Laboratorio de Equilibrio y CineticaBiografia - Rudolf Clausius

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Rudolf Julius Emanuel Clausius (2 de enero de 1822 – 24 de Agosto de 1888), fue un físico alemán y matemático, quien fue el primero realizar una formulación clara de los principios fundamentales de la termodinámica, además también coloco la Teoría cinética de los gases sobre bases más firmes que sus predecesores y acuño la palabra entropía para describir esta importante cantidad termodinámica.

Nació en Köslin en la Provincia de Pomerania hijo de un clérigo y educador. El inicio su educación en una escuela establecida por su padre y después de unos pocos años él fue al Gymnasium en Stettin. Clausius entro en la Universidad de Berlín en 1840, donde estudio Física y Matemáticas, con otros tales como Heinrich Magnus, Johann Dirichlet (Matemático) y Jakob Steiner (Matemático), él además

estudió también con Leopoldo von Ranke (Historiador). Clausius se graduó de la universidad en 1844 y se doctoró en la Universidad de Halle en 1847, con una disertación sobre los efectos ópticos de la atmosfera de la Tierra. La tesis doctoral de Clausius en la refracción de la luz proponía que el cielo azul observado durante el día y varias sombras de rojo en el amanecer y atardecer (entre otros fenómenos) eran debido a la reflexión y refracción de la luz. Más tarde, Lord Rayleigh demostraría que el color azul del cielo era producido por la dispersión de la luz.

Clausius se hizo profesor de física en la Escuela Real de Artillería e Ingeniería en Berlín en 1850. Su artículo más famoso “Sobre la fuerza motriz del calor y las leyes del calor que pueden ser deducidas” y se ocupa de las leyes que gobernaban la relación entre calor y trabajo mecánico. Hacia 1845, James Prescott Joule y Robert Mayer habían aclarado la naturaleza del calor y su equivalente mecánico, legando a la enunciación del primer principio de la termodinámica. En 1850, Clausius enunció el segundo principio de la termodinámica como la imposibilidad de flujo espontáneo de calor de un cuerpo frío a otro caliente sin la aplicación de un trabajo externo: "el calor no puede pasar de un cuerpo frío a uno más cálido espontáneamente". En este trabajo, demostró que existía una contradicción entre el principio de Carnot y el concepto de conservación de la energía. Clausius reiteró las dos leyes de la termodinámica para superar esta contradicción (la tercera ley de la termodinámica fue desarrollada por Walther Nernst entre los años 1906 y 1912). Este trabajo lo hizo famoso entre los científicos.

En 1857 Clausius contribuyo al campo de la teoría cinética de los gases, la cual está basada en la concepción de que un gas está formado por partículas en rápido movimiento. Estas partículas usualmente son interpretadas como lo equivalente a las moléculas químicas de un gas particular bajo consideración. Clausius refino el modelo muy simple cinético de los gases de August Kröning para incluir no solo el movimiento de traslación, sino además el de rotación y vibración. En 1858 el introdujo un concepto de “Recorrido libre medio” de una partícula, el además introdujo argumento estadísticos y probabilísticos en sus cálculos, algo que ninguno de sus antecesores había hecho antes. Clausius, tomo en cuenta que las moléculas en un gas se moverían a diferentes velocidades, una formulación temprana que incluía la expresión de Joule para la expresión de la velocidad de una molécula de un gas en 1848 estaba basada en un modelo simplificado que consideraba la velocidad media de las moléculas.

En 1865, partiendo de las demostraciones de Carnot sobre los ciclos de calor, introdujo el término entropía, definido como la proporción de energía de un sistema que no es capaz de desarrollar trabajo, y demostró que la entropía de un sistema se incrementa en un proceso irreversible; el progreso de la máquina de vapor se debe en parte a sus estudios. Puso en claro también diversos aspectos de la electrólisis: sus

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conceptos constituyen la base de la teoría de la disociación electrolítica, establecida después por Arrhenius en 1887.

Clausius deduce la Relación de Clausius-Clapeyron de termodinámica. Esta relación, que es una manera de caracterizar la transición de fase entre dos estados de la materia, tales como sólido y líquido, había sido desarrollada originalmente en 1834 por Émile Clapeyron.

Tres años antes de su muerte, Clausius escribe un pequeño opúsculo, titulado «Sobre los recursos energéticos de la naturaleza y su utilización para el bien de la humanidad», en el que advierte de que el futuro de la humanidad depende de ser capaces de alimentar nuestras industrias y máquinas con el sólo concurso de energías renovables, en definitiva, de energía solar, ya sea en forma directa o indirecta. Como él mismo enfatiza «No se trata aquí en absoluto de sopesar probabilidades, sino de que puede distinguirse con total certidumbre lo posible de lo imposible. Cualquier obtención de energía sin un gasto correspondiente de energía es absolutamente imposible.» El 24 de agosto 1888 murió en Bonn, Alemania.

Fuentes:

Wikipedia, la Enciclopedia Libre. Rudolf Clausius, en la URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Rudolf_Clausius

The MacTutor History of Mathematics archive. Clausius Biography, en la URL: http://www-history.mcs.st-and.ac.uk/Biographies/Clausius.html

Biografías y Vidas. Rudolf Clausius. http://www.biografiasyvidas.com/biografia/c/clausius.htm