Бенуа Поль Эмиль Клапейрон

Бенуа Поль Эмиль Клапейрон

Бенуа Поль Эмиль Клапейрон (фр. [klapɛʁɔ̃]; 26 января 1799 г. – 28 января 1864 г.) — французский инженер и физик, один из основоположников термодинамики. Он известен разработкой уравнения состояния идеального газа.

Жизнь

Родившийся в Париже, Клапейрон учился в Политехнической школе (École polytechnique), которую окончил в 1818 году. Он также учился в Горной школе (École des mines). В 1820 году он и Габриэль Ламе отправились в Санкт-Петербург преподавать и работать в местном институте путей сообщения. Он вернулся в Париж только после Июльской революции 1830 года, руководя строительством первых железнодорожных линий, соединявших Париж с Версалем и Париж с Сен-Жерменом. Сводные братья Стефан Мони и Эжен Флаша участвовали в этом проекте, который финансировался Адольфом д'Эйшталем, Ротшильдом, Огюстом Тюрнейссеном, Сансоном Давилье и братьями Перейр. Клапейрон привез свои чертежи паровых машин в Англию в 1836 году, чтобы найти производителя, и заключил контракт с компанией Sharp, Roberts and Co.

С 1844 по 1859 год Клапейрон был профессором в Школе мостов и дорог (École des Ponts et Chaussées).

Клапейрон женился на Мелани Базен, дочери Пьера-Доминика Базена (математика и инженера путей сообщения) и старшей сестре Пьера-Доминика (Адольфа) Базена (инженера-железнодорожника) и Франсуа Ашиля Базена (маршала Франции).

Работа

В 1834 году он внес свой первый вклад в создание современной термодинамики, опубликовав доклад под названием Mémoire sur la puissance motrice de la chaleur («Мемуар о движущей силе теплоты»), в котором развил труды физика Николя Леонарда Сади Карно, умершего двумя годами ранее. Хотя Карно разработал убедительный анализ обобщенной тепловой машины, он использовал громоздкую и уже вышедшую из моды теорию теплорода.

Клапейрон в своем мемуаре представил работу Карно в более доступной и аналитической графической форме, изобразив цикл Карно в виде замкнутой кривой на индикаторной диаграмме, графике зависимости давления от объема (названном в его честь графиком Клапейрона). Анализ Карно, выполненный Клапейроном, получил более широкое распространение в 1843 году, когда Иоганн Поггендорф перевел его на немецкий язык.

В 1842 году Клапейрон опубликовал свои выводы об «оптимальном положении поршня, при котором должны открываться или закрываться различные клапаны». В 1843 году Клапейрон дополнительно развил идею обратимого процесса, уже предложенную Карно, и дал окончательную формулировку принципа Карно, известного ныне как второе начало термодинамики.

Эти основы позволили ему существенно расширить работы Клаузиуса, включая формулу, известную ныне как уравнение Клаузиуса — Клапейрона, которое характеризует фазовый переход между двумя фазами вещества. Он также рассматривал вопросы фазовых переходов в том, что позже стало известным как задачи Стефана.

Клапейрон также работал над характеристикой идеальных газов, равновесием однородных твердых тел и расчетами статики неразрезных балок, в частности теоремой трех моментов (теоремой Клапейрона).

Награды

- Член Академии наук (Académie des Sciences), (1858).

- Улица Рю Клапейрон в 8-м округе Парижа (здесь) названа в его честь.

- Его имя входит в число 72 имен, начертанных на Эйфелевой башне.

Публикации

- Clapeyron, E. (1834). "Mémoire sur la Puissance Motrice de la Chaleur". Journal de l'École Royale Polytechnique (на французском языке). Vingt-troisième cahier, Tome XIV. Paris: De l'Imprimerie Royale: 153–190.

- Clapeyron, E. (1837). Taylor, Richard (ed.). "Memoir on the Motive Power of Heat" . Scientific Memoirs. 1: 347 – через Викисокровища. [scan ] (источник: Интернет-архив)