Biografia de Rudolf Clausius 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. Junto com ele, personagens como William Thomson e James Jule desenvolveram de maneira importante este ramo da ciência cuja fundação é adjudicada a ele 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.

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

Índice

• 1 biografia
  • 1.1 Princípios da Termodinâmica
  • 1.2 Teoria de ensino e cinética
  • 1.3 Participação Militar
  • 1.4 Agradecimentos
  • 1,5 Morte
• 2 Contribuições
  • 2.1 Fundação da Termodinâmica
  • 2.2 Contribuição para a teoria cinética dos gases
  • 2.3 Segunda lei da termodinâmica
  • 2.4 O método matemático de Clausius
  • 2.5 Teoria mecânica do calor
• 3 referências

Biografia

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

Posteriormente, ele entrou no Ginásio da Cidade de Stettin (escrito em alemão como Szczecin) e continuou a parte de seu treinamento.

Em 1840 ele entrou para a Universidade de Berlim, onde se formou quatro anos depois, em 1844. Lá estudou física e matemática, duas disciplinas pelas quais Clausius se mostrou bastante habilidoso desde a mais tenra idade.

Após essa experiência acadêmica, Clausius ingressou na Universidade de Halle, onde obteve seu 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 desse trabalho, que tinha algumas falhas na abordagem, era evidente que Rudolf Clausius tinha habilidades claras para a matemática e que suas habilidades respondiam perfeitamente ao campo da física teórica.

Princípios da Termodinâmica

Depois de obter um doutorado em 1850, Clausius obteve uma posição como professor de física na Escola Real de Engenharia e Artilharia em Berlim; Lá ele ficou até 1855.

Além desta posição, Clausius também praticou na Universidade de Berlim como privatdozent, umprofessor que poderia dar aulas para os alunos, mas cujos honorários não eram concedidos pela universidade, mas os próprios alunos eram os que pagavam por essas aulas.

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

Teoria de ensino e cinética

Em 1855, Clausius mudou de idéia e obteve uma posição de professor no Instituto Federal Suíço de Tecnologia, baseado em Zurique.

Em 1857, ele se concentrou em estudar o campo da teoria cinética; Foi nessa época que ele começou a experimentar o conceito de "meio caminho livre através de uma partícula".

Este termo refere-se à distância entre dois encontros, um após o outro, das moléculas que formam um gás. Esta 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 de Tecnologia da Suíça durante vários anos, até 1867, e lá dedicou-se a dar aulas de física. Nesse mesmo ano, mudou-se para Würzburg, onde também trabalhou como professor.

Em 1868 ele obteve uma participação na Royal Society of London. Ele estava ensinando em Würzburg até 1869, o ano em que ele passou a ensinar Física na Universidade de Bonn, na Alemanha. Nesta universidade ele estava ensinando até o final de sua vida.

Participação militar

No contexto da Guerra Franco-Prussiana, Clausius tinha cerca de 50 anos de idade. Naquela época, ele organizou vários de seus alunos em um corpo de ambulância voluntária que serviu nesse conflito, que ocorreu entre 1870 e 1871.

Como resultado dessa ação heróica, Clausius recebeu a Cruz de Ferro, graças ao serviço que prestou à marinha alemã.

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

Agradecimentos

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

Em 1878 foi nomeado membro da Real Academia 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 importantes contribuições no campo da ciência em geral.

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

Morte

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

Nos últimos anos de sua vida, deixou um pouco de lado a pesquisa para se dedicar aos filhos; Além disso, ele havia sofrido uma lesão na perna ao participar da guerra, uma situação que não lhe permitia se mover tão facilmente como em outros tempos.

Seu campo de pesquisa na época, a teoria eletrodinâmica, ficou em segundo plano devido a todo esse contexto. Apesar disso, Clausius continuou ensinando no ambiente universitário até a sua morte.

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

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

Contribuições

Fundação da Termodinâmica

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

Alguns físicos importantes asseguraram que foi o trabalho de Clausius que assegurou os fundamentos da termodinâmica com definições claras e limites definidos.

A atenção de Clausius se concentrou na natureza dos fenômenos moleculares. Do estudo desses fenômenos estavam as proposições que ele mesmo formulou sobre as leis da termodinâmica. 

Contribuição para a teoria cinética de gases

O trabalho de Clausius nas 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 baseado nessas críticas Maxwell fez uma atualização de sua teoria em 1867.

A principal contribuição de Clausius neste campo foi o desenvolvimento de um critério para distinguir átomos e moléculas, mostrando que as moléculas de gás eram corpos complexos com partes constituintes que se movem.

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 relacionar o conceito de entropia com o conceito de dissipação de energia como conceitos "siameses" por causa de sua estreita relação.

Isto marcou uma diferença substancial com conceitos similares que tentaram descrever os mesmos fenômenos.

O conceito de entropia, proposto por Clausius, era pouco mais que uma hipótese em seu tempo. Eventualmente, foi mostrado que Clausius estava certo.

O método matemático de 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.

Esta contribuição de Clausius é muitas vezes negligenciada, principalmente devido à forma confusa em que seu autor a apresentou.

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

Teoria Mecânica do Calor

Clausius desenvolveu o que foi chamado de teoria mecânica do calor. Esta foi uma das suas contribuições mais importantes para a termodinâmica.

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

Isto permitiu compreender que a quantidade de calor que é necessária para aquecer e expandir o volume de um gás depende do modo como a referida temperatura e o dito volume se alteram durante o processo.

Referências

1. Daub E. Entropia e Dissipação. Estudos Históricos nas Ciências Físicas. 1970; 2 (1970): 321-354.
2. T. Ketabgian (2017). A Energia da Crença: O Espírito do Universo Invisível da Termodinâmica. Em Strange Science (pp. 254-278).
3. Klein M. Gibbs em Clausius. Estudos Históricos nas Ciências Físicas. 1969; 1 (1969): 127-149.
4. Ciências A. A. Rudolf Julius Emanuel Clausius. Proceedings da Academia Americana de Artes e Ciências. 1889; 24: 458-465.
5. Wolfe E. Clausius e a 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.