رودولف كلاوزيوس

📅 آخر تحديث: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة

رودولف يوليوس إيمانويل كلاوزيوس ( بالألمانية: [ ˈʁuːdɔlf ˈklaʊzi̯ʊs ] ؛ [ 1 ] [ 2 ] 2 يناير 1822 - 24 أغسطس 1888) كان فيزيائيًا ورياضيًا ألمانيًا ، ويُعتبر أحد الآباء المؤسسين الرئيسيين لعلم الديناميكا الحرارية . [ 3 ] من خلال إعادة صياغته لمبدأ سادي كارنو ، المعروف بدورة كارنو ، منح نظرية الحرارة أساسًا أكثر دقة ومتانة. أهم أبحاثه، "حول القوة المتحركة للحرارة"، [ 4 ] التي نُشرت عام 1850، طرحت لأول مرة الأفكار الأساسية للقانون الثاني للديناميكا الحرارية . في عام 1865، قدّم مفهوم الإنتروبيا . وفي عام 1870، قدّم نظرية فيريال ، التي تنطبق على الحرارة . [ 5 ]

حياة

وُلد كلاوزيوس في كوسلين ( كوسزالين حاليًا ، بولندا) في مقاطعة بوميرانيا في بروسيا . كان والده قسًا بروتستانتيًا ومفتشًا للمدارس، [ 6 ] ودرس رودولف في مدرسة والده. في عام 1838، التحق بالمدرسة الثانوية في شتيتين . تخرج كلاوزيوس من جامعة برلين عام 1844، حيث درس الرياضيات والفيزياء منذ عام 1840 على يد غوستاف ماغنوس ، وبيتر غوستاف ليجون ديريشلي ، وجاكوب شتاينر . كما درس التاريخ مع ليوبولد فون رانكه . في عام 1848، حصل على درجة الدكتوراه من جامعة هاله عن التأثيرات البصرية في الغلاف الجوي للأرض. في عام 1850، أصبح أستاذًا للفيزياء في مدرسة المدفعية الملكية والهندسة في برلين، ومحاضرًا خاصًا في جامعة برلين. في عام 1855 أصبح أستاذاً في المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ ، حيث بقي حتى عام 1867. وخلال ذلك العام، انتقل إلى فورتسبورغ وبعد ذلك بعامين، في عام 1869 إلى بون . [ 7 ]

في عام 1870، قام كلاوسيوس بتنظيم فيلق إسعاف خلال الحرب الفرنسية البروسية . أصيب في المعركة، مما تسبب له بإعاقة دائمة. مُنح وسام الصليب الحديدي تقديراً لخدماته.

توفيت زوجته، أديلهيد ريمباو، عام 1875، تاركةً له تربية أبنائه الستة. وفي عام 1886، تزوج من صوفي ساك، ثم رُزق بطفل آخر. وبعد عامين، في 24 أغسطس 1888، توفي في بون ، ألمانيا. [ 8 ]

عمل

اقترحت أطروحة الدكتوراه التي قدمها كلاوزيوس حول انكسار الضوء أننا نرى السماء زرقاء خلال النهار، ودرجات مختلفة من اللون الأحمر عند شروق الشمس وغروبها (إلى جانب ظواهر أخرى) نتيجة لانعكاس الضوء وانكساره. وفي وقت لاحق، أثبت اللورد رايلي أن ذلك يعود في الواقع إلى تشتت الضوء.

نُشرت أشهر أبحاثه، بعنوان " حول القوة المتحركة للحرارة وقوانين الحرارة المستنتجة منها" [ 9 ] ، عام 1850، وتناولت النظرية الميكانيكية للحرارة. في هذا البحث، بيّن وجود تناقض بين مبدأ كارنو ومفهوم حفظ الطاقة . أعاد كلاوزيوس صياغة قانوني الديناميكا الحرارية للتغلب على هذا التناقض. وقد أكسبه هذا البحث شهرة واسعة بين العلماء. (أما القانون الثالث فقد طوّره والتر نيرنست خلال الفترة من 1906 إلى 1912).

تم نشر أشهر بيان لكلاوزيوس للقانون الثاني للديناميكا الحرارية باللغة الألمانية في عام 1854، [ 10 ] وباللغة الإنجليزية في عام 1856. [ 11 ]

لا يمكن للحرارة أن تنتقل من جسم بارد إلى جسم أكثر دفئًا دون حدوث تغيير آخر مرتبط بذلك في نفس الوقت.

خلال عام 1857، أسهم كلاوزيوس في مجال النظرية الحركية بعد أن حسّن نموذج أوغست كرونيغ البسيط للغاية للحركة الغازية ليشمل الحركات الجزيئية الانتقالية والدورانية والاهتزازية. وفي العمل نفسه، قدّم مفهوم " متوسط ​​المسار الحر " للجسيم. [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]

استنتج كلاوزيوس علاقة كلاوزيوس-كلابيرون من الديناميكا الحرارية. هذه العلاقة، التي تعد طريقة لوصف الانتقال الطوري بين حالتين من حالات المادة مثل الصلبة والسائلة ، تم تطويرها في الأصل عام 1834 بواسطة إميل كلابيرون .

إنتروبيا

في عام 1865، قدّم كلاوزيوس أول صيغة رياضية لمفهوم الإنتروبيا ، وأطلق عليه هذا الاسم. [ 8 ] اختار كلاوزيوس هذا المصطلح لأن معناه (من اليونانية ἐν en بمعنى "في" وτροπή tropē بمعنى "تحويل") هو " محتوى تحويلي " أو " محتوى التحويل " (" Verwandlungsinhalt "). [ 4 ] [ 15 ] [ 16 ]

أُفضّل الرجوع إلى اللغات القديمة لاستخلاص أسماء الكميات العلمية المهمة، حتى يكون لها المعنى نفسه في جميع اللغات الحديثة. لذا، أقترح تسمية S بـ"إنتروبيا الجسم"، نسبةً إلى الكلمة اليونانية التي تعني "التحوّل". وقد اخترتُ كلمة "إنتروبيا" عمدًا لتكون مشابهة لكلمة "الطاقة"، فهاتان الكميتان متماثلتان جدًا في دلالتهما الفيزيائية، ما جعلني أرى أن استخدام مصطلح مماثل مفيد.

— رودولف كلوسيوس، Ueber verschiedene for the Anwendung bequeme Formen der Hauptgleichungen der mechanischen Warmtheorie

استخدم وحدة "كلاوزيوس" (رمزها: Cl ) التي تم التخلي عنها الآن لقياس الإنتروبيا. [ 17 ]

1 كلاوزيوس (Cl) = 1 سعر حراري / درجة مئوية (cal/°C) = 4.1868 جول لكل كلفن (J/K)

وتنتهي الورقة البحثية التاريخية التي نشرها عام 1865 والتي قدم فيها مفهوم الإنتروبيا بالملخص التالي للقانونين الأول والثاني للديناميكا الحرارية: [ 4 ]

طاقة الكون ثابتة. إنتروبيا الكون تميل إلى الحد الأقصى.

وأضاف ليون كوبر [ 16 ] أنه بهذه الطريقة نجح في صياغة كلمة تعني الشيء نفسه للجميع: لا شيء.

تكريمات

حجر تذكاري أمام جامعة كوزالين للتكنولوجيا في بولندا، يحمل قوانين الديناميكا الحرارية كما صاغها كلاوزيوس

المنشورات

انظر أيضاً

مراجع

  1. ^ دودينريداكتيون. كلاينر، ستيفان. كنوبل، رالف (2015) [نشر لأول مرة عام 1962]. Das Aussprachewörterbuch [ قاموس النطق ] (باللغة الألمانية) ( الطبعة السابعة). برلين: دودنفيرلاغ. ص 280، 744. ردمك   978-3-411-04067-4.
  2. ^ كريش، إيفا ماريا؛ ستوك، إبرهارد؛ هيرشفيلد، أورسولا؛ أندرس، لوتز كريستيان (2009). Deutsches Aussprachewörterbuch [ قاموس النطق الألماني ] (باللغة الألمانية). برلين: والتر دي جرويتر. ص 416، 884. ردمك  978-3-11-018202-6.
  3. ↑ كاردويل، دي إس إل (1971)، من وات إلى كلاوزيوس: صعود الديناميكا الحرارية في العصر الصناعي المبكر ، لندن: هاينمان، رقم ISBN 978-0-435-54150-7
  4. 1 2 3 كلاوزيوس، ر. (1867). النظرية الميكانيكية للحرارة - مع تطبيقاتها على المحرك البخاري والخواص الفيزيائية للأجسام . لندن: جون فان فورست . تم الاطلاع عليه في 19 يونيو 2012. editions:PwR_Sbkwa8IC .يحتوي على ترجمات إنجليزية للعديد من أعماله الأخرى.
  5. ↑ كلاوزيوس، ر. ج. إ. (1870). "حول نظرية ميكانيكية قابلة للتطبيق على الحرارة". المجلة الفلسفية . السلسلة الرابعة. 40 : 122-127 .
  6. ↑ إميليو سيغري (2012). من الأجسام الساقطة إلى الموجات الراديوية: علماء الفيزياء الكلاسيكية واكتشافاتهم . منشورات كورير دوفر. ص 228
  7. ^ "رودولف كلاوسيوس، البروفيسور د" . physik.uzh.ch (باللغة الألمانية). جامعة زيورخ . تم الاسترجاع في 18 يونيو 2021 .
  8. 1 2 كروبر، ويليام هـ. (2004). "الطريق إلى الإنتروبيا: رودولف كلاوزيوس" . علماء الفيزياء العظماء: حياة وأزمنة علماء الفيزياء البارزين من غاليليو إلى هوكينغ . مطبعة جامعة أكسفورد. ص 93-105 . ISBN  978-0-19-517324-6تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 مارس 2014 .
  9. ^ كلوسيوس، ر. (1850). "Ueber die Bewegende Kraft der Wärme und die Gesetze، Welche sich daraus for die Wärmelehre selbst lassen" . أنالين دير فيزيك . 79 (4): 368–397 , 500–524 . بيب كود : 1850AnP...155..500C . دوى : 10.1002/andp.18501550403 . اتش دي ال : 2027/uc1.$b242250 .انظر الترجمة الإنجليزية: حول القوة المحركة للحرارة، والقوانين المتعلقة بطبيعة الحرارة نفسها التي يمكن استنتاجها منها . مجلة الفلسفة (1851)، السلسلة 4، 2 ، 1-21، 102-119. متوفر أيضًا على كتب جوجل .
  10. ^ كلوسيوس، ر. (1854). "Ueber eine veränderte Form des zweiten Hauptsatzes der mechanischen Wärmetheoriein" . Annalen der Physik und Chemie . 93 (12): 481– 506. بيب كود : 1854AnP...169..481C . دوى : 10.1002/andp.18541691202 . تم الاسترجاع 25 يونيو 2012 .
  11. ↑ كلاوزيوس، ر. (أغسطس 1856). "حول صيغة معدلة للنظرية الأساسية الثانية في النظرية الميكانيكية للحرارة" . مجلة الفلسفة 4. 12 (77): 81-98 . doi : 10.1080/14786445608642141 . تاريخ الاسترجاع: 25 يونيو 2012 .
  12. ^ كلاوسيوس، ر. (1857)، “Über die Art der Bewegung، die wir Wärme nennen” ، Annalen der Physik ، 100 (3): 353–379 ، بيب كود : 1857AnP...176..353C ، دوى : 10.1002/andp.18571760302
  13. ^ كلوسيوس، ر. (1862)، “Ueber die Wärmeleitung Gasförmiger Körper” ، Annalen der Physik ، 115 (1): 1–57 ، بيب كود : 1862AnP...191....1C ، دوى : 10.1002/andp.18621910102
  14. ^ كلاوسيوس، ر. (1864)، Abhandlungen über die Mechanische Wärmetheorie . مخطوطة إلكترونية من المكتبة الوطنية الفرنسية .
  15. ^ Clausius، R. (1865)، “Ueber verschiedene für die Anwendung bequeme Formen der Hauptgleichungen der mechanischen Wärmetheorie” ، Annalen der Physik ، 125 (7): 353–400 ، بيب كود : 1865AnP...201..353C ، دوى : 10.1002/andp.18652010702
  16. 1 2 كوبر، ليون ن. (1968). مقدمة في معنى وبنية الفيزياء . هاربر. ص 331. 
  17. ↑ هوانغ، مي لينغ؛ هونغ، يونغ شيانغ؛ تشين، وي يو (1 أكتوبر 2010). "مصنف الشبكة العصبية مع اختيار الميزات القائم على الانتروبيا لتشخيص سرطان الثدي". مجلة الأنظمة الطبية . 34 (5): 865-873 . doi : 10.1007/s10916-009-9301-x . ISSN 1573-689X . PMID 20703622. S2CID 6658005 .   
  18. ↑ "لإحياء ذكرى الأسماء العظيمة - الرؤساء السابقون والأعضاء الفخريون في الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين" الهندسة الميكانيكية . 52 (4): 277-304 . أبريل 1930.
  19. ↑ "آر جيه إي كلاوسيوس (1822-1888)" . الأكاديمية الملكية الهولندية للفنون والعلوم . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 يوليو 2015 .
  20. ↑ مذكرات ومحاضر جمعية مانشستر الأدبية والفلسفية . السلسلة الرابعة. المجلد الثاني. مانشستر: جمعية مانشستر الأدبية والفلسفية. 1889. ص 1.