루돌프 클라우지우스

3. 열역학 연구

클라우지우스는 열역학 연구에 큰 공헌을 했다. 1850년 그의 가장 유명한 논문인 "열의 운동력에 관하여 그리고 그로부터 추론될 수 있는 열의 법칙에 관하여"^[8]가 출판되었는데, 이 논문에서 카르노의 원리와 에너지 보존 법칙 개념 사이의 모순을 지적하고 열역학 제1법칙과 열역학 제2법칙을 재정립하여 이 문제를 해결했다.

1854년에는 열역학 제2법칙에 대한 가장 유명한 표현을 독일어로 출판했고,^[9] 1856년에는 영어로 출판했다.^[10] 그는 열역학으로부터 클라우지우스-클라페이론 관계식을 유도했는데, 이는 1834년 에밀 클라페이론이 처음 개발한 것으로, 물질의 두 상태 사이의 상전이를 특징짓는 방법이다.

1857년에는 기체 운동론 분야에 기여하여 아우구스트 크뢰닝의 단순한 기체 운동 모델을 개선, 병진, 회전 및 진동 분자 운동을 포함시켰고, 입자의 '평균 자유 경로' 개념을 도입했다.^[11][12][13]

1865년에는 엔트로피 개념에 대한 최초의 수학적 표현을 제시하고 그 이름을 붙였다.^[7]

3. 1. 열역학 제1법칙과 제2법칙의 재정립

3. 2. 엔트로피 개념 도입

3. 3. 클라우지우스-클라페이롱 관계식

4. 열역학 외의 업적

클라우지우스는 기체 운동론 분야에서 기체 분자가 병진 운동 외에도 회전 운동과 진동 운동을 한다는 개념을 도입하여(1857년) 공기 중의 산소가 이원자 분자임을 밝혔다. 또한 기체 분자의 평균 자유 경로 개념을 도입하여(1858년) 기체의 비열, 확산 등에 관한 이론적 기초를 구축하였다.

전해질의 해리 개념을 제시(1857년)하였고, 전류에 의해 수용액 속 물질이 해리된다고 보았다. 스반테 아레니우스는 이 개념을 바탕으로 전기 분해 이론을 확립하였다.

4. 1. 기체 운동론

4. 2. 전해질 이론

5. 에너지 문제에 대한 선견지명

클라우지우스는 1885년 강연을 하고 그 내용을 논문 「자연계의 에너지 저장과 그것을 인류의 이익을 위해 이용하는 것」 (自然界のエネルギー貯蔵とそれを人類の利益のために利用すること|자연계의 에너지 저장과 그것을 인류의 이익을 위해 이용하는 것^일본어)^[27]에 정리했다. 이 논문에서 그는 증기기관이 발명된 이후 인류의 에너지 이용 역사에 대해 언급한 후, 당시 주요 에너지 자원이었던 석탄은 언젠가 고갈될 것이라고 말하고 있다. 그리고 장래에는 폭포의 낙하에 의한 수력발전 등 태양으로부터 얻는 자연에너지로 이행해야 한다고 결론짓고 있다. 이 논문은 클라우지우스의 에너지 문제에 대한 선견지명을 보여주는 것으로 과학사 분야에서 자주 다루어지고 있다.^[28][29]

6. 수상 및 영예

참조

_[1] 서적 Das Aussprachewörterbuch https://books.google[...] Dudenverlag
_[2] 서적 Deutsches Aussprachewörterbuch https://books.google[...] Walter de Gruyter
_[3] 논문 From Watt to Clausius: The Rise of Thermodynamics in the Early Industrial Age Heinemann
_[4] 학술지 On a Mechanical Theorem Applicable to Heat
_[5] 서적 From Falling Bodies to Radio Waves: Classical Physicists and Their Discoveries Courier Dover Publications
_[6] 웹사이트 Rudolf Clausius, Prof. Dr. https://www.physik.u[...] Universität Zürich 2021-06-18
_[7] 서적 Great Physicists: The Life and Times of Leading Physicists from Galileo to Hawking Oxford University Press 2014-03-25
_[8] 학술지 Ueber die bewegende Kraft der Wärme und die Gesetze, welche sich daraus für die Wärmelehre selbst ableiten lassen http://gallica.bnf.f[...]
_[9] 학술지 Ueber eine veränderte Form des zweiten Hauptsatzes der mechanischen Wärmetheoriein http://gallica.bnf.f[...] 2012-06-25
_[10] 학술지 On a Modified Form of the Second Fundamental Theorem in the Mechanical Theory of Heat https://archive.org/[...] 2012-06-25
_[11] 학술지 Über die Art der Bewegung, die wir Wärme nennen http://gallica.bnf.f[...]
_[12] 학술지 Ueber die Wärmeleitung gasförmiger Körper http://gallica.bnf.f[...]
_[13] 간행물 Abhandlungen über die Mechanische Wärmetheorie http://gallica.bnf.f[...] Bibliothèque nationale de France
_[14] 서적 The Mechanical Theory of Heat – with its Applications to the Steam Engine and to Physical Properties of Bodies https://archive.org/[...] John van Voorst 2012-06-19
_[15] 학술지 Ueber verschiedene für die Anwendung bequeme Formen der Hauptgleichungen der mechanischen Wärmetheorie http://gallica.bnf.f[...]
_[16] 서적 An Introduction to the Meaning and Structure of Physics Harper
_[17] 학술지 Neural Network Classifier with Entropy Based Feature Selection on Breast Cancer Diagnosis 2010-10-01
_[18] 웹사이트 R.J.E. Clausius (1822–1888) http://www.dwc.knaw.[...] Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences 2015-07-21
_[19] 서적
_[20] 서적
_[21] 웹사이트 Clausius; Rudolph Julius Emmanuel (1822 - 1888) 2011-12-11
_[22] 서적
_[23] 서적 小野他編
_[24] 서적 Ueber die bewegende Kraft der Wa:rme und die Gesetze, welch sich daraus fu:r die Wa:rmelehre selbst ableiten lassen
_[25] 서적 小野他編
_[26] 서적
_[27] 서적 Ueber die Energievorräthe der Natur und ihre Verwendung zum Nutzen der Menschheit
_[28] 서적
_[29] 서적