OGGI nasceva il medico e fisico tedesco, Julius Robert von Mayer noto come uno dei Fondatori della Termodinamica

 

La mia posizione è perfettamente definita. Gravità, moto, calore, luce, elettricità e azione chimica sono uno e lo stesso oggetto in varie forme di manifestazione.
_{Julius Robert von Mayer}

Julius Robert von  Mayer, uno dei fondatori della termodinamica, nasce a Heilbronn (Regno del Württemberg, nell’attuale Germania) il 25 novembre 1814. Terzo figlio di un farmacista, fin da giovane mostra interesse per la Fisica e la Chimica da esperimenti e da dispositivi meccanici ed elettrici.

Nel 1832 inizia i suoi studi di Medicina presso l’Università di Tubinga. Nel 1837 viene arrestato per appartenenza ad un’associazione studentesca illegale, il Corpo Guestfalia, e per “aver partecipato ad un ricevimento senza autorizzazione indossando abiti inappropriati” con i colori di detta associazione. Di conseguenza, è imprigionato ed espulso dall’università per un anno. Nonostante tutto, nel 1838 riesce a sostenere l’esame di stato e conseguire il dottorato. Durante il periodo dell’espulsione, Mayer viaggia attraverso la Svizzera e la Francia e riceve lezioni private di matematica e ingegneria dal suo amico Carl Baur.

Dopo aver trascorso qualche tempo a Parigi, nel 1840 si imbarca come medico su una nave olandese diretta a Giakarta. Durante il viaggio, Mayer scopre che la differenza di colore tra il sangue venoso e quello arterioso è minore ai tropici, e ipotizza che nelle zone calde sia necessaria una minore ossidazione del cibo all’interno del corpo per mantenere la temperatura interna, poiché è l’emoglobina, che trasporta l’ossigeno, a dare colore al sangue. Durante il viaggio osserva anche che l’acqua delle onde del mare è più calda durante i temporali che nei periodi calmi, il che lo fa riflettere sulle leggi della Fisica, in particolare sulla produzione del calore.

Nel 1841 Mayer torna a Heilbronn per esercitare la medicina come capo chirurgo ufficiale e parallelamente si dedica ad indagare se il calore sia o meno una forma di energia. Nello stesso anno tenta di pubblicare negli “Annalen der Physik” (“Annali della fisica”) la prima formulazione di una legge di conservazione dell’energia, un anno prima di Joule. Ma a causa della sua mancanza di formazione in fisica il suo articolo contiene diversi errori gravi e viene respinto. Mayer presenta la sua idea a Johann Gottlieb Nörremberg, professore di Fisica a Tubinga, che la respinge anch’egli, suggerendo però un modo per valutarla sperimentalmente: se l’energia cinetica può essere trasformata in calore, l’agitazione dovrebbe essere in grado di riscaldare l’acqua. Questo è esattamente ciò che Mayer aveva osservato durante il suo viaggio a Giava. Mayer finalmente riesce a dimostrare la sua teoria in laboratorio e pubblica i suoi risultati nell’edizione di maggio 1842 di “Annalen der Chemie und Pharmacie” (“Annali di chimica e farmacia”).

Nel 1845, Mayer pubblica un piccolo libro, “Die organische Bewegung im Zusammenhang mit dem Stoffwechsel” (“Movimento organico in relazione al metabolismo”), dove appare la sua misurazione dell’equivalente meccanico del calore. Mayer ottiene un valore di 425 chilogrammi per chilocaloria, molto vicino al valore attualmente accettato di 427 o, nelle unità attuali, 4,18 joule per caloria. Mayer propone anche che l’ossidazione sia la fonte primaria di energia per gli esseri viventi e che le piante convertano la luce in energia chimica. Stabilisce la relazione di Mayer: per cui la differenza tra i calori specifici di un gas ideale, il primo misurato a pressione costante e il secondo, a volume costante, è una costante positiva, il che implica che il primo è sempre maggiore o uguale al secondo.

Nel 1848, Mayer calcola che, in assenza di una fonte di energia, il Sole si potrebbe raffreddare in soli 5.000 anni, quindi suggerisce che gli impatti dei meteoriti lo mantengano caldo. Oggi sappiamo che sono le reazioni nucleari interne ad alimentare il Sole, ma a quel tempo mancava ancora mezzo secolo alla scoperta della radioattività. D’altra parte, Mayer è uno sconosciuto e un intruso nel mondo della Fisica, e il suo lavoro non viene preso sul serio. La mancanza di riconoscimento scientifico e la morte di due dei suoi figli nel 1848 lo precipitano in una profonda depressione e il 18 maggio 1850 tenta il suicidio. Viene ricoverato in una casa di cura ma dopo la sua dimissione, la sua situazione peggiora con la morte del fratello Gustav nel 1852, tanto che rimane per anni ai margini della vita pubblica.

Il riconoscimento gli arriva finalmente nel 1857, quando la Facoltà di Filosofia dell’Università di Tubinga gli conferisce un Dottorato Onorario. Nel 1862, il fisico irlandese John Tyndall rivendica il suo lavoro in una conferenza alla Royal Institution di Londra, e nel luglio 1867 Mayer riesce finalmente a pubblicare “Die Mechanik der Wärme” (“La meccanica del calore”). Il 5 novembre dello stesso anno riceve la croce di cavaliere di prima classe dell’Ordine della Corona del Württemberg, che gli dà il diritto di anteporre “von” al suo cognome. Nel 1871 gli viene assegnata la Medaglia Copley della Royal Society. Mayer muore di tubercolosi nella sua città natale il 20 marzo 1878.

In cover: Julius Robert von Mayer. L’immagine è stata adattata, l’originale si trova qui