El primer enunciado de la primera ley de la termodinámica (principio de conservación de la energía) no fue formulado por un físico, sino por un médico alemán poco conocido que sólo tenía conocimientos limitados tanto de matemáticas como de física. Este monumental logro es especialmente notable por haber sido estimulado por una observación casual durante la práctica de la medicina.
Julius Robert Mayer nació el 25 de noviembre de 1814, tercer hijo de un boticario de la ciudad de Heilbronn. Casi no hay información sobre sus padres y, aunque era joven, su padre le introdujo en algunos experimentos físicos y químicos sencillos.
Estudió medicina en la Universidad de Tübingen, donde parece haber sido un estudiante mediocre.
Continuó sus estudios en el extranjero en Viena y París antes de tomar una cita en 1840 como médico en un barco holandes con destino a Java.
A su regreso en febrero de 1841 se estableció en Heilbronn trabajando como médico general pero todos sus esfuerzos se centraron en descubrir en qué modo el calor es o no energía.
Cuando Mayer navegó a Java, estaba familiarizado con las opiniones de Antoine Lavoisier de que el calor animal es producido por la lenta combustión en el cuerpo. Al ser obligado a sangrar parte de la tripulación en Surabaya, descubrió que la sangre venosa era sorprendentemente brillante. De hecho, al principio pensó que había cortado una arteria por error.
"Este fenómeno resistió mi atención sincera", informó, sacando la conclusión correcta de que la sangre era más roja porque en los trópicos el cuerpo no necesita quemar tanto oxígeno para mantener la temperatura corporal como en las regiones templadas.
Llegó a la opinión de que el calor y el trabajo son intercambiables: que la misma cantidad de alimentos se puede convertir en diferentes proporciones de calor y trabajo, pero el total debe ser el mismo.
Además, Mayer apreció que esta equivalencia debería ser celebrada universalmente e intentar aplicarla a otros sistemas y hacerlo cuantitativo. Desafortunadamente, en ese momento estaba confundido acerca de conceptos como la fuerza y el trabajo y sus ideas se presentaron en un oscuro estilo metafísico.
Su primer artículo sobre el tema fue enviado a Annalen der Physik (Annals of Physics).
El editor, Johann Poggendorf, ni siquiera reconoció la carta de Mayer. El artículo fue publicado en 1842 por Justus von Liebig en la revista Annalen der Chemie und Pharmazie (Annals of Chemistry and Pharmacy). El documento fue casi totalmente ignorado y Mayer publicó, en 1845, un folleto a su propio costo sobre el movimiento orgánico relacionado con la digestión, que no le fue mejor que su artículo.
En sus argumentos, Mayer utilizó las capacidades de calor específicas de los gases, es decir, el calor requerido para producir un aumento de la temperatura unitaria en la masa de la unidad de gas. Se sabía que la capacidad de calor específica de un gas mantenido a volumen constante es ligeramente menor que la de presión constante.
Esta diferencia en el calor, para una cantidad dada de gas, es interpretada por Mayer como el trabajo realizado por un gas que se expande a presión constante. Pudo encontrar la cantidad de trabajo requerida para producir una cantidad de calor de la unidad, obteniendo así lo que luego se conocía como el equivalente mecánico del calor (J). Encontró un peso de 1 gramo que cae 365 metros corresponde al calentamiento 1 gramo de agua 1 ° C. (Esto es equivalente a un valor de j de 3.56 julios por calorías; el factor de conversión moderno es 4.18 julios por caloría).
Mayer claramente anticipó a James Joule y Hermann von Helmholtz en el descubrimiento de la ley de conservación de la energía.
En 1848, dos de sus hijos murieron repentinamente en muy poco tiempo, de modo que su salud mental se resintió tanto que el 18 de mayo de 1850 intentó suicidarse. Fue llevado a un sanatorio mental por su depresión como consecuencia de este hecho y el abandono y menosprecio de la comunidad científica.
Diez años despues se reincorporó a la vida pública y fue durante su ausencia que sus logros comenzaron a reconsiderarse como lo merecía.
Su trabajo finalmente fue reconocido y en 1859 recibe el título de Doctor Honoris Causa de la Universidad de Tübingen. En 1862, John Tyndall recuperó sus trabajos durante unas conferencias en Londres y en 1867 volvió a publicar "Mecánica del Calor".
En 1868 fue nombrado Caballero permitiéndole anteponer von a su apellido.
En 1871 recibió la Medalla de Rumford de la Royal Society.
Mayer falleció el 20 de marzo de 1878 en Heilbronn, Kingdom of Württemberg, Alemania, de tuberculosis.
* S. M. Tenney, M.D - The New England Journal of Medicine - 1963
* Oxford Reference
* 100cia Química
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