa uuden Saksan valtiot ja Bismarck tajusi, että sota Ranskan olisi tapahtuma hän tarvitsi tuoda kaikki Saksan valtiot yhteen. Hän taitavasti suunniteltu tilanne, jossa hän provosoi ranskalaiset aloittamaan sodan, joka molemmat osapuolet olivat halunneet. Clausius oli Saksa patriot, ja vaikka hän oli lähestymässä 50-vuotias, hän tarjosi palveluja hänen maassaan, Ranska-Preussi sota, joka oli puhjennut.
saksalaiset joukot olivat paljon vahvempia kuin ranskalaiset olivat kuvitelleet, ja pian Ranskan armeija oli perääntymässä. Kaksi ratkaisevaa taisteluissa vionville ja Gravelotte olivat varmasti ole ratkaisevia saksalaiset jotka menettivät 20000 miestä Gravelotte verrattuna menetys 13000, jonka Ranska. Kuitenkin, kun Saksan armeija odotti Ranskan edetä ja painaa kotiin heidän lievä etu, sen sijaan he perääntyivät ja se tuli taktinen voitto saksalaisille. Clausiuksen veli Robert kirjoitti: –

hänen palava isänmaallisuutensa ei sallinut hänen jäädä toimettomaksi kotonaan vuosien 1870-71 sodan aikana. Hän sitoutui johtamaan ambulanssijoukkoja, jotka hän muodosti Bonnin opiskelijoista. Vionvillen ja Gravelotten suurissa taisteluissa hän auttoi kantamaan haavoittuneita taistelusta ja vähentämään heidän kärsimyksiään.

Clausius sai rautaristin vuonna 1871 palveluksistaan Saksan sotaretkellä. Hän kuitenkin haavoittui taisteluissa jalkaan ja kärsi loppuelämänsä kovista kivuista ja vammoista. Toinen tragedia tapahtui vuonna 1875, kun hänen vaimonsa kuoli lapsen syntymän. Lapsi, joka selvisi, oli heidän kuudes, mutta vain neljä, kaksi poikaa ja kaksi tyttöä, selvisi Clausius. Kuitenkin kuoleman jälkeen hänen vaimonsa Clausius oli vastuussa tuoda esiin hänen perheensä, ja yhdessä hänen sodan haavan, tarkoitti sitä, että hän oli vähän mahdollisuuksia keskittynyt akateemista työtä. Hänen veljensä kirjoitti:-

hän oli isistä paras ja hellyydenkipein, joka uppoutui täysin lastensa iloihin. Hän itse valvoi lastensa koulutyötä.

jotta hänen loukkaantuneen jalkansa ongelmat saataisiin selätettyä ja jotta hän pääsisi helpommin luennoilleen, hänen lääkärinsä neuvoi häntä ryhtymään ratsastusharrastukseen. Tämä Clausius Ei ja vuonna 1878 hän otti Ratsastus, pian tulossa asiantuntija horseman. Vuonna 1884 hänestä tuli Bonnin yliopiston rehtori, jatkaen tässä tehtävässä vuoden 1885 aikana. Sitten, vuonna 1886, hän meni uudelleen naimisiin. Hänen toinen vaimonsa oli Sophie Stack, Essen ja Clausius oli vielä yksi lapsi, poika, hänen toinen vaimonsa. Hän jatkoi työtä jopa hänen lopullinen sairaus, itse asiassa hänen veljensä recounted: –

jopa hänen viimeinen sairas-bed hän järjesti tutkimus.

Clausius oli teoreettinen fyysikko, itse asiassa hänellä oli tärkeä rooli teoreettisen fysiikan perustamisessa tieteenalaksi. Kuten edellä mainittiin hänen tunnetuin paperi oli Über die bewegende Kraft der Wärme Ⓣ lukea Berliinin Akatemia 18 päivänä helmikuuta 1850 ja julkaistu Annalen der Physik samana vuonna. Tämä paperi merkitsee perusta modernin termodynamiikan. Tässä paperissa: –

… Clausius esitti ensin termodynamiikan toisen lain perusajatuksen. Hän käytti sitä osoittaessaan, että “Carnot-sykli”, joka lähettää lämpöä kahden lämpösäiliön välillä eri lämpötiloissa ja samalla muuntaa lämmön työksi, suurin työ, joka saadaan tietystä lämpömäärästä, riippuu yksinomaan lämpösäiliöiden lämpötiloista eikä työaineen luonteesta.

ymmärtääksemme Clausiuksen paperin merkityksen meidän pitäisi sanoa muutama sana siitä, että lämpö-teoria oli olemassa tällä hetkellä. Tämä teoria, jota kutsutaan caloric theory, perustui kahteen aksioomat, nimittäin että lämpöä, maailmankaikkeus on säilytetty ja että lämpöä aine on funktio valtion aineen. Laplace, Poisson, Sadi Carnot ja Clapeyron olivat kaikki kehittäneet aiheesta käyttämällä tätä kalorien teoria perustana. Kuitenkin hänen 1850 paperi, Clausius todetaan selvästi, että oletukset, kalorien teoria ovat vääriä, ja hän antaa kaksi lakia thermodynamics korvata virheellisiä oletuksia. Hän antoi selityksiä vapaan lämmön ja latentin lämmön luonteesta.
termodynamiikan ensimmäinen laki toteaa lämmön ja työn vastaavuuden: aina kun työtä tehdään lämmön avulla, kuluu vastaava määrä lämpöä. Clausius oli kokeellinen todiste tästä laista, ei omasta kokeista, vaan Joulen kokeista. Termodynamiikan ensimmäisen lain hyväksyminen osoitti heti, että molemmat kalorikkiteorian aksioomat ovat vääriä. Clausius tulkitsi vapaan lämmön kappaleen hiukkasten liike-energiaksi. Tämän liike-energian lisäämiseksi tehty työ johtaisi lämpötilan nousuun. Latenttilämpö oli lämpöä, joka oli tuhoutunut molekyylien välisiä voimia vastaan tehdyssä työssä.

Clausiuksen perustama Perusyhtälö oli siis dQ = dU + dW, jossa dQ oli lämmön lisäys, dU oli kappaleen energian muutos ja dW oli ulkoisen työn muutos. Käyttöönotto U, energia, elin, oli suuri merkitys, Vaikka Clausius ei antanut sille nimeä. Vuoden kuluttua hänen paperi ilmestyi, Thomson kutsutaan U luontainen energia. Se on työn kokonaismäärä, joka voitaisiin teoreettisesti erottaa aineesta. Meidän pitäisi huomata, että Thomson, hänen 1851 paperi, kirjoittaa (KS.esimerkki ):-

… ansio ensin perustamalla, kun oikeat periaatteet on täysin johtuu Clausius.

Gibbs kirjoitti (KS.esimerkki ):-

… vuonna muistelmateos Clausius … syntyi termodynamiikan tiede. … Voidaan sanoa milloin tahansa, koska julkaisemisen jälkeen memoir että perustan tieteen olivat turvallisia, sen määritelmät selkeitä, ja sen rajat erillisiä.

tämä 1850-luvun paperi sisälsi version termodynamiikan toisesta laista, nimittäin siitä, että lämpö pyrkii virtaamaan kuumasta kylmään kappaleeseen. Kuitenkin: –

… tämä oli vasta alkua Clausiuksen pitkään osallistumiselle toisen lain tutkimiseen. Seuraavan viidentoista vuoden aikana hän oli julkaista kahdeksan enemmän muistelmia, joissa hän yritti esittää toisen lain osaksi yksinkertaisempi, yleisempi ja matemaattinen muoto.

Clausius toisti teoksessaan Sadi Carnot ‘ n periaatteen lämpökoneiden tehokkuudesta. Clausius-Clapeyron yhtälö näyttää, joka ilmaisee suhde paineen ja lämpötilan, jossa kaksi faasia aineen ovat tasapainossa. Hän tunnusti entropia kuin määrä, joka pysyy invariant aikana muutoksia määrän ja lämpötilan, Carnot sykli jo hänen 1850 paperi, mutta hän ei nimeä tätä tärkeää käsitettä tuolloin. Vielä antamatta käsite nimi Clausius muotoiltu, joka memoir, 1854, alkeet teorian käsitteen toimenpide transformaatio vastaavuuden hän myöhemmin kutsutaan entropia. Vuonna paperi, jonka hän julkaisi vuonna 1865 käsite on nimetty selkeästi määritelty ensimmäistä kertaa.
vuonna 1865 julkaisemassaan paperissa Clausius esitti termodynamiikan ensimmäisen ja toisen lain seuraavassa muodossa.

edellä on viitattu Clausiuksen osoittamaan suureen isänmaallisuuteen. Tämä osoittautui jonkin verran haittaa hänelle tietyillä tavoilla hänen tutkimuksia. Hän oli mukana erilaisissa kiistoissa. Ensimmäinen riita oli Thomson yli tulos Joule, että hän oli lainattu yksi hänen papereita. Clausius oli hyvin kriittinen, että saksalainen oli ollut ensimmäinen vahvistaa tuloksen, ei englantilainen Joule.

toinen kiista oli Taitin kanssa siitä, kuka oli ensimmäinen, joka ehdotti työn ja lämmön vastaavuutta. Se ei ollut, että kumpikaan heistä väitti tämän itselleen, vaan riita oli välillä Tait ja Tyndall siitä, Joule tai Julius von Mayer oli etusijalla. Clausius törmäsi kiistaan aivan vahingossa, kun Tyndall oli pyytänyt häntä lähettämään hänelle kaikki von Mayerin paperit. Kuitenkin Clausius sitten julkaistu artikkeli vuonna 1868, jossa todetaan, että ei vain von Mayer on etusijalla, mutta niin ei Saksa nation.
katkerampi kiista Taitin ja Clausiuksen välillä alkoi vuonna 1872, kun Maxwell julkaisi Heat-teorian. Clausius totesi, että britit yrittivät vaatia enemmän kuin he ansaitsivat teorian lämpöä, joka Clausius sanoi, hän yksin oli discoverer. Yksi olisi lisättävä, että Maxwell oli useiden vuosien ajan täysin tunnustettu Clausius osuus, joten hän oli vähän perusteita valituksen. Suru tilanne oli vaikutus, että Clausius asenne oli hänen omia saavutuksia. Daub kirjoitti :-

Clausiuksen suuri perintö fysiikalle on epäilemättä hänen ajatuksensa entropian peruuttamattomasta lisääntymisestä, ja silti emme löydä mitään viitteitä kiinnostuksesta Josiah Gibbsin kemiallista tasapainoa käsittelevään työhön tai Boltzmannin termodynamiikkaa ja todennäköisyyttä koskeviin näkemyksiin, jotka molemmat olivat täysin riippuvaisia hänen ajatuksestaan. On outoa, että hän itse ei osoittanut mitään taipumusta etsiä molekyylitason ymmärrystä peruuttamatonta entropiaa tai löytää uusia sovelluksia ajatus; se on outoa vielä, ja jopa traagista, että hän ilmaisi mitään huolta työn hänen contemporaries jotka olivat suorittamassa näitä hyvin tehtäviä.

jotkut historioitsijat väittävät, että Clausius hyödynsi enemmän muiden ajatuksia kuin oli valmis myöntämään. Esimerkiksi Kim kirjoittaa: –

… tarkoituksemme on ymmärtää, mitä Clausius teki tässä pitkässä pyrkimyksessä. Selitämme, miten hänen työnsä seurasi erityisesti tietenkin, että se kesti, johon liittyi digressions, porsaanreikiä, ja jopa joitakin confusions, ja joka esitteli joitakin hyvin vaikeita uusia käsitteitä, kuten “uncompensated transformation”, “disgregation” ja “entropia”. Kiinnitämme erityistä huomiota William Thomsonin ajatukseen “universaalista taipumuksesta energian hajaantumiseen” mahdollisena motivaation lähteenä koko pyrkimyksen taustalla.

emme saa antaa sitä vaikutelmaa, että Clausius työ ei ollut erinomainen merkitys Se aivan varmasti oli. Meidän ei myöskään saa antaa vaikutelmaa, että hän vain työskennellyt thermodynamics, kun 1875, hän keskittyi electrodynamic teoriassa. Hän antoi periaatteen säilyttämisen energian electrodynamics liittyvät voimassa lain toiminta-at-a-etäisyys, joka toisin kuin antama Coulombin, riippui nopeudet ja kiihtyvyydet. Clausius teki tietoisesti valintoja laatiessaan yhtälöt niin,että ne olivat:-

… yksinkertaisimmassa ja siten todennäköisimmässä muodossa.

hänen teoriansa oli melko hyvässä yhteisymmärryksessä useimpien kokeellisten tulosten kanssa, mutta koska se perustui absoluuttisiin nopeuksiin, se johti siihen, että maapallolle kohdistui voima, joka johtuu maapallon liikkeestä. Clausius vastasi kritiikkiin, mutta sanomalla, että hänen absoluuttinen nopeus oli suhteessa keskipitkällä ympäröivä maksu. Teorian vaikeuksista huolimatta sillä oli tärkeä rooli elektrodynaamisen teorian kehittämisessä.
Clausius sai monet aateliset työstään. Luettelo on pitkä, ja mainitsemme vain muutamia. Hänet valittiin Fellow, Royal Society of London vuonna 1868 ja sai sen Copley-mitali vuonna 1879. Hän sai myös Huygens-mitalin vuonna 1870, Poncelet-palkinnon vuonna 1883, ja hän sai kunniatohtorin arvon Würzburgin yliopistosta vuonna 1882.
FitzGerald,, anna tämä hieno kunnianosoitus Clausius: –

hän oli jalo esimerkki Hengen, joka omistautuu suoraan hyötyä ihmiskunnalle, ja joka ei tuhlaa aikaa pikkumainen laatimisesta melko ongelmia. Hän oli mitä suurimmassa määrin käytännöllinen, hänen työnsä on ikuista ja hänen muistonsa elää niin kauan kuin ihmiskunta kunnioittaa hyväntekijöitään.