Marco Teorico Practica 4 Quimica Aplicada

Marco Teórico:

Rudolf Julius Emmanuel Clausius

Físico alemán. Después de haber asistido al gimnasio en Stettin y estudiado, de 1840 a 1844, en la Universidad de Berlín, se doctoró en 1848 por la Universidad de Halle. Fue profesor de física en la Escuela Real de Artillería e Ingeniería de Berlín (1850-1855) y catedrático de física en las universidades de Zurich (1855-1867), Wurzburg (1867) y Bonn (1869), en la que permanecería hasta su fallecimiento.

Excepcionalmente dotado para las matemáticas y la física teórica, Rudolf Clausius fue uno de los fundadores de la termodinámica. Hacia 1845, James Prescott Joule y Robert Mayer habían aclarado la naturaleza del calor y su equivalente mecánico, llegando a la enunciación del primer principio de la termodinámica. En 1850, Clausius enunció el segundo principio de la termodinámica como la imposibilidad de flujo espontáneo de calor de un cuerpo frío a otro caliente sin la aplicación de un trabajo externo: "el calor nopuede pasar de un cuerpo frío a uno más cálido espontáneamente". Este famoso enunciado se halla en la memoria Sobre la fuerza motriz del calor, que fue presentada a la Academia de Ciencias de Berlín en 1850. Un año después su colega británico lord Kelvin enunció también este principio, de forma distinta pero equivalente.

En 1865, partiendo de las demostraciones de Carnot sobre los ciclos de calor, introdujo el término entropía, definido como la proporción de energía de un sistema que no es capaz de desarrollar trabajo, y demostró que la entropía de un sistema se incrementa en un proceso irreversible; el progreso de la máquina de vapor se debe en parte a sus estudios. Llevó a cabo asimismo investigaciones sobre la teoría cinética de los gases, que debe a Clausius sus fundamentos; la noción de "camino libre medio" de una molécula en los gases fue determinada por él. Puso en claro también diversos aspectos de la electrólisis: sus conceptos constituyen la base de la teoría de la disociación electrolítica, establecida después por Arrhenius en 1887.

Sus obras más notables son La función potencial y el potencial (1864) y, particularmente, Teoría mecánica del calor (1876). El primer volumen de esta última obra desarrolla en fórmulas matemáticas los dos principios de la termodinámica. El segundo principio aparece enunciado en la afirmación "no es posible que suceda espontáneamente un paso de calor de un cuerpo más frío a otro más caliente", lo que implica que las transformaciones naturales sonirreversibles. Clausius pasa después de los principios de la termodinámica a sus aplicaciones, y analiza en particular las propiedades de los gases haciendo la exposición teórica de la teoría cinética, según la cual los gases están constituidos por partículas dotadas de movimiento continuo con velocidades muy grandes, que chocan unas contra otras, rebotando luego como pequeños proyectiles sobre las paredes del recipiente en que se contienen. En la segunda parte del libro construye una teoría mecánica de la electricidad, seguida de sus correspondientes aplicaciones en relación con los principios fundamentales de la termodinámica.

Su artículo más famoso Über die der Kraft bewegende Wärme se publicó en 1850 y se refería a la teoría mecánica del calor. En este trabajo, demostró que existía una contradicción entre el principio de Carnot y el concepto de conservación de la energía. Clausius reiteró las dos leyes de la termodinámica para superar esta contradicción (la tercera ley de la termodinámica fue desarrollada por Walther Nernst entre los años 1906 y 1912). Este trabajo lo hizo famoso entre los científicos.

Durante 1857, Clausius contribuyó al campo de la teoría cinética Después de la refinación Agosto Kronig modelo de gas-cinética muy sencillo de traslacionales, rotacionales y vibracionales moleculares. En este mismo trabajo introdujo el concepto de 'Libre recorrido medio de una partícula.

Clausius deduce la Relación de Clausius-Clapeyron de termodinámica. Esta relación, que es una manera decaracterizar la transición de fase entre dos estados de la materia, tales como sólido y líquido, Había sido desarrollado originalmente en 1834 por Émile Clapeyron.

Tres años antes de su muerte, Clausius escribe un pequeño opúsculo, titulado «Sobre los recursos energéticos de la naturaleza y su utilización para el bien de la humanidad», en el que advierte de que el futuro de la humanidad depende de ser capaces de alimentar nuestras industrias y máquinas con el sólo concurso de energías renovables, en definitiva, de energía solar, ya sea en forma directa o indirecta. Como él mismo enfatiza «No se trata aquí en absoluto de sopesar probabilidades, sino de que puede distinguirse con total certidumbre lo posible de lo imposible. Cualquier obtención de energía sin un gasto correspondiente de energía es absolutamente imposible.» Clausius es quizás uno de los primeros militantes ecologistas, por así decir. En todo caso, describió las consecuencias de las leyes de la termodinámica para la formulación de una economía coherente con ellas, lo que daría lugar en el siglo XX a la creación de la economía ecológica.7

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