Julius Robert von Mayer

« Peu après 1850, l'importance de son travail fut généralement reconnue, juste au moment de sa crise la plus grave.En 1859, celui que Liebig avait appelé en 1858 "le père de la plus grande découverte du siècle" devint membre del'Académie des Sciences de Bavière et docteur honoris causa à Tübingen.

En automne 1877, il contracta latuberculose et mourut paisiblement le 20 mars 1878. Rudolf Clausius poursuit les travaux de Mayer.

Tout d'abord, il se consacre à la théorie mathématique de l'élasticité.Son travail, décisif pour le développement du principe de l'énergie "sur la force motrice de la chaleur et les lois quien découlent pour la chaleur elle-même", parut en avril 1850.

Il y attaque la conclusion particulière du principe deCarnot, selon lequel, dans une machine à vapeur, le travail serait fourni exclusivement par le passage de la chaleurde la chaudière chaude dans le condenseur froid, sans dépenses de "caloriques".

Clausius lui-même ne considéraitpas encore, au commencement de son travail, la théorie du calorique comme réfutée de manière convaincante.

Avrai dire, depuis quelque temps, des faits toujours plus nombreux avaient été révélés, qui semblaient indiquer que lachaleur n'est pas une matière, et depuis les expériences de Joule, "il était presque certain" qu'il existe entre lachaleur produite et le travail dépensé une relation proportionnelle.

C'est pourquoi il prit à tâche de développer leprincipe de Carnot en se fondant sur la supposition que la production d'un travail mécanique exige non pas unemodification de la répartition de la chaleur (transport du corps chaud au corps froid), mais une dépense de chaleur.Le premier point d'appui expérimental était, à ses yeux, le calcul de l'équivalent mécanique de la chaleur par Robertvon Mayer, en 1842.

C'est la conjonction de celui-ci avec la loi de Carnot, dans le "deuxième principe de lathermodynamique", qui représente l'aboutissement capital de son travail : Helmholtz, dans son éloge nécrologique du11 janvier 1889, l'appelle "l'une des créations non seulement les plus importantes, mais aussi les plus surprenanteset les plus originales de la physique ancienne et nouvelle", car cette "deuxième proposition principale" prétend à unevalidité générale, indépendamment de toute variété de la matière. Depuis 1800 environ, on opposait à la théorie alors courante de la chaleur phlogistique l'opinion que la "chaleur" estun mouvement des molécules.

En 1827, à Londres, le botaniste Robert Brown avait découvert le "mouvementbrownien" ; mais pendant des années son interprétation moléculaire ne fut pas admise.

C'est sans tenir compte decette découverte qu'Auguste Karl Krönig et, à partir de 1857, Clausius, élaborèrent la théorie cinétique des gaz.

Cefut encore, comme pour Mayer, l'expérience de Gay-Lussac qui servit de base : l'énergie interne d'un gaz idéal nedépend pas du volume qu'il occupe.

Les molécules sont considérées comme des boules qui se déplacentrectilignement, aussi longtemps qu'elles ne se heurtent pas à d'autres molécules ou aux parois du vase.

La pressiond'un gaz est définie comme une conséquence mécanique de ces chocs moléculaires : il faut donc qu'il y ait unrapport précis entre la pression et l'énergie cinétique moyenne.

Il s'ensuit, avec la loi Boyle-Mariotte-Gay-Lussac,démontrée expérimentalement, que l'énergie cinétique de la molécule de gaz est proportionnelle à la températureabsolue En outre, on aboutit à la loi d'Avogadro.

L'énergie calorique, ou énergie interne, d'un gaz est donc l'énergiecinétique de la molécule de gaz.

Clausius fit même déjà état des rotations et vibrations internes de la moléculecomposée de plusieurs atomes.

Certes, il ne réussit pas à calculer ces quantités d'énergie par les déviations de la loiBoyle-Mariotte, mesurées par Regnault : nous savons aujourd'hui que seule la théorie des quanta pouvait apporter làune solution.

Le progrès décisif réalisé par Clausius consiste dans la représentation cinético-énergitique de la naturedes états d'agrégation et de leurs transformations.

La justification de la notion du "nombre des chocs" et du libreparcours moyen, fit taire les dernières objections contre la nouvelle théorie, surtout lorsque Clausius put prouverque, malgré de grandes vitesses moléculaires, la vitesse de diffusion, de même que la conduction calorifique desgaz, est petite.

C'est Maxwell qui parvint, peu d'années plus tard, à calculer la grandeur absolue du libre parcoursmoyen et de la répartition de vitesse.. »