Содержание
Джеймс Прескотт Джоуль (1818–1889) был британским физиком, наиболее известным своими исследованиями в области электричества и термодинамики. Его исследования в области магнетизма привели его к открытию его связи с механической работой и привели к теории энергии. Международная единица энергии, тепла и работы, известная как джоуль или июль, названа в его честь.
Сегодня он признан одним из самых выдающихся физиков своего времени благодаря своим новаторским исследованиям в области термодинамики. Однако так было не всегда. Джоуля пришлось бороться за то, чтобы большую часть своей молодости научное сообщество приняло его всерьез. Несмотря на качество своей работы, ей было сложно привлечь финансирование и публиковаться в авторитетных журналах.
Он был застенчивым и скромным молодым человеком, поэтому ему требовалась поддержка более сильных личностей, которые помогли бы ему добиться признания в научном сообществе.В 1847 году он сотрудничал с Уильямом Томсоном, позже известным как лорд Кельвин, который, хотя и был на шесть лет моложе его, никогда не имел проблем с саморекламой.
Личная жизнь и наследие
В 1847 году Джоуль женился на Амелии Граймс, дочери Джона Граймса, который был руководителем таможни в Ливерпуле. У пары родилось двое детей — Бенджамин Артур и Элис Амелия.
В 1854 году его жена и сын погибли, а он до конца своей жизни прожил вдовцом, работая без устали.
Британское правительство назначило Джоулю пожизненную пенсию размером в 215 фунтов-стерлингов за его работу и достижения.
Его уникальные достижения в отрасли энергии и её аспектах до сих пор являются основой для многих исследователей.
Унифицированная единица подсчёта энергии и тепла системы СИ была названа в его честь.
Джеймс Джоуль умер после продолжительной болезни 11 октября 1889 года в Сейле, Англия.
Джеймс Джоуль — довольно известная личность. Все мы знаем это имя еще со школьных уроков физики. Однако тогда никто не углублялся в его биографию и достижения, а ведь его жизненный путь очень интересен. В статье мы рассмотрим подробную биографию ученого, а также поговорим о том, чего он достиг.
Вера в Библию
Джоуль был искренним христианином, который был известен своей терпеливостью и смирением. Джоуль искал Божьей воли и повиновался ей.
Джоуль не видел никаких противоречий между его научной работой и его верой в истинность Писания. Многие его коллеги-учёные разделяли его точку зрения. «В ответ на волну Дарвинизма, которая в то время нахлынула на всю страну… 717 учёных подписали знаменательный манифест под названием Декларация Учёных в области Естествознания и Физики, который вышел в Лондоне в 1864 году. Эта декларация утверждала их веру в научную достоверность Священного Писания. В этом списке числилось 86 Членов Научного Королевского Общества». Джеймс Джоуль был одним из выдающихся учёных, который подписал этот документ.
С 1872 года состояние здоровья Джоуля ухудшилось, но он всё же продолжал немного работать. Он умер 11 октября 1889 года в английском городке Сейле, недалеко от Чешира.
Джоуль твёрдо принимал Бога как Творца. Его слова свидетельствуют нам о тех приоритетах, по которым он жил: «После познания и повиновения Божьей воле, следующей целью должно быть познание Его мудрости, силы и доброты, как свидетельствует об этом Его творение».
Жизнь выдающегося физика
24 декабря 1818 года родился Джеймс Джоуль. Биография будущего физика начинается в английском городке Солфорде, в семье успешного владельца пивоварни. Обучение мальчика происходило в домашних условиях, некоторое время физику и химию ему преподавал Благодаря ему английский физик и полюбил науку.
Джоуль не обладал крепким здоровьем, много времени он просиживал дома, проводя физические опыты и эксперименты. Уже в 15 лет, из-за болезни отца, ему пришлось управлять пивоварней вместе с братом. Работа на отцовском заводе не давала возможности поступить в университет, поэтому Джеймс Джоуль всецело отдавался домашней лаборатории.
С 1838 по 1847 год физик активно изучает электричество и делает свои первые научные успехи. В журнале Annals of Electricity он публикует статью об электричестве, а в 1841 открывает новый физический закон, который сейчас носит его имя.
В 1847 году Джоуль заключает первый и единственный брак с Амелией Граймс. Вскоре у них рождаются Элис Амелия и Бенджамин Артур. В 1854 году жена и сын погибают. Сам Джоуль умирает в 1889 году в Англии, в городе Сейле.
За всю свою жизнь он публикует около 97 работ по физике, некоторые из них написаны совместно с другими учеными: Лайоном, Томсоном и т. д. За выдающиеся научные достижения и открытые законы физики он награжден несколькими медалями и получал пожизненную пенсию от правительства Великобритании в размере около 200 фунтов.
Кар’єра
В 1838 році, у віці дев’ятнадцяти років, Джоуль сконструював електромагнітний двигун.
У 1840 році він замінив парові двигуни, використовувані на пивоварні його батька, на нові — електричні, заради наукового та економічного експерименту, так як хотів домогтися більшої ефективності.
В 1841 році він провів експеримент по встановленню залежності між струмом, опором і виділяються ними теплом в провіднику.
Цей експеримент отримав назву першого закону Джоуля (в російськомовній термінології — закон Джоуля-Ленца).
У 1845 році Джоуль показав світу експеримент з гребним колесом, який допоміг йому зрозуміти ідею збереження енергії. Він говорив, що під час експерименту механічна енергія перетворюється в тепло. Пізніше на базі цього відкриття з’явився закон збереження енергії.
У 1847 році, на одному з його доповідей, він познайомився з Вільямом Томсоном, з яким разом працював над декількома дослідженнями по теплових ефектів. Разом вони представили світу ефект Джоуля-Томсона і абсолютну термодинамічну шкалу.
биография
Джеймс Прескотт Джоуль был сыном Бенджамина Джоуля ( 1784–1858 ) , владельца пивоварни. Обладая застенчивым и скромным характером, он посещал частные уроки физики и математики в собственном доме, его учителем был британский химик Джон Далтон ; Эти занятия он совмещал со своей профессиональной деятельностью, работая с отцом на винокурне, которым ему удалось управлять. Далтон вдохновил его на научные исследования и провел свои первые эксперименты в лаборатории рядом с пивоварней, во время обучения в Манчестерском университете . Он получил только два года образования по арифметике и геометрии до того, как Далтону пришлось уйти на пенсию из-за инсульта . Тем не менее, Далтон оказал влияние на Джоуля, как и его соратники, химик Уильям Генри и манчестерские инженеры Питер Юарт и Итон Ходжкинсон . Позже Джоуль получил образование у Джона Дэвиса . Джоуль был очарован электричеством . Он и его брат испытали на себе шокирование друг друга и слуг семьи.
Джоуль стал менеджером пивоварни и работал до тех пор, пока бизнес не был продан в 1854 году . Наука была его хобби, но вскоре он начал исследовать возможность замены паровой машины пивоварни на недавно изобретенный электродвигатель . У Джоуля была комната в отцовском доме, которую он использовал как лабораторию; Именно там он начал свои первые электрические и магнитные эксперименты. В 1838 году он опубликовал свои первые научные статьи об электричестве в Annals of Electricity , научном журнале , основанном и редактируемом партнером Дэвиса. Уильям Стерджен . Он открыл закон Джоуля в 1840 году и попытался произвести впечатление на Королевское общество , но обнаружил, не в последний раз, что его считают простым провинциальным новичком. Когда Стерджен переехал в Манчестер в 1840 году, он и Джоуль стали центром круга интеллигенции в городе. Они оба разделяли убеждение, что наука и теология должны быть интегрированы. Джоуль преподавал в Королевской галерее практических наук Стерджена .
Он обнаружил, что сжигание фунта угля в паровой машине производит в пять раз больше работы, чем потребление фунта цинка в ячейке Grove Cell , одной из самых первых электрических батарей . Стандартной единицей работы Джоуля была способность поднять один фунт на высоту одного фута , то есть фут-фунт .
Тем не менее, интерес Джоуля сместился с чисто финансового интереса к тому, сколько работы можно извлечь из одного источника, к спекуляциям о преобразовании энергии . В 1843 году он опубликовал результаты своих экспериментов, которые показали, что эффект нагрева, который он количественно оценил в 1841 году, был вызван выделением тепла в электрическом проводнике , а не его передачей от другой части оборудования. Это был прямой вызов теории калорийности , которая утверждала, что тепло не может быть создано или уничтожено. Теория калорийности доминировала в науке о тепле с тех пор, как Антуан Лавуазье представил его в 1783 году . Престиж Лавуазье и практический успех Сади Карно паровоза теории калорийности от 1824 дала молодому Джоуля, работая за пределами научных кругов и техники, трудного пути к путешествий. Сторонники калорийной теории указали на симметрию эффекта Пельтье-Зеебека, чтобы подтвердить, что тепло и ток могут быть преобразованы, по крайней мере приблизительно, обратимым процессом .
В июне 1844 года его отец переехал из Пендлбери в Уолли-Рейндж и построил лабораторию для своего сына рядом с домом. Джоуль имел тесные отношения с Манчестерским литературным и философским обществом . 25 января 1842 г. он стал членом общества, в 1844 г. он был назначен библиотекарем, в 1846 г. — почетным секретарем, в 1851 г. — вице-президентом и, наконец, в 1860 г. он впервые стал президентом общества.
Научные достижения
Электричество
Замечание 3
Первоначально наука для Джоуля была в качестве хобби, но даже во время работы на пивоваренном заводе он начал исследовать возможности для замены котлов на недавно изобретенный электрический двигатель.
Движимый отчасти желанием оценить экономические последствия такой замены, он фокусируется на измерениях, с помощью которых можно определить, какой источник энергии является более эффективным. Таким образом, в $1841$ году он открыл закон Джоуля при котором теплота, выделяемая прямым действием любого гальванического тока пропорциональна квадрату величины тока, умноженному на сопротивление проводника. (Производная единица энергии или работы, Джоуля, была названа в его честь). Джоуль пришел к выводу, что сжигать фунт угля будет более экономичным, чем тратить драгоценные фунты цинка для электрической батареи.
Джоуль пытается представить результаты перед Королевским обществом, но его там приняли за провинциального дилетанта.
В $1843$ году Джоуль вычислил количество механической работы, необходимой для получения эквивалентного количества тепла. Эта величина была названа «механическим эквивалентом тепла». Опять он представил доклад о своих выводах на этот раз в Британской ассоциации содействия развитию науки. Опять же ответ был невосторженным. Несколько ведущих журналов также отказались опубликовать документы по работе Джоуля.
Работа Джоуля о соотношении тепла, электричества и механической работы в значительной степени игнорировалась до $1847$ года. Только Уильям Томсон признал, что работа Джоуля вписывалась в объединяющий шаблон, который уже начал появляться в физике, и он с энтузиазмом одобрил работу Джоуля.
В $1849$ году Джоуль прочитал свой доклад, озаглавленный как «О механическом эквиваленте теплоты» в Королевском обществе, Фарадей выступил в качестве своего спонсора. В следующем году Королевское общество опубликовало статью Джоуля.
Замечание 4
Джоуль был избран членом Королевского общества в Лондоне и получил награду Копли. Он также служил в качестве президента Британской ассоциации содействия развитию науки.
Новая научная дисциплина-термодинамика
Принцип сохранения энергии, участвующий в работе Джоуля привел к новой научной дисциплине, известной как термодинамика. В то время как Джоуль не был первым ученым, который предложил этот принцип, он был первым, кто продемонстрировал его. Хотя Томсон и ряд других ученых позже внесли значительный вклад в термодинамику, Джоуль был признан главным основателем термодинамики.
Замечание 5
Принцип Джоуля о сохранение энергии лег в основу первого закона термодинамики.
Биография
Замечание 1
Он был сыном Бенджамина Джоуля, владельца относительно большой пивоварни.
Первоначальное образование Джеймс Джоуль получает от частных наставников, в основном из-за его плохого состояния здоровья. У него были проблемы с позвоночником, но с течением времени его состояние улучшилось, но на протяжении всей своей жизни ученый оставался сгорбившимся, это отразилось на его характере и способствовало его застенчивости.
С $1834$ он учился у Джона Дальтона в Манчестере в литературно-философском обществе. Как и Дальтон, Джоуль был убежденным сторонником атомной теории, в то время как многие ученые в этот период все еще скептически к ней относились.
В последующие годы Джеймс Джоуль учился у Джона Дэвиса и заинтересовался электричеством, он и его брат экспериментировали, поражая электрическим током, друг друга и слуг семьи.
Замечание 2
Закон Джоуля-Ленца
Непризнанная Лондонским научным обществом статья впоследствии оказалась одним из главных достижений ученого. В статье Джеймс Джоуль говорил о зависимости между силой тока и количеством выделенной теплоты. Он утверждал, что количество теплоты, которое выделяется в проводнике, прямо пропорционально сопротивлению проводника, квадрату силы и времени прохождения тока.
В это время подобную теорию разрабатывал Эмилий Ленц. То, что проводимость металлического проводника зависит от температуры, русский физик обнаружил ещё в 1832 году. Для точного определения температуры в проводнике ученый изобрел специальный сосуд, в который заливался спирт. Проволока, через которую пропускался ток, опускалась в сосуд. Далее отслеживалось, за какое время спирт нагреется. Джоуль Джеймс Прескотт использовал похожий метод, только в качестве жидкости использовал воду.
Результаты многолетних исследований Ленц опубликовал только в 1843 году, но в его трудах было больше точных научных обоснований, чем у Джоуля, работу которого вначале даже не захотели печатать. Учитывая первенство Джоуля и точные расчеты Эмилия Ленца, было решено назвать закон в честь обоих. Со временем закон Джоуля-Ленца положил начало термодинамике.
Строительная площадка
Джоуль изучал аспекты, связанные с магнетизмом , особенно те, которые связаны с намагничиванием железа под действием электрических токов , что привело его к изобретению электродвигателя . Он также открыл явление магнитострикции , которое проявляется в ферромагнетиках, когда их длина зависит от состояния намагниченности. Но наиболее плодотворная область исследований Джоуля связана с различными формами энергии : своими экспериментами он подтверждает, что, когда электрический ток течет по проводнику, он испытывает повышение температуры . ; Отсюда он пришел к выводу, что если источником электрической энергии является электрохимическая ячейка , энергия должна поступать в результате преобразования, осуществляемого химическими реакциями , которые преобразуют ее в электрическую энергию, а от этого — в тепло. Если в цепь вводится новый элемент — электродвигатель, генерируется механическая энергия . Это приводит его к провозглашению принципа сохранения энергии , и, хотя были и другие известные физики , способствовавшие установлению этого принципа, такие как Уильям Томсон (лорд Кельвин) и Герман фон Гельмгольц. , именно Джоуль придал ему большую прочность.
Несмотря на то, что в 1848 году он уже опубликовал статью, относящуюся к кинетической теории газов, где впервые была оценена скорость газовых молекул, он отказался от своего направления исследований и предпочел стать помощником Уильяма Томсона, и , т.к. в результате этого сотрудничества был открыт эффект Джоуля-Томсона , согласно которому возможно охлаждение расширяющегося газа, если выполняется работа, необходимая для разделения молекул газа. Позже это сделало возможным сжижение газов и привело к закону внутренней энергии идеального газа , согласно которому внутренняя энергия идеального газа не зависит от его объема и зависит от температуры.
Ранние года
У Джеймса Джоуля в детстве были проблемы со здоровьем. Слабость в позвоночнике вызвала легкую деформацию. По этой причине он не ходил в школу и посещал частные уроки дома, которые совмещал с работой на винокурне своего отца.
Не общаясь с другими детьми в школе, он стеснялся в компании. Фактически, отсутствие более сильной личности может быть причиной отсутствия признания в научном сообществе.
По этой причине он нуждался в поддержке других ученых, которые обладали талантами, которых ему не хватало. Однако только в 1847 году в его жизнь вошел Уильям Томсон. До этого Джоуль изо всех сил пытался публиковать статьи большого научного значения, но почти безрезультатно.
Работа лектором
Но кем же работал Джеймс Джоуль? Интересные факты про этого человека редкость, но известно, что он был лектором. Уже известный нам Стерджен переехал в Манчестер и открыл там Галерею практических знаний, куда и пригласил Джоуля на место лектора. Удивительно, некоторых студентов обучал сам Джеймс Джоуль!
В своих исследованиях того времени ученый много времени уделял вопросу об экономической выгоде электромагнитных двигателей. Сначала он считал, что электромагниты имеют огромные возможности, но вскоре лично убедился в том, что паровые машины куда эффективнее. Результаты этого исследования Джоуль опубликовал, не скрывая собственного разочарования.
Открытия ученого происходили очень быстро. Уже в 1842 году он описывает магнитострикцию, которая заключается в том, что тела меняют свои размеры и объемы при разной степени намагниченности. Через год он заканчивает исследования по поводу тепловыделения в проводниках и публикует свои результаты. Они заключались в том, что выделяемое тепло берется не извне. Это полностью опровергало теорию теплорода, приверженцы которой тогда еще существовали.
В период с 1843 по 1850 год мужчина занимается проведением ряда исследований, совершенствуя свою технику и подтверждая многими опытами верность принципа сохранения энергии.
Основні роботи
Джоуль вивчав природу тепла і встановив взаємозв’язок тепла і механічної роботи.
Згодом ці дослідження отримали назву закону збереження енергії, який потім був використаний для формулювання першого закону термодинаміки.
На базі цих наукових досліджень Джоуль сформулював свій перший закон, в якому йдеться про взаємодію проходження електричного струму через провідник і певній кількості виділяється внаслідок цього тепла.
Закон говорить: тепло, яке виділяється внаслідок генерації гальванічного струму пропорційно квадрату інтенсивності цього струму, помноженому на стійкість до провідності.
Його спільні роботи з Вільямом Томсоном призвели до видатному відкриттю, відомому як ефект Джоуля-Томсона. Ефект описує зміну температури газу або рідини, які проходять через ізольований від зовнішнього оточення клапан.
Спільно з Томсоном Джоуль також працював над абсолютною термодинамічною шкалою, яка відома як шкала температур Кельвіна, названа на честь Вільяма Томсона, який носив титул лорда Кельвіна.
Это интересно: 1102,Джейн Гудолл: биография
Талантливый экспериментатор
Во время совместной работы с Томсоном Джоуль кротко взялся за практическую роль экспериментального исследования теоретических проблем, поднимаемых Томсоном. Это была менее престижная роль в плодотворном сотрудничестве, но Джоуля больше интересовало достижение важных результатов, чем получение признания.
Однако следует помнить, что Джоуль и сам уже ранее внёс огромный теоретический вклад. Как говорит Х.Д. Стеффенс, описывая биографию Джоуля: «Несомненно, он был больше, чем «просто замечательный экспериментатор». Его эксперименты отображали и придали форму его предположениям, а его предположения смело противостояли распространенным научным теориям и подразумевали новый, точный порядок во вселенной»
Джоуль показал удивительную ясность в донесении, исполнении, описании и объяснении своих экспериментов. В отличие от многих учёных, Джоулю было не свойственно следовать ведущим в тупик путями или делать неверные наблюдения. В большинстве случаев, его черновики были достаточно понятными и разборчивыми для того, чтобы опубликовать их без предварительной проверки. Это свидетельствовало о чрезвычайной ясности его ума.
Исследования Джоуля
Начиная с 1841 г. Джоуль
занимался исследованием выделения теплоты электрическим током. В это время, в
частности, он открыл закон, независимо от него установленный также Ленцем
(закон Джоуля-Ленца). Исследуя затем общее количество теплоты, выделяемой во
всей цепи, включая и гальванический элемент, за определенное время, он
определил, что это количество теплоты равно теплоте химических реакций,
протекающих в элементе за то же время. У него,
Джоуля, складывается мнение, что источником теплоты, выделенной в цепи
электрического тока, являются химические процессы, проходящие в гальваническом
элементе, а электрический ток как бы разносит эту теплоту по всей цепи. Он
писал, что «электричество может рассматриваться как важный агент, который
переносит, упорядочивает и изменяет химическое тепло» Но источником
электрического тока может служить также и «Электромагнитная машина».
Как в этом случае нужно рассматривать теплоту, выделяемую электрическим током?
Джоуль задается также вопросом: что будет, если в цепь с гальваническим
элементом включить магнитоэлектрическую машину (т. е. электродвигатель), как
повлияет это на количество теплоты, выделяемой током в цепи?
Продолжая исследования в этом направлении, Джоуль и пришел к новым
важным результатам, которые изложил в работе «Тепловой эффект
магнитоэлектричества и механическая ценность теплоты», опубликованной в
1843 г. Прежде всего Джоуль исследовал вопрос о количестве теплоты, выделяемой
индукционным током. Для этого он поместил проволочную катушку с железным
сердечником в трубку, которая была наполнена водой, и вращал ее в магнитном
поле, образованном полюсами магнита (рис. 63). Измеряя величину индукционного
тока гальванометром, соединенным с концами проволочной катушки при помощи ртутного
коммутатора, и одновременно определяя количество теплоты, выделенной током в
трубке, Джоуль пришел к заключению, что
индукционный ток, как и гальванический, выделяет теплоту, количество которой
пропорционально квадрату силы тока и сопротивлению. Затем Джоуль включил
проволочную катушку, помещенную в трубку с водой, в гальваническую цепь. Вращая
ее в противоположных направлениях, он измерял силу тока в цепи и выделенную при
этом теплоту за определенный промежуток времени, так что катушка играла один
раз роль электродвигателя, а другой раз — генератора электрического тока.
Сравнивая затем количество
выделенной теплоты с теплотой химических реакций, протекающих в гальваническом
элементе, Джоуль пришел к заключению, что «теплота, обусловленная
химическим действием, подвержена увеличению или уменьшению» и что «мы
имеем, следовательно, в магнитоэлектричестве агента, способного обычным
механическим средством уничтожать или возбуждать теплоту». Наконец, Джоуль
заставлял вращаться эту трубку в магнитном поле уже под действием падающих
грузов. Измеряя количество теплоты, выделившееся в воде, и совершенную при
опускании грузов работу, он подсчитал механический эквивалент теплоты, который
оказался равным 460 кГм/ккал.
В том же году Джоуль сообщил об опыте, в котором механическая
работа непосредственно превращалась в теплоту. Он измерил теплоту, выделяемую
при продавливании воды через узкие трубки. При этом он получил, что
механический эквивалент теплоты равен 423 кГм/ккал.
В дальнейшем Джоуль вновь возвращался к экспериментальному
определению механического эквивалента теплоты. В 1849 г. он проделал известный
опыт по измерению механического эквивалента теплоты. С помощью падающих грузов
он заставлял ось с лопастями вращаться внутри калориметра, наполненного
жидкостью (рис. 64). Измеряя совершенную грузами работу и выделенную в
калориметре теплоту, Джоуль получил механический эквивалент теплоты, равный 424
кГм/ккал.
Открытие механического эквивалента теплоты привело Джоуля к
открытию закона сохранения и превращения энергии. В лекции, прочитанной им в
1847 г. в Манчестере, он говорил:
«Вы видите, следовательно,
что живая сила может быть превращена в теплоту и что теплота может превращаться
в живую силу, или в притяжение на расстоянии. Все трое, следовательно, —
именно, теплота, живая сила и притяжение на расстоянии (к которым я могу
причислить свет) — взаимно превращаемы друг в друга. Причем при этих
превращениях ничего не теряется».
Особисте життя і спадщина
У 1847 році Джоуль одружився з Амелією Граймс, дочки Джона Граймса, який був керівником митниці в Ліверпулі. У пари народилося двоє дітей — Бенджамін Артур і Еліс Амелія.
У 1854 році його дружина і син загинули, а він до кінця свого життя прожив вдівцем, працюючи невтомно.
Британське уряд призначив Джоулю довічну пенсію розміром 215 фунтів-стерлінгів за його роботу і досягнення.
Його унікальні досягнення в галузі енергії та її аспектах досі є основою для багатьох дослідників.
Уніфікована одиниця підрахунку енергії і тепла системи СІ була названа в його честь.
Джеймс Джоуль помер після тривалої хвороби 11 жовтня 1889 року в Сейлем, Англія.
Коротко
Діяльність
Фізик
Дата народження
24 Грудня 1818
Знак зодіаку
Козеріг
Дата смерті
11 Жовтня 1889
Місце народження
Англія, Манчестер
Повне ім’я (рос)
Джеймс Прескотт Джоуль
Повне ім’я (англ.)
James Prescott Joule
Детство и юность
Джеймс Джоуль родился 24 декабря 1818 года в Манчестере, Англия. Он был одним из пяти детей у своих родителей — отца Бенджамина Джоуля, зажиточного пивовара, и матери, Элис Прескотт Джоуль, дочери Джона Прескотта из Уигана.
Джеймс Джоуль был слабым и болезненным, из-за чего не мог посещать школу как все дети его возраста и получил своё начальное образование от своей тёти на дому.
В детстве ему очень нравилось электричество и электрические эффекты; он проводил испытания дома, и в один из таких экспериментов из-за собственной невнимательности он ударил током одного из слуг, который от электрического удара потерял сознание.
С ухудшением здоровья своего отца, Джеймс, которому на тот момент было всего 15 лет, и его старший брат Бенджамин были вынуждены начать работать на пивоварне. В это же время он учился у Джона Дальтона, известного английского химика.
Джоуль Джеймс Прескотт краткая биография
Джеймс Прескотт Джоуль появился на свет 24 декабря 1818 года в семье богатого владельца завода по пивоварению. Хорошее финансовое положение семьи позволило Джеймсу до 15-летнего возраста обучался дома. Он получил прекрасные знания в области физики, математики и химии, и чувствуя дальнейшее влечение к наукам, Джеймсу Джоулю захотелось продолжить свое образование. Но судьба распорядилась иначе – через болезнь отца он вместе со своим старшим братом какое-то время управляли семейным пивоваренным заводом.
Сложившиеся обстоятельства не помешали Джеймсу заниматься наукой . Дома он организовывает физическую лабораторию и начинает производить свои эксперименты. В ходе проведенных первых работ на электромоторах, ученый обнаружил следующее — мощность электрических машин прямо пропорциональна выработке напряжения и силы тока.
На протяжении 7 лет, начиная с 1847 года, ученый проводил ряд экспериментов по изучению действия тепла на электрический ток, проходящий через проводник. Результатом его труда стало открытие пропорциональной зависимости количества тепла, которое выделяется в проводнике, к сопротивлению данного материала и квадрата силы тока, который проходит через него.
Открытие Джоуля сделало его известным ученым. Ему предложил совместную работу У. Томсон. Они, работая в тендеме, стали, по сути, прародителями всех холодильных установок и холодильников. Джоуль довел, что расширение газа без выполнения любой работы приводит к значительному снижению его температуры. Данный эффект был назван в честь ученых – он носит название эффект Джоуля-Томсона.
В 1850 году Британское Королевское общество избрало Джеймса Джоуля действительным членом. А в 1961 году его именем была названа единица энергии и работы в международной системе СИ.
Джеймс Прескотт Джоуль скончался 11 октября 1889 года.
Это интересно: 1100,Джеймс Максвелл (биография)
Индивидуальные доказательства
- Цитата из Оксфордского словаря английского языка (OED) : Хотя некоторые люди с таким именем называют себя daʊl , а другие dʒəʊl , почти наверняка JP Joule (и, по крайней мере, некоторые из его родственников) использовали dʒul .
- Герман фон Гельмгольц: . СЕВЕРУС Верлаг, 1 июня 2010 г., ISBN 978-3-942382-14-4 , стр. 346.
- Кароли Симони: культурная история физики . Харри Дойч, Тун, Франкфурт а. М. 1995, ISBN 3-8171-1379-X , стр.368 .
- ↑ . Королевское общество в Эдинбурге, июль 2006, ISBN 0902198 84 X .
- ^ Дональд С. Л. Кардуэлл: . Manchester University Press, 1991, ISBN 978-0-7190-3479-4 , стр. 285. (= Приложение 4)
- ↑
- ↑
- ↑
- Описание эксперимента: Роберт Л. Вебер, Эрик Мендоза: . Springer-Verlag, 9 марта 2013 г., ISBN 978-3-322-89411-3 , стр. 65 , где «пациент» остается безымянным. Эксперимент датирован 31 мая 1841 года.
- ↑ Дональд Кардуэлл: . Springer-Verlag, 8 марта 2013 г., ISBN 978-3-322-83123-1 , стр.197.
- Густав Шмидт: Сборник уравнений состояния атмосферного воздуха = Annalen der Physik . Лента247 , нет.9 , 1880, с.171-176 , DOI : .
Борьба за приоритет в открытии закона сохранении энергии
Со второй половины 1840-х годов на страницах «Трудов Французской академии наук» (фр. Comptes rendus hebdomadaires des séances de l’Académie des sciences) развернулась острая дискуссия о приоритете в открытии закона сохранения энергии для термодинамических систем между Джоулем и Майером, и, хотя публикация Майера вышла несколько раньше, он, будучи врачом по профессии, не воспринимался всерьёз, тогда как Джоуля уже поддерживали крупные физики, в частности, его доклад 1847 года в Британской научной ассоциации получил высокие оценки присутствовавших на заседании Фарадея, Стокса и Томсона. Тимирязев, позднее рассматривая эту дискуссию, отмечал последовательность аргументации Майера в борьбе с «мелкой завистью цеховых ученых»
Гельмгольц, опубликовавший принцип сохранения энергии в 1847 году, в 1851 году обращает внимание на работы Майера, а в 1852 году открыто признаёт его приоритет.
Следующий виток борьбы за приоритет произошёл в 1860-е годы, когда закон получил всеобщее признание в научной среде. Тиндаль в 1862 году в публичной лекции показывает приоритет Майера, и на его точку зрения становится Клаузиус. Тэт, известный пробританскими патриотическими взглядами, в серии публикаций настаивает на приоритете Джоуля, не признавая за работой Майера 1842 года физического содержания, ему оппонирует Клаузиус, а философ Дюринг, одновременно принижая значение работ Джоуля и Гельмгольца, активно настаивает на приоритете Майера, что во многом послужило окончательному признанию приоритета Майера.
Первые работы и эксперименты
Наблюдая за паровыми двигателями на пивоварне отца, Джеймс Джоуль решил заменить их электрическими для эффективности работы. В 1838 году он публикует в научном журнале статью, в которой расписывает устройство придуманного им электромагнитного двигателя. В 1840 году на пивоварне появляются новые электрические двигатели, а физик продолжает изучение электрического тока и выделения теплоты. Позже оказалось, что паровые двигатели были гораздо эффективнее.
В ходе экспериментов Джоуль создает термометры, которые способны измерять температуру с точностью до 1/200 градуса. Это позволяет ему углубиться в изучение В 1840 году, благодаря дальнейшим наблюдениям, физик обнаруживает эффект магнитного насыщения. В этом же году он посылает в Королевское научное общество работу «Об образовании теплоты при помощи электрического тока». Статью не оценили. Опубликовать её согласился лишь манчестерский литературно-философский журнал.
