Josiah Willard Gibbs

J. Willard Gibbs
Vikipedi, özgür ansiklopedi


Josiah Willard Gibbs

Josiah Willard Gibbs (d. 11 Şubat 1839 New Haven, Connecticut - ö. 28 Nisan 1903 New Haven, Connecticut) Amerikalı bilim insanı. Fizik, kimya, matematik ve makina mühendisliğitermodinamiğin ve kurucusu sayıldığı fiziksel kimyanın teorikvektör hesabını geliştirdi. 1863'te Amerika Birleşik Devletleri üniversitelerinde mühendislikdoğa bilimleri dalında verilen ikinci doktor ünvanının sahibi oldu ve kariyeri boyunca doktorasını yaptığı Yale Üniversitesi'nde çalıştı. alanlarında çalışan Gibbs, klasik temellerini ortaya koydu. Matematikçi olarak diğer alanlardaki çalışmalarının da katkısıyla alanında verilen ilk,
Gibbs'in çalışmaları sayesinde, termodinamiğin ikinci yasası sadece buhar makinalarınakimyasal, elastik, elektrokimyasal, elektromanyetik vb. sistemlere de uygulanabilir hale gelir. uygulanabilir olmaktan çıkar ve

Hayatı

Doktora öncesi

J. Willard Gibbs 11 Şubat 1839 tarihinde Connecticut eyaletine bağlı New Haven'da A.B.D.'ye 17. yüzyılda göç etmiş bir ailenin 6. kuşağı olarak dünyaya geldi. Yale'de kutsal metinler profesörü olan Josiah Willard Gibbs Sr. ve Mary Anna Van Cleve Gibbs'in beş çocuğundan biri ve tek oğludur.
Üniversite'ye Hopkins Grammer School, New Heaven'da hazırlanan Gibbs, 1854 yılında Yale'e lisans eğitimi için kabul edildi. 1858'deki mezuniyetine kadar matematik ve Latincedeki. Mezuniyet sonrası akademik çalışmalarına devam etti ve 1863 ya da 1866 yılında doktor ünvanını yine aynı üniversiteden makina mühendisliği alanında aldı. Gibbs'in doktorayı bitirdiği sene, A.B.D.'de doktora programları henüz iki senedir açıktı. Bu durumunda da etkisiyle ülke tarihinde bütüm fen bilimlerinde ikinci, mühendislikte verilmiş ilk doktora derecesinin sahibi olan bilim adamıdır. başarısı nedeniyle çeşitli ödüllerin de sahibi oldu
Doktora sonrası Yale'de okutman olarak bir dönem ya da üç yıl geçiren Gibbs, bu zaman zarfında, ilk iki senesinde Latince son senesinde ise fizikya da doğa felsefesi dersleri verdi. 1866 yılında iki kız kardeşi ile beraber Avrupa'ya gitmek üzere New Heaven'dan ayrıldı.

Avrupa seyahati

İlk önce bir süre Paris'te kalan Gibbs, sonraki sene Magnus'un ve diğer fizikçi ve matematikçilerin derslerine katıldığı Berlin'e geçti. Son iki senesini Helmholtz ve Kirchoff'unHeidelberg'de geçirdikten sonra 1869'da New Heaven'a geri döndü. Akademik kariyerinin gelişiminde kısa Avrupa seyahatinin etkisinin mühendislik eğitimine nazaran belirleyici olduğu söylenebilir.

Akademisyen yılları

Avrupa seyahatinden iki sene sonra, 1871'de, henüz ilk bilimsel makalesini yayımlamamışkenmatematik fiziği profesörlüğü görevine kabul edildi. Kariyerinin ilk dokuz senesinde maaş almadan çalıştı ve diğer üniversitelerden gelen teklifleri de reddetti. 1873'te önemli makalelerinden ilki "Akışkanlar termodinamiğinde grafik yöntemleri"ni ve ikincisi "Maddelerin termodinamik özelliklerinin geometrik anlatımı için bir method"u yayımladı. Bu makalelerle Gibbs, matematik fiziği alanındaki uzmanlığını bilim dünyasına gösterirken, o iki bölüm halinde 1876 ve 1878 yıllarında yayımlanacak olan "Heterojen maddelerin dengesi üzerine"yi hazırlıyordu. Kimyasal tepkimenin enerjisi ile ısıteorilere göre çok daha iyi bir şekilde açıklayan bu makaleuzun bir süre hak ettiği ilgiyi görmedi, ta ki 1892'ye dek. Yale'de vefaatine kadar sürdüreceği enerjisinin bağlantısını selefi
1892'de Ostwald tarafından Almancaya, 1899'da Le Chatelier tarafından Fransızcaya çevrilen makalesi kendisine Avrupa'da hakkettiği ünü sağladı. Yayımladığı son çalışması 1902 yılında yayımladığı "İstatiksel mekaniğin temel prensipleri" olan Gibbs, ölmeden önce heterojen denge konusunda çalışmaya devam ediyordu.

Kariyeri

Willard Gibbs içine kapanık, yanlız çalışmayı seven ve titiz bir bilim insan olarak tanımlanır. Yakınlarınca anlatılan en belirgin özelliği mütevazi kişiliğidir. Çalışmaları ve kendisi hakkında konuşurken ki alçakgönüllülüğü onlara bilim dünyasındaki yerinin tam olarak farkında olmadığını düşündürecek kadar fazladır. Halbuki Gibbs'in mütevaziliği akademik tarzı ile son derece örtüşmektedir. Bumsted onun bu tavrını çalışmaları ile arasında duygusal bir bağ kurmamasına ve onları savunmak ya da önemini anlatmak zorunda kalmayacak kadar rafine bir hale gelince yayımlamasına bağlar. Gibbs'in eserleri kendi başlarına ayakta kalacak kadar sağlamdır.
Ostwald, Gibbs'in tarzını klasik teorisyenliğin en uç noktası olduğunu belirtmiştir. Ona göre bir klasik teorisyen az sayıda konuyla son derece titizce ilgilenir, fikir alışverişine fazla önem vermez, çalışmaları ile ilgili söylediği ilk söz genelde son sözüdür. Çünkü çalışmasının son halidir. Genellikle bu rafine çalışma muadillerine göre uzun süre gündemde kalacak kalitede olur. Gibbs'in tüm kariyerinde bu tanımlamanın izlerini görmek mümkündür.

Çalışmaları

Entropi

"Akışkanlar termodinamiğinde grafik yöntemleri" ve "Maddelerin termodinamik özelliklerinin geometrik anlatımı için bir method" isimli makalelerinde termodinamik kurallarının algılanmasını geliştirecek metodları araştıran Gibbs mekanik modellerin kavramları tam olarak anlatabildiğine inanmıyordu. Bu nedenle ilk çalışmaları geometrik gösterimler üzerine incelemelerdi. Bu makalelerinde ilk defa kullanılan grafiklerden en temeli sıcaklık - entropihacim - basınç diyagramındaki gibi, herhangibir çevrimin alanı ısısı ya da işi ile doğru orantılıdır. Belirli nedenlerden dolayı özellikle buhar makinalarında ilk diyagrama göre daha fazla uygulama alanı bulmuştur. diyagramıdır. Halihazırda yaygın bir şekilde kullanılan tıpkı
Entropi ile ilgili olarak geliştirdiği bir diğer diyagram hacim - entropi diyagramıdır. Bu gösterim maddelerin ısı ya da iş gereksinimleri değil de kimyasal özellikleri incelendiği zaman faydasını gösterir. Çünkü entropi de hacim de niceliğe bağlı özelliklerdir, madde miktarı ile değişiklik gösterirler. Örneğin hacim - entropi diyagramını kullanmadan su benzeri en yüksek hacmine sıvı halinde ulaşan maddelerin fazlarının gösterimi mümkün değildir.

Termodinamik

Kimyasal enerji ve ısı enerjisi arasındaki bağlantı Gibbs'in Heterojen maddelerin dengesi üzerine. Gibbs, tek bir makale ile, şimdi fiziksel kimya dediğimiz alanın ana hatlarını neredeyse hatasızca çizdi. Van't Hoff'un seyreltik çözeltiler ve gazlarHelmholtz'un (şu an Gibbs - Helmholtz denklemi olarak adlandırılan) galvanik pil üzerine çalışmalarını bu eserler ortaya çıkmadan yıllar önce Gibbs'in makalesinde görmek mümkündür. Makalesinin matematik altyapısı yaşadığı devrin kimyagerleri için karmaşıktır. Bu nedenle içeriğinin önemi yıllar sonra fark edilebilmiştir. Lord Rayleigh'ın çalışmanın çok yoğun olduğu ve daha açıklayıcı yeni bir yayıma ihtiyaç duydukları ve makaleyi mevcut haliyle sadece yazarının anlayabileceğine ilişkin yorumuna makalenin en büyük problemin tam tersine onun fazla uzun olması olduğu karşılığını vermiştir.

Gibbs faz kuralı

Heterojen sistemlerle bağlantılı olarak geliştirdiği faz kuralı çalışmalarının en sadelerinden ve en önemlilerinden biridir. Kimyasal bileşenlerin sınıflandırılmasında önemli rol oynayan bu kural, aynı bileşenlerin kararlılıkları konusunda da fikir verir. Demir ve çelik metalurjisinin temel taşı olan faz diyagramlarının çizilebilmesini sağlar.

Vektör hesabı

Gibbs'in kimyadaki başarılarının yanı sıra, matematiğe katkıları da azımsanamayacak boyuttadır. Yale'deki matematik fiziği derslerinde, özellikle elektrik teorisi ve manyetizma'nın netlikle açıklanabilmesi için vektör cebrine olan ihtiyacı fark eden Gibbs günümüzde de kullanılan vektör hesabını geliştirdi.

İstatistiksel mekanik

Son çalışması The elemantary principles of statistical mechanics yüksek serbestlik derecesine sahip sistemlerin açıklanması üzerineydi.

Diğer çalışmaları

Gibbs'in çalışmalarının teorik altyapısı probleme geniş bir pesfektiften yaklaştığı için pek çok alana uygulanabilir. Bu temelden yola çıkarak kolloid bilimi, peroksitlerin gaz yoğunlukları , elektrokimya konularında makaleler kaleme almıştır. Yine 1882 - 1889 yılları arasında ışığın elektromanyetik teorisi ile ilgili yayımladığı 5 makale temelini önceki çalışmalarından alır. Günümüzde Gibbs - Konowalow Kanunu denilen, seyreltilen bir karışımın gaz basıncının değişim yönünün, derişimin değişim yönü ile aynı olduğu olgusu yine bu makalelerde görülebilir.
Bu çalışmalarının yanı sıra meslektaşlarının isteği üzerine çalışmalarda da bulunmuştur. Edwin Wilson, Gibbs'in 1894 yılında Amerikalı bilimadamı Samuel Langley'nin yardım isteği üzerine süzülme sırasında etki eden kuvvetler hakkında çalıştığını belirtmektedir.

Eğitimciliği

Ostwald'ın tanımı Gibbs'in eğitimciliğinde de kendini gösterir. Tüm akademik kariyeri boyunca ancak yüze yakın doktora öğrencisi olan Gibbs'in öğrencileri ile olan ilişkisi de mesafelidir. Ona göre verdiği derslerin zorluğu, kapsamı veya öğrencilerin temeldeki eksikleri onların problemidir ve kendilerini derse hazırlamaları gerekmektedir. Bu nedenle bazı öğrencileri onun bu tarzından şikayet ederken, bir kısmı ise kendine has tarzı olan ve zekasının büyüsüne kapılan herkese ilham veren biri olarak tanımlar. Onun bu kendine yeter tarzı bilimsel yaklaşımını devam ettirecek öğrenciler bulmasına, bir akım oluşturmasına engel olmuştur. Doktora öğrencileri bile çalışmalarını son birkaç rötuşa kadar kimseyle paylaşmadığını, öğrencilerinin onu gerçek anlamıyla çalışırken asla göremediğini belirtirler.

Kişiliği

Gibbs'in mütevazi kişiliği yakınlarınca anlatılan en belirgin özelliğidir. Çalışmaları ve kendisi hakkında konuşurkenki alçakgönüllülüğü bilim dünyasındaki yerinin tam olarak farkında olmadığını düşündürecek kadar fazladır.

Ödülleri

Başarılarla dolu kariyerinde aldığı sayısız takdirler arasında Connecticut Bilim ve Sanat Akademisi, Amerikan Bilim ve Sanat Akademisi, Britanya Kraliyet Enstitüsü, Cambridge Felsefe Topluluğu, Londra Kraliyet Topluluğu, Berlin Prusya Kraliyet Akademisi, Fransız Enstitüsü, Londra Fizik Topluluğu, Bavyera Bilim Akademisi ve Amerikan Matematik Topluluğu sayılabilir.
Aldığı ödüller arasında 1881'de Boston Amerikan Üniversitesi tarafindan Rumford Madalyası'na, 1901 yılında döneminin en prestijli bilim ödülü sayılabilecek Copley Madalyası'na. layık görülmüştür

Etkileri

Willard Gibbs'i meslektaşlarından ayıran en büyük özelliği termodinamiği kimsenin ulaşamadığı farklı bakış açısı ile ele alması ve sayısız termodinamik prensibi tek başına keşfetmesidir. Tam manasıyla kimyager olmamasına rağmen teorik kimya alanına bir tek çalışmayla en fazla katkıyı yapan Amerikalıdır.

Anma

1910 yılından beri Amerikan Kimya Topluluğu'nun Şikago Bölümü yılın en iyi makalesinin sahibine Gibbs Madalyası vermektedir. Yale, 1934'ten beri adını yaşatmak için Gibbs matematik profesörü ünvanını saygın akademisyenlerine sunmaktadır