Julius von Mayer - Julius von Mayer

Julius Robert von Mayer
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Julius Robert von Mayer
Nascer
Julius Robert Mayer

25 de novembro de 1814
Faleceu 20 de março de 1878 (1878-03-20)(63 anos)
Heilbronn, Império Alemão
Nacionalidade alemão
Alma mater Universidade de Tübingen
Conhecido por Primeira lei da termodinâmica
reagente de Mayer
Prêmios Medalha Copley (1871)
Carreira científica
Campos Física
Influenciado William Thomson

Julius Robert von Mayer (25 de novembro de 1814 - 20 de março de 1878) foi um médico , químico e físico alemão e um dos fundadores da termodinâmica . Ele é mais conhecido por enunciar em 1841 uma das declarações originais da conservação da energia ou o que agora é conhecido como uma das primeiras versões da primeira lei da termodinâmica , a saber, que "a energia não pode ser criada nem destruída". Em 1842, Mayer descreveu o processo químico vital agora conhecido como oxidação como a principal fonte de energia para qualquer criatura viva . Suas conquistas foram esquecidas e a prioridade para a descoberta do equivalente mecânico do calor foi atribuída a James Joule no ano seguinte. Ele também propôs que as plantas convertam luz em energia química.

Vida pregressa

Família de farmacêutico Mayer de Heilbronn ca. 1820/25, os pais e dois dos três filhos são mostrados: provavelmente Carl Gustav e Julius Robert.

Mayer nasceu em 25 de novembro de 1814 em Heilbronn , Württemberg ( Baden-Württemberg , atual Alemanha), filho de um farmacêutico . Ele cresceu em Heilbronn. Depois de completar seu Abitur , ele estudou medicina na Universidade de Tübingen , onde foi membro do Corps Guestphalia , um corpo de estudantes alemão . Durante 1838 ele obteve seu doutorado, bem como foi aprovado no Staatsexamen . Depois de uma estada em Paris (1839/40), ele partiu como médico de um navio em um veleiro holandês de três mastros para uma viagem a Jacarta .

Embora ele não tivesse se interessado antes desta viagem em fenômenos físicos , sua observação de que as ondas chicoteadas pela tempestade são mais quentes do que o mar calmo o fez pensar sobre as leis físicas , em particular sobre o fenômeno físico do calor e a questão de se o calor diretamente desenvolvido sozinho (o calor de combustão), ou a soma das quantidades de calor desenvolvidas de forma direta e indireta, devem ser contabilizados no processo de queima . Após seu retorno em fevereiro de 1841, Mayer dedicou seus esforços para resolver esse problema.

Em 1841 ele se estabeleceu em Heilbronn e se casou.

Desenvolvimento de ideias

Mesmo quando criança, Mayer mostrou um grande interesse por vários mecanismos mecânicos. Ele era um jovem que realizou vários experimentos físicos e químicos. Na verdade, um de seus passatempos favoritos era criar vários tipos de dispositivos elétricos e bombas de ar. Era óbvio que ele era inteligente. Conseqüentemente, Mayer freqüentou a Universidade Eberhard-Karls em maio de 1832. Ele estudou medicina durante seu tempo lá.

Em 1837, ele e alguns de seus amigos foram presos por usarem as couleurs de uma organização proibida. As consequências dessa prisão incluíram uma expulsão de um ano do colégio e um breve período de reclusão. Esse desvio fez com que Mayer viajasse para a Suíça, França e as Índias Orientais Holandesas . Mayer atraiu algum interesse adicional em matemática e engenharia de seu amigo Carl Baur por meio de aulas particulares. Em 1841, Mayer voltou a Heilbronn para praticar medicina, mas a física tornou-se sua nova paixão.

Em junho de 1841, ele concluiu seu primeiro artigo científico intitulado "Sobre a Determinação Quantitativa e Qualitativa de Forças". Foi amplamente ignorado por outros profissionais da área. Então, Mayer se interessou pela área do calor e seu movimento. Ele apresentou um valor em termos numéricos para o equivalente mecânico do calor. Ele também foi a primeira pessoa a descrever o processo químico vital agora conhecido como oxidação como a principal fonte de energia para qualquer criatura viva.

Em 1848, ele calculou que, na ausência de uma fonte de energia, o Sol esfriaria em apenas 5.000 anos, e sugeriu que o impacto dos meteoritos o mantinha quente.

Como ele não foi levado a sério na época, suas conquistas foram esquecidas e o crédito foi dado a James Joule . Mayer quase cometeu suicídio depois de descobrir esse fato. Ele passou algum tempo em instituições psiquiátricas para se recuperar disso e da perda de alguns de seus filhos. Vários de seus artigos foram publicados devido à natureza avançada da física e da química. Ele recebeu um doutorado honorário em 1859 pela faculdade de filosofia da Universidade de Tübingen . Seu trabalho esquecido foi revivido em 1862 pelo colega físico John Tyndall em uma palestra na London Royal Institution. Em julho de 1867, Mayer publicou "Die Mechanik der Wärme". Esta publicação tratou da mecânica do calor e seu movimento. Em 5 de novembro de 1867, Mayer foi premiado com a nobreza pessoal do Reino de Württemberg (von Mayer), que é o equivalente alemão ao título de cavaleiro britânico. Julius Robert von Mayer morreu na Alemanha.

Para calórico, Mayer foi a primeira pessoa a declarar a lei da conservação de energia, um dos princípios mais fundamentais da física moderna. A lei da conservação da energia afirma que a energia mecânica total de um sistema permanece constante em qualquer sistema isolado de objetos que interagem entre si apenas por meio de forças conservativas . A primeira tentativa de Mayer de afirmar a conservação da energia foi um artigo que ele enviou para a Annalen der Physik de Johann Christian Poggendorff , no qual postulava uma conservação da força ( Erhaltungssatz der Kraft ). No entanto, devido à falta de treinamento avançado em física de Mayer , ele continha alguns erros fundamentais e não foi publicado. Mayer continuou a perseguir a idéia firmemente e argumentou com o Tübingen professor de física Johann Gottlieb Nörremberg , que rejeitou sua hipótese . Nörremberg, entretanto, deu a Mayer uma série de sugestões valiosas sobre como a ideia poderia ser examinada experimentalmente; por exemplo, se a energia cinética se transforma em energia térmica, a água deve ser aquecida por vibração .

Mayer não só fez essa demonstração, mas também determinou o fator quantitativo da transformação, calculando o equivalente mecânico do calor. O resultado de suas investigações foi publicado 1842 na edição de Maio de Justus von Liebig 's Annalen der Chemie und Pharmacie . Foi traduzido como Observações sobre as Forças da Natureza Inorgânica. Em seu livreto Die organische Bewegung im Zusammenhang mit dem Stoffwechsel ( O Movimento Orgânico em Conexão com o Metabolismo , 1845), ele especificou o valor numérico do equivalente mecânico do calor: a princípio como 365 kgf · m / kcal, depois como 425 kgf · m / kcal; os valores modernos são 4,184 kJ / kcal (426,6 kgf · m / kcal) para a caloria termoquímica e 4,1868 kJ / kcal (426,9 kgf · m / kcal) para a caloria da mesa de vapor internacional.

Essa relação implica que, embora trabalho e calor sejam formas diferentes de energia, eles podem ser transformados um no outro. Essa lei passou a ser chamada de primeira lei da termodinâmica , e levou à formulação do princípio geral de conservação da energia , declarado definitivamente por Hermann von Helmholtz em 1847.

Relação de Mayer

Mayer derivou uma relação entre o calor específico em pressão constante e o calor específico em volume constante para um gás ideal. A relação é:

,

onde C P, m é o calor específico em pressão constante , C V, m é o calor específico em volume constante e R é a constante de gás .

Vida posterior

Mayer estava ciente da importância de sua descoberta, mas sua incapacidade de se expressar cientificamente levou a especulações degradantes e à resistência do meio científico. Os físicos contemporâneos rejeitaram seu princípio de conservação de energia, e até mesmo os aclamados físicos Hermann von Helmholtz e James Prescott Joule viram suas idéias com hostilidade. O primeiro duvidou das qualificações de Mayer em questões físicas, e uma disputa acirrada sobre a prioridade se desenvolveu com o último.

Em 1848, dois de seus filhos morreram rapidamente em sucessão, e a saúde mental de Mayer piorou. Ele tentou o suicídio em 18 de maio de 1850 e foi internado em um hospício. Depois de ser libertado, ele era um homem quebrado e apenas timidamente reentrou na vida pública em 1860. No entanto, nesse ínterim, sua fama científica havia crescido e ele recebeu uma apreciação tardia de sua conquista, embora talvez em um estágio em que estava não é mais capaz de aproveitá-lo.

Ele continuou a trabalhar vigorosamente como médico até sua morte.

Honras

Na química, ele inventou o reagente de Mayer, usado na detecção de alcalóides.

Trabalho

  • Ueber das Santonin: eine Inaugural-Dissertation, welche zur Erlangung der Doctorwürde in der Medicin & Chirurgie unter dem Praesidium von Wilhelm Rapp em julho de 1838 der öffentlichen Prüfung vorlegt Julius Robert Mayer . M. Müller, Heilbronn 1838 Edição digital pela University and State Library Düsseldorf

Referências

Leitura adicional

links externos