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伝記
rudolf Clausiusの父、Rev C E G Clausiusは、王立政府教育委員会の評議員でした。 彼は小さな私立学校を設立し、その校長になり、教会の大臣として彼はまた、その牧師を務めました。 ルドルフは、彼の父の息子の第六である、大家族で育てられました。 彼は数年間父親の学校に通った後、シュテッティン(現在のシュチェチン、ポーランド)の体育館に移り、1840年に学校を修了するまでそこにとどまった。 彼の兄弟の一人であるRobert Clausiusは、学校でそれを書いた:-
。.. 彼と親密なすべては、彼の信頼性と真実性を尊重することを学びました。 … 最大の自信と信頼が彼に置かれました。 彼の判断。.. 高く評価されました。
クラウジウスは1840年にベルリン大学に入学したが、この段階では彼はまだ彼が追求する科目を明確にしていなかった。 しばらくの間、彼は歴史に強く惹かれましたが、最終的に彼は数学と物理学に集中することに決めました。 これらの科目では、1844年のイースターまでに学位を取得し、Frederic-Werder Gymnasiumで試用期間を教えていました。 体育館でClausiusは数学と物理学の高度なクラスを教えました。
1846年にボックの王立神学校に入学し、1847年にハレ大学に論文”空の反射光の問題”を提出した。 1848年7月15日に博士号を授与された。 クラウジウスによるこの初期の作品は、空の青い色、日の出と日の入りに見られる赤い色、そして光の偏光を説明することを目的としていました。 Thomsonが提案したように、光の散乱によって引き起こされるのではなく、光の反射と屈折によって引き起こされると仮定したため、正しい物理学に基づ しかし、この作品でクラウジウスは、はるかに深く彼の前任者のいずれかよりも数学を適用し、それは物理的な問題は、彼らの物理的な基礎が健全で
Clausiusの熱の機械論に関する最初の論文は1850年に出版されました。 これは彼の最も有名な作品であり、私たちはその内容と意義の下で議論しなければなりません。 その重要性はすぐに認識され、彼は1850年9月25日にベルリンの王立砲兵工学校の教授のポストに招待されました。 彼はまた、ベルリン大学で博士号を取得し、12月18日に大学で彼の就任講義を行いました。
29August1855ClausiusはチューリッヒのPolytechnikumで数理物理学の議長に任命され、同時に彼はまた、チューリッヒ大学に任命されました。 それは確かにクラウジウスは、他の優れた数学者や物理学者に囲まれた彼のアイデアを推進するための優れた場所でした。 彼は今、二つの方向に引っ張られました,一つは、科学的に優れたチューリッヒに残ることであり、他のドイツに戻るためにされています,彼は深く愛した国. 1858年にカールスルーエの工科大学で職を得たが、辞退した。 翌年11月19日、彼はアーデルハイド・リンパムと結婚した。 1862年には再びブラウンシュヴァイクの工科大学に職を与えられたが、妻の故郷からの申し出にもかかわらず、4年後にウィーンからの申し出をしたため、それを断った。
その後、1867年にヴュルツブルク大学から教授職を提供されたとき、彼はチューリッヒを離れることに深い後悔を表明したが、最終的に彼はもはや彼の故郷のドイツに戻りたいという彼の願いに抵抗することができないことを発見した。 彼はミュンヘンでの位置を提供されたとき、彼はヴュルツブルクで一年だけされていた。 彼はこの申し出を断ったが、翌年、1869年に、ボン大学で椅子の申し出を受け入れた。 しかし、この直後、政治的な出来事はクラウジウスの人生に大きな影響を与えた。
ビスマルクは北ドイツ連邦を創設することに成功したが、南部の州に参加するよう促す方法を模索していた。 フランスは、彼らが簡単に新しいドイツの州を倒すことができると信じていたし、ビスマルクはフランスとの戦争は、彼が一緒にすべてのドイツの州を持って来るために必要なイベントであることに気づいた。 彼は巧みに彼は双方が望んでいた戦争を開始するには、フランスを誘発した状況を設計しました。 クラウジウスはドイツの愛国者であり、彼は50歳に近づいていたが、彼は勃発した普仏戦争で彼の国に彼のサービスを提供した。
ドイツ軍はフランス軍が想像していたよりもはるかに強く、すぐにフランス軍は後退していた。 ヴィオンヴィルとグラヴェロッテでの二つの重要な戦いは、グラヴェロッテで20000人を失ったドイツ軍にとって、フランス軍による13000人の損失と比較して決定的なものではなかった。 しかし、ドイツ軍はフランス軍が前進してわずかな優位性を押し戻すことを期待したとき、代わりに彼らは後退し、ドイツ軍にとって戦術的勝利となった。 –
彼の燃える愛国心は、1870年から1871年の戦争の間、彼が自宅でアイドル状態にとどまることを許さなかった。 彼はボンの学生で結成された救急隊の指導者を引き受けた。 ヴィオンヴィルとグラヴェロッテの大きな戦いでは、負傷者を戦闘から運び、彼らの苦しみを軽減するのを助けた。
クラウジウスは1871年にドイツ方面作戦に従軍した功績で鉄十字章を受章した。 しかし、彼は戦いの間に足に負傷し、彼の人生の残りのために重度の痛みと障害を受けました。 さらに1875年に妻が子供の誕生で死亡した悲劇が起こった。 生き残った子供は6人目であったが、クラウジウスが生き残ったのは4人、2人の男の子と2人の女の子だけであった。 しかし、彼の妻クラウジウスの死後、彼の家族を育てる責任があり、彼の戦争の傷と一緒に、彼は集中した学術研究のためのほとんどチャンスがなかったことを意味した。 彼の兄弟は書いた:-
彼は父親の中で最もよく、最も愛情深く、子供たちの喜びに完全に入っていました。 彼は自分の子供たちの学業を監督しました。
負傷した足の問題を克服し、より簡単に講義を受けることができるようにするために、医師は乗馬を取るように助言した。 このクラウジウスは1878年に乗馬を始め、すぐに専門家の騎手になった。 1884年に彼はボン大学の学長になり、1885年の間にこの役割を続けた。 その後、1886年に再び結婚した。 二番目の妻はエッセン出身のソフィー-スタックであり、クラウジウスには二番目の妻との間にもう一人の子供がいた。 実際、彼の兄が語ったように:-
彼の最後の病床でさえ、彼は検査を行った。
クラウジウスは理論物理学者であったが、実際には理論物理学を学問として確立する上で重要な役割を果たした。 上記のように、彼の最も有名な論文はÜber die bewegende Kraft der Wärmeßであり、1850年2月18日にベルリン-アカデミーに送られ、同年にAnnalen der Physikに掲載されました。 この論文は、現代の熱力学の基礎を示しています。 この論文では:-
。.. クラウジウスは最初に熱力学第二法則の基本的な考え方を述べた。 彼は、異なる温度で二つの熱貯蔵所の間で熱を伝達し、同時に熱を仕事に変換する”カルノーサイクル”のために、与えられた量の熱から得られる最大の仕事は、作業物質の性質にではなく、熱貯蔵所の温度にのみ依存することを示すためにそれを使用した。
クラウジウスの論文の意義を理解するために、この時点で存在していた熱の理論についていくつかの言葉を述べるべきである。 カロリー理論と呼ばれるこの理論は、宇宙の熱は保存され、物質の熱は物質の状態の関数であるという2つの公理に基づいていました。 ラプラス、ポアソン、サディ-カルノーとクラペイロンは、すべての基礎として、このカロリー理論を使用して主題を開発していた。 しかし、彼の1850年の論文では、クラウジウスは、カロリー理論の仮定は偽であり、彼は誤った仮定を置き換えるために熱力学の二つの法則を与えることを明 彼は自由熱と潜熱の性質について説明しました。
熱力学の第一法則は、熱と仕事の等価性を述べている:仕事が熱によって行われるときはいつでも、同等の量の熱が消費される。 クラウジウスはこの法則の実験的証拠を持っていたが、彼自身の実験からではなく、ジュールの実験から得られたものであった。 熱力学の第一法則の受け入れは、カロリー理論の公理の両方が偽であることをすぐに示した。 クラウジウスは自由熱を体の粒子の運動エネルギーと解釈した。 この運動エネルギーを増加させる作業は、温度の上昇をもたらすであろう。 潜熱は、分子間の力に対して行われた作業で破壊された熱であった。
従って、クラウジウスによって設定された基本方程式は、dQ=dU+dWであり、dqは熱の増加、dUは身体のエネルギーの変化、dWは外部作業の変化であった。 クラウジウスはそれに名前を与えなかったが、体のエネルギーであるUの導入は大きな意義を持っていた。 彼の論文が登場してから数年後、トムソンはuを本質的なエネルギーと呼んだ。 それは理論的に物質から抽出することができる作業の総量です。 トムソンは1851年の論文で、次のように書いていることに注意する必要があります(例えば参照):-
。.. 最初に正しい原則に基づいて確立することのメリットは、完全にクラウジウスによるものです。
ギブスは書いた(例えば参照):-
。.. クラウジウスの回顧録で。.. 熱力学の科学が誕生しました。 … 回顧録の出版以来、科学の基礎は安全であり、その定義は明確であり、その境界は明確であると言われているかもしれない。
この1850年の論文には、熱力学の第二法則、すなわち熱は熱い体から冷たい体に流れる傾向があるというバージョンが含まれていました。 しかし:-
。.. これは第二法則の研究におけるクラウジウスの長い関与の始まりに過ぎなかった。 その後の15年間で、彼はより単純で、より一般的で数学的な形に第二の法則を入れようとした8つの回顧録を出版することになった。
Clausiusは彼の仕事の中でSadi Carnotの熱機関の効率の原則を再表現した。 物質の二つの相が平衡状態にある圧力と温度の関係を表すClausius-Clapeyron方程式が現れた。 彼は、エントロピーは、彼の1850年の論文のように早くもカルノーサイクルの体積と温度の変化の間に不変のままの量として認識したが、彼はその時点でこの重要な概念に名前を付けなかった。 まだ概念に名前を与えることなく、クラウジウスは、1854年の回顧録で、彼は後にエントロピーと呼ばれる変換等価の尺度の概念の理論の基礎を定式化した。 彼は1865年に発表された論文では、概念が明確に初めて定義されたと命名されています。
1865年の論文で、クラウジウスは熱力学の第一法則と第二法則を以下の形式で述べた。
2. 宇宙のエントロピーは最大になる傾向があります。
我々は上でクラウジウスが示した偉大な愛国心に言及した。 これは彼の研究の調査のある特定の方法で彼に幾分不利な点を証明した。 彼は様々な紛争に関与していた。 最初の論争は、彼が彼の論文の一つで引用していたジュールの結果を介してトムソンとだった。 クラウジウスは、イギリス人のジュールではなく、ドイツ人が最初に結果を確立したことを非常に批判していた。
第二の論争は、仕事と熱の等価性を最初に提案したのは誰であるかをめぐるテイトとのものであった。 彼らのどちらかが自分自身のためにこれを主張したのではなく、ジュールまたはユリウス-フォン-メイヤーが優先権を持っていたかどうかについて、テイトとティンドールの間の紛争であった。 クラウジウスは、ティンダルがフォン-メイヤーの論文をすべて送るように頼んだときに、誤って論争につまずいた。 しかし、クラウジウスは1868年に、フォン-メイヤーが優先権を持っていただけでなく、ドイツ国家も優先権を持っていたと述べた記事を発表した。
TaitとClausiusの間のより苦い論争は、1872年にMaxwellがTheory of Heatを出版したときに始まりました。 クラウジウスは、イギリス人は熱の理論に値する以上のものを主張しようとしていたと述べ、クラウジウスは彼だけが発見者であったと述べた。 マクスウェルは、長年にわたってクラウジウスの貢献を完全に認識していたので、苦情の根拠はほとんどなかったと付け加えなければならない。 状況の悲しみは、クラウジウスの態度が彼自身の業績に与えた影響でした。 Daubはで書いています :-
クラウジウスの物理学への大きな遺産は間違いなくエントロピーの不可逆的な増加の彼の考えであるが、ジョサイア-ギブスの化学平衡に関する研究やボルツマンの熱力学と確率に関する見解には関心の兆候は見られない。 それは彼自身が不可逆的なエントロピーの分子理解を追求したり、アイデアのさらなるアプリケーションを見つけるために傾斜を示さなかったことは奇妙である;それはまだ見知らぬ人であり、さらに悲劇的な、彼はそれらの非常にタスクを達成していた彼の同時代の仕事のための懸念を表明していないこと。
一部の歴史家は、クラウジウスが認める準備ができていたよりも他の人のアイデアをより多く利用したと主張している。 たとえば、Kim inは次のように書いています:-
。.. 私たちの目的は、クラウジウスがこの長い努力で何をしたのかを理解することです。 彼の作品は、脱線、抜け穴、さらにはいくつかの混乱を含み、”補償されていない変換”、”分散”、”エントロピー”のようないくつかの非常に困難な新しい概念を導入 我々は、全体の努力の根底にある動機の可能な源として、”エネルギーの散逸への普遍的な傾向”というウィリアム-トムソンの考えに特に注意を引く。
クラウジウスの作品は、それが最も確かだったために顕著な重要性を持たなかったという印象を与えてはならない。 我々はまた、彼が唯一のために熱力学に取り組んでいるという印象を与えてはならない、1875年以降、彼は電気力学理論に集中しました。 彼はクーロンによって与えられたものとは異なり、速度と加速度に依存し、アクション-アット-距離の力の法則に関連した電気力学におけるエネルギーの保存の原則を与えた。 クラウジウスは意図的に方程式を設定する際に選択を行い、-
となった。.. 最も単純であり、したがって最も可能性の高い形で。
彼の理論はほとんどの実験結果とかなりよく一致していたが、絶対速度に基づいており、地球上の静止時の電荷は地球の運動による力にさらされた。 クラウジウスは批判に答えたが、彼の絶対速度は電荷を取り巻く媒体に相対的であると言った。 理論の難しさにもかかわらず、それは電気力学理論の発展に重要な役割を果たしました。
クラウジウスは、彼の仕事のために多くの名誉を受けました。 リストは長く、私達は非常に少数だけを述べる。 1868年にロンドン王立協会のフェローに選出され、1879年にコプリー-メダルを受賞した。 1870年にホイヘンス-メダル、1883年にポンセレ賞を受賞し、1882年にヴュルツブルク大学から名誉博士号を授与された。
フィッツジェラルド,で,Clausiusにこの素晴らしい賛辞を与える:-
彼は人類に直接利益をもたらすことに専念し、それはかなりの問題のささいな精緻化に時間を無駄にしない精神の高貴な例でした。 彼は最高の意味で実用的であり、彼の仕事は永遠であり、人類がその恩人を尊敬する限り、彼の記憶は生きるでしょう。