Julius Robert von Mayer

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie
Julius Robert von Mayer

Julius Robert von Mayer (25. novembra 1814 Heilbronn - 20. marca 1878 Heilbronn bol nemecký lekár a fyzik, jeden zo zakladateľov termodynamiky.

Ako prvý formuloval zákon zachovania energie, zaoberal sa premenami energie a stanovil tepelný ekvivalent mechanickej energie. Opísal proces prebiehajúci v živých organizmoch (dnes známy ako oxidácia) ako primárny zdroj energie všetkých organizmov. Pretože nebol profesionálny fyzik, boli jeho výsledky dlho prehliadané a priorita v objave mechanického ekvivalentu tepla bola prisudzovaná Joule.

Život[upraviť | upraviť zdroj]

Julius Robert von Mayer sa narodil 25. novembra 1814 v Heilbronne (južné Nemecko) v rodine lekárnika. Po ukončení gymnaziálnych štúdií študoval medicínu na univerzite v Tübingene.Za účasť na zakázaných študentských schôdzkach bol uväznený (1837). V žalári vyhlásil hladovku a po šiestich mesiacoch ho prepustili. Potom odišiel do Mníchova a odtiaľ do Viedne. V roku 1838 mu povolili vrátiť sa do vlasti. V tom istom roku vykonal skúšky, obhájil doktorskú dizertáciu a dosiahol titul doktora medicíny. Svoje vzdelanie si doplňoval na klinikách v Mníchove, Viedni a v Paríži. Lekársku prax začal Mayer ako lodný lekár na lodi „Java“, s ktorou podnikol plavbu do Indonézie na ostrov Jávu. Tu pri liečení námorníkov, pri púšťaní krvi zo žíl, spozoroval, že krv v ich žilách je svetlejšia než krv ľudí žijúcich vo vyšších zemepisných šírkach (Java leží na 8. stupni južnej zemepisnej šírky). Spočiatku myslel, že poškodil žilu. Avšak miestny lekári ho informovali, že takáto jasná farba krvi sa pozoruje u ľudí v trópoch vždy. Všimol si tiež veľkú pohyblivosť domorodcov. To bola veľká udalosť v živote J.R. Mayera, lebo sa stala východiskom jeho plodnej bádateľskej činnosti.

Bádateľská činnosť[upraviť | upraviť zdroj]

Mayer sa hneď pokúsil vysvetliť tento jav tým, že v teplých krajoch sa okysličuje (zhorí) menšie množstvo potravín na udržanie normálnej telesnej teploty, než v krajoch chladnejších. Ďalej zistil, že čím človek intenzívnejšie pracuje, tým viac potravy potrebuje. Podľa jeho vlastných slov ho bleskovo napadla určitá myšlienka. Porovnal dva javy: v jednom prípade zväčšenie množstva okysličujúcej sa potravy na zvýšenie teploty v ľudskom tele, v druhom prípade intenzívnejšie okysličovanie pri práci človeka.

Závery[upraviť | upraviť zdroj]

Mayer z toho urobil znamenitý záver: Pretože teplo a práca sa získavajú jednou cestou, a to na účet chemických reakcií v organizme, teplo a práca sa môžu navzájom premieňať. Táto myšlienka bola prvým krokom pre zistenie zákona zachovania a premeny energie. Odvtedy Mayer všetky tvorivé sily venoval dokázaniu tohto veľkého prírodného zákona.

Publikácie[upraviť | upraviť zdroj]

Výsledky svojho bádania uverejnil vo viacerých článkoch. Svoju prvú prácu už z roku 1841 O kvantitatívnom a kvalitatívnom určení síl poslal redaktorovi časopisu Annalen der Physik (Fyzikálne anály) Poggendorffovi. Prácu však neuverejnili ani nevrátili autorovi, hoci o to žiadal. Rukopis neskôr našli v Poggendorffových spisoch po jeho smrti a uverejnené boli až roku 1881. Druhá Mayerova práca Poznámky o silách neživej prírody vyšla tlačou v roku 1842 v časopise Annalen der Chemie und Pharmacie (Chemické a farmaceutické anály). Časopis vydával známy nemecký chemik Liebig. Tu Mayer formuluje svoju základnú myšlienku o vzájomných premenách kvalitatívne odlišných foriem energie. Pod „silou“ rozumie mieru mechanického pohybu v leibnizovskom zmysle. Cieľom práce je vyjasniť pojem síl a ich vzájomných premien. „Sily sú príčiny, teda možno na ne uplatniť axiómu: príčina sa rovná účinku.“ Základnou vlastnosťou síl je ich nezničiteľnosť. Druhá vlastnosť príčin je ich schopnosť nadobúdať rozličné formy. „Príčiny sú objekty (kvantitatívne) nezničiteľné a (kvalitatívne) schopné premeny.“ V tejto práci uverejnil aj odvodenie číselnej hodnoty mechanického ekvivalentu tepla.
Ďalej si Mayer všíma nízku účinnosť parných strojov. V tejto súvislosti vyslovil názor, že v strojoch by bolo výhodnejšie meniť chemickú energiu paliva napr. na elektrickú a len potom na mechanickú prácu.
Mayer sa veľmi znepokojoval tým, že jeho myšlienky ostávali vo vedeckom svete nepovšimnuté. Preto napísal novú prácu Organický pohyb v súvise s látkovou výmenou, v ktorej zreteľnejšie formuluje svoje závery. Vyjadril tu svoju konečnú formuláciu zákona zachovania a premeny energie.
V druhej časti diela sa Mayer zaoberá otázkou základného zdroja energie na Zemi. Týmto zdrojom je Slnko. Ako zásobník slnečnej energie na Zemi sú rastliny. Všíma si mechanizmu pohlcovania slnečnej energie rastlinami. Od rastlín Mayer prechádza na živočíchy. Odmieta názory Liebiga a iných, podľa ktorých procesy v živom organizme sa dejú, vďaka existencií „životnej sily“.
Mayer má iné vysvetlenie pre zdroje mechanických a tepelných a tepelných efektov živého organizmu: „Pri prijímaní potravy a kyslíka v organizme stále prebieha chemický proces a jeho výsledkom sú mechanické a tepelné efekty.“ V práci z roku 1848 K otázke o nebeskej dynamike sa Mayer snaží objasniť zo zákona zachovania a premeny energie zdroj energie slnečného žiarenia. Podľa jeho mienky, spotreba slnečnej energie pri vyžarovaní sa kompenzuje energiou meteoritov padajúcich na Slnko. Pripúšťa, že slnečné žiarenie je spojené s úbytkom hmotnosti Slnka. Iste pozoruhodná myšlienka, pretože podľa najnovších vedeckých poznatkov skutočne dochádza pri vyžarovaní k úbytku hmotnosti Slnka, a to pri tvorbe hélia z vodíka v termonukleárnej jadrovej reakcii.
V tých časoch vysvetľovali tepelné, elektrické a magnetické javy pomocou nevážiteľných tekutín, tzv. fluid. Mayer vystúpil proti fluidovým teóriám. Tvrdil, že nejestvujú žiadne „nehmotné hmoty“.

Obrana prvenstva[upraviť | upraviť zdroj]

Zistenie zákona zachovania a premeny energie Mayerovi spočiatku neprinieslo uznanie. Naopak malo pre neho tragické následky. Jeho práca z roku 1841 nebola známa a tak isto brožúra z roku 1845 zostávala dlho takmer nepovšimnutá. Roku 1847 sa objavil v časopise parížskej Akadémie vied Comptes Rendus (Doklady) referát od Joula o určení mechanického ekvivalentu tepla, v ktorom nebolo ani zmienky o Mayerovom objave. Anglickí fyzici pokladali za prvého objaviteľa zákona zachovania a premeny energie Joula. Veľmi sa cenili aj práce Boltzmannove, no o Mayerovi sa jednoducho nič nevedelo. Mayer sa pokúsil obrániť svoje prvenstvo objavu zachovania a premeny energie. Poslal do Dokladov správu o svojich prácach, ktorá vyšla tlačou v roku 1848. Na to v tom istom časopise Joule odpovedal, že Mayerove vyčíslenie ekvivalentu tepla nie je originálne, pretože nezávislosť merného tepla plynu pri konštantnom objeme od jeho objemu, na čo sa opieral pri svojich výpočtoch Mayer, dokázal on, Joule. Ďalej uvádza, že Mayer len predpovedal jestvovanie určitého číselného vzťahu medzi teplom a prácou, avšak dokázal ho len Joule. V nasledujúcom zväzku Comptes Rendus (29.) Mayer vyvracal Joulove tvrdenie a uvádza, že pri svojich výpočtoch vychádzal z prác Gay-Lussacových, ktorý ešte v roku 1807 dokázal nezávislosť merného tepla plynu pri konštantnom objeme od jeho objemu. Tým sa akademická polemika o prioritu v Comptes Rendus prerušila.
Pri obrane prvenstva sa začalo proti Mayerovi štvať zo strany miestnych učencov. Dokonca mu odmietli vytlačiť jeho práce. Toto a k tomu nedobré vzťahy v rodine, kde už dlhšie pozorovali jeho nie vždy normálne správanie, vyvolali nervovú poruchu, ktorá v roku 1850 viedla aj k pokusu o samovraždu. Vyskočil z okna a po niekoľkých mesiacoch liečenia zostal celý život chromý. V jeseni roku 1851 Mayer ochorel na zápal mozgu a po chorobe ho príbuzní dali do ústavu choromyseľných, neskôr do psychiatrickej nemocnice sa strašným denným režimom, kde strávil celý rok v hroznom telesnom i duševnom utrpení. Keď ho v roku 1853 prepustili, zostal celkom zabudnutým. Dokonca sa rozšírila správa, že zomrel v ústave pre choromyseľných.
V roku 1862 sa Mayer pokúsil vrátiť znovu k vedeckej činnosti. Jednako posledné roky života už nič podstatného nepridali k jeho bádateľskej práci.

Uznanie[upraviť | upraviť zdroj]

Na obranu Mayerových vedeckých zásluh vystúpili niektorí vedci (Liebig, Tyndall, Clausius) až po rok 1850. Mayerove životné dielo ocenil aj Helmholtz. V príspevku o vzájomnom pôsobení síl prírody píše: „Prvý správne pochopil a formuloval zákon zachovania energie nemecký lekár v Heilbronne Julius. Robert Mayer v roku 1842“. V roku 1858 Mayera zvolili za čestného člena Bazilejskej spoločnosti prírodovedného výskumu.
V roku 1867 vyšli zobrané práce Mayerove Die Mechanik der Wärme in Gesamelten Schriften von Robert Mayer.

Zdroje[upraviť | upraviť zdroj]

http://referaty.atlas.sk/prakticke-pomocky/zivotopisy/116/?print=1