Rudolf Clausius: biografia e contribuições para a ciência

Rudolf Clausius (1822-1888) foi um físico e matemático alemão que formulou a segunda lei da termodinâmica e é considerado por muitos como um dos fundadores da termodinâmica. Juntamente com ele, personagens como William Thomson e James Jule desenvolveram de maneira importante esse ramo da ciência cuja fundação é atribuída ao francês Sadi Carnot.

O trabalho de Clausius teve um forte impacto no desenvolvimento de teorias propostas por outros físicos importantes. Um exemplo é o caso das teorias de James Maxwell, que reconheceu abertamente a influência de Clausius em seu próprio trabalho.

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Rudolf Clausius, 1822-1888

As contribuições mais importantes de Rudolf Clausius foram relacionadas aos resultados de sua pesquisa sobre o efeito do calor em diferentes fluidos e materiais.

Biografia

Rudolf Clausius nasceu em 2 de janeiro de 1822 em Köslin, na Pomerânia, Alemanha. O pai de Rudolf professava a fé protestante e tinha uma escola; Foi aí que esse cientista fez seu primeiro treinamento.

Posteriormente, ele entrou no ginásio da cidade de Stettin (escrito em alemão como Szczecin ) e lá continuou parte de seu treinamento.

Em 1840, ingressou na Universidade de Berlim, onde se formou quatro anos depois, em 1844. Lá, estudou física e matemática, duas disciplinas para as quais Clausius provou ser bastante habilidoso desde tenra idade.

Após essa experiência acadêmica, Clausius entrou na Universidade de Halle, onde obteve um doutorado no ano de 1847, graças a um trabalho sobre os efeitos ópticos que são gerados no planeta Terra como resultado da existência da atmosfera.

A partir deste trabalho, que apresentava algumas falhas na abordagem, ficou claro que Rudolf Clausius possuía habilidades claras em matemática e que suas habilidades respondiam perfeitamente ao campo da física teórica.

Princípios da termodinâmica

Depois de obter o doutorado em 1850, Clausius obteve um cargo de professor de física na Escola Real de Engenharia e Artilharia de Berlim; Foi lá até 1855.

Além dessa posição, Clausius também atuou na Universidade de Berlim como professor particular, professor que ensinava estudantes, mas cujas taxas não eram concedidas pela universidade, mas os próprios alunos eram os que pagavam por essas aulas.

1850 também foi o ano em que Rudolf Clausius publicou qual seria o seu trabalho mais importante: Sobre as forças do movimento pelo calor .

Ensino e teoria cinética

Em 1855, Clausius mudou de ar e obteve uma posição de professor no Instituto Federal Suíço de Tecnologia, com sede em Zurique.

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Em 1857, ele se concentrou no estudo do campo da teoria cinética; Foi nessa época que ele começou a experimentar o conceito de “meio caminho livre de uma partícula”.

Este termo refere-se à distância entre dois encontros, um após o outro, das moléculas que compõem um gás. Essa contribuição também foi muito relevante para o campo da física.

Três anos depois, Clausius se casou com Adelheid Rimpham, com quem teve seis filhos, mas morreu em 1875, dando à luz os dois últimos filhos do casal.

Clausius esteve no Instituto Federal Suíço de Tecnologia por vários anos, até 1867, e lá se dedicou a dar aulas de física. Nesse mesmo ano, ele se mudou para Würzburg, onde também trabalhou como professor.

Em 1868, ele obteve uma associação na Royal Society of London. Ele lecionou em Würzburg até 1869, ano em que lecionou Física na Universidade de Bonn, na Alemanha. Nesta universidade, ele ensinava até o fim de sua vida.

Participação na Guerra

No contexto da guerra franco-prussiana, Clausius tinha cerca de 50 anos. Naquela época, ele organizou vários de seus alunos em um corpo voluntário de ambulâncias que serviu no conflito, que ocorreu entre 1870 e 1871.

Como resultado dessa ação heróica, Clausius recebeu a Cruz de Ferro, graças ao serviço que prestou ao exército alemão.

Como resultado dessa participação, Clausius teve uma ferida de guerra em uma perna, o que mais tarde lhe causou desconforto que estava presente até o fim de sua vida.

Agradecimentos

Em 1870, Rudolf Clausius obteve a Medalha Huygens e em 1879 recebeu a Medalha Copley, um prêmio concedido pela Royal Society de Londres àqueles que fizeram contribuições relevantes no campo da biologia ou da física.

Em 1878, foi nomeado membro da Academia Real Sueca de Ciências e, em 1882, recebeu um doutorado honorário da Universidade de Wüzburg.

Em 1883, ele recebeu o Prêmio Poncelet, um prêmio concedido pela Academia Francesa de Ciências a todos os cientistas que fizeram contribuições transcendentes no campo da ciência em geral.

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Finalmente, um dos reconhecimentos mais importantes feitos para esse cientista alemão é que uma cratera da Lua recebeu o nome dele: a cratera Clausius.

Morte

Rudolf Clasius morreu em 24 de agosto de 1888 em Bonn, na sua Alemanha natal. Dois anos antes, em 1886, ele se casou com Sophie Stack.

Nos últimos anos de sua vida, ele deixou de lado uma pequena pesquisa para se dedicar aos filhos; Além disso, ele havia sofrido uma lesão na perna enquanto participava da guerra, uma situação que não lhe permitia se mover tão facilmente quanto em outros tempos.

Seu campo de pesquisa na época, a teoria eletrodinâmica, foi para o fundo devido a todo esse contexto. Apesar disso, Clausius continuou lecionando no nível universitário até sua morte.

Uma vantagem que ele tinha era que ele podia desfrutar da aprovação dada pelos cientistas mais importantes da época; William Thomson, James Maxwell e Josiah Gibbs, entre muitos outros.

Esses ilustres cientistas e a comunidade científica em geral o reconheceram na época como o homem que fundou a termodinâmica. Ainda hoje, essa descoberta é reconhecida como a mais importante e transcendental.

Contribuições

Fundação Termodinâmica

Considerado um dos pais da termodinâmica, Clausius forneceu bases importantes para o desenvolvimento das proposições fundamentais da mesma.

Alguns personagens importantes da física alegaram que foi o trabalho de Clausius que garantiu os fundamentos da termodinâmica com definições claras e limites definidos.

A atenção de Clausius se concentrou na natureza dos fenômenos moleculares. A partir do estudo desses fenômenos, resultaram as propostas que ele fez sobre as leis da termodinâmica.

Contribuição para a teoria cinética dos gases

O trabalho de Clausius sobre as moléculas individuais de gases foi decisivo para o desenvolvimento da teoria cinética dos gases.

Esta teoria foi desenvolvida por James Maxwell em 1859, com base no trabalho de Clausius. Foi criticado em princípio por Clausius e com base nessas críticas, Maxwell atualizou sua teoria em 1867.

A principal contribuição de Clausius nesse campo foi o desenvolvimento de um critério para distinguir átomos e moléculas, demonstrando que as moléculas de gás eram corpos complexos com partes constituintes em movimento.

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Segunda lei da termodinâmica

Clausius foi quem introduziu o termo “Entropia” na termodinâmica e usou esse conceito para estudar processos, reversíveis e irreversíveis, nessa área do conhecimento.

Clausius permitiu que o conceito de entropia estivesse relacionado ao conceito de dissipação de energia como conceitos “siameses” por causa de sua estreita relação.

Isso marcou uma diferença substancial com conceitos semelhantes que tentaram descrever os mesmos fenômenos.

O conceito de entropia, como Clausius propôs, era pouco mais que uma hipótese em seu tempo. Eventualmente, foi demonstrado que Clausius estava certo.

Método matemático Clausius

Uma das contribuições de Clausius para a ciência foi o desenvolvimento de um método matemático que desempenhou um papel único na termodinâmica. Este método foi útil em sua aplicação à teoria mecânica do calor.

Essa contribuição de Clausius é frequentemente negligenciada, principalmente devido à maneira confusa pela qual o autor a apresentou.

No entanto, muitos autores consideram que essas confusões eram comuns em físicos e não há razão para descartá-las.

Teoria mecânica do calor

Clausius desenvolveu o que foi chamado de teoria mecânica do calor. Essa foi uma de suas contribuições mais importantes à termodinâmica.

A base dessa teoria considerava o calor como uma forma de movimento.

Isso nos permitiu entender que a quantidade de calor necessária para aquecer e expandir o volume de um gás depende da maneira pela qual a referida temperatura e o referido volume mudam durante o processo.

Referências

  1. Daub E. Entropia e Dissipação. Estudos Históricos nas Ciências Físicas. 1970; 2 (1970): 321-354.
  2. Ketabgian T. (2017). A energia da crença: o espírito invisível do universo da termodinâmica. In Strange Science (pp. 254-278).
  3. Klein M. Gibbs em Clausius. Estudos Históricos nas Ciências Físicas. 1969; 1 (1969): 127-149.
  4. Ciências AA Rudolf Julius Emanuel Clausius. Anais da Academia Americana de Artes e Ciências. 1889; 24: 458-465.
  5. Wolfe E. Clausius e Teoria Cinética dos Gases de Maxwell. Estudos Históricos nas Ciências Físicas. 1970; 2: 299-319.
  6. O método matemático de Yagi E. Clausius e a teoria mecânica do calor. Estudos Históricos nas Ciências Físicas. 1984; 15 (1): 177-195.

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