Rudolf Clausius: biografia e contribuições para a ciência - Ciência - 2023

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

O trabalho de Clausius teve 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 sua própria obra.

As contribuições mais importantes de Rudolf Clausius foram relacionadas aos resultados de suas investigações 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 lá que esse cientista teve seu primeiro treinamento.

Posteriormente, ele entrou no ginásio da cidade de Stettin (escrito em alemão como Szczecin) e lá ele 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 hábil desde muito jovem.

Após esta experiência acadêmica, Clausius ingressou na Universidade de Halle, onde obteve o doutorado em 1847 graças a um trabalho sobre os efeitos ópticos que são gerados no planeta Terra em decorrência da existência da atmosfera.

A partir desse trabalho, que apresentou algumas falhas em termos de abordagem, ficou evidente que Rudolf Clausius tinha claros dons para a matemática, e que suas habilidades respondiam perfeitamente ao campo da física teórica.

Princípios da termodinâmica

Após obter seu doutorado em 1850, Clausius obteve o cargo de professor de física na Escola Real de Engenharia e Artilharia de Berlim; ele esteve lá até 1855.

Além dessa posição, Clausius também atuou na Universidade de Berlim como um privatdozent, aProfessor que lecionava para os alunos, mas cujas propinas não eram pagas pela universidade, mas eram os próprios alunos que pagavam por essas aulas.

1850 foi também o ano em que Rudolf Clausius publicou o que seria sua obra mais importante: Sobre as forças de movimento causadas pelo calor.

Teoria de ensino e cinética

Em 1855, Clausius mudou de cena e obteve um cargo de professor no Instituto Federal Suíço de Tecnologia, com sede em Zurique.

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

Este termo se refere 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 casou-se 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 mudou-se para Würzburg, onde também trabalhou como professor.

Em 1868, ele se tornou membro da Royal Society of London. Lecionou em Würzburg até 1869, ano em que passou a lecionar Física na Universidade de Bonn, na Alemanha. Nessa universidade ele deu aulas até o fim da 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 de ambulâncias voluntário que serviu no conflito, que ocorreu entre 1870 e 1871.

Como conseqüência dessa ação heroica, Clausius recebeu a Cruz de Ferro, graças aos serviços que prestou à marinha alemã.

Como consequência desta participação, Clausius teve uma ferida de guerra na perna, que posteriormente lhe causou um mal-estar que o acompanhou até ao fim da sua vida.

Reconhecimentos

Em 1870, Rudolf Clausius obteve a Medalha Huygens e em 1879 a Medalha Copley, um prêmio concedido pela Royal Society of London para aqueles 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 doutoramento 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 significativas no campo da ciência em geral.

Finalmente, um dos reconhecimentos mais importantes feitos a este cientista alemão é que uma cratera na Lua foi nomeada em sua homenagem: a cratera Clausius.

Morte

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

Nos últimos anos de sua vida, ele colocou um pouco de lado as pesquisas para se dedicar aos filhos; Além disso, ele havia sofrido uma lesão na perna enquanto participava da guerra, situação que não lhe permitia mover-se com a mesma facilidade de outras vezes.

Seu campo de pesquisa na época, a teoria eletrodinâmica, ficou em segundo plano por todo esse contexto. Apesar disso, Clausius continuou a ensinar em nível universitário até sua morte.

Uma vantagem que ele tinha era poder gozar da aprovação dos cientistas mais importantes da época em vida; 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 esta descoberta é reconhecida como a mais importante e momentosa.

Contribuições

Fundação Termodinâmica

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

Algumas figuras importantes da física afirmaram que foi o trabalho de Clausius que garantiu os fundamentos da termodinâmica com definições claras e limites definidos.

A atenção de Clausius estava voltada para a natureza dos fenômenos moleculares. Do estudo desses fenômenos resultaram as proposições que formulou sobre as leis da termodinâmica.

Contribuição para a teoria cinética dos gases

O trabalho de Clausius nas moléculas individuais dos 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 inicialmente criticado por Clausius e com base 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 moviam.

Segunda lei da termodinâmica

Clausius foi quem introduziu o termo “Entropia” na termodinâmica e utilizou este conceito para estudar processos, reversíveis e irreversíveis, nesta área do conhecimento.

Clausius tornou possível relacionar o conceito de entropia ao conceito de dissipação de energia como conceitos “siameses” devido à sua estreita relação.

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

O conceito de entropia, como o propôs Clausius, era pouco mais do que uma hipótese em seu tempo. Eventualmente, Clausius provou estar correto.

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.

Essa contribuição de Clausius é muitas vezes esquecida, principalmente devido à forma confusa com que seu 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. Esta foi uma de suas contribuições mais importantes para a termodinâmica.

A base desta teoria considerou o calor como uma forma de movimento.

Isso nos permitiu compreender que a quantidade de calor necessária para aquecer e expandir o volume de um gás depende da forma como a referida temperatura e o referido volume mudam durante o processo.

Referências

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