Pierre Louis Dulong

Pierre Louis Dulong (* 12. Februar 1785 in Rouen; † 19. Juli 1838 in Paris) war ein französischer Mediziner, Physiker und Chemiker.

Dulong verlor, als Einzelkind, beide Eltern im Alter von vier Jahren. Als wohlsituierter Vollwaise wurde er von seiner Tante in Auxerre aufgenommen. Er besuchte die höhere Schule in Auxerre und dann das Lycée Corneille in Rouen^[1] bevor er 1801 die Aufnahmeprüfung an der École polytechnique in Paris bestand. Zunächst wollte er dort Schiffstechnik studieren, belegte aber dann in Ermangelung eines Studienplatzes die Artillerie-Schule. Gesundheitliche Schwächen zwangen ihn aber, die Artillerie-Schule vor dem Ende des zweiten Jahres zu verlassen. Dulong belegte dann an der École polytechnique in Paris Physik und Chemie.

Er begann das Studium der Humanmedizin, studierte und arbeitete als Arzt für einige Zeit in einem Armenviertel in Paris, dem Faubourg Saint-Marceau. Er wendet sich dann den Naturwissenschaften wie etwa der Botanik zu, wird Mitarbeiter im Chemielaboratorium von Claude-Louis Berthollet, wo er u. a. über die Löslichkeit von Salzen arbeitet. Dulong lernte auch die ungeheure Explosivität des Stickstofftrichlorids (NCl₃) kennen, im Jahre 1812 verliert er zwei Finger und ein Auge bei einem seiner Experimente.^[2] 1820 wurde er dann Professor an der École polytechnique und 1830 zum Studiendirektor ernannt.

Dulong ist am bekanntesten durch das nach ihm mitbenannte Dulong-Petit-Regel, das die spezifische Wärmekapazität von Feststoffen, z. B. Metallen mit ihrer molaren Masse verknüpft. Dass es sich dabei um eine Regel handelt, sieht man daran, dass es Abweichungen vor allem bei Elementen mit geringerer Atommasse und bei tieferen Temperaturen gibt. Diese Entdeckung machte er zusammen mit Alexis Thérèse Petit. Beide entdeckten 1818/1819 das „Gesetz von der Konstanz der Atomwärmen“.

Das Produkt aus spezifischer Wärme und Atommasse fester Elemente ist nahezu konstant und beträgt im Mittel 6,2 cal:

Atommasse • spezifische Wärme = Atomwärme ≈ 6,2 cal (25,9408 Joule)

Aus diesem Zusammenhang lässt sich die ungefähre Atommasse fester Körper bestimmen aufgrund der Abschätzung Atommasse ≈ 6,2/spez. Wärme. Die Bestimmung ist nicht sehr exakt, da der Wert 6,2 nur einen Mittelwert darstellt.

Zeitgenössische Theorien erklären diesen Zusammenhang wie folgt: Die Bewegungsmöglichkeiten der Atome eines festen Körpers sind begrenzt und erfolgen in elastischen Schwingungen um bestimmte Schwerpunktslagen im Kristallgitter. So gibt es formal nur drei Freiheitsgrade oder Bewegungsmöglichkeiten in einem dreidimensionalen Raum. Aus energetischer Sicht zählt aber jeder Freiheitsgrad zweifach, da nicht nur kinetische Energie (beim Schwingen der Atome), sondern auch potentielle Energie gespeichert wird. Zum Erwärmen einer definierten Menge eines festen Körpers um 1 °C bei konstantem Volumen ist die Wärmemenge C_v (oder Atomwärme bei konstantem Volumen) von:

3R ≈ 5,96 cal pro Mol des Elementes nötig (siehe hierzu auch Thermische Zustandsgleichung idealer Gase). Hierbei ist R die universelle Gaskonstante.

Auch beschäftigte er sich mit der Strukturaufklärung des Stickstofftrichlorids (1811), wobei er durch die Explosionen dieser gefährlichen Verbindung ein Auge und zwei Finger verlor. Ihm gelang 1816 die Synthese von Phosphinsäure.

Im Jahr 1815, fast gleichzeitig mit Humphry Davy, schlug er die Wasserstofftheorie der Säuren (siehe auch Säure-Base-Konzepte) vor.

Seit 1823 war er Mitglied der Académie des sciences und wurde 1832 deren ständiger Sekretär. Ab Juli 1807 wurde er in den Mémoires de Physique et de Chimie de la Société d’Arcueil als Mitglied der Société d’Arcueil erwähnt. Am 23. November 1826 wurde Dulong als Auslandsmitglied („Foreign Member“) in die Royal Society gewählt.^[3] 1827 wurde er zum korrespondierenden Mitglied der Preußischen Akademie der Wissenschaften gewählt.^[4] Am 21. März 1836 wurde er Ehrenmitglied („Honorary Fellow“) der Royal Society of Edinburgh.^[5]

Er ist namentlich auf dem Eiffelturm verewigt, siehe: Die 72 Namen auf dem Eiffelturm.

• Recherches sur la décomposition mutuelle des sels solubles et insolubles. In: Annales de chimie ou recueil de mémoires concernant la chimie et les arts qui en dépendent et spécialement la pharmacie. Band 82, 1812, S. 273–308 (Digitalisat).
• Mémoire sur une nouvelle substance détonnante. In: Mémoires de physique et de chimie de la Sociéeté d’Arcueil. Band 3, 1817, S. 48–63 (Digitalisat).
  • In: Annales de chimie ou recueil de mémoires concernant la chimie et les arts qui en dépendent et spécialement la pharmacie. Band 86, 1813, S. 37–43 (Digitalisat).
• Recherches sur les lois de la dilatation des solides, des liquides et des fluides élastiques, et sur la mesure exacte des températures. In: Annales de chimie et de physique. Band 2, 1816, S. 240–264 (Digitalisat) – mit Alexis Thérèse Petit.
  • Extrait […] sur un mémoire […] relatif aux lois de la dilatation des solides, des liquides et des fluides élastiques à de hautes températures. In: Bulletin des Sciences, par la Société Philomatique. Année 1815. Paris [1815], S. 107–112 (Digitalisat).
  • Inquiries into the laws of dilatation of solids, liquids, and elastic fluids, and on the exact measurement of temperatures. In: The philosophical magazine. Band 48, 1816
    • Nr. 223, S. 373–380 (Digitalisat, doi:10.1080/14786441608637689).
    • Nr. 224, S. 442–448 (Digitalisat, doi:10.1080/14786441608637708).
  • Untersuchungen über die Ausdehnung der festen, flüssigen und gasförmigen Stoffe, und über die genaue Messung der Temperaturen. In: Das Ausdehnungsgesetz der Gase. Abhandlungen von Gay-Lussac, Dalton, Dulong und Petit, Magnus, Regnault. (1802–1842) (= Ostwalds Klassiker der exakten Wissenschaften. Nr. 44) Wilhelm Engelmann, Leipzig 1894, S. 31–40 (Digitalisat).
• Observations sur quelques combinaisons de l’azote avec l’oxigène. In: Annales de chimie et de physique. Band 2, 1816, S. 317–328 (Digitalisat).
• Mémoire sur les combinaisons du phosphore avec l’oxigène. In: Mémoires de physique et de chimie de la Sociéeté d’Arcueil. Band 3, 1817, S. 405–452 (Digitalisat).
• Recherches sur la mesure des températures et sur les lois de la communication de la chaleur. In: Annales de chimie et de physique. Band 7, 1817, S. 113–154, 225–264, 337–367 (Digitalisat) – mit Alexis Thérèse Petit.
  • = In: Journal de physique, de chimie et d’histoire naturelle et des arts. Band 87, 1818, S. 313–349, 393–444 (Digitalisat).
  • = In: Journal de l’École Polytechnique. Band 11 (= Heft 18), Paris 1820, S. 189–294 (Digitalisat).
  • Researches on the measure of temperatures, and on the laws of the communication of heat. In: Annals of philosophy, or, Magazine of chemistry, mineralogy, mechanics, natural history, agriculture, and the arts. Band 13, 1819, S. 112–124, 161–182, 241–251, 321–339 (Digitalisat).
• Recherches sur quelques points importants de la théorie de la chaleur. In: Annales de chimie et de physique. Band 10, 1819, S. 395–413 (Digitalisat) – mit Alexis Thérèse Petit.
  • = In: Journal de physique, de chimie et d’histoire naturelle et des arts. Band 89, 1819, S. 81–93 (Digitalisat).
  • = In: Bulletin des Sciences, par la Société Philomatique. Année 1819. Paris [1819], S. 103–105 (Digitalisat).
  • Researches on some important points of the theory of heat. In: Annals of philosophy, or, Magazine of chemistry, mineralogy, mechanics, natural history, agriculture, and the arts. Band 54, Nr. 258, 1819, S. 189–198 (Digitalisat, Volltext, doi:10.1080/14786441908652225).
  • Ricerche sopra alcuni punti importanti della teorica del calore. Estratto. In: Giornale di fisica, chimica, storia naturale, medicina ed arti. Band 2, 1819, S. 315–319 (Digitalisat).
• Nouvelles déterminations des proportions de l’eau et de la densité de quelques fluides élastiques. In: Annales de chimie et de physique. Band 15, 1820, S. 386–395 (Digitalisat) – mit Jöns Jakob Berzelius.
• Note sur la propriété, que possèdent quelques métaux de faciliter la combinaison des fluides élastiques. In: Annales de chimie et de physique. Band 23, 1823, S. 440–444 (Digitalisat) – mit Louis Jacques Thénard.
• Nouvelles observations sur la propriété dont jouissent certains corps de favoriser la combinaison des fluides élastiques. In: Annales de chimie et de physique. Band 24, 1823, S. 380–387 (Digitalisat) – mit Louis Jacques Thénard.
• Recherches sur les pouvoirs réfringents des fluides élastiques. In: Annales de chimie et de physique. Band 31, 1826, S. 154–181 (Digitalisat).
• Recherches sur la chaleur specifique des fluides élastiques. In: Annales de chimie et de physique. Band 41, 1829, S. 113–158 (Digitalisat).
• Exposé des recherches faites par ordre de l’Académie Royale des Sciences, pour déterminer les forces élastiques de la vapeur d’eau à de hautes températures. In: Annales de chimie et de physique. Band 43, 1830, S. 74–110 (Digitalisat, Separatdruck) – mit François Arago.
• Mémoire sur la chaleur animale. In: Annales de chimie et de physique. 3. Folge, Band 1, 1841, S. 440–455 (Digitalisat) – postum.

• Robert Fox: The background to the discovery of Dulong and Petit’s law. In: The British Journal for the History of Science. Band 4, Nr. 1, 1968, S. 1–22 (JSTOR:4024983).

1. ↑ Lycée Pierre Corneille de Rouen: The Lycée Corneille of Rouen
2. ↑ Ken Okada, Miyako Akiyoshi, Keiko Ishizaki, Hiroyasu Sato, Takehiro Matsunaga: Analysis of an explosion accident of nitrogen trichloride in a waste liquid containing ammonium ion and platinum black. In: Journal of Hazardous Materials. 278, 2014, S. 75–81, doi:10.1016/j.jhazmat.2014.05.077.
3. ↑ Eintrag zu Dulong; Pierre Louis (1785–1838) im Archiv der Royal Society, London
4. ↑ Mitglieder der Vorgängerakademien. Pierre Louis Dulong. Berlin-Brandenburgische Akademie der Wissenschaften, abgerufen am 17. März 2015. 
5. ↑ C. D. Waterston, A. Macmillan Shearer: Biographical index of former Fellows of the Royal Society of Edinburgh 1783–2002. Part I: A–J. 2006, ISBN 0-902198-84-X, S. 51 (PDF).