Рудольф Юлиус Иммануил Клаузиус

КЛАУЗИУС (Clausius), Рудольф Юлиус Иммануил

2 января 1822 г. – 24 августа 1888 г.

Немецкий физик Рудольф Юлиус Иммануил Клаузиус родился в Кёслине, Померания. Учился в Берлинском университете (с 1840). По окончании университетского курса в Берлине он был преподавателем в Артиллерийской школе. В 1850–1857 гг. преподавал в Берлине и Цюрихе. Профессор университетов в Цюрихе (с 1857 г.), Вюрцбурге (с 1867 г.), Бонне (с 1869 г.). Клаузиус первым понял и проанализировал глубокие идеи С. Карно и оценил их значение для теории теплоты и тепловых машин. Развивая эти идеи, Клаузиус в 1850 г. (одновременно с У.Томсоном) дал первую формулировку второго начала термодинамики: «Теплота не может сама собою перейти от более холодного тела к более тёплому». Клаузиус доказал, что не существует способа передачи теплоты от более холодного тела к более нагретому без того, чтобы в природе не произошло каких-либо изменений, которые могли бы компенсировать такой переход. В 1865 г. Клаузиус ввёл понятие энтропии. Ошибочно распространив принцип возрастания энтропии замкнутой системы на всю Вселенную, Клаузиус высказал гипотезу о тепловой смерти Вселенной.

Концепция «тепловой смерти» у Клаузиуса заключена в формулировке второго начало термодинамики в виде следующего постулата: «Энтропия Вселенной стремится к максимуму». Постулат Клаузиуса и концепция тепловой смерти вызвали большое количество возражений. Были придуманы многочисленные эксперименты, казалось, противоречащие принципу Карно-Клаузиуса. Очень тонкий мысленный эксперимент, например, выдвинул в 1870 г. Дж.К.Максвелл (т.н. «демон Максвелла»).

Клаузиусу принадлежат основополагающие работы в области молекулярно-кинетической теории теплоты. Работы Клаузиуса способствовали введению статистических методов в физику. Клаузиусу удалось с единой точки зрения объяснить такие внешне совершенно различные явления в газах, как внутреннее трение, теплопроводность и диффузия. Он ввёл понятие идеального газа, а также понятие длины свободного пробега молекул, впервые вычислив (1860 г.) эту длину. Доказал теорему вириала (1870 г.), связывающую среднюю кинетическую энергию системы частиц с действующими в ней силами. Построил кинетическую теорию перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое и в 1850 г. обосновал уравнение, связывающее изменение температуры плавления с изменением давления (уравнение Клапейрона – Клаузиуса)

Клаузиус внёс важный вклад в теорию электролиза (1857 г.). Теоретически обосновал закон Джоуля – Ленца, развил термодинамическую теорию термоэлектричества (1853 г.) и др. Развивая идеи итальянского учёного О. Ф. Моссотти (1847), Клаузиус разработал теорию поляризации диэлектриков, на основе которой установил соотношение между диэлектрической проницаемостью и поляризуемостью (1879 г.; формула Клаузиуса – Моссотти).

Иностранный член Лондонского королевского общества (с 1868 г.), член-корреспондент Парижской АН (с 1865 г.).