Julio von Mayer

Julius Robert von Mayer (25 de noviembre de 1814 - 20 de marzo de 1878) fue un médico , químico y físico alemán , y uno de los fundadores de la termodinámica . Es conocido principalmente por enunciar en 1841 una de las declaraciones originales de la conservación de la energía o lo que ahora se conoce como una de las primeras versiones de la primera ley de la termodinámica , a saber, que "la energía no se crea ni se destruye". ^{[ 1 ] [ 2 ]} En 1842, Mayer describió el proceso químico vital ahora conocido como oxidación como la fuente primaria de energía para cualquier ser vivo . También propuso que las plantas convierten la luz en energía química.

Sus logros fueron pasados ​​por alto y, al año siguiente, se atribuyó a James Joule la prioridad del descubrimiento, en 1842, del equivalente mecánico del calor .

Mayer nació el 25 de noviembre de 1814 en Heilbronn , Württemberg ( actualmente Baden-Württemberg , Alemania), hijo de un farmacéutico . Creció en Heilbronn. Tras completar su Abitur , estudió medicina en la Universidad de Tubinga , donde fue miembro del Corps Guestphalia , un cuerpo estudiantil alemán . En 1838 obtuvo su doctorado y aprobó el Staatsexamen . Después de una estancia en París (1839/40), partió como médico de a bordo en un velero holandés de tres mástiles con destino a Yakarta .

Aunque antes de este viaje apenas se había interesado por los fenómenos físicos , su observación de que las olas azotadas por la tormenta eran más cálidas que el mar en calma lo llevó a reflexionar sobre las leyes físicas , en particular sobre el fenómeno físico del calor y la cuestión de si en el proceso de combustión solo se debe tener en cuenta el calor generado directamente (el calor de combustión ) o la suma de las cantidades de calor generadas de forma directa e indirecta . Tras su regreso en febrero de 1841, Mayer dedicó sus esfuerzos a resolver este problema.

En 1841 se estableció en Heilbronn y contrajo matrimonio.

Desde niño, Mayer mostró un gran interés por diversos mecanismos mecánicos. Era un joven que realizaba numerosos experimentos de índole física y química. De hecho, uno de sus pasatiempos favoritos era la creación de diversos tipos de dispositivos eléctricos y bombas de aire. Era evidente su inteligencia. Por ello, Mayer ingresó en la Universidad Eberhard-Karls en mayo de 1832, donde estudió medicina.

En 1837, él y algunos amigos fueron arrestados por usar los colores de una organización prohibida. Las consecuencias de este arresto incluyeron la expulsión del colegio durante un año y un breve período de encarcelamiento. Esta experiencia llevó a Mayer a viajar a Suiza, Francia y las Indias Orientales Neerlandesas . Su amigo Carl Baur, a través de clases particulares, despertó en él un mayor interés por las matemáticas y la ingeniería. En 1841, Mayer regresó a Heilbronn para ejercer la medicina, pero la física se convirtió en su nueva pasión.

En junio de 1841, completó su primer trabajo científico titulado "Sobre la determinación cuantitativa y cualitativa de las fuerzas". Este trabajo fue prácticamente ignorado por otros profesionales del área. Posteriormente, Mayer se interesó por el calor y su movimiento. Presentó un valor numérico para el equivalente mecánico del calor. Además, fue el primero en describir el proceso químico vital conocido como oxidación, la principal fuente de energía para cualquier ser vivo.

En 1848 calculó que, en ausencia de una fuente de energía, el Sol se enfriaría en tan solo 5000 años, y sugirió que el impacto de los meteoritos lo mantenía caliente. ^{[ 3 ]}

Como no se le tomó en serio en su momento, sus logros fueron ignorados y el mérito se le atribuyó a James Joule . Mayer estuvo a punto de suicidarse tras descubrir este hecho. Pasó un tiempo en instituciones psiquiátricas para recuperarse de esto y de la pérdida de algunos de sus hijos. Varios de sus trabajos fueron publicados debido a la naturaleza avanzada de la física y la química. En 1859, la facultad de filosofía de la Universidad de Tubinga le otorgó un doctorado honoris causa . Su trabajo, que había sido olvidado, fue rescatado en 1862 por su colega físico John Tyndall en una conferencia en la Royal Institution de Londres. En julio de 1867, Mayer publicó "Die Mechanik der Wärme", una obra que trataba sobre la mecánica del calor y su movimiento. El 5 de noviembre de 1867, Mayer recibió el título nobiliario personal del Reino de Wurtemberg (von Mayer), equivalente al título de caballero británico. Von Mayer falleció en Alemania en 1878.

Después de que Sadi Carnot lo enunciara para el calor , Mayer fue la primera persona en enunciar la ley de conservación de la energía, uno de los principios más fundamentales de la física moderna. La ley de conservación de la energía establece que la energía mecánica total de un sistema permanece constante en cualquier sistema aislado de objetos que interactúan entre sí solo mediante fuerzas conservativas . El primer intento de Mayer de enunciar la conservación de la energía fue un artículo que envió a Annalen der Physik de Johann Christian Poggendorff , en el que postulaba una conservación de la fuerza ( Erhaltungssatz der Kraft ). Sin embargo, debido a la falta de formación avanzada de Mayer en física , contenía algunos errores fundamentales y no fue publicado. Mayer continuó desarrollando la idea con firmeza y discutió con el profesor de física de Tubinga Johann Gottlieb Nörremberg , quien rechazó su hipótesis . Nörremberg, sin embargo, le dio a Mayer varias sugerencias valiosas sobre cómo se podría examinar la idea experimentalmente; Por ejemplo, si la energía cinética se transforma en energía térmica, el agua debería calentarse mediante vibración .

Mayer no solo realizó esta demostración, sino que también determinó el factor cuantitativo de la transformación, calculando el equivalente mecánico del calor. El resultado de sus investigaciones se publicó en 1842 en la edición de mayo de los Annalen der Chemie und Pharmacie de Justus von Liebig . ^{[ 4 ] [ 5 ]} Se tradujo como Observaciones sobre las fuerzas de la naturaleza inorgánica ^{[ 6 ]} En su folleto Die organische Bewegung im Zusammenhang mit dem Stoffwechsel ( El movimiento orgánico en relación con el metabolismo , 1845) especificó el valor numérico del equivalente mecánico del calor: primero como 365 kgf ·m/kcal, ^{[ 7 ]} luego como 425 kgf·m/kcal; Los valores modernos son 4,184 kJ /kcal (426,6 kgf·m/kcal) para la caloría termoquímica y 4,1868 kJ/kcal (426,9 kgf·m/kcal) para la caloría de la tabla internacional de vapor.

Esta relación implica que, si bien el trabajo y el calor son formas diferentes de energía, pueden transformarse entre sí. Esta ley se conoce actualmente como la primera ley de la termodinámica y condujo a la formulación del principio general de conservación de la energía , enunciado definitivamente por Hermann von Helmholtz en 1847.

Mayer era consciente de la importancia de su descubrimiento, pero su incapacidad para expresarse científicamente provocó especulaciones denigrantes y la resistencia de la comunidad científica. Los físicos contemporáneos rechazaron su principio de conservación de la energía, e incluso los aclamados físicos Hermann von Helmholtz y James Prescott Joule vieron sus ideas con hostilidad. El primero dudaba de la capacidad de Mayer en cuestiones físicas, y se desencadenó una amarga disputa sobre la prioridad con el segundo.

En 1848, dos de sus hijos fallecieron rápidamente en rápida sucesión, y la salud mental de Mayer se deterioró. Intentó suicidarse el 18 de mayo de 1850 y fue internado en un hospital psiquiátrico. Tras su alta, quedó destrozado y solo tímidamente regresó a la vida pública en 1860. Sin embargo, mientras tanto, su fama científica había crecido y recibió un reconocimiento tardío por su logro, aunque quizás en una etapa en la que ya no era capaz de disfrutarlo plenamente.

Continuó trabajando con ahínco como médico hasta su muerte.

• En 1840, Mayer recibió la Cruz de Caballero de la Orden de la Corona (Württemberg) .
• 1869 Mayer recibió el premio Poncelet . ^{[ 8 ]}
• El Robert-Mayer-Gymnasium y el Robert-Mayer-Volks- und Schulsternwarte de Heilbronn llevan su nombre.

En química, inventó el reactivo de Mayer , que se utiliza para detectar alcaloides.

• Ueber das Santonin  : eine Inaugural-Dissertation, welche zur Erlangung der Doctorwürde in der Medicin & Chirurgie unter dem Praesidium von Wilhelm Rapp im July 1838 der öffentlichen Prüfung vorlegt Julius Robert Mayer . M. Müller, Heilbronn 1838 Edición digital de la Universidad y Biblioteca Estatal de Düsseldorf

• Caneva, Kenneth L. (1993). Robert Mayer y la conservación de la energía . Princeton University Press. ISBN 978-0-691-08758-0.

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