Юлиус Роберт фон Майер (25 ноября 1814 — 20 марта 1878) — немецкий врач , химик и физик , один из основоположников термодинамики . Он наиболее известен тем, что в 1841 году провозгласил одно из оригинальных утверждений о сохранении энергии или то, что сейчас известно как одна из первых версий первого закона термодинамики , а именно, что «энергия не может быть ни создана, ни уничтожена». [2] [3] В 1842 году Майер описал жизненно важный химический процесс , который сейчас называется окислением , как основной источник энергии для любого живого существа . Его достижения были проигнорированы, а приоритет открытия механического эквивалента тепла в следующем году был отдан Джеймсу Джоулю . Он также предположил, что растения преобразуют свет в химическую энергию.
Майер родился 25 ноября 1814 года в Хайльбронне , Вюртемберг ( Баден-Вюртемберг , современная Германия), в семье фармацевта . Он вырос в Хайльбронне. После получения аттестата аттестат зрелости он изучал медицину в Тюбингенском университете , где был членом Corps Guestphalia , немецкого студенческого корпуса . В 1838 году он получил докторскую степень, а также сдал Staatsexamen . После пребывания в Париже (1839/40) он уехал в качестве корабельного врача на голландском трехмачтовом паруснике в путешествие в Джакарту .
Хотя до этого путешествия он почти не интересовался физическими явлениями , его наблюдение о том, что подгоняемые штормом волны теплее, чем спокойное море, заставило его задуматься о физических законах , в частности о физическом явлении тепла и вопросе , является ли непосредственно возникающее тепло В процессе горения учитывается одна ( теплота сгорания ) или сумма количеств теплоты, выделяемой прямым и косвенным путями . После своего возвращения в феврале 1841 года Майер посвятил свои усилия решению этой проблемы.
В 1841 году он поселился в Хайльбронне и женился.
Еще будучи маленьким ребенком, Майер проявлял большой интерес к различным механическим механизмам. Он был молодым человеком, который проводил различные эксперименты физического и химического характера. Фактически, одним из его любимых хобби было создание различных типов электрических устройств и воздушных насосов. Было очевидно, что он умен. Таким образом, Майер поступил в Университет Эберхарда-Карла в мае 1832 года. Во время своего пребывания там он изучал медицину.
В 1837 году он и несколько его друзей были арестованы за ношение одежды запрещенной организации. Последствия этого ареста включали исключение из колледжа на один год и короткий период тюремного заключения. В результате этой диверсии Майер отправился в Швейцарию, Францию и Голландскую Ост-Индию . Майер привлек дополнительный интерес к математике и технике у своего друга Карла Баура посредством частного репетиторства. В 1841 году Майер вернулся в Хайльбронн, чтобы заняться медицинской практикой, но его новой страстью стала физика.
В июне 1841 г. он завершил свою первую научную работу под названием «О количественном и качественном определении сил». Другие специалисты в этой области в значительной степени проигнорировали это. Затем Майер заинтересовался областью тепла и его движения. Он представил численное значение механического эквивалента тепла. Он также был первым человеком, описавшим жизненно важный химический процесс, который сейчас называется окислением, как основной источник энергии для любого живого существа.
В 1848 году он подсчитал, что при отсутствии источника энергии Солнце остынет всего за 5000 лет, и предположил, что удары метеоритов сохраняют его горячим. [4]
Поскольку в то время его не воспринимали всерьез, его достижения были упущены из виду, а заслуга была отдана Джеймсу Джоулю . Майер чуть не покончил жизнь самоубийством после того, как обнаружил этот факт. Некоторое время он провел в психиатрической больнице, чтобы оправиться от этого и потери некоторых своих детей. Некоторые из его статей были опубликованы в связи с развитостью физики и химии. В 1859 году философский факультет Тюбингенского университета удостоил его звания почётного доктора . Его забытая работа была возобновлена в 1862 году коллегой-физиком Джоном Тиндалом на лекции в Лондонском Королевском институте. В июле 1867 года Майер опубликовал «Механику тепла». Эта публикация была посвящена механике тепла и его движения. 5 ноября 1867 года Майер был награжден личным дворянством Королевства Вюртемберг (фон Майер), которое является немецким эквивалентом британского рыцарства. фон Майер умер в Германии в 1878 году.
После того, как Сади Карно сформулировал это для теплотворности [ нужны разъяснения ] , Майер был первым, кто сформулировал закон сохранения энергии, один из самых фундаментальных принципов современной физики. Закон сохранения энергии гласит, что полная механическая энергия системы остается постоянной в любой изолированной системе объектов, взаимодействующих друг с другом только посредством сил, являющихся консервативными . Первой попыткой Майера сформулировать закон сохранения энергии была статья, которую он отправил в « Анналы физики » Иоганна Кристиана Поггендорфа , в которой он постулировал сохранение силы ( Erhaltungssatz der Kraft ). Однако из-за отсутствия у Майера дополнительной подготовки в области физики она содержала ряд принципиальных ошибок и не была опубликована. Майер продолжал упорно развивать эту идею и спорил с профессором физики из Тюбингена Иоганном Готлибом Нёррембергом , который отверг его гипотезу . Однако Нёрремберг дал Майеру ряд ценных предложений о том, как эту идею можно проверить экспериментально; например, если кинетическая энергия преобразуется в тепловую энергию, воду следует нагреть за счет вибрации .
Майер не только выполнил эту демонстрацию, но и определил количественный коэффициент превращения, рассчитав механический эквивалент теплоты. Результаты его исследований были опубликованы в 1842 году в майском издании Юстуса фон Либиха « Анналы химии и фармации» . [5] [6] Оно было переведено как « Замечания о силах неорганической природы». [7] В своем буклете Dieorganische Bewegung im Zusammenhang mit dem Stoffwechsel ( «Органическое движение в связи с метаболизмом» , 1845 г.) он указал числовое значение механический эквивалент теплоты: сначала как 365 кгс ·м/ккал, [8] позднее как 425 кгс·м/ккал; современные значения составляют 4,184 кДж /ккал (426,6 кгс·м/ккал) для термохимической калорийности и 4,1868 кДж/ккал (426,9 кгс·м/ккал) для международной паровой таблицы калорий.
Это соотношение подразумевает, что, хотя работа и тепло являются разными формами энергии, они могут превращаться друг в друга. Этот закон теперь называется первым законом термодинамики и привел к формулировке общего принципа сохранения энергии , окончательно сформулированного Германом фон Гельмгольцем в 1847 году.
Майер вывел зависимость между удельной теплоемкостью при постоянном давлении и удельной теплоемкостью при постоянном объеме идеального газа. Отношение следующее:
,
где C P,m — молярная удельная теплоемкость при постоянном давлении , C V,m — молярная удельная теплоемкость при постоянном объеме , а R — газовая постоянная .
Майер осознавал важность своего открытия, но его неспособность выражать свои мысли с научной точки зрения привела к унизительным [ нужным разъяснениям ] спекуляциям и сопротивлению со стороны научного истеблишмента. Современные физики отвергли его принцип сохранения энергии, и даже известные физики Герман фон Гельмгольц и Джеймс Прескотт Джоуль отнеслись к его идеям враждебно. Первый усомнился в квалификации Майера в физических вопросах, и со вторым разгорелся ожесточенный спор по поводу приоритета.
В 1848 году двое его детей быстро умерли один за другим, а психическое здоровье Майера ухудшилось. Он предпринял попытку самоубийства 18 мая 1850 года и был помещен в психиатрическую больницу. [ нужна цитата ] После освобождения он был сломленным человеком и лишь робко вернулся в общественную жизнь в 1860 году. Однако тем временем его научная слава росла, и он получил запоздалую оценку своих достижений, хотя, возможно, и в более низкой степени. этап, на котором он больше не мог этим наслаждаться.
Он продолжал энергично работать врачом до самой смерти.
В химии он изобрел реактив Майера , который используется для обнаружения алкалоидов.
{{cite web}}: Отсутствует или пусто |url=( помощь )
СМИ, связанные с Юлиусом Робертом фон Майером, на Викискладе?
Цитаты, связанные с Юлиусом фон Майером, в Wikiquote