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鲁道夫·克劳修斯

鲁道夫·克劳修斯
Rudolf Clausius
Clausius.jpg
鲁道夫·克劳修斯——
热力学的奠基人兼概念的创始者
出生1822年1月2日
普鲁士王国 普鲁士王国波美拉尼亚省科斯林(现波兰科沙林
逝世1888年8月24日
 德意志帝国普鲁士莱因省波恩
母校柏林大学
哈勒-维腾贝格马丁路德大学
知名于首次提出概念
重写热力学第二定律
奖项科普利奖章(1879年)
科学生涯
研究领域物理学
机构德国皇家炮兵工科学院
柏林大学
苏黎世联邦理工学院

鲁道夫·尤利乌斯·埃马努埃尔·克劳修斯(德语:Rudolf Julius Emanuel Clausius,1822年1月2日-1888年8月24日),德国物理学家数学家热力学的主要奠基人之一[1]。他重新陈述了尼古拉·卡诺的定律(又被称为卡诺循环),把热理论推至一个更真实更健全的基础。他最重要的论文于1850年发表,该论文是关于热的力学理论的,其中首次明确指出热力学第二定律的基本概念。他还于1855年引进了的概念[2]

生平

克劳修斯生于波美拉尼亚省的克斯林市(现科沙林市),在他父亲的学校开始接受教育。几年之后,他去了斯德丁市(现什切青市)就读文理中学。克劳修斯于1844年从柏林大学毕业,他在大学学习的是数学和物理,同学中有海 因里希·马格努斯(Heinrich Magnus)、约翰·彼得·狄利克雷及雅各·施泰纳(Jakob Steiner),也有跟兰克学习历史。1847年,他完成对地球大气层的光学效应,并从哈雷大学取得了博士学位,之后他当上柏林的皇家炮兵工程学院的物理学教授及柏林大学的无俸讲师。1855年到1867年他在苏黎世联邦理工学院担任教授,之后又移居到美国,两年后的1869年移居波恩。

克劳修斯在1870年的普法战争组织了救护队,他在战斗中受伤,并留下永久的残疾,因此被授予铁十字勋章,他的妻子阿德莱德·丽姆普兰姆(Adelheid Rimpham)于1875年死于分娩,留下他一个人独立抚养六个小孩,不过他仍然继续教学,只是做研究的时间就少了很多。

1886年他再婚,与索菲·萨克(Sophie Sack)结婚,并育有一个孩子。

两年后,于1888年8月24日,他在德国的波恩去世。

研究

在克劳修斯的博士论文中提出关于光的折射,在白天时,我们看见蓝色的天空,以及在日出和日落时,看见各种红色系的天空(以及一些其他的现象),这些都是光的反射和折射。之后,瑞利勋爵表示这些现象实际上都是由于光的散射所导致,但是无论如何,克劳修斯比之前的人使用了更多的数学研究方法。

他最为著名的论文《论热的移动力及可能由此得出的热定律》(Über die bewegende Kraft der Wärme)发表于1850年,其中涉及热力学的理论。在这篇论文中,他提出了卡诺定律与质量守恒的概念不同。克劳修斯重新陈述了两个热力学的定律来克服这个矛盾(第三定律是由瓦尔特能斯特,在年1906年至1912年间所发表)。这篇论文使他在科学事业中,一举成名。

在1857年,克劳修斯改进了奥古斯特.克罗尼格(August Krönig)的一个很简单的气体动力学模型,引进了分子的平移、转动和振动运动,对分子运动力学理论的领域有所贡献。在同一份的研究中,他还提出了一颗粒子的平均自由路径概念。

克劳修斯从热力学关系推导出了克劳修斯-克拉佩龙方程式。这种关系是一种方式陈述两态之间相变的方式,如固态及液态,原本是由埃米勒.克拉珀龙于 1834年所发表。

1865年,克劳修斯首次为熵的概念提出了数学的版本,并命名。他用了现在已废弃使用的单位“克劳修斯”(符号为Cl)。克劳修斯选择使用此词“熵”的含义,是因为,从希腊中en+tropein是“内在的变动”的意思 (“Verwandlungsinhalt”)。 1 Cl=1 cal/°C=4.1868 J/K

获奖及荣誉

  • 1868年获选为英国皇家学会会员,1879年获科普利奖章。
  • 1878年获选为科学院的瑞典皇家成员。
  • 1870年获惠更斯奖。
  • 1883年获得蓬斯莱奖。
  • 1882年获得维尔茨堡大学的博士学位。
  • 月球上的克劳修斯环形山是以他的名字命名。

名句

以下是克劳修斯于1865年用过的两句名言:

  • “宇宙的能量是恒定的。”
  • “宇宙的熵是趋于最大值。”

参考资料

  1. ^ Cardwell, D.S.L. From Watt to Clausius: The Rise of Thermodynamics in the Early Industrial Age. London: Heinemann. 1971. ISBN 978-0-435-54150-7.
  2. ^ Clausius, R. (1865). The Mechanical Theory of Heat – with its Applications to the Steam Engine and to Physical Properties of Bodies. London: John van Voorst, 1 Paternoster Row. MDCCCLXVII.

外部链接


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