Rudolf Clausius

A soma algébrica de todas as transformações que ocorrem em um processo cíclico só pode ser positiva, ou, como caso extremo, igual a nada.

Rudolf Julius Emanuel Clausius foi um físico e matemático alemão e é considerado um dos fundadores centrais da ciência da termodinâmica. Ao reformular o princípio de Sadi Carnot, conhecido como ciclo de Carnot, ele deu à teoria do calor uma base mais verdadeira e sólida. Seu artigo mais importante, "Sobre a Força Motriz do Calor", publicado em 1850, enunciou pela primeira vez as ideias básicas da segunda lei da termodinâmica. Em 1865, ele introduziu o conceito de entropia. Em 1870, ele introduziu o teorema virial que se aplicava ao calor.

Vida

Clausius nasceu em Köslin, agora Koszalin, Polônia, na Província de Pomerânia na Prússia. Seu pai era um pastor protestante e inspetor escolar, e Rudolf estudou na escola de seu pai. Em 1838, foi para o Ginásio em Stettin. Clausius se formou na Universidade de Berlin em 1844, onde havia estudado matemática e física desde 1840 com, entre outros, Gustav Magnus, Peter Gustav Lejeune Dirichlet e Jakob Steiner. Também estudou história com Leopold von Ranke. Durante 1848, obteve seu doutorado pela Universidade de Halle sobre efeitos ópticos na atmosfera terrestre. Em 1850, tornou-se professor de física na Escola Real de Artilharia e Engenharia em Berlin e Privatdozent na Universidade de Berlin. Em 1855, tornou-se professor na ETH Zürich, Instituto Federal Suíço de Tecnologia em Zürich, onde permaneceu até 1867. Durante esse ano, mudou-se para Würzburg e dois anos depois, em 1869, para Bonn.

Em 1870, Clausius organizou um corpo de ambulância na Guerra Franco-Prussiana. Ele foi ferido em batalha, deixando-o com uma deficiência permanente. Recebeu a Cruz de Ferro por seus serviços.

Sua esposa, Adelheid Rimpau, faleceu em 1875, deixando-o para criar seus seis filhos. Em 1886, casou-se com Sophie Sack e teve mais um filho. Dois anos depois, em 24 de agosto de 1888, faleceu em Bonn, Alemanha.

Trabalho

A tese de doutorado de Clausius sobre a refração da luz propôs que vemos um céu azul durante o dia e várias tonalidades de vermelho no nascer e pôr do sol, entre outros fenômenos, devido à reflexão e refração da luz. Mais tarde, Lord Rayleigh mostraria que na verdade era devido ao espalhamento da luz, mas, independentemente disso, Clausius usou uma abordagem muito mais matemática do que alguns haviam usado.

Seu artigo mais famoso, Ueber die bewegende Kraft der Wärme "Sobre a Força Motriz do Calor e as Leis do Calor que Podem ser Deduzidas Delas" foi publicado em 1850 e tratava da teoria mecânica do calor. Neste artigo, ele mostrou que havia uma contradição entre o princípio de Carnot e o conceito de conservação de energia. Clausius reformulou as duas leis da termodinâmica para superar essa contradição; a terceira lei foi desenvolvida por Walther Nernst, durante os anos 1906–1912. Este artigo o tornou famoso entre os cientistas.

A declaração mais famosa de Clausius da segunda lei da termodinâmica foi publicada em alemão em 1854 e em inglês em 1856.

O calor nunca pode passar de um corpo mais frio para um mais quente sem que alguma outra mudança, conectada a isso, ocorra ao mesmo tempo.

Durante 1857, Clausius contribuiu para o campo da teoria cinética após refinar o modelo muito simples de cinética dos gases de August Krönig para incluir movimentos moleculares translacionais, rotacionais e vibratórios. Neste mesmo trabalho, ele introduziu o conceito de "caminho livre médio" de uma partícula.

Clausius deduziu a relação de Clausius–Clapeyron da termodinâmica. Esta relação, que é uma forma de caracterizar a transição de fase entre dois estados da matéria, como sólido e líquido, havia sido originalmente desenvolvida em 1834 por Émile Clapeyron.

Entropia

Em 1865, Clausius deu a primeira versão matemática do conceito de entropia e também lhe deu seu nome. Clausius escolheu a palavra porque o significado do grego ἐν en "em" e τροπή tropē "transformação" é "conteúdo transformativo" ou "conteúdo de transformação" "Verwandlungsinhalt". Ele usou a unidade agora abandonada símbolo de "Clausius": Cl para entropia.

O artigo marcante de 1865 em que ele introduziu o conceito de entropia termina com o seguinte resumo da primeira e segunda leis da termodinâmica:

Homenagens

• Membro Honorário da Instituição de Engenheiros e Construtores de Navios da Escócia em 1859. IESIS Instituição de Engenheiros e Construtores de Navios da Escócia
• Cruz de Ferro de 1870
• Membro da Royal Society of London em 1868 e recebeu sua Medalha Copley em 1879.
• Membro da Real Academia Sueca de Ciências em 1878.
• Medalha Huygens em 1870.
• Membro Estrangeiro da Accademia Nazionale dei Lincei em Roma em 1880
• Membro da Academia Alemã de Ciências Leopoldina em 1880
• Prêmio Poncelet em 1883.
• Doutorado Honorário pela Universidade de Würzburg em 1882.
• Membro Estrangeiro da Real Academia Holandesa de Artes e Ciências em 1886.
• Pour le Mérite para Artes e Ciências em 1888
• A cratera lunar Clausius nomeada em sua homenagem.
• Um memorial em sua cidade natal de Koszalin em 2009

Publicações

• 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} Traduções em inglês de nove artigos.