رودولف كلاوزيوس: السيرة الذاتية والمساهمات في العلوم - علم - 2025

كان رودولف كلاوسيوس (1822-1888) فيزيائيًا وعالمًا رياضيًا ألمانيًا صاغ القانون الثاني للديناميكا الحرارية ويعتبره الكثيرون أحد مؤسسي الديناميكا الحرارية. جنبا إلى جنب معه ، طورت شخصيات مثل وليام طومسون وجيمس جول بطريقة مهمة هذا الفرع من العلوم الذي يُنسب أساسه إلى الفرنسي سادي كارنو.

كان لعمل كلوزيوس تأثير قوي على تطوير النظريات التي اقترحها علماء فيزياء مهمون آخرون. مثال على ذلك هو حالة نظريات جيمس ماكسويل ، الذي أدرك علانية تأثير كلوسيوس في عمله.

رودولف كلاوزيوس ، ١٨٢٢-١٨٨٨

كانت أهم مساهمات رودولف كلاوزيوس مرتبطة بنتائج تحقيقاته حول تأثير الحرارة على السوائل والمواد المختلفة.

سيرة شخصية

ولد رودولف كلاوسيوس في 2 يناير 1822 في كوسلين في بوميرانيا بألمانيا. اعتنق والد رودولف العقيدة البروتستانتية وكان لديه مدرسة ؛ هذا هو المكان الذي تلقى فيه هذا العالم تدريبه الأول.

بعد ذلك ، دخل إلى صالة الألعاب الرياضية في مدينة Stettin (مكتوبة بالألمانية باسم Szczecin) وهناك واصل جزءًا من تدريبه.

في عام 1840 التحق بجامعة برلين ، وتخرج منها بعد أربع سنوات ، في عام 1844. هناك درس الفيزياء والرياضيات ، وهما تخصصان أثبت كلاوسيوس أنه ماهر جدًا فيهما منذ سن مبكرة جدًا.

بعد هذه التجربة الأكاديمية ، دخل كلاوسيوس إلى جامعة هاله ، حيث حصل على درجة الدكتوراه عام 1847 بفضل عمل على التأثيرات البصرية التي تتولد على كوكب الأرض نتيجة وجود الغلاف الجوي.

من هذا العمل ، الذي كان به بعض العيوب من حيث النهج ، أصبح واضحًا أن رودولف كلاوزيوس كان لديه مواهب واضحة في الرياضيات ، وأن قدراته استجابت تمامًا لمجال الفيزياء النظرية.

مبادئ الديناميكا الحرارية

بعد حصوله على الدكتوراه عام 1850 ، حصل كلاوسيوس على منصب أستاذ الفيزياء في المدرسة الملكية للهندسة والمدفعية في برلين. كان هناك حتى عام 1855.

بالإضافة إلى هذا المنصب ، عمل كلاوسيوس أيضًا في جامعة برلين بصفته أستاذًا خاصًا ، وهو أستاذ يمكنه إعطاء دروس للطلاب ، ولكن لم يتم منح رسومهم من قبل الجامعة ، لكن الطلاب أنفسهم هم الذين دفعوا مقابل هذه الفصول الدراسية.

كان عام 1850 أيضًا هو العام الذي نشر فيه رودولف كلاوزيوس أهم أعمالك: حول قوى الحركة التي تسببها الحرارة.

التدريس والنظرية الحركية

في عام 1855 غير كلوسيوس مشهده وحصل على منصب تدريسي في المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا ، ومقره زيورخ.

في عام 1857 ركز على دراسة مجال النظرية الحركية. في هذا الوقت بدأ تجربة مفهوم "المسار الحر للجسيم".

يشير هذا المصطلح إلى المسافة بين مواجهتين ، واحدة تلو الأخرى ، للجزيئات التي يتكون منها الغاز. كانت هذه المساهمة أيضًا وثيقة الصلة بمجال الفيزياء.

بعد ثلاث سنوات ، تزوج كلاوسيوس من أديلهيد ريمفام ، وأنجب منها ستة أطفال ، لكنه توفي عام 1875 وهو أنجب آخر طفلين له.

عمل كلوسيوس في المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا لعدة سنوات ، حتى عام 1867 ، وهناك كرس نفسه لإلقاء محاضرات في الفيزياء. في نفس العام انتقل إلى فورتسبورغ ، حيث عمل أيضًا كمدرس.

في عام 1868 حصل على عضوية في الجمعية الملكية بلندن. كان يدرس في فورتسبورغ حتى عام 1869 ، وهو العام الذي ذهب فيه لتدريس الفيزياء في جامعة بون بألمانيا. في هذه الجامعة كان يدرّس حتى نهاية حياته.

المشاركة في الحرب

في سياق الحرب الفرنسية البروسية ، كان كلوسيوس يبلغ من العمر حوالي 50 عامًا. في ذلك الوقت قام بتنظيم العديد من طلابه في فيلق إسعاف متطوع خدم في الصراع الذي وقع بين عامي 1870 و 1871.

نتيجة لهذا العمل البطولي ، تلقى كلاوسيوس الصليب الحديدي ، بفضل الخدمة التي قدمها للبحرية الألمانية.

نتيجة لهذه المشاركة ، أصيب كلوسيوس بجرح حرب في ساقه ، مما تسبب له لاحقًا في عدم الراحة التي كانت موجودة حتى نهاية حياته.

الاعترافات

في عام 1870 ، حصل رودولف كلاوسيوس على ميدالية Huygens وفي عام 1879 حصل على وسام كوبلي ، وهي جائزة تمنحها الجمعية الملكية في لندن لأولئك الذين قدموا مساهمات ذات صلة في مجال البيولوجيا أو الفيزياء.

في عام 1878 أصبح عضوًا في الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم ، وفي عام 1882 حصل على الدكتوراه الفخرية من جامعة Wüzburg.

في عام 1883 حصل على جائزة Poncelet ، وهي جائزة تمنحها الأكاديمية الفرنسية للعلوم لجميع العلماء الذين قدموا مساهمات كبيرة في مجال العلوم بشكل عام.

أخيرًا ، أحد أهم الاعترافات التي قدمها هذا العالم الألماني هو أن حفرة على القمر سميت باسمه: فوهة كلاوسيوس.

الموت

توفي رودولف كلاسيوس في 24 أغسطس 1888 في بون ، في موطنه ألمانيا. قبل ذلك بعامين ، في عام 1886 ، تزوج من صوفي ستاك.

في السنوات الأخيرة من حياته ، وضع بعض الأبحاث جانباً لتكريس نفسه لأطفاله ؛ بالإضافة إلى ذلك ، فقد أصيب في ساقه أثناء مشاركته في الحرب ، وهو الوضع الذي لم يسمح له بالتحرك بسهولة كما في الأوقات الأخرى.

احتل مجال أبحاثه في ذلك الوقت ، النظرية الكهروديناميكية ، مقعدًا خلفيًا بسبب كل هذا السياق. على الرغم من ذلك ، استمر كلاوسيوس في التدريس على المستوى الجامعي حتى وفاته.

كانت إحدى الميزات التي يتمتع بها أنه كان قادرًا على الاستمتاع بالموافقة التي قدمها أهم العلماء في ذلك الوقت بينما كان لا يزال على قيد الحياة ؛ وليام طومسون ، وجيمس ماكسويل ، ويوشيا جيبس ​​، من بين كثيرين آخرين.

لقد عرفه هؤلاء العلماء اللامعين والمجتمع العلمي بشكل عام في ذلك الوقت باعتباره الرجل الذي أسس الديناميكا الحرارية. حتى يومنا هذا ، يتم التعرف على هذا الاكتشاف باعتباره الأهم والأهم.

مساهمات

مؤسسة الديناميكا الحرارية

يعتبر كلاوسيوس أحد آباء الديناميكا الحرارية ، وقدم أسسًا مهمة لتطوير مقترحاته الأساسية.

ادعت بعض الشخصيات المهمة في الفيزياء أن عمل كلاوزيوس هو الذي كفل أسس الديناميكا الحرارية مع تعريفات واضحة وحدود محددة.

ركز اهتمام كلوسيوس على طبيعة الظواهر الجزيئية. من دراسة هذه الظواهر نتجت الافتراضات التي صاغها بنفسه حول قوانين الديناميكا الحرارية.

المساهمة في النظرية الحركية للغازات

كان عمل كلاوزيوس على الجزيئات الفردية للغازات حاسمًا لتطوير النظرية الحركية للغازات.

طور جيمس ماكسويل هذه النظرية عام 1859 بناءً على عمل كلاوزيوس. تم انتقادها في البداية من قبل Clausius واستنادًا إلى هذه الانتقادات ، قام ماكسويل بتحديث نظريته في عام 1867.

كانت مساهمة Clausius الرئيسية في هذا المجال هي تطوير معيار للتمييز بين الذرات والجزيئات ، مما يدل على أن جزيئات الغاز عبارة عن أجسام معقدة ذات أجزاء مكونة تتحرك.

القانون الثاني للديناميكا الحرارية

كان كلوسيوس هو من أدخل مصطلح "الانتروبيا" في الديناميكا الحرارية واستخدم هذا المفهوم لدراسة العمليات ، سواء القابلة للعكس أو التي لا رجوع عنها ، في هذا المجال من المعرفة.

سمح كلوسيوس لمفهوم الانتروبيا بأن يرتبط بمفهوم تبديد الطاقة كمفاهيم "سيامية" بسبب علاقتهما الوثيقة.

كان هذا بمثابة اختلاف جوهري مع المفاهيم المماثلة التي حاولت وصف نفس الظواهر.

كان مفهوم الانتروبيا ، كما اقترحه كلوسيوس ، أكثر من مجرد فرضية في عصره. في النهاية تبين أن كلاوزيوس كان على حق.

طريقة كلوسيوس الرياضية

كانت إحدى مساهمات كلاوزيوس في العلم تطوير طريقة رياضية لعبت دورًا فريدًا في الديناميكا الحرارية. كانت هذه الطريقة مفيدة في تطبيقها على النظرية الميكانيكية للحرارة.

غالبًا ما يتم التغاضي عن مساهمة Clausius ، ويرجع ذلك أساسًا إلى الطريقة المربكة التي قدمها مؤلفها.

ومع ذلك ، يرى العديد من المؤلفين أن هذه الارتباكات كانت شائعة لدى علماء الفيزياء ولا يوجد سبب لاستبعادها.

النظرية الميكانيكية للحرارة

طور كلوسيوس ما كان يسمى بالنظرية الميكانيكية للحرارة. كانت هذه واحدة من أهم مساهماته في الديناميكا الحرارية.

يعتبر أساس هذه النظرية الحرارة كشكل من أشكال الحركة.

سمح لنا هذا بفهم أن كمية الحرارة اللازمة لتسخين وتوسيع حجم الغاز تعتمد على الطريقة التي تتغير بها درجة الحرارة المذكورة والحجم المذكور أثناء العملية.

المراجع

1. Daub E. الانتروبيا والتبديد. دراسات تاريخية في العلوم الفيزيائية. 1970 ؛ 2 (1970): 321–354.
2. كتابجيان ت. (2017). طاقة الاعتقاد: روح الكون غير المرئي للديناميكا الحرارية. في العلوم الغريبة (ص 254-278).
3. كلاين إم جيبس ​​عن كلاوزيوس. دراسات تاريخية في العلوم الفيزيائية. 1969 ؛ 1 (1969): 127-149.
4. العلوم AA Rudolf Julius Emanuel Clausius. وقائع الأكاديمية الأمريكية للفنون والعلوم. 1889 ؛ 24: 458-465.
5. وولف إي كلاوزيوس ونظرية ماكسويل الحركية للغازات. دراسات تاريخية في العلوم الفيزيائية. 1970 ؛ 2: 299-319.
6. طريقة ياغي إي كلاوسيوس الرياضية والنظرية الميكانيكية للحرارة. دراسات تاريخية في العلوم الفيزيائية. 1984 ؛ 15 (1): 177–195.