Émile Clapeyron

**Benoît Paul Émile Clapeyron** (født 26. januar 1799 i Paris, død 28. januar 1864 samme sted) var en fransk ingeniør som var med på å bygge opp de første jernbanene i Frankrike. Han bidro også som fysiker og var viktig i den første utviklingen av moderne termodynamikk. Da Eiffeltårnet ble bygd, var hans navn ett av 72 navn som ble inngravert til minne om hans innsats for den teknologiske og vitenskapelige utviklingen i landet.

Etter at Clapeyron var ferdig utdannet i Frankrike, dro han i 1820 til Russland hvor han var engasjert for å modernisere broer og veier samt gjøre bruk av jernbaner basert på vestlig ekspertise. Etter 10 år var han tilbake i Paris hvor han fikk en ledende rolle i den første utbygningen av jernbanenettet i Frankrike. Han gikk spesielt inn for å forbedre bruken av damplokomotiv. I den sammenhengen kom han over et teoretisk arbeid av Sadi Carnot som hadde undersøkt hvordan dampmaskiner kan gjøres mer effektive. Dette arbeidet var til da nesten fullstendig oversett, men Clapeyron ga det en mer forståelig fremstilling slik at dets betydning ble allment kjent. Dette førte også til at hans navn knyttes til Clausius-Clapeyrons ligning som senere har hatt en sentral plass i termodynamikken.

## Liv og virke

Clapeyron vokste opp i Paris hvor han begynte sin utdannelse ved den anerkjente École polytechnique i 1810. Etter at han var ferdig der i 1818, fortsatte han ved École des Mines for å fullføre sin utdannelse som ingeniør. Bare to år senere dro han til St. Petersburg  sammen med sin studiekamerat Gabriel Lamé etter oppdrag fra den russiske regjeringen. De skulle der ved den teknisk høyskolen undervise i matematikk og mekanikk for å bygge opp ny kompetanse som behøvdes for moderniseringen av landet. Etter en stund medførte dette at de også ble trukket inn i den praktiske realiseringen av denne innsatsen. Oppholdet i Russland tok slutt i revolusjonsåret 1830 da de ikke lengre følte seg velkomne i landet.

Tilbake i Paris engasjerte Clapeyron seg sterkt i utbygningen av et fransk jernbanenett. Han var en av de ledende personlighetene bak den første jernbanen som forbandt Paris med St. Germain. Den ble åpnet i 1835. I årene som fulgte var han engasjert i lignende jernbaneprosjekt andre steder i landet. Men han var også opptatt av å løse mindre, men viktige tekniske problem og var spesielt opptatt med å forbedre damplokomotivene. Her lyktes han å forbedre virkemåten til ventilene i sylinderen som slipper damp inn og ut. Han utmerket seg også i utforming av broer og studerte «statisk ubestemte system» som der opptrer. I 1844 ble han utnevnt til professor i mekanikk ved École nationale des ponts et chaussées og i 1858 tatt opp i det franske vitenskapsakademiet på plassen som hadde blitt ledig etter Cauchy.

### Termodynamikk

I sine bestrebelser med å forbedre dampmaskinen, kom han tidlig over et ganske ukjent skrift av Sadi Carnot som i 1824 hadde kommet til flere klare konklusjoner om hvordan de kunne gjøres mer effektive. Dette kunne være ved Carnots død i 1832 fordi allerede i 1834 fikk Clapeyron publisert kanskje sitt mest kjente verk, *Mémoire sur la puissance motrice de la chaleur*. Det var en grundig, mer matematisk bearbeidelse av Carnots betraktninger.

På samme måte som Carnot trodde Clapeyron at varme var en bevart substans som gikk under navnet kalorikk. Når den flytter seg fra en temperatur til en lavere temperatur i en dampmaskin, spilte den samme rollen som vannet i et vannhjul når det renner fra et nivå til et lavere nivå. Mens den maksimale energien man kan få ut av et slikt mekanisk hjul, er gitt ved denne høydedifferansen, hadde likevel Carnot vist at den maksimale energien fra en dampmaskin ikke er gitt ved temperaturdifferansen alene. På tross av den feilaktige forståelsen av varme, var Clapeyrons matematiske utledninger riktige.

I sitt arbeid stilte han opp for første gang tilstandsligningen for en ideell gass med den universelle gasskonstanten *R&thinsp;* som han innførte. For å anskuliggjøre Carnots teorem som gir den maksimale effekten til en dampmaskin ved en Carnot-prosess, gjorde han bruk av et «indikatordiagram» som James Watt tidligere hadde innført for sin konstruksjon av dampmaskiner. Det gir trykket *P&thinsp;* i sylinderen som funksjon av volumet *V*. Den sykliske Carnot-prosessen kan dermed fremstilles som en lukket kurve i et *PV*-diagram bestående av to isotermiske og to adibatiske linjer. Slike sykliske diagram inngår i dag i alle lærebøker om termodynamikk.

De første dampmaskinene var drevet med vanndamp. Denne gassen vil kunne kondensere til vann som også Clapeyron tok med i sine matematiske betraktninger. På den måten kom han frem til det som i ettertid blir omtalt som Clausius-Clapeyrons ligning. Da hadde Rudolf Clausius og William Thomson kommet frem til at varme var en form av energi. Og i en dampmaskin er det energien som er bevart og ikke varme. Fra 1850 ble dette omtalt som termodynamikkens første lov. Det var først da at Clapeyrons arbeid ble skikkelig kjent etter at det var blitt oversatt til både tysk og engelsk.

## Referanser


## Eksterne lenker

* MacTutor, ''Benoit Paul Émile Clapeyron'', University of St. Andrews, Scotland.