Sunday, February 2, 2014

gibbs 向量分析 以圖解的方式來研究熱力學,嚴謹地推導出 大量的熱力學公式,引進化學勢處理熱力學的問題等,他還提出了三維相圖,令馬克斯威爾讚賞不已

向量分析


以圖解的方式來研究熱力學,嚴謹地推導出 大量的熱力學公式,引進化學勢處理熱力學的問題等,他還提出了三維相圖,令馬克斯威爾讚賞不已


吉布斯 Josiah Willard Gibbs

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吉布斯 Josiah Willard Gibbs
國立彰化師範大學物理學系研究所許嘉榕研究生/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

吉布斯〈1839-1903〉在熱力學及統計學方面都貢獻良多,將熱力學第二律應用到化學上,奠定了化學熱力學的基礎,提出「自由能」和「吉布斯統計 理論」等,在數學方面他創立了「向量分析」並將其融入數學物理;此外他也研究天文學、光的電磁理論和傅立葉級數等,1901年他榮獲科學界最高獎項「科普利獎章」。
吉布斯於1839生於美國康乃狄克州,他的父親在耶魯大學神學院擔任文學教授,個性內向靦腆,成績還不錯,15歲進入霍普金斯學校學習了4年,以優異成績 畢業。期間對數學、熱力學和物理實驗有興趣,1863發表利用幾何學設計齒輪的論文,獲得耶魯大學工程學博士學位。1866年他到歐洲留學,分別在巴黎、 柏林和海德堡聽過卡爾、亥姆霍茲及克勞修斯等科學家的演講讓他受益匪淺。
1869回到美國耶魯大學繼續擔任數學及物理任教,吉布斯發表了三篇對熱力學來說很重要的論文,文章中提到他以圖解的方式來研究熱力學,嚴謹地推導出 大量的熱力學公式,引進化學勢處理熱力學的問題等,他還提出了三維相圖,令馬克斯威爾讚賞不已;1876年吉布斯在康乃狄克科學院發表《論非均相物體的平 衡》;2年後他完成第二部份,這一篇長達三百多頁的論文,被認為是化學史上最重要的論文之一,內容從熱力學定律導出了「吉布斯自由能」的概念,也證明了定 溫定壓下一個系統變化所能做的最大功即是自由能的改變量,並闡述了化學平衡、相平衡及表面吸附等現象。
吉布斯的理論屬於偏純數學的推導論證,後來他的文章 受到歐洲同行的重視,翻譯成德文與法文。吉布斯研究哈密頓和格拉斯曼理論,並創立了向量分析,將其應用於計算彗星軌道和建立一套新的電磁理論等;1889 年出版了一本統計力學的經典-《統計力學的基本原理》;1902年他把波茲曼和馬克斯威爾的統計理論推廣,發展成近代物理的吉布斯統計理論。吉布斯的一生都貢獻於教學及研究上,他的主要著作還有《圖解方法在流體熱力學中的應用》,他終生未婚,1903於紐哈芬市去世,他死後47年才進入紐約大學的名人館。

參考資料:

1. http://zh.wikipedia.org/wiki/Josiah_Willard_Gibbs
2. http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1105070413548
3. http://campus2.chgsh.chc.edu.tw/ … 2/00030147/0005.htm
4. http://zh.wikipedia.org/wiki/Josiah_Willard_Gibbs

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