Rodolfo Clausio
Físico y matemático alemán (1822-1888)
Rodolfo Clausio
Nacido
Rudolf Julio Emanuel Clausius

( 02-01-1822 )2 de enero de 1822
Köslin , provincia de Pomerania , Prusia (actual Koszalin, Polonia )
Fallecido24 de agosto de 1888 (24 de agosto de 1888)(66 años)
Bonn , provincia del Rin , Prusia , Imperio alemán
NacionalidadAlemán
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Carrera científica
CamposFísica
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Rudolf Julius Emanuel Clausius ( pronunciación alemana: [ˈʁuːdɔlf ˈklaʊ̯zi̯ʊs] ; [1] [2] 2 de enero de 1822 - 24 de agosto de 1888) fue un físico y matemático alemán y es considerado uno de los padres fundadores de la ciencia de la termodinámica . [3] Con su reformulación del principio de Sadi Carnot conocido como el ciclo de Carnot , dio a la teoría del calor una base más verdadera y sólida. Su artículo más importante, "Sobre la fuerza motriz del calor", [4] publicado en 1850, enunció por primera vez las ideas básicas de la segunda ley de la termodinámica . En 1865 introdujo el concepto de entropía . En 1870 introdujo el teorema del virial , que se aplicaba al calor . [5]

Vida

Clausius nació en Köslin (actualmente Koszalin , Polonia) en la provincia de Pomerania en Prusia . Su padre era un pastor protestante e inspector escolar, [6] y Rudolf estudió en la escuela de su padre. En 1838, fue al Gymnasium en Stettin . Clausius se graduó de la Universidad de Berlín en 1844, donde había estudiado matemáticas y física desde 1840 con, entre otros, Gustav Magnus , Peter Gustav Lejeune Dirichlet y Jakob Steiner . También estudió historia con Leopold von Ranke . Durante 1848, obtuvo su doctorado de la Universidad de Halle sobre los efectos ópticos en la atmósfera de la Tierra. En 1850 se convirtió en profesor de física en la Escuela Real de Artillería e Ingeniería de Berlín y Privatdozent en la Universidad de Berlín. En 1855 se convirtió en profesor en la ETH Zürich , el Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zúrich , donde permaneció hasta 1867. Durante ese año, se trasladó a Würzburg y dos años más tarde, en 1869 a Bonn . [7]

En 1870, Clausius organizó un cuerpo de ambulancias en la guerra franco-prusiana . Fue herido en combate, lo que le dejó una discapacidad permanente. Fue condecorado con la Cruz de Hierro por sus servicios.

Su esposa, Adelheid Rimpau, murió en 1875, dejándolo a cargo de sus seis hijos. En 1886, se casó con Sophie Sack y luego tuvo otro hijo. Dos años después, el 24 de agosto de 1888, murió en Bonn , Alemania. [8]

Trabajar

La tesis doctoral de Clausius sobre la refracción de la luz proponía que vemos un cielo azul durante el día y diversos tonos de rojo al amanecer y al atardecer (entre otros fenómenos) debido a la reflexión y refracción de la luz. Más tarde, Lord Rayleigh demostraría que, de hecho, se debía a la dispersión de la luz.

Su artículo más famoso, Ueber die bewegende Kraft der Wärme ("Sobre la fuerza motriz del calor y las leyes del calor que pueden deducirse de ella") [9] se publicó en 1850 y trataba sobre la teoría mecánica del calor. En este artículo, demostró que había una contradicción entre el principio de Carnot y el concepto de conservación de la energía . Clausius reformuló las dos leyes de la termodinámica para superar esta contradicción. Este artículo lo hizo famoso entre los científicos. (La tercera ley fue desarrollada por Walther Nernst , durante los años 1906-1912).

La declaración más famosa de Clausius sobre la segunda ley de la termodinámica se publicó en alemán en 1854, [10] y en inglés en 1856. [11]

El calor nunca puede pasar de un cuerpo más frío a uno más caliente sin que se produzca al mismo tiempo algún otro cambio relacionado con él.

En 1857, Clausius contribuyó al campo de la teoría cinética tras perfeccionar el muy simple modelo cinético de gases de August Krönig para incluir movimientos moleculares traslacionales, rotacionales y vibracionales. En este mismo trabajo introdujo el concepto de " trayectoria libre media " de una partícula. [12] [13] [14]

Clausius dedujo la relación de Clausius-Clapeyron a partir de la termodinámica. Esta relación, que es una forma de caracterizar la transición de fase entre dos estados de la materia como el sólido y el líquido , había sido desarrollada originalmente en 1834 por Émile Clapeyron .

  • Edición de 1864 de Abhandlungen über die mechanische Wärmetheorie de Clausius, volumen I
    Edición de 1864 de Abhandlungen über die mechanische Wärmetheorie de Clausius , volumen I
  • Página de título de una edición de 1864 de Abhandlungen über die mechanische Wärmetheorie de Clausius, volumen I
    Página de título de una edición de 1864 de Abhandlungen über die mechanische Wärmetheorie de Clausius , volumen I
  • Traducción al inglés de 1879 de La teoría mecánica del calor de Clausius
    Traducción al inglés de 1879 de La teoría mecánica del calor de Clausius
  • Página de título de una traducción al inglés de 1879 de La teoría mecánica del calor de Clausius
    Página de título de una traducción al inglés de 1879 de La teoría mecánica del calor de Clausius

Entropía

En 1865, Clausius dio la primera versión matemática del concepto de entropía , y también le dio su nombre. [8] Clausius eligió la palabra porque el significado (del griego ἐν en "en" y τροπή tropē "transformación") es " contenido transformativo " o " contenido de transformación " (" Verwandlungsinhalt "). [4] [15] [16]

Prefiero recurrir a las lenguas antiguas para encontrar los nombres de las magnitudes científicas importantes, de modo que signifiquen lo mismo en todas las lenguas vivas. Propongo, en consecuencia, llamar S a la entropía de un cuerpo, a partir de la palabra griega "transformación". He acuñado deliberadamente la palabra entropía para que sea similar a "energía", ya que estas dos magnitudes son tan análogas en su significado físico que una analogía de denominación me pareció útil.

—  Rudolf Clausius, Ueber verschiedene für die Anwendung bequeme Formen der Hauptgleichungen der mechanischen Wärmetheorie

Utilizó la unidad ahora abandonada 'Clausius' (símbolo: Cl ) para la entropía. [17]

1 Clausius (Cl) = 1 caloría / grado Celsius (cal/°C) = 4,1868 julios por kelvin (J/K)

El artículo de referencia de 1865 en el que introdujo el concepto de entropía termina con el siguiente resumen de la primera y la segunda ley de la termodinámica: [4]

La energía del universo es constante.
La entropía del universo tiende a un máximo.

Leon Cooper [16] añadió que de esta manera logró acuñar una palabra que para todos significaba lo mismo: nada.

Homenajes

Piedra conmemorativa frente a la Universidad Tecnológica de Koszalin , con las leyes de la termodinámica formuladas por Clausius

Publicaciones

  • Clausius, R. (1867). La teoría mecánica del calor, con sus aplicaciones a la máquina de vapor y a las propiedades físicas de los cuerpos. Londres: John van Voorst. Ediciones: PwR_Sbkwa8IC.Traducciones al inglés de nueve artículos.
  • Abhandlungen über die Anwendung der mechanischen Wärmetheorie auf die elektrischen Erscheinungen, nebst einer Einleitung in die mathematische Behandlung der Elektricität (en francés). vol. 2. Bruselas: Société belge d'éditions. 1898.

Véase también

Referencias

  1. ^ Dudenredaktion; Kleiner, Stefan; Knöbl, Ralf (2015) [Publicado por primera vez en 1962]. Das Aussprachewörterbuch [ Diccionario de pronunciación ] (en alemán) (7ª ed.). Berlín: Dudenverlag. págs.280, 744. ISBN 978-3-411-04067-4.
  2. ^ Krech, Eva-Maria; Valores, Eberhard; Hirschfeld, Úrsula; Anders, Lutz Christian (2009). Deutsches Aussprachewörterbuch [ Diccionario de pronunciación alemana ] (en alemán). Berlín: Walter de Gruyter. págs.416, 884. ISBN 978-3-11-018202-6.
  3. ^ Cardwell, DSL (1971), De Watt a Clausius: El auge de la termodinámica en la era industrial temprana , Londres: Heinemann, ISBN 978-0-435-54150-7
  4. ^ abc Clausius, R. (1867). La teoría mecánica del calor: con sus aplicaciones a la máquina de vapor y a las propiedades físicas de los cuerpos. Londres: John van Voorst . Consultado el 19 de junio de 2012. ediciones:PwR_Sbkwa8IC.Contiene traducciones al inglés de muchas de sus otras obras.
  5. ^ Clausius, RJE (1870). "Sobre un teorema mecánico aplicable al calor". Revista filosófica . 4.ª serie. 40 : 122–127.
  6. ^ Emilio Segrè (2012). De los cuerpos en caída libre a las ondas de radio: los físicos clásicos y sus descubrimientos . Courier Dover Publications. p. 228
  7. ^ "Rudolf Clausius, Prof. Dr.". physik.uzh.ch (en alemán). Universidad de Zúrich . Consultado el 18 de junio de 2021 .
  8. ^ ab Cropper, William H. (2004). "El camino hacia la entropía Rudolf Clausius". Grandes físicos: la vida y la época de los físicos más destacados desde Galileo hasta Hawking . Oxford University Press. págs. 93-105. ISBN 978-0-19-517324-6. Recuperado el 25 de marzo de 2014 .
  9. ^ Clausius, R. (1850). "Ueber die bewegende Kraft der Wärme und die Gesetze, welche sich daraus für die Wärmelehre selbst ableiten lassen". Annalen der Physik . 79 (4): 368–397, 500–524. Código Bib : 1850AnP...155..500C. doi : 10.1002/andp.18501550403. hdl : 2027/uc1.$b242250 .Véase la traducción al inglés: Sobre la fuerza motriz del calor y las leyes relativas a la naturaleza del calor mismo que se deducen de ella. Phil. Mag. (1851), serie 4, 2 , 1–21, 102–119. También disponible en Google Books.
  10. ^ Clausius, R. (1854). "Ueber eine veränderte Form des dosweiten Hauptsatzes der mechanischen Wärmetheoriein". Annalen der Physik und Chemie . 93 (12): 481–506. Código bibliográfico : 1854AnP...169..481C. doi : 10.1002/andp.18541691202 . Consultado el 25 de junio de 2012 .
  11. ^ Clausius, R. (agosto de 1856). "Sobre una forma modificada del segundo teorema fundamental en la teoría mecánica del calor". Phil. Mag. 4. 12 (77): 81–98. doi :10.1080/14786445608642141 . Consultado el 25 de junio de 2012 .
  12. ^ Clausius, R. (1857), "Über die Art der Bewegung, die wir Wärme nennen", Annalen der Physik , 100 (3): 353–379, Bibcode :1857AnP...176..353C, doi :10.1002/ yp.18571760302
  13. ^ Clausius, R. (1862), "Ueber die Wärmeleitung gasförmiger Körper", Annalen der Physik , 115 (1): 1–57, Bibcode :1862AnP...191....1C, doi :10.1002/andp.18621910102
  14. ^ Clausius, R. (1864), Abhandlungen über die Mechanische Wärmetheorie. Manuscrito electrónico de la Bibliothèque nationale de France .
  15. ^ Clausius, R. (1865), "Ueber verschiedene für die Anwendung bequeme Formen der Hauptgleichungen der mechanischen Wärmetheorie", Annalen der Physik , 125 (7): 353–400, Bibcode :1865AnP...201..353C, doi : 10.1002/andp.18652010702
  16. ^ ab Cooper, Leon N. (1968). Introducción al significado y la estructura de la física . Harper. pág. 331.
  17. ^ Huang, Mei-Ling; Hung, Yung-Hsiang; Chen, Wei-Yu (1 de octubre de 2010). "Clasificador de redes neuronales con selección de características basada en entropía para el diagnóstico de cáncer de mama". Journal of Medical Systems . 34 (5): 865–873. doi :10.1007/s10916-009-9301-x. ISSN  1573-689X. PMID  20703622. S2CID  6658005.
  18. ^ "RJE Clausius (1822–1888)". Real Academia de las Artes y las Ciencias de los Países Bajos . Consultado el 21 de julio de 2015 .
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