Rudolf Clausius kimdir ve ne yapmıştır? Rudolf Clausius hayatı, biyografisi, çalışmaları, bilime katkıları, Clausius-Clapeyron Eşitliği hakkında bilgi.
Rudolf Clausius
Rudolf Clausius; Alman fizikçisidir (Köslin 1822 – Bonn 1888).
Berlin Üniversitesi’nde öğrenim gördü (1840-1844), aynı kentte lise öğretmenliğine başladı. 1847’de fen bilimleri dalmda doktorasını tamamladı, 5 yıl süreyle Berlin’deki topçuluk ve mühendislik okullarında fizik öğretmenliği yaptı. 1855’te Zürich Politeknik Okulu’ nda ders vermeye başladı ve 1857’de de Zürich Üniversitesi’ne profesör olarak atandı. Kendisine yapılan çağrıya uyarak 1867’de Würzburg Üniversitesi, 1869’dan sonra da Bonn Üniversitesi’nden fizik kürsülerini yönetti. Mekanik ısı kuramının kurucusu olarak bilinen Clausius, 1850’de yayımlanan bir çalışmasında, ısı enerjisinin soğuk bir cisimden daha sıcak bir cisme iletilebilmesi için bir iş yapılması gerektiğini açıklayarak, Carnot devresi olarak bilinen termodinamik hal değişimlerinin açıklanmasını sağladı. Clausius’un bu buluşu, termodinamiğin 2. yasasının temelini oluşturur. Bilimsel çalışmalarına, esnekliğin matematiksel olarak incelenmesiyle başlayan Clausius çalışmalarını bundan sonra ısı olayları üzerinde yoğunlaştırdı ve 1854’te “entropi” kavramını ileri sürerek, termodinamiğin 2. yasasının daha açık olarak anlaşılmasını sağladı. 1856’da termodinamiğin 2. yasasını ilk kez buhar makinelerine uygulayarak, termodinamik yasalarının teknik alanda da kullanılabileceğini gösterdi. Fiziğe bir başka katkısı da gazların kinetik kuramı üzerinde oldu. Uzun süre çalıştığı bu konuda elde ettiği sonuçları, 1857′ de yayımladı. Gazların karışma hızlarının sınırlı olmasını “serbest yol” kavramını ileri sürerek açıkladı. Bu alandaki çalışmalarından ötürü gazların kinetik kuramının kurucularından sayılır. Bir ara elektrodinamik üzerinde çalıştı, elektroliz olayının kuramım inceledi. 1852’de elektrik akımının ısı etkisinden yararlanarak ısı enerjisinin mekanik eşdeğerini de ölçtü.
Clausius-Clapeyron Eşitliği
Clausius-Clapeyron Eşitliği; Maddenin, ısı enerjisi aracılığıyla faz dönüşümüne uğraması sırasında içinde bulunduğu sıcaklıkla basınç arasındaki bağlılığı veren eşitlik. Alman fizikçisi Rudolf E. Clausius (1822-1888) ve Fransız fizikçisi Benoit Paul E. Clapeyrort un (1799-1864) birlikte buldukları bu eşitlik “Clausius-Clapeyron Eşitliği” adıyla bilinir. Bir ısı kaynağından yeteri kadar ısı enerjisi alan ya da yeteri kadar enerji kaybeden maddeler, bir faz dönüşümüne uğrarlar. Dönüşüm sonunda maddenin hacmi de değişir, ancak olay tamamlanıncaya kadar sıcaklığı (T) değişmez. Örneğin bir buz parçası ısıtılırsa, önce sıcaklığı ergime noktasına kadar artar ve sonra ergimeye başlar. Buz parçasının tümü su haline dönüşünceye kadar sıcaklığı değişmez, ancak hacmi küçülür. Buna karşılık katı halden sıvı hale geçen parafinin hacmi artar. Dönüşüm sıcaklığı adı verilen bu sıcaklık (T) maddenin cinsine bağlı olduğu gibi aynı bir madde için basıncına da bağlıdır. Basınçta meydana gelen bir değişme (Δp), dönüşüm sıcaklığının T kadar değişmesine neden olur (Buz parçasına etki eden dış basınç artırılırsa, ergime noktası düşer; buna karşılık parafinin ergime noktası artar). Δp ile ΔT arasındaki bağıntı:
ΔT= [(v2-V1)xT / Q ] x Δp
eşitliğiyle verilir. ΔV=V2-Vı maddenin dönüşüm sırasında uğradığı hacim değişimi, Q ise dönüşüm boyunca aldığı ya da kaybettiği ısı miktarıdır. Buna göre bir cismin “ergime ısısı” L=(V2-Vı)xTxΔp/AT eşitliğiyle verilir.