Джозайя Уиллард Гиббс

Биография

Американский физик и математик, один из основоположников химической термодинамики и статистической физики. Родился 11 февраля 1839 в Нью-Хейвене (шт. Коннектикут) в семье известного филолога, профессора богословия.

Родился 11 февраля 1839 в Нью-Хейвене (шт. Коннектикут) в семье известного филолога, профессора богословия. Окончил Йельский университет, где его успехи в греческом языке, латыни и математике были отмечены призами и премиями. В 1863 получил степень доктора философии. Стал преподавателем университета

, причем первые два года преподавал латынь и лишь затем математику. В 1866–1869 продолжил образование в Парижском, Берлинском и Гейдельбергском университетах, где познакомился с ведущими математиками того времени. Через два года после возвращения в Нью-Хейвен возглавил кафедру математической физики

Йельского университета и занимал ее до конца жизни.

Первую работу в области термодинамики Гиббс представил Коннектикутской Академии наук в 1872. Она называлась Графические методы в термодинамике жидкостей (Graphical Methods in the Thermodynamics of Fluids ) и была посвящена разработанному Гиббсом

методу энтропийных диаграмм. Метод позволял графически представить все термодинамические свойства вещества и сыграл большую роль в технической термодинамике. Гиббс развил свои идеи в следующей работе – Методы геометрического представления термодинамических свойств веществ при помощи поверхностей (Me

thods of Geometrical Representation of the Thermodynamic Properties of Substances by Means of Surfaces , 1873), введя трехмерные диаграммы состояния и получив соотношение между внутренней энергией системы, энтропией и объемом.

В 1874–1878 Гиббс опубликовал фундаментальный трактат О равновесии гете

рогенных веществ (On the Equilibrium of Heterogeneous Substances ), ставший основой химической термодинамики. В нем он изложил общую теорию термодинамического равновесия и метод термодинамических потенциалов, сформулировал правило фаз (ныне носящее его имя), построил общую теорию поверхностных и эле

ктрохимических явлений, вывел фундаментальное уравнение, устанавливающее связь между внутренней энергией термодинамической системы и термодинамическими потенциалами и позволяющее определять направление химических реакций и условия равновесия для гетерогенных систем. Теория гетерогенного равновесия –

наиболее абстрактная из всех теорий Гиббса – нашла в последующем широкое практическое применение.

Работы Гиббса по термодинамике были мало известны в Европе до 1892. Одним из первых оценил значение его графических методов Дж.Максвелл, который построил несколько моделей термодинамических поверхнос

тей для воды.

В 1880-х годах Гиббс увлекся работами У.Гамильтона по кватернионам и алгебраическими работами Г.Грассмана. Развивая их идеи, он создал векторный анализ в его современном виде. В 1902 работой Основные принципы статистической механики (Elementary Principles in Statistical Mechanics ) Г

иббс завершил создание классической статистической физики. Разработанные им статистические методы исследования позволяют получать термодинамические функции, характеризующие состояние систем. Гиббс дал общую теорию величин флуктуаций этих функций от равновесных значений и описание необратимости физич

еских процессов. С его именем связаны такие понятия, как «парадокс Гиббса», «каноническое, микроканоническое и большое каноническое распределения Гиббса», «адсорбционное уравнение Гиббса», «уравнение Гиббса – Дюгема» и др.

Гиббс был избран членом Американской академии искусств и наук в Бостоне, чл