Julius von Mayer

प्रकृति ने स्वयं को यह समस्या दी है कि पृथ्वी की ओर बहने वाले प्रकाश को उड़ान में कैसे पकड़ा जाए और सभी शक्तियों में से सबसे मायावी को कठोर रूप में कैसे संग्रहीत किया जाए। पौधे एक रूप की शक्ति, प्रकाश को ग्रहण करते हैं; और एक और शक्ति, रासायनिक अंतर का उत्पादन करते हैं।

Julius Robert von Mayer एक German चिकित्सक, रसायनज्ञ और भौतिकशास्त्री थे और thermodynamics के संस्थापकों में से एक थे। वे 1841 में ऊर्जा के संरक्षण के मूल कथनों में से एक को व्यक्त करने के लिए सबसे अच्छी तरह से जाने जाते हैं या जो अब थर्मोडायनामिक्स के पहले नियम के पहले संस्करणों में से एक के रूप में जाना जाता है, अर्थात्‌ "ऊर्जा न तो बनाई जा सकती है और न ही नष्ट की जा सकती है"। 1842 में, Mayer ने जीवंत रासायनिक प्रक्रिया का वर्णन किया जिसे अब oxidation के रूप में संदर्भित किया जाता है, किसी भी जीवित प्राणी के लिए ऊर्जा के प्राथमिक स्रोत के रूप में। उनकी उपलब्धियों को नजरअंदाज किया गया और गर्मी के यांत्रिक समकक्ष की खोज के लिए प्राथमिकता James Joule को दी गई अगले वर्ष। उन्होंने यह भी प्रस्तावित किया कि पौधे प्रकाश को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं।

प्रारंभिक जीवन

Mayer का जन्म 25 November 1814 को Heilbronn, Württemberg Baden-Württemberg में हुआ था, आधुनिक दिन Germany, एक फार्मासिस्ट के पुत्र के रूप में। वह Heilbronn में बड़े हुए। अपनी Abitur पूरी करने के बाद, उन्होंने University of Tübingen में चिकित्सा का अध्ययन किया, जहां वे Corps Guestphalia के सदस्य थे, एक German Student Corps। 1838 के दौरान उन्होंने अपनी doctorate प्राप्त की साथ ही Staatsexamen भी पास किया। Paris 1839/40 में रहने के बाद वह एक Dutch तीन-मस्तूल पाल चलने वाले जहाज पर जहाज के चिकित्सक के रूप में Jakarta की यात्रा के लिए निकल गए।

हालांकि इस यात्रा से पहले वह भौतिक घटनाओं में शायद ही रुचि रखते थे, उनका अवलोकन कि तूफान से मारी गई लहरें शांत समुद्र की तुलना में गर्म होती हैं, उन्हें भौतिक नियमों के बारे में सोचने लगे, विशेष रूप से गर्मी की भौतिक घटना के बारे में और यह प्रश्न कि क्या सीधे विकसित गर्मी अकेले दहन की गर्मी है, या दहन प्रक्रिया में सीधे और अप्रत्यक्ष तरीकों से विकसित गर्मी की मात्रा का योग माना जाना चाहिए। February 1841 में अपनी वापसी के बाद Mayer ने इस समस्या को हल करने के लिए अपने प्रयासों को समर्पित किया।

1841 में वह Heilbronn में बस गए और विवाह किया।

विचारों का विकास

बचपन से ही, Mayer ने विभिन्न यांत्रिक तंत्रों के साथ एक तीव्र रुचि दिखाई। वह एक ऐसा युवा था जिसने विभिन्न प्रकार के भौतिक और रासायनिक प्रयोग किए। वास्तव में, उनका पसंदीदा शौक विभिन्न प्रकार की विद्युत उपकरणों और air pumps बनाना था। यह स्पष्ट था कि वह बुद्धिमान था। इसलिए, Mayer ने May 1832 में Eberhard-Karls University में प्रवेश लिया। उन्होंने वहाँ अपने समय में चिकित्सा का अध्ययन किया।

1837 में, वह और उनके कुछ दोस्त एक forbidden organization के couleurs पहनने के लिए गिरफ्तार किए गए। इस गिरफ्तारी के परिणामों में कॉलेज से एक वर्ष की निष्कासन और कारावास की एक छोटी अवधि शामिल थी। इस विचलन ने Mayer को Switzerland, France, और Dutch East Indies में यात्रा के लिए भेजा। Mayer ने अपने दोस्त Carl Baur के माध्यम से निजी ट्यूशन से mathematics और engineering में कुछ अतिरिक्त रुचि ली। 1841 में, Mayer Heilbronn लौटे चिकित्सा का अभ्यास करने के लिए, लेकिन भौतिकी उनका नया जुनून बन गया।

June 1841 में उन्होंने अपना पहला वैज्ञानिक पत्र "On the Quantitative and Qualitative Determination of Forces" शीर्षक से पूरा किया। इसे इस क्षेत्र के अन्य पेशेवरों द्वारा बड़े पैमाने पर नजरअंदाज किया गया। फिर, Mayer गर्मी और उसकी गति के क्षेत्र में रुचि रखने लगे। उन्होंने गर्मी के यांत्रिक समकक्ष के लिए संख्यात्मक शर्तों में एक मूल्य प्रस्तुत किया। वह जीवंत रासायनिक प्रक्रिया का वर्णन करने वाले पहले व्यक्ति भी थे जिसे अब oxidation के रूप में संदर्भित किया जाता है, किसी भी जीवित प्राणी के लिए ऊर्जा के प्राथमिक स्रोत के रूप में।

1848 में उन्होंने गणना की कि ऊर्जा के स्रोत की अनुपस्थिति में सूर्य केवल 5000 वर्षों में ठंडा हो जाता, और उन्होंने सुझाव दिया कि meteorites के प्रभाव ने इसे गर्म रखा।

चूंकि उस समय उन्हें गंभीरता से नहीं लिया जाता था, उनकी उपलब्धियों को नजरअंदाज किया गया और James Joule को श्रेय दिया गया। Mayer ने इस तथ्य की खोज के बाद लगभग आत्महत्या कर ली। वह इससे और अपने कुछ बच्चों की हानि से उबरने के लिए कुछ समय मानसिक संस्थानों में बिताया। भौतिकी और रसायन विज्ञान की उन्नत प्रकृति के कारण कई पत्र प्रकाशित किए गए। उन्हें 1859 में University of Tübingen के philosophical faculty द्वारा honorary doctorate दिया गया। उनके नजरअंदाज किए गए काम को 1862 में fellow physicist John Tyndall द्वारा London Royal Institution में एक व्याख्यान में पुनः जीवंत किया गया। July 1867 में Mayer ने "Die Mechanik der Wärme" प्रकाशित किया। इस प्रकाशन में गर्मी की mechanics और उसकी गति के बारे में बताया गया। 5 November 1867 को Mayer को Kingdom of Württemberg द्वारा व्यक्तिगत nobility दी गई, von Mayer जो एक British knighthood के समकक्ष है। Julius Robert von Mayer का Germany में निधन हुआ।

यह caloric के लिए, Mayer ऊर्जा के संरक्षण कानून को बताने वाले पहले व्यक्ति थे, आधुनिक दिन की भौतिकी के सबसे मौलिक सिद्धांतों में से एक। ऊर्जा के संरक्षण का कानून कहता है कि एक प्रणाली की कुल यांत्रिक ऊर्जा किसी भी isolated system में वस्तुओं की constant रहती है जो केवल उन बलों के माध्यम से एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं जो conservative हैं। Mayer का ऊर्जा के संरक्षण को बताने का पहला प्रयास एक पत्र था जो उन्होंने Johann Christian Poggendorff के Annalen der Physik को भेजा था, जिसमें उन्होंने बल के संरक्षण Erhaltungssatz der Kraft को assume किया। हालांकि, भौतिकी में Mayer की advanced प्रशिक्षण की कमी के कारण, इसमें कुछ मौलिक गलतियां थीं और प्रकाशित नहीं हुई। Mayer ने विचार को steadfastly आगे बढ़ाया और Tübingen भौतिकी प्रोफेसर Johann Gottlieb Nörremberg के साथ argued, जिन्होंने उनकी hypothesis को reject किया। Nörremberg ने, हालांकि, Mayer को कई valuable suggestions दिए कि विचार को experimentally कैसे परीक्षण किया जा सकता है; उदाहरण के लिए, यदि kinetic energy को heat energy में परिवर्तित किया जाता है, तो पानी को vibration से गर्म किया जाना चाहिए।

Mayer ने न केवल यह प्रदर्शन किया, बल्कि transformation के quantitative factor को भी determine किया, गर्मी के यांत्रिक समकक्ष की गणना की। उनकी जांच का परिणाम 1842 में Justus von Liebig के Annalen der Chemie und Pharmacie के May संस्करण में प्रकाशित हुआ। इसका अनुवाद "Remarks on the Forces of Inorganic Nature" के रूप में किया गया। अपनी booklet Die organische Bewegung im Zusammenhang mit dem Stoffwechsel The Organic Movement in Connection with the Metabolism, 1845 में उन्होंने गर्मी के यांत्रिक समकक्ष का संख्यात्मक मूल्य निर्दिष्ट किया: पहले 365 kgf·m/kcal के रूप में, बाद में 425 kgf·m/kcal के रूप में; आधुनिक मान 4.184 kJ/kcal 426.6 kgf·m/kcal thermochemical calorie के लिए और 4.1868 kJ/kcal 426.9 kgf·m/kcal international steam table calorie के लिए हैं।

यह संबंध इस बात को दर्शाता है कि, यद्यपि काम और गर्मी ऊर्जा के विभिन्न रूप हैं, वे एक दूसरे में परिवर्तित हो सकते हैं। इस कानून को अब thermodynamics का पहला नियम कहा जाता है, और यह ऊर्जा के संरक्षण के सामान्य सिद्धांत के निर्माण में led हुआ, जिसे Hermann von Helmholtz द्वारा 1847 में definitively बताया गया।

Mayer का संबंध

Mayer ने एक ideal gas के लिए constant pressure पर specific heat और constant volume पर specific heat के बीच एक संबंध निकाला। संबंध है:

C P , m − C V , m = R ,

जहां CP,m constant pressure पर specific heat है, CV,m constant volume पर specific heat है और R gas constant है।

अधिक सामान्य homogeneous substances के लिए, केवल ideal gases नहीं, अंतर रूप लेता है,

heat capacities के बीच संबंध देखें, जहां C P isothermal compressibility है।

इस संबंध से, कई निष्कर्ष निकाले जा सकते हैं:

• चूंकि isothermal compressibility β T एक positive quantity या zero है, constant-pressure पर specific heat हमेशा constant-volume पर specific heat से greater than या equal होता है।
• जैसे-जैसे system का absolute temperature zero के निकट आता है, CP,m और CV,m के बीच का अंतर भी zero के निकट आता है।
• Incompressible substances के लिए, CP,m और CV,m identical हैं। साथ ही nearly incompressible substances के लिए, जैसे solids और liquids, दोनों specific heats के बीच का अंतर negligible है।

बाद का जीवन

Mayer अपनी खोज के महत्व से अवगत थे, लेकिन scientifically खुद को व्यक्त करने में उनकी असमर्थता से degrading speculation और scientific establishment से प्रतिरोध हुआ। Contemporary physicists ने उनके ऊर्जा के संरक्षण के सिद्धांत को reject किया, और even acclaimed physicists Hermann von Helmholtz और James Prescott Joule ने अपने विचारों को hostility के साथ देखा। पूर्व को Mayer की भौतिक प्रश्नों में योग्यता पर संदेह था, और बाद के साथ priority पर एक bitter dispute विकसित हुआ।

1848 में उनके दो बच्चों की तीव्र गति से successive मृत्यु हुई, और Mayer की mental health में deteriorate हुआ। उन्होंने 18 May 1850 को आत्महत्या का प्रयास किया और एक mental institution में committed किए गए। उनके release के बाद, वह एक broken man थे और केवल 1860 में timidly public life में फिर से प्रवेश किया। हालांकि, इस बीच, उनकी scientific fame बढ़ी थी और उन्हें अपनी achievement की late appreciation प्राप्त हुई, हालांकि शायद ऐसे चरण में जहां वह इसका आनंद लेने में सक्षम नहीं थे।

वह अपनी मृत्यु तक एक चिकित्सक के रूप में vigorously काम करते रहे।

सम्मान

• 1840 Julius von Mayer को Order of the Crown Württemberg का Knight Cross प्राप्त हुआ।
• 1869 Mayer को prix Poncelet प्राप्त हुआ।
• Robert-Mayer-Gymnasium और Heilbronn में Robert-Mayer-Volks- und Schulsternwarte उनका नाम धारण करते हैं।

Chemistry में, उन्होंने Mayer's reagent का आविष्कार किया जिसका उपयोग alkaloids का पता लगाने में किया जाता है।

कार्य

• Ueber das Santonin : eine Inaugural-Dissertation, welche zur Erlangung der Doctorwürde in der Medicin & Chirurgie unter dem Praesidium von Wilhelm Rapp im July 1838 der öffentlichen Prüfung vorlegt Julius Robert Mayer . M. Müller, Heilbronn 1838 Digital edition by the University and State Library Düsseldorf