Джеймс Прескотт Джоуль, английский физик

Джеймс Прескотт Джоуль биография

Джеймс Прескотт Джоуль, английский физик
Джеймс Прескотт Джоуль — английский физик, который занимался изучением природы тепла и открыл взаимосвязь тепла и механической работы.

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.

В 1838 году, в возрасте девятнадцати лет, Джоуль сконструировал электромагнитный двигатель.

В 1840 году он заменил паровые двигатели, используемые на пивоварне его отца, на новые — электрические, ради научного и экономического эксперимента, так как хотел добиться большей эффективности.

В 1841 году он провёл эксперимент по установлению зависимости между током, сопротивлением и выделяемым ими теплом в проводнике. Этот эксперимент получил название первого закона Джоуля (в русскоязычной терминологии — закон Джоуля-Ленца).

В 1845 году Джоуль показал миру эксперимент с гребным колесом, который помог ему понять идею сохранения энергии. Он говорил, что во время эксперимента механическая энергия превращается в тепло. Позже на базе этого открытия появился закон сохранения энергии.

В 1847 году, на одном из его докладов, он познакомился с Уильямом Томсоном, с которым совместно работал над несколькими исследованиями по тепловым эффектам. Вместе они представили миру эффект Джоуля-Томсона и абсолютную термодинамическую шкалу.

Джоуль изучал природу тепла и установил взаимосвязь тепла и механической работы.

Впоследствии эти изыскания получили название закона сохранения энергии, который затем был использован для формулировки первого закона термодинамики.

На базе этих научных исследований Джоуль сформулировал свой первый закон, в котором говорится о взаимодействии прохождения электрического тока через проводник и определённом количестве выделяемого вследствие этого тепла.

Закон гласит: тепло, которое выделяется вследствие генерации гальванического тока пропорционально квадрату интенсивности этого тока, умноженному на устойчивость к проводимости.

Его совместные работы с Уильямом Томсоном привели к выдающемуся открытию, известному как эффект Джоуля-Томсона. Эффект описывает изменение температуры газа или жидкости, которые проходят через изолированный от внешнего окружения клапан.

Совместно с Томсоном Джоуль также работал над абсолютной термодинамической шкалой, которая известна как шкала температур Кельвина, названная в честь Уильяма Томсона, который носил титул лорда Кельвина.

В 1852 году Джоуль получил медаль Королевского научного общества за публикацию работы с названием «О механическом эквиваленте тепла».

В 1860 году он был выбран президентом Манчестерского литературного и философского сообщества. Он также был президентом Британской ассоциации продвижения науки с 1872 по 1887 годы.

В 1880 году он получил медаль «Альберта» Королевского общества покровительства искусствам за установление взаимосвязи между теплом, электричеством и механической работой.

В честь Джеймса Джоуля в северной части Вестминстерского аббатства построен мемориал, а в Манчестерском здании муниципалитета установлена статуя.

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.

Новая функция! Средняя оценка, которую получила эта биография. Показать оценку

Источник: https://obrazovaka.ru/james-prescott-joule.html

Джеймс Прескотт Джоуль биография физика кратко — Помощник для школьников Спринт-Олимпиады

Джеймс Прескотт Джоуль, английский физик

Джеймс Прескотт Джоуль — английский физик, который занимался изучением природы тепла и открыл взаимосвязь тепла и механической работы.

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.

Карьера

В 1838 году, в возрасте девятнадцати лет, Джоуль сконструировал электромагнитный двигатель.

В 1840 году он заменил паровые двигатели, используемые на пивоварне его отца, на новые — электрические, ради научного и экономического эксперимента, так как хотел добиться большей эффективности.

В 1841 году он провёл эксперимент по установлению зависимости между током, сопротивлением и выделяемым ими теплом в проводнике. Этот эксперимент получил название первого закона Джоуля (в русскоязычной терминологии — закон Джоуля-Ленца).

В 1845 году Джоуль показал миру эксперимент с гребным колесом, который помог ему понять идею сохранения энергии. Он говорил, что во время эксперимента механическая энергия превращается в тепло. Позже на базе этого открытия появился закон сохранения энергии.

В 1847 году, на одном из его докладов, он познакомился с Уильямом Томсоном, с которым совместно работал над несколькими исследованиями по тепловым эффектам. Вместе они представили миру эффект Джоуля-Томсона и абсолютную термодинамическую шкалу.

Основные работы

Джоуль изучал природу тепла и установил взаимосвязь тепла и механической работы.

Впоследствии эти изыскания получили название закона сохранения энергии, который затем был использован для формулировки первого закона термодинамики.

На базе этих научных исследований Джоуль сформулировал свой первый закон, в котором говорится о взаимодействии прохождения электрического тока через проводник и определённом количестве выделяемого вследствие этого тепла.

Закон гласит: тепло, которое выделяется вследствие генерации гальванического тока пропорционально квадрату интенсивности этого тока, умноженному на устойчивость к проводимости.

Его совместные работы с Уильямом Томсоном привели к выдающемуся открытию, известному как эффект Джоуля-Томсона. Эффект описывает изменение температуры газа или жидкости, которые проходят через изолированный от внешнего окружения клапан.

Совместно с Томсоном Джоуль также работал над абсолютной термодинамической шкалой, которая известна как шкала температур Кельвина, названная в честь Уильяма Томсона, который носил титул лорда Кельвина.

Награды и достижения

В 1852 году Джоуль получил медаль Королевского научного общества за публикацию работы с названием «О механическом эквиваленте тепла».

В 1860 году он был выбран президентом Манчестерского литературного и философского сообщества. Он также был президентом Британской ассоциации продвижения науки с 1872 по 1887 годы.

В 1880 году он получил медаль «Альберта» Королевского общества покровительства искусствам за установление взаимосвязи между теплом, электричеством и механической работой.

В честь Джеймса Джоуля в северной части Вестминстерского аббатства построен мемориал, а в Манчестерском здании муниципалитета установлена статуя.

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.

ПредыдущаяСледующая

Источник: https://Sprint-Olympic.ru/biografii/22415-djeims-preskott-djoyl-biografiia-fizika-kratko.html

Реферат: Джоуль Джеймс Прескотт

Джеймс Прескотт Джоуль, английский физик

(24.12.1818 – 11.10.1889)

Реферат написал ИГОРЬ МОРОЗОВ 7 «А» кл.

Биография – просто и интересно!

ДЖОУЛЬ ДЖЕЙМС ПРЕСКОТТ- выдающийся английский ученый.

Дж. Джоуль родился вблизи Манчестера в Англии в семье богатого владельца пивоваренного завода. Он получил домашнее образование. В течение трех лет его наставником был выдающийся химик Джон Дальтон. Именно Дальтон привил Джоулю любовь к науке и страсть к сбору и осмыслению численных данных, на которых основаны научные теории и законы.

К сожалению, математическая подготовка Джоуля была слабой, что в дальнейшем очень мешало ему в исследованиях и, возможно, не дало ему сделать еще более значительные открытия.

У Джоуля не было никакой профессии и никакой работы, кроме помощи в управлении заводом отца. Вплоть до 1854 г., когда завод наконец был продан, Джоуль работал на нем и урывками, по ночам, занимался своими опытами. После 1854 г. у Джоуля появились и время, и средства, чтобы построить в собственном доме физическую лабораторию и полностью посвятить себя экспериментальной физике.

Позднее Джоуль начал испытывать материальные затруднения и для продолжения исследований обратился за финансовой помощью к королеве Виктории.

В течение 1837-1847 гг. Джоуль все свободное время посвятил разнообразным экспериментам по превращению различных форм энергии – механической, электрической, химической, – в тепловую энергию.

Он разработал термометры, измерявшие температуру с точностью до одной двухсотой градуса, что позволило ему проводить измерения с наилучшей для того времени точностью.

В 1840 г. Джоуль формулирует закон, определяющий количество теплоты, выделяющейся в проводе при прохождении тока (известный сейчас как закон Джоуля).

В июне 1847 г. Джоуль представил доклад на собрании Британской ассоциации ученых, в котором он сообщил о наиболее точных измерениях механического эквивалента теплоты.

На полусонных слушателей доклад не произвел никакого впечатления, пока молодой пылкий Уильям Томсон (будущий лорд Кельвин) не объяснил своим престарелым коллегам значение работы Джоуля.

Доклад стал поворотным пунктом в его карьере.

В 1850 г. Джоуль был избран членом Лондонского королевского общества. Он стал одним из авторитетнейших ученых своего времени, обладателем многих титулов и наград.

Королева возвела его в рыцарское достоинство. Именем Джоуля была названа единица энергии.

Джоуль обладал выдающимися способностями физика-экспериментатора. Его страсть к науке была беспредельной. Даже во время медового месяца он находил время для измерения температуры воды у вершины и подножия живописного водопада, около которого они с молодой женой жили, чтобы убедиться, что разность значений температуры воды соответствует закону сохранения энергии!

Джоуль верил, что природа устроена просто, и стремился найти простые соотношения между важными физическими величинами. Ему удалось найти два таких соотношения, которые навсегда сохранили его имя в науке.

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».

Источник: https://www.bestreferat.ru/referat-12326.html

Джеймс Джоуль: биография, научные открытия

Джеймс Прескотт Джоуль, английский физик

Наверно, не существует человека, который не знает имени Джеймс Джоуль. Открытия этого физика применяются во всем мире. Какой путь прошел ученый? Какие открытия он совершил?

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 Джон Дальтон. 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.

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 теплового эффекта тока.

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.

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.

Магнитострикция

Параллельно со свойствами электрического тока Джеймс Джоуль изучает магнитные явления. В 1842 году он замечает, что железо изменяется в размерах под воздействием магнитных волн. Если металлические стержни поместить в магнитное поле, их длина станет чуть больше.

Научное сообщество сомневалось в существовании здесь какого-либо открытия. Изменение размеров стержней было настолько ничтожным, что человеческий глаз не улавливал его. Но физик разработал специальную технику, при помощи которой получил наглядные доказательства.

Позже выяснилось, что таким эффектом обладают и другие металлы, а само явление назвали магнитострикцией. Сейчас для открытия Джоуля нашли много способов применения. Например, материалом волновода для измерения уровня воды в резервуарах служат магнитострикционные металлы. Это явление используют и для изготовления меток в антикражевых системах.

Эксперименты с газом

В 40-х годах Джеймс Джоуль активно изучает свойства газа, а именно явления, связанные с его расширением и сжатием. Он проводил опыт с расширением разряженного газа, доказывая при этом, что его внутренняя энергия не зависит от объема. Важна только температура газа.

В 1848 году Джоуль впервые в истории физики измерил скорость молекул газа. Данный опыт стал ранней работой о кинетической теории газов, дав толчок для дальнейших исследований в этой области. Работу Джоуля позже продолжил шотландец Джеймс Максвелл.

За значительный научный вклад в честь английского физика была названа единица измерения работы, количества теплоты и энергии – Джоуль.

Джоуль и Томсон

Огромное влияние на деятельность Джоуля и его признание в научном мире оказал Уильям Томсон. Ученые познакомились в 1847 году, когда Джоуль представлял Британской ассоциации ученых доклад об измерениях механического эквивалента теплоты.

До Томсона Джоуля не воспринимали серьезно в научных кругах. Кто знает, может быть, мы и не узнали бы открытые им законы физики, если бы Уильям Томас не объяснил их важность «снобам» британского сообщества.

Вместе физики изучали свойства газов, открыв, что при адиабатическом дросселировании газ охлаждается. То есть температура газа (или жидкости) уменьшается во время прохождения через дроссель (изолированный клапан). Явление получило название эффекта Джоуля-Томсона. Сейчас это явление применяется для получения низких температур.

Ученые также занимались термодинамической шкалой, названной в честь титула лорда Кельвина, который принадлежал Уильяму Томсону.

Признание Джеймса Джоуля

Слава и признание все же настигли английского физика. В 50-х годах XIX века он становится членом Лондонского королевского общества и награждается Королевской медалью. В 1866 году он получает медаль Копли, а затем и медаль Альберта.

Несколько раз Джоуль становился президентом Британской научной ассоциации. Ему были присуждены научные степени доктора права в дублинском колледже, Эдинбургском и Оксфордском университетах.

В его честь установлена статуя в здании муниципалитета в Манчестере и мемориал в Вестминстерском аббатстве. На обратной стороне Луны существует кратер Джеймса Джоуля.

Заключение

Знаменитый ученый, именем которого названы законы физики и единицы измерения, мог бы и не добиться признания. Благодаря своему упорству и труду он не останавливался перед многочисленными отказами. В конце концов он доказал право на свое место под солнцем или хотя бы на лунном кратере.

Источник: https://FB.ru/article/255849/djeyms-djoul-biografiya-nauchnyie-otkryitiya

Джеймс Прескотт Джоуль: все гениальное — просто!

Джеймс Прескотт Джоуль, английский физик

Джеймс Прескотт Джоуль (James Prescott Joule) родился на северо-западе Англии в городке Солфорд, что неподалеку от Манчестера, 24 декабря 1818 года. Семья Джоулей была достаточно обеспеченной – отец держал собственный пивоваренный завод. Это позволило Джеймсу получить качественное образование на дому.

Его первым учителем был Джон Дальтон – известный ученый, изучавший физику, химию и естественные науки.

Он внес неоценимый вклад в научное будущее Джеймса, привив ему интерес к сбору численных данных и их логическому осмыслению.

Немного не доставало мальчику лишь занятий в области математики, которые ограничивались элементарными основами. Это вызвало трудности при дальнейшей научной работе Джоуля, тем не менее, решающей роли не сыграло.

С юного возраста, в свободное от обучения время, Джеймс работает на отцовском заводе. С помощью Дальтона, он уже в 19 лет начинает свои первые научные исследования и вскоре заменяет все паровые машины пивоварни на более выгодные электрические аналоги.

Спустя год его статью публикуют в известном журнале «Annals of Electricity». В ней юный ученый описывает конструкцию и принцип работы электромагнитного двигателя. Это было лишь началом работы Джоуля в области электромагнетизма. В 1840 году, проводя исследования на ферромагнетиках, он открывает эффект магнитного насыщения, а в 1842 обнаруживает явление магнитострикции.

Одним из вдохновителей Джоуля был Майкл Фарадей и его работы о взаимодействии магнетизма и электротока.

Проводя постоянные физические эксперименты в этой области, ученый приходит к одному из основных достижений своей научной карьеры – устанавливает зависимость между силой тока и выделяемой им теплотой.

Согласно исследованиям Джоуля, теплота, которая выделяется в проводнике, пропорциональна его сопротивлению и квадратичной силе тока, через него проходящего.

Первое упоминание этой взаимосвязи Джоулем датируется 1841 годом, тем не менее, у этого утверждения есть и второй признанный автор – русский ученый Ленц, пришедший к схожим выводам в 1842 году. На сегодняшний день закон носит имя Джоуля-Ленца.

В 1843 году Джоуль решает развить мысль, высказанную Юлиусом Майером, о существовании взаимосвязи между выполненной механической работой и количеством выделенного при этом тепла.

Для этого в колбу с водой он помещал электромагнит, который вращался под давлением грузила, при том, что сам сосуд находился в магнитном поле. Таким образом, Джоуль показывает, что теория теплорода неверна и тепло выделяется во время работы, а не из окружающего пространства.

Ученому удалось вывести численное соотношение, которое известно в современной физике, как механический эквивалент тепла, равный 4,2 Дж/кал.

Описание данного эксперимента и его научную значимость Джоуль изложил в статье «О тепловом эффекте магнитоэлектричества и механическом значении тепла».

Следующие несколько лет ученый продолжал исследовать выделение тепла при различных механических действиях (пропускании воды через узкие отверстия, сжатии газа и т.д).

Чтобы иметь возможность проводить свои эксперименты, в 1844 году Джеймс вместе с семьей переехал в Манчестер. Они поселились в большом доме, недалеко от центра города, где для ученого была оборудована лаборатория.

Там Джоуль и открыл свой знаменитый закон сохранения энергии, за который в дальнейшем его имя увековечат в качестве единицы измерения.

В 1847 году ученый знакомится с Уильямом Томсоном. Он начинает с ним совместные исследования, результатом которых стал закон Джоуля-Томсона, который используют для сжижения газов. Также двум великим ученым удается создать термодинамическую шкалу.

С помощью Томсона, работы Джоуля наконец-то привлекают внимание мирового научного сообщества, которое долгое время игнорировало талантливого физика. Он выступает с докладом на заседании в Оксфорде и производит впечатление на Британскую ассоциацию ученых.

В этом же году Джоуль женится на Амелии Граймс, в браке у них родилось двое детей.

В 1850 году Джоуля приняли в ряды Лондонского королевского общества.

1854 год стал поворотным в судьбе английского ученого. В это время умирает его жена, он продает родительскую пивоварню и с головой уходит в науку.

На вырученные деньги он оборудовал себе современную лабораторию, где проводил большинство своего свободного времени.

В период с 1854 по 1889 год он издал 97 научных работ, посвященных классической и молекулярной физике, акустике, теории тепла и газов.

В 1866 году ему вручили его первую награду – медаль Копли, а в 1880 и вторую – медаль Альберта.

В 1870х годах ученый стал доктором права в Эдинбургском и Лейденском университетах, получил две медали от Королевского общества, а от самой королевы Англии – рыцарское звание. В 1872 году его выбрали президентом Британской ассоциации, а позже, в 1877 – перевыбрали и на второй срок. С 1878 года Джоуль получал почетную ежемесячную пенсию в размере 215 фунтов.

Умер ученый 11 октября 1889 года в городе Сейл, вблизи Манчестера. Незадолго до смерти он выпустил двухтомный сборник со своими научными записями «Scientific papers by J. P. Joule», который содержит описание его гениальных физических опытов. Многие из них стали неотъемлемой частью современной физики.

особенность научной деятельности Джоуля – это простота его экспериментов. При этом все они отличались удивительной точностью и наглядностью. Ученый был твердо убежден, что мир устроен значительно проще, чем нам кажется, и все вещи в нем взаимодействуют между собой. Нахождение подобных взаимодействий и было основным направлением всех его исследований.

В городской ратуше Манчестера в честь ученого установлен памятник, сразу напротив памятника его учителю – Дальтону.

Источник: https://calculator888.ru/blog/biografiya/joule-james.html

Джеймс Джоуль

Джеймс Прескотт Джоуль, английский физик

Джеймс Прескотт Джоуль. 24 декабря 1818 – 11 октября 1889. Английский физик. Внес значительный вклад в становление термодинамики. Опытно обосновал закон сохранения энергии. Именем Джоуля назвали единицу измерения работы и энергии в системе СИ.

Официально:

 Джеймс Прескотт Джоуль. 24 декабря 1818 – 11 октября 1889. Английский физик. Внес значительный вклад в становление термодинамики. Опытно обосновал закон сохранения энергии. Именем Джоуля назвали единицу измерения работы и энергии в системе СИ.

Неофициально:

1. Джоуль – ровесник Ивана Тургенева, то есть родился в 1818 году. Добавим, что в самый сочельник, 24 декабря. Семья была небедной и владела пивоваренным заводом в городке Солфорде близ Манчестера – за это теперь Джоуля называют самым известным физиком среди пивоваров.

2. В детстве у Джеймса обнаружились проблемы с позвоночником. Болезненный мальчик не мог бегать со сверстниками, а потому увлекся исследованием мира. Обеспеченный папа дал сыну прекрасное домашнее образование – математике, химии и физике Джоуля обучал известный ученый Джон Дальтон.

3. Джоуль благодарно признавал, что Дальтон сыграл главную роль в  его решении заняться наукой. «Именно в результате его преподавания у меня появилось желание увеличить запас моих знаний с помощью оригинальных исследований».

4. Под влиянием физика и химика  Дальтона сын пивовара и сам пивовар уже в девятнадцать лет начал ставить эксперименты по физике. Впрочем, трудится на семейном заводе он начал еще раньше – пятнадцати лет.

5. Двадцати трех лет, в 1841 году он  доказал, что теплота, выделяемая проводником при прохождении электрического тока, пропорциональна квадрату силы тока и сопротивлению проводника. Независимо от Джоуля этот закон открыл русский физик Эмилий Христианович Ленц, поэтому в наших учебниках физики его называют законом Джоуля-Ленца.

6. Еще через пару лет все еще молодой Джоуль открыл второй закон, носящий его имя: закон Джоуля утверждает, что внутренняя энергия идеального газа, зависит только от его температуры и не зависит от объема.

7. В семействе Джоулей трепетно относились к увлечениям отпрыска. В 1844 году семья переехала в новый дом, где для Джеймса оборудовали специальную лабораторию.

8. В 1947 году Джеймс Джоуль женился на Амалии Граймс. Пара отправилась в свадебное путешествие во Францию в Шамони, но и там влюбленный Джоуль продолжал свои опыты: вместе с Уильямом Томсоном он измеряли разность температур между дном и верхней точкой местного водопада. 

9. Брак Джоуля был счастливым, но недолгим: в 1854 году Джоуль остался вдовцом с двумя малыми детьми на руках.

10. Списком открытий Джоуля можно занять десяток строчек, но первым пунктом во всех энциклопедиях значится экспериментальное обоснование закона сохранения энергии.

Для тех, кто не помнит, первое начало термодинамики, как по-другому называют  закон сохранения энергии в применении к термодинамическим процессам, в самой простой формулировке звучит так: невозможно существование вечного двигателя, который совершает работу, не черпая энергию из какого-то источника.

11. Лавры открытия первого начала термодинамики делят с Джоулем физик и врач Герман Людвиг Фердинанд фон Гельмгольц и врач Юлиус Роберт фон Майер.

Гельмгольц признавал приоритет Майера, но к публикации врача по специальности физическое сообщество не отнеслось всерьёз.

Нынче всем воздали по заслугам, а то, что Джоуль первым подтвердил принцип сохранения энергии количественными результатами, не оспаривается никем.

12. Со временем Джеймс Джоуль продал свой пивоваренный завод и всецело посвятил себя науке. За семьдесят полных лет жизни он опубликовал без малого сотню научных работ, большая часть которых ныне признана классическими, сделался членом Лондонского королевского общества и доктором права Эдинбургского и Лейденского университета.

13. В год его кончины – 1889-й – Второй международный конгресс электриков  сделал Джоуля именем нарицательным: он ввел джоуль в абсолютные практические электрические единицы в качестве единицы работы и энергии электрического тока.

14. Несмотря на то, что среди его работ множество связанных с электричеством, Джоуль считал, что электродвигатели никогда не вытеснят лошадь. Его резоны были просты, как ржание: стоимость цинка, расходуемого в батареях, больше стоимости овса, который съест лошадь, выполняющая ту же работу

15. В последние годы жизни Джоуль тяжко болел. Похоронили его вовсе не в Вестминстерском аббатстве как думают те, кто видел там памятник Джоулю в северном проходе хоров.

Джоуль покоится на кладбище в Манчестере, и на надгробном памятнике выбито число 772,55. Это полученное в эксперименте 1878 года значение механического эквивалента тепла.

Такую работу, выраженную в футо-фунтах, надо будет потратить, чтобы поднять температуру одного фунта воды с 60 до 61 градуса по Фаренгейту на уровне моря.

16. В Манчестерской ратуше Джоулю поставили памятник. Мраморная скульптура работы Альфреда Гильберта стоит напротив памятника Джону Дальтону, так что ученик и учитель  и после смерти неразлучны.   

wikimedia

Источник: https://scientificrussia.ru/articles/dzhejms-dzhoul

Booksm
Добавить комментарий