Johannes Diderik van der Waals (1837 - 1923)
Holandský fyzik Johannes Diderik van der Waals se narodil 23. prosince 1837 v Leydenu. Po ukončení základního vzdělání v Leydenu začal učit na základní škole. V letech 1862 –1865 studoval univerzitu v Leydenu. Díky dosaženému vzdělání mohl vyučovat matematiku a fyziku (1864 – střední škola Deventer; 1866 – Haag). V roce 1873 obhájil Waals disertační práci (práce Over de Continuiteit van den Gas - en Vloeistoftoestand). V roce 1876 se stal profesorem fyziky na nově ustavené univerzitě v Amsterodamu.
Van der Waalsovy síly
Van der Waals se zabýval problémem spojitosti plynného a kapalného stavu látek. Našel vztah mezi tlakem, objemem a teplotou plynů a kapalin. Waals dokázal existenci sil, které působí na úrovni molekul, a které brání jejich oddělení. Důsledkem těchto sil je vnitřní tlak v kapalinách. Tyto síly jsou známy jako van der Waalsovy síly.
Van der Waalsova rovnice
Na základě svých experimentů Waals objasnil přechod z plynného do kapalného skupenství. Zformuloval tzv. van der Waalsovou rovnici platnou pro kapaliny i plyny, která vyjadřovala tuto změnu skupenství. Rovnice měla platnost pro kapaliny stejného složení. V roce 1890 Waals publikoval novou rovnici, která byla platná pro binární dvoufázový systém. V roce 1893 publikoval Waals hlavní koncepty své termodynamické teorie kapilarity. Waals předpokládal existenci pozvolné, následně velmi prudké změny hustoty na rozhraní mezi kapalinou a párou. Johannes Diderik van der Waals zemřel 8. března 1923 v Amsterodamu.
Pierre Simon Laplace (1749 - 1827)
Francouzský matematik, fyzik a astronom markýz Pierre Laplace se narodil v Normandii 28. března 1749. Pocházel z chudé rolnické rodiny. Od dětství projevoval značnou inteligenci. Přáním otce bylo, aby se ze syna stal duchovní, avšak Pierre v sobě objevil mimořádné nadání pro matematiku. Po ukončení benediktinské školy v 16 letech začal studovat na univerzitě v Caenu. Před ukončením studia se vydal s doporučujícím dopisem do Paříže. Vzhledem k svému nadání byl už ve svých 19 letech jmenován profesorem matematiky na pařížské vojenské škole. Díky svým úspěchům byl jmenován markýzem, byl členem Francouzské akademie věd, Královské společnosti v Londýně a Komise pro míry a váhy. Zabýval se zejména matematickou analýzou a teorií pravděpodobnosti. Pracoval také v oblasti nebeské mechaniky, vytvořil hypotézu o vzniku sluneční soustavy z rotující mlhoviny. Také studoval oběh Měsíce a tvar a rotaci Saturnových prstenců. Napsal velké množství významných knih, které ovlivnily budoucí generace vědců. Zemřel v Paříži ve věku 77 let, 5. března 1827.
Antoine Lavoisier (1743 - 1794)
Francouzský chemik Antoine Lavoisier, považovaný za otce chemie, se narodil 26. srpna 1743 v Paříži v rodině bohatého právníka. Také od mladého Antiona se očekávalo, že bude právníkem a že bude kráčet v otcových stopách. Vystudoval sice příslušnou školu a obdržel povolení vykonávat právnickou praxi, ale obrátil se na vědu a už v roce 1763 začal studovat geologii. V roce 1765 napsal a publikoval článek na téma, jak zlepšit pouliční osvětlení v Paříži. Proces hoření jej velmi zajímal. Objevil, že hoření spočívá ve slučování spalované látky s kyslíkem. Za uvedený článek a některé práce o zemědělství byl v roce 1768 - ve svých 25 letech - zvolen do Královské akademie věd.V témže roce se stal členem společnosti, která vybírala daně pro stát, za což od něho dostávala určitý podíl. Byla to práce velmi výnosná.
Lavoisier byl politický liberál. Byl přesvědčen o nutnosti sociální reformy ve Francii. Z těchto důvodů hrál aktivní roli v událostech předcházejících Francouzskou revoluci. Během revoluce zveřejnil zprávu o stavu francouzských financí.
Krátce po začátku revoluce začali někteří radikální žurnalisté vyčítat Lavoisierovi členství ve společnosti vybírající daně. 8. května 1794 byli všichni členové této společnosti zatčeni a uvrženi do vězení. Ihned byli obviněni a odsouzeni k popravě pod gilotinou. Když Lavoisier požádal o čas, aby mohl dokončit rozdělanou vědeckou práci, předsedající soudce mu odpověděl, že republika žádné vědce nepotřebuje. Jeho tělo bylo uloženo ve společném hrobě.
Germain Henri Hess (1802 - 1850)
Germain Henri Hess byl ruský chemik švýcarského původu, žijící v letech 1802 - 1850. Byl profesorem na univerzitě v Petrohradě, je považován za zakladatele termochemie. Jeho jménem byl označen druhý termochemický zákon (Hessův zákon).
Nicolas Léonard Sadi Carnot (1796 - 1832)
Sadi Carnot se narodil 1. června 1796 v Paříži jako nejstarší syn člena francouzské revoluční vlády. Narodil se v době nepokojů a nepořádku, který tehdy ve Francii byl. Křestní jméno dostal po středověkém arabském básníkovi.
Sadi měl dobrého učitele ve svém otci, který jej učil matematice a ostatním vědám, stejně jako jazykům a hudbě. Sadi projevil v tomto učení nadání a tak byl poslán na Lycée Charlemagne aby se připravil na zkoušky na Polytechnickou školu V Paříži. Tam nastoupil v roce 1812 v nejnižším možném věku 16 let. Mezi jeho učitele patřily takové osobnosti, jako Poisson a Ampere. Polytechniku ukončil v roce 1814. Pak nastoupil do École du Génie v Metzu, aby se na 2 roky věnoval vojenskému inženýrství. Vojenská kariéra mu však nevyhovovala. A tak začal navštěvovat kurzy v různých institucích, včetně Sorbonny. Začaly ho zajímat různé problémy v průmyslu, zejména se začal věnovat studiu teorie plynů. V roce 1821 se v německém Magdeburgu se seznámil s tehdejší novinkou, parním strojem a začal pracovat na matematické teorii tepla. První důležitou práci napsal v letech 1822-1823, kde hledal matematické vyjádření pro práci vykonanou 1 kilogramem páry. Tento článek však nikdy nepublikoval (rukopis byl objeven teprve roku 1966). V roce 1823 se vrátil s bratrem do Paříže. Tam, s bratrovou pomocí, napsal jedinou, avšak význačnou knihu o parních strojích, ve které mj. představuje tepelný režim těchto strojů, dnes nazývaný Carnotův cyklus. Teorii tepla se věnoval i později, i když politická situace nebyla nejlepší.
V roce 1832 Sadi Carnot onemocněl a ještě se zcela neuzdravil, když se v Paříži rozšířila cholera. Zemřel 24. srpna ve věku pouhých 36 let.
Rudolf Julius Emanuel Clausius (1822 - 1888)
Rudolf Julius Emanuel Clausius se narodil 2. ledna 1822 v Koslinu (Prusko, nyní Koszalin v Polsku). Pocházel z 18 dětí učitelské rodiny. V roce 1840 začal studoval berlínskou univerzitu (historie, matematika, fyzika). V roce 1848 získává Clausius doktorát za disertační práci o odrazu světla v atmosféře (snažil se mj. vysvětlit modrou barvu oblohy a původ barvy červánků). Clausius byl především učitelem. V letech 1855 - 1867 působil jako profesor na Politechnic Institute v Zurichu, poté v letech 1867 - 1869 na univerzitě ve Würzburgu a od roku 1869 v Bonnu.
Ve své době patřil k nejlepších německým fyzikům. V roce 1868 byl Clausius zvolen členem Královské společnosti. V roce 1879 získal Copleyovu medaili. Clausius je považován za zakladatele termodynamiky. Roku 1865 zavedl pojem entropie. Rudolf Clausius se v roce 1858 oženil s Adelheid Rimpamovou, která zemřela v roce 1875 při porodu. Podruhé se oženil v roce 1886 (Sophie Stacková). Rudolf Julius Emanuel Clausius zemřel 24. srpna 1888 v Bonnu.
William Thomson (1824 - 1907)
William Thomson se narodil 26. června 1824 v Belfastu v Irsku jako čtvrté dítě ze sedmi v rodině učitele. Jeho otec učil matematiku nejprve v Belfastu a později se stal profesorem matematiky v Glasgowě . Učil Williama matematiku v takovém rozsahu, která se nepřednášela a ni na britských univerzitách. A tak už roku 1834 mohl být – ve svých 10 letech – William zapsán na univerzitě v Glasgově. V roce 1941 vstupuje na Cambridskou univerzitu kterou ukončuje v roce 1845. V roce 1846 se uvolnilo na univerzitě v Glasgowě místo profesora přírodní filozofie (později nazývané fyzika). Williamův otec se snažil prosadit na toto místo svého syna. To se povedlo, a tak byl 22letý William jednohlasně na toto místo zvolen. Zde zůstal až do konce své kariéry.
Byl významným objevitelem v oblasti elektromagnetizmu. Také se věnoval významným výzkumům na poli termodynamiky. Vytvořil absolutní termodynamickou teplotní stupnici. Thomson došel k závěru, že musí existovat dolní hranice ochlazení těles, tj. přirozená teplotní nula. Zjistil, že tato absolutní nula odpovídá v Celsiově teplotní stupnici 273,15 °C.
Napsal 661 článků a měl 70 patentů. Vynalezl přístroje umožňující telegrafii. Zúčastnil se kladení podmořského kabelu mezi Evropou a Amerikou a také vyslal první telegram mezi těmito kontinenty. Za tuto činnost byl roku 1866 královnou Viktorií povýšen do šlechtického stavu a stal se z něho lord Kelvin z Largs (podle říčky Kelvin protékající Glasgowem podle jeho sídla).
V roce 1889 – ve věku 75 let – po 53 letech resignoval na své místo v glasgowské univerzitě. Zemřel 17. prosince 1907 v Netherallu, jeho usedlosti nedaleko Largs v hrabství Severní Ayrshire ve Skotsku. Byl pohřben ve Westminster Abbey v Londýně.
Ludwig Emanuel Boltzman (1844 - 1906)
Rakouský fyzik Ludwig Eduard Boltzman je jednou z velkých postav všech dob. Narodil se 20. února 1844 ve Vídni. Na rozdíl od jiných velikánů žil Boltzman už od mládí v jistotě a finančním zajištění, neboť jeho rodiče patřili ke střední třídě. To mu předurčovalo dobrou budoucnost a umožňovalo soustředění na studium.
Brzy po Ludwigově narození se rodina přestěhovala do hornorakouského Lince, kde Ludwig navštěvoval střední školu. Byl to dychtivý a ambiciózní student. Zajímal se o přírodu, sbíral motýly a studoval rostliny. Později začal studovat fyziku na univerzitě ve Vídni. Doktorát obdržel v roce 1866. Po 2 letech byl zvolen profesorem teoretické fyziky na univerzitě v Štýrském Hradci ve Štýrsku. Na tomto místě byl 4 roky a pak, v roce 1873 přijal místo šéfa matematiky ve Vídni. Ani zde dlouho nevydržel a po 3 letech přijal místo opět ve Štýrském Hradci, tentokrát byl jmenován do čela experimentální fyziky. V roce 1894 se Boltzman odstěhoval zpět do Vídně na místo profesora teoretické fyziky, které se uvolnilo po smrti jeho učitele Josefa Stefana. Příští rok však do Vídně přišel také Ernst Mach, Boltzmanův protivník a oponent. Pro pracovní neshody s ním se Boltzman v roce 1900 odstěhoval do Lipska. Avšak hned v následujícím roce 1901 musel Mach ze zdravotních důvodů opustit Vídeň. Boltzman se tedy hned následující rok vrátil do Vídně opět na místo profesora teoretické fyziky.
Boltzman vyjádřil v teorií plynů základní rozdíl mezi pochody mechanickými a tepelnými. Mechanické pochody jsou v podstatě vratné, každý může probíhat i v obráceném směru.. Tepelné pochody jsou tak nevratné. Je spoluobjevitelem Stefanova-Boltzmanova zákona o intenzitě vyzařování a objevitelem zákona záření černého tělesa. Byl mj.členem rakouské, italské, německé, švédské Akademie věd a členem královské společnosti v Londýně.
Boltzman byl kritizován četnými prominentními představiteli vědy a došlo k vleklým sporům. Ve stáří se mu navíc zhoršilo zdraví a trpěl depresemi. Dne 5. září. 1906 spáchal sebevraždu. Oběsil se na dovolené nedaleko Terstu, zatím co jeho žena a dcera plavaly v moři . . . Jen několik málo let po jeho smrti změnila světová odborná veřejnost radikálně svůj postoj k němu. To však bylo pro Boltzmana příliš pozdě.
Josiah Willard Gibbs (1839 - 1903)
Josiah Willard Gibbs byl americký matematik a fyzik, který přispíval hodně do teoretického základu chemické termodynamiky. Jako matematik a fyzik byl vynálezce vektorové analýzy. Byl jeden z prvních teoretických fyziků v Americe. Gibbs byl jmenován profesorem fyziky a chemie a je po něm pojmenovaná veličina – Gibbsova energie.
Hermann von Helmholtz (1821 - 1894)
Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz (31. srpen 1821 Postdam, Prusko 8. září 1894 Charlottenburg, Prusko) byl německý fyziolog, lékař, matematik, fyzik, meteorolog a filozof. Patří k nejvýraznějším osobnostem vědy 19. století, zasáhl svým dílem do mnoha oborů přírodních věd, byl proto přiléhavě nazýván „Říšským kancléřem vědy“ (Reichskanzler der Physik).
Úlohy
Úloha 1:
Podle periodické tabulky prvků a hodnoty protonového čísla zjistěte o jaké prvky se jedná. Značky těchto prvků zapište za sebe. Dostanete tak „jméno významného chemika v oblasti termodynamiky“. Dále napište, v čem je jeho hlavní přínos pro chemii.
Úloha 2:
Vyluštěním následujícího rébusu získáte letopočty, ve kterých výše zmiňovaný chemik žil.
Žil tedy necelých ALPNTAI let.
Úloha 3:
Obrázková hádanka
Tajenkou je označení pro hypotetickou látku, která podle této teorie způsobuje hoření látek. Její stoupenci byli přesvědčeni, že tvoří součást hořlavin a hořením se z ní uvolňuje. V době, kdy byl objeven vodík, panoval mezi stoupenci této teorie názor, že právě to je hledaný viz tajenka. Dnes víme, že hoření je jev právě opačný, tedy slučování jednodušších látek s kyslíkem. Tato teorie je bývalá chemická teorie, kterou v roce 1667 publikoval Johann Joachim Becher. Jejím základem byl předpoklad látky zvané viz tajenka, která způsobuje hoření. Po jejím spálení měl zůstat nespalitelný zbytek calx. Na konci 18. století A. L. Lavoisier vysvětlit podstatu hoření jako oxidaci a Becherovu teorii vyvrátil.
Návod k luštění: K textům z dolní tabulky je třeba v horní sestavě obrázků vyhledat takové, které k nim logicky patří a vytvářejí tak související dvojice. Do prázdného políčka pod obrázkem se vždy napíše takové písmeno z vybraného obrázku z horní skupiny, které je uvedeno v tabulce. Těchto 9 doplněných písmen přečtených po řádcích vytvoří tajenku. Obrázek k redukujícímu cukru je již škrtnut a jeho 1. písmeno je napovězeno.
