Johann Josef Loschmidt

Johann Josef Loschmidt

15. 3. 1821–8. 7. 1895

Johann Josef Loschmidt se narodil 15. března 1821 v Počernech u Karlových Varů, tehdy v Rakouském císařství, v chudé venkovské rodině. Patří k významným vědcům spojeným s českými zeměmi; většinu profesního života však prožil ve Vídni.

Loschmidt patřil k průkopníkům molekulové fyziky a chemie. Zabýval se kinetickou teorií plynů, strukturou organických molekul, elektrodynamikou, optikou a krystalografií. Často bývá připomínán jako jeden z předchůdců molekulového modelování.

Loschmidtovo nadání rozpoznal vesnický farář Adalbert Čech, který přesvědčil rodiče, aby mu umožnili studium. Loschmidt navštěvoval piaristické gymnázium v Ostrově a od roku 1837 pokračoval ve studiích v Praze. Později studoval ve Vídni na polytechnice i na univerzitě, kde se věnoval matematice, fyzice, chemii a filozofii.

Po ukončení studií se Loschmidt neúspěšně pokoušel získat místo na vídeňské univerzitě.

V roce 1856 začal Loschmidt učit na střední škole ve Vídni fyziku, chemii, aritmetiku a účetnictví. Na škole měl také svou malou laboratoř.

Loschmidtova konstanta

V roce 1865 publikoval Loschmidt práci Zur Grösse der Luftmoleküle, v níž na základě kinetické teorie plynů odhadl velikost molekul. Z těchto úvah bylo možné odvodit i počet částic v daném objemu plynu.

Loschmidtova konstanta dnes označuje počet částic ideálního plynu v jednotkovém objemu při určených standardních podmínkách. V anglické literatuře se často uvádí jako počet molekul v 1 cm3 plynu při 0 °C a tlaku 1 atm.

S Avogadrovou konstantou souvisí prostřednictvím molárního objemu ideálního plynu, ale nejde o tutéž veličinu: Avogadrova konstanta udává počet částic v jednom molu, zatímco Loschmidtova konstanta počet částic v jednotce objemu plynu.

Struktura organických molekul

V roce 1861 vydal Loschmidt spis Chemische Studien I, v němž navrhl grafické vzorce řady organických sloučenin. Jeho schémata patří k raným pokusům zobrazovat molekuly způsobem blízkým dnešním strukturním vzorcům. U aromatických látek, včetně benzenu, pracoval s cyklickým uspořádáním atomů uhlíku a znázorňoval také násobné vazby.

Loschmidtova práce tehdy nezískala takovou pozornost, jakou by si zasloužila. V učebnicích je objev cyklické struktury benzenu obvykle spojován hlavně s Friedrichem Augustem Kekulém, který své představy publikoval později. Loschmidtovy vzorce se však dnešnímu pohledu na aromatické sloučeniny nápadně přibližují.

Johann Josef Loschmidt
Johann Josef Loschmidt

Jak velká je molekula

V roce 1865 publikoval Loschmidt ve zprávách vídeňské Akademie práci Zur Grösse der Luftmoleküle („O velikosti molekul vzduchu“). Pomocí kinetické teorie plynů v ní jako jeden z prvních získal rozumný odhad velikosti molekul.

Podpis Johanna Josefa Loschmidta
Podpis Johanna Josefa Loschmidta

Loschmidtův paradox

Loschmidt vstoupil také do diskuse o nevratnosti tepelných dějů. Upozornil, že zákony mechaniky jsou vratné v čase, zatímco druhá věta termodynamiky popisuje směr vývoje k větší entropii. Tato námitka, později označovaná jako Loschmidtův paradox, sehrála důležitou roli v debatách o statistickém výkladu termodynamiky, zejména v souvislosti s pracemi Ludwiga Boltzmanna.

Od roku 1866, na naléhání Josefa Stefana, působil Loschmidt na vídeňské univerzitě. Roku 1868 se stal profesorem fyzikální chemie a později dosáhl postavení řádného profesora. Zastával také funkci děkana filozofické fakulty.

Loschmidt se oženil až v pozdním věku; jeho manželkou se stala jeho dlouholetá hospodyně. Krátce nato se jim narodil syn.

Johann Josef Loschmidt zemřel 8. července 1895 ve Vídni. Po jeho smrti o něm jeho kolega a přítel Ludwig Eduard Boltzmann napsal: Jeho práce tvoří mohutný základní kámen, který bude viditelný tak dlouho, dokud bude existovat věda.

Zdroje a souvislosti