Rudolf Clausius

La somma algebrica di tutte le trasformazioni che si verificano in un processo ciclico può essere solo positiva, o, come caso estremo, uguale a nulla.

Rudolf Julius Emanuel Clausius era un fisico e matematico tedesco ed è considerato uno dei fondatori centrali della scienza della termodinamica. Mediante la sua riformulazione del principio di Sadi Carnot noto come ciclo di Carnot, diede alla teoria del calore una base più vera e solida. Il suo articolo più importante, "On the Moving Force of Heat", pubblicato nel 1850, espose per la prima volta le idee fondamentali della seconda legge della termodinamica. Nel 1865 introdusse il concetto di entropia. Nel 1870 introdusse il teorema del viriale che si applicava al calore.

Vita

Clausius nacque a Köslin ora Koszalin, Polonia nella provincia di Pomerania in Prussia. Suo padre era un pastore protestante e ispettore scolastico, e Rudolf studiò nella scuola di suo padre. Nel 1838 andò al Gymnasium di Stettin. Clausius si laureò all'Università di Berlino nel 1844 dove aveva studiato matematica e fisica dal 1840 con, tra gli altri, Gustav Magnus, Peter Gustav Lejeune Dirichlet e Jakob Steiner. Studiò anche storia con Leopold von Ranke. Nel 1848 conseguì il dottorato all'Università di Halle su effetti ottici nell'atmosfera terrestre. Nel 1850 divenne professore di fisica alla Scuola Reale di Artiglieria e Ingegneria a Berlino e Privatdozent all'Università di Berlino. Nel 1855 divenne professore al Politecnico Federale Svizzero (ETH Zürich) di Zurigo, dove rimase fino al 1867. In quell'anno si trasferì a Würzburg e due anni dopo, nel 1869, a Bonn.

Nel 1870 Clausius organizzò un corpo di ambulanze nella Guerra franco-prussiana. Fu ferito in battaglia, il che lo lasciò con una disabilità permanente. Fu insignito della Croce di Ferro per i suoi servizi.

Sua moglie, Adelheid Rimpau morì nel 1875, lasciandolo a crescere i loro sei figli. Nel 1886 sposò Sophie Sack e ebbe un altro figlio. Due anni dopo, il 24 agosto 1888, morì a Bonn, Germania.

Lavoro

La tesi di dottorato di Clausius riguardante la rifrazione della luce propose che vediamo un cielo blu durante il giorno e varie sfumature di rosso all'alba e al tramonto tra altri fenomeni dovuti alla riflessione e rifrazione della luce. Successivamente, Lord Rayleigh avrebbe dimostrato che in realtà era dovuto alla dispersione della luce, ma comunque Clausius utilizzò un approccio molto più matematico rispetto ad altri.

Il suo articolo più famoso, Ueber die bewegende Kraft der Wärme "On the Moving Force of Heat and the Laws of Heat which may be Deduced Therefrom" fu pubblicato nel 1850 e riguardava la teoria meccanica del calore. In questo articolo mostrò che c'era una contraddizione tra il principio di Carnot e il concetto di conservazione dell'energia. Clausius riformulò le due leggi della termodinamica per superare questa contraddizione la terza legge fu sviluppata da Walther Nernst durante gli anni 1906-1912. Questo articolo lo rese famoso tra gli scienziati.

La dichiarazione più famosa di Clausius della seconda legge della termodinamica fu pubblicata in tedesco nel 1854 e in inglese nel 1856.

Il calore non può mai passare da un corpo più freddo a uno più caldo senza che contemporaneamente si verifichi qualche altro cambiamento ad esso connesso.

Durante il 1857, Clausius contribuì al campo della teoria cinetica dopo aver raffinato il modello molto semplice gas-cinetico di August Krönig per includere i movimenti molecolari traslazionali, rotazionali e vibrazionali. In questo stesso lavoro introdusse il concetto di "cammino libero medio" di una particella.

Clausius dedusse la relazione di Clausius-Clapeyron dalla termodinamica. Questa relazione, che è un modo di caratterizzare la transizione di fase tra due stati della materia come solido e liquido, era stata originariamente sviluppata nel 1834 da Émile Clapeyron.

Entropia

Nel 1865, Clausius diede la prima versione matematica del concetto di entropia e gli diede anche il nome. Clausius scelse la parola perché il significato dal greco ἐν en "in" e τροπή tropē "trasformazione" è "contenuto trasformativo" o "contenuto di trasformazione" "Verwandlungsinhalt". Utilizzò l'unità ormai abbandonata "Clausius" simbolo: Cl per l'entropia.

L'articolo storico del 1865 in cui introdusse il concetto di entropia termina con il seguente riepilogo delle leggi prima e seconda della termodinamica:

Tributi

• Socio onorario dell'Istituzione degli Ingegneri e Costruttori Navali in Scozia nel 1859. IESIS Istituzione degli Ingegneri e Costruttori Navali in Scozia
• Croce di Ferro del 1870
• Membro della Royal Society of London nel 1868 e ricevette la sua Medaglia Copley nel 1879.
• Membro dell'Accademia Reale Svedese delle Scienze nel 1878.
• Medaglia Huygens nel 1870.
• Membro straniero dell'Accademia Nazionale dei Lincei a Roma nel 1880
• Membro dell'Accademia tedesca delle scienze Leopoldina nel 1880
• Premio Poncelet nel 1883.
• Dottorato onorario dall'Università di Würzburg nel 1882.
• Membro straniero dell'Accademia reale olandese di arti e scienze nel 1886.
• Pour le Mérite per arti e scienze nel 1888
• Il cratere lunare Clausius è stato denominato in suo onore.
• Un memoriale nella sua città natale di Koszalin nel 2009

Pubblicazioni

• Clausius, R. 1867. The Mechanical Theory of Heat – with its Applications to the Steam Engine and to Physical Properties of Bodies. London: John van Voorst. editions:PwR_Sbkwa8IC..mw-parser-output cite.citation{font-style:inherit}.mw-parser-output .citation q{quotes:"\"""\"""'""'"}.mw-parser-output .id-lock-free a,.mw-parser-output .citation .cs1-lock-free a{background:linear-gradienttransparent,transparent,url"//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/65/Lock-green.svg"right 0.1em center/9px no-repeat}.mw-parser-output .id-lock-limited a,.mw-parser-output .id-lock-registration a,.mw-parser-output .citation .cs1-lock-limited a,.mw-parser-output .citation .cs1-lock-registration a{background:linear-gradienttransparent,transparent,url"//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d6/Lock-gray-alt-2.svg"right 0.1em center/9px no-repeat}.mw-parser-output .id-lock-subscription a,.mw-parser-output .citation .cs1-lock-subscription a{background:linear-gradienttransparent,transparent,url"//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/aa/Lock-red-alt-2.svg"right 0.1em center/9px no-repeat}.mw-parser-output .cs1-subscription,.mw-parser-output .cs1-registration{color:#555}.mw-parser-output .cs1-subscription span,.mw-parser-output .cs1-registration span{border-bottom:1px dotted;cursor:help}.mw-parser-output .cs1-ws-icon a{background:linear-gradienttransparent,transparent,url"//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Wikisource-logo.svg"right 0.1em center/12px no-repeat}.mw-parser-output code.cs1-code{color:inherit;background:inherit;border:none;padding:inherit}.mw-parser-output .cs1-hidden-error{display:none;font-size:100%}.mw-parser-output .cs1-visible-error{font-size:100%}.mw-parser-output .cs1-maint{display:none;color:#33aa33;margin-left:0.3em}.mw-parser-output .cs1-subscription,.mw-parser-output .cs1-registration,.mw-parser-output .cs1-format{font-size:95%}.mw-parser-output .cs1-kern-left,.mw-parser-output .cs1-kern-wl-left{padding-left:0.2em}.mw-parser-output .cs1-kern-right,.mw-parser-output .cs1-kern-wl-right{padding-right:0.2em}.mw-parser-output .citation .mw-selflink{font-weight:inherit} Traduzioni in inglese di nove articoli.