CLAUSIUS Rudolph

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Bien qu’on le qualifie parfois de chimiste, Clausius est avant tout physicien et mathématicien, dont les travaux ont eu un impact majeur sur la chimie physique.

Vie

Né le 2 janvier 1822 à Köslin (aujourd’hui Koszalin, en Pologne), alors dans le royaume de Prusse.
Étudia aux universités de Berlin et de Halle, se spécialisant en mathématiques et en physique.

Enseigna d’abord au Gymnasium de Berlin, puis devint professeur à Zurich (École polytechnique fédérale), Würzburg, et plus tard Bonn.
En 1870, il s’engage comme volontaire dans la guerre franco-prussienne et fut grièvement blessé.

Malgré ses blessures, il poursuivit ses travaux scientifiques jusqu’à sa mort, survenue le 24 août 1888 à Bonn.

Travaux scientifiques majeurs

Rudolf Clausius est considéré comme l’un des pères fondateurs de la thermodynamique, aux côtés de Kelvin et Carnot.

o Reformulation de la théorie de Carnot.

Dans son célèbre article de 1850, Clausius :

· corrige les idées de Sadi Carnot, en remplaçant la notion de « calorique » (substance imaginaire) par la conservation de l’énergie,

· établit le deuxième principe de la thermodynamique sous une forme moderne.

o Concept d’entropie (1865)

Clausius introduit le terme entropie (du grec tropein, transformer).

· Il montre que :

· l’entropie est une fonction d’état,

· elle augmente dans un système isolé,

· l’évolution naturelle des systèmes physiques est liée à cette augmentation.

C’est de lui que vient la célèbre formulation : « L’énergie de l’univers est constante ; l'entropie de l'univers tend vers un maximum. »

o Théorie cinétique des gaz

Clausius développe la théorie cinétique, en précisant : la notion de « chemin libre moyen » ou « parcours libre moyen » (mean free path),

· la relation entre mouvement moléculaire et température,

· l’explication microscopique de la diffusion, de la viscosité et de la conduction thermique.

Ces travaux fondent la physique statistique moderne.

o Thermodynamique appliquée et électrolyse

Il travaille aussi sur :

· la conduction électrique dans les électrolytes,

· la chaleur spécifique des gaz,

· la mécanique moléculaire.