100 berühmte Wissenschaftler Sklyarenko Valentina Markovna
JOUL JAMES PRESCOTT (1818-1889)
JOUL JAMES PRESCOTT
(1818 - 1889)
Benjamin Joule, ein wohlhabender Brauer, lebte in Salford, in der Nähe von Manchester. Am 24. Dezember 1818 brachte seine Frau Ellis einen Jungen zur Welt. Sie nannten ihn James Prescott. Die Familie hatte bereits einen Sohn, Benjamin. Zwei weitere Kinder starben im Säuglingsalter. Nach James wurden drei weitere Kinder in der Familie Joule geboren: zwei Mädchen und ein Junge. Grundschulbildung wenig Joules wurden zu Hause empfangen. James war ein kränkliches Kind – er hatte Rückenprobleme, aber dank spezieller Übungen und Verfahren wurde er stärker und erholte sich. Höchstwahrscheinlich wuchs James aufgrund einer Krankheit schüchtern und bescheiden auf.
James und Benjamin, fast gleich alt, waren sehr freundlich und lernten zusammen. 1834 schickte der Vater die Brüder an die Manchester Literary and Philosophical Society, wo sie Chemie studieren sollten.
Die meisten großen Wissenschaftler hatten in ihrem Leben großartige Lehrer. Für Joule war ein solcher Lehrer berühmter Chemiker und der Physiker John Dalton, der in jenen Jahren Präsident der Manchester Literary and Philosophical Society war. Klassen mit Dalton gerendert großen Einfluss auf die Joule-Brüder und weckte ihr Interesse an der Wissenschaft. Dalton brachte jungen Leuten Arithmetik, Algebra, Geometrie, Naturwissenschaft und natürlich Chemie. Leider erlitt Dalton bald darauf, 1837, einen Schlaganfall und musste den Unterricht aufgeben. Aber der große Wissenschaftler schaffte es, in den Herzen der jungen Joule-Brüder ein Interesse an der Forschung zu wecken und ihnen die Grundlagen der experimentellen Arbeit beizubringen. Natürlich war dieses Interesse zunächst eher ein jungenhafter Spaß. Zum Beispiel verlor James beim Studium der Echos die Waffe seines Vaters in den Bergen. Bei einer anderen Gelegenheit wurden seine Augenbrauen durch einen erfolglosen Schuss verbrannt. Während sie Elektrizität erforschten, entwarfen James und Benjamin eine elektrische Maschine und setzten sich und die Kinder der Diener extremen Belastungen aus empfindliche Stöße aktuell. Vater förderte jedoch Hobbys für die Wissenschaft und stellte dafür sogar einen speziellen Raum zur Verfügung.
Aber man sollte nicht denken, dass die jungen Männer ihre ganze Zeit dem Studium und der Unterhaltung widmeten. Ab seinem fünfzehnten Lebensjahr arbeitete James in der Fabrik seines Vaters, dessen Gesundheit sehr zu wünschen übrig ließ und daher die Hilfe seiner Söhne benötigte. Joule blieb lange Zeit ein Hobbywissenschaftler. Der Hauptanwendungsort seiner Talente, Zeit und Mühe war das Unternehmen seines Vaters. James recherchierte in Freizeit, oft nachts. Die erste ernsthafte Arbeit war dem Studium der Elektrizität und des Magnetismus gewidmet. Mit 19 Jahren baute er den ursprünglichen elektromagnetischen Motor, dessen Beschreibung in der Zeitschrift „Annals of Electricity“ veröffentlicht wurde. Diese Veröffentlichung war das erste Werk von James Joule. Und schon 1840 machte der junge Wissenschaftler die erste Entdeckung. Er entdeckte den Effekt der magnetischen Sättigung und bestimmte den Wert der Magnetisierungsgrenze für Eisen. Joule fand sofort eine Verwendung für das Ergebnis und konstruierte Elektromagnete größere Stärke als die bisher verfügbaren. Und dann gingen die Entdeckungen eine nach der anderen. 1842 entdeckte und beschrieb Joule das Phänomen der Magnetostriktion – Veränderungen der Größe und Form eines kristallinen Körpers während der Magnetisierung. Parallel dazu begann der Wissenschaftler, die thermischen Wirkungen von elektrischem Strom zu untersuchen. Und hier ließ das Ergebnis nicht lange auf sich warten. 1841 entdeckte Joule ein wichtiges Muster: Die Wärmemenge, die in einem Leiter freigesetzt wird, wenn ein elektrischer Strom durch ihn fließt, ist proportional zum Widerstand des Leiters, zum Quadrat des Stroms im Stromkreis und zur Zeit, die der Strom benötigt passieren. Unabhängig von Joule kam 1842 der russische Wissenschaftler Emil Khristianovich Lenz zu demselben Schluss. Der Engländer veröffentlichte seine Ergebnisse erst 1843 in der Arbeit „Der thermische Effekt der Magnetoelektrizität und der mechanische Wert der Wärme“, so die Priorität in dieser Fall schwierig zu installieren. Dieses Problem hat jedoch nicht viele Kontroversen ausgelöst, und daher wird dieses Verhältnis jetzt als Joule-Lenz-Gesetz bezeichnet.
Aber warum hatte es James nicht eilig, Informationen über seine Entdeckung zu veröffentlichen? Tatsache ist, dass er dieses Gesetz nur als betrachtete Zwischenergebnis auf dem Weg zur Lösung einer eher gewagten Aufgabe mehr globale Reichweite. Er wollte beweisen, dass es einen quantitativen Zusammenhang zwischen Kräften unterschiedlicher Art gibt, die zur Freisetzung von Wärme führen. Daher parallel Englisch Wissenschaftler begonnen Forschungen auf einem weiteren Gebiet der Physik: Seit 1843 beschäftigte er sich umfassend mit verschiedenen Temperaturphänomenen, die zu mehreren grundlegenden Entdeckungen führten. 1843 zeigte Joule experimentell, dass Wärme gewonnen werden kann mechanische Arbeit, und berechnete das mechanische Wärmeäquivalent. James kam schon früher auf die Notwendigkeit, ein solches Konzept einzuführen: Wissenschaftler hatten Schwierigkeiten aufgrund der Unfähigkeit, mechanische Arbeit und die Wärmemenge auf eine Maßeinheit zu bringen. Joule forschte weiter auf diesem Gebiet und entdeckte ein weiteres Gesetz: innere Energie ideales Gas hängt nur von der Temperatur und nicht von der Dichte (Volumen) des Gases ab. Nun heißt dieses Gesetz Joule.
Was das Privatleben des Wissenschaftlers betrifft, so heiratete James Joule 1847 Emily Grimes. Leider wurde Joules Familienglück durch eine Tragödie zerstört. Emily starb 1854 und hinterließ zwei Kinder: einen Sohn, Benjamin Arthur, und eine Tochter, Alice Emily. Für den Rest seines Lebens blieb James Joule Witwer.
Ein weiterer geschah 1847. ein wichtiges Ereignis: Joule traf William Thomson. Er traf den zukünftigen Baron Kelvin zum ersten Mal bei einem Treffen der British Distribution Association. wissenschaftliches Wissen in Oxford. Joule tat es regelmäßiger Bericht auf dem mechanischen Äquivalent von Wärme. Thomson schrieb später: "Bei einem Treffen in Oxford traf ich Joel, und diese Bekanntschaft entwickelte sich bald zu einer lebenslangen Freundschaft."
Ein bedeutendes Treffen fand in den Alpen statt, wo James und Emily auf Hochzeitsreise waren. Unterwegs traf das Paar zufällig Thomson, der in die Berge ging, um sich auszuruhen. Es ist schwer zu sagen, wie glücklich Emily bei diesem Treffen war - schließlich begannen die Wissenschaftler sofort mit der Forschung, insbesondere um weiterhin thermische Phänomene zu untersuchen, und unternahmen große Anstrengungen, um den Unterschied der Wassertemperaturen im oberen und unteren Teil zu bestimmen der Wasserfall Cascade de Salanche. Zwar schrieb Thomson später, die Frau seines Kollegen habe großes Interesse an solchen Aktivitäten.
Die Zusammenarbeit zweier herausragender Wissenschaftler ihrer Zeit erwies sich als sehr fruchtbar. Zum Beispiel kamen sie gemeinsam zu dem Schluss, dass ein Meteor ein Phänomen ist, das mit einer starken Erwärmung und Entzündung eines Körpers verbunden ist, der mit großer Geschwindigkeit in die Atmosphäre eindringt. Neben reger Korrespondenz, in der Joule und Thomson Ideen austauschten, führten sie auch viel gemeinsame Forschung durch. Insbesondere in den Jahren 1853-1854 studierten Kollegen thermische Phänomene und das Verhalten von Gasen in verschiedene Bedingungen entdeckte einen Effekt namens Joule-Thomson-Effekt. Es besteht darin, Gase langsam adiabat abzukühlen (ohne Wärmeaustausch mit Umgebung), wenn sie durch eine poröse Trennwand fließen. Dieser Effekt wird genutzt, um Gase zu verflüssigen. Außerdem widmeten Wissenschaftler viel Zeit der Untersuchung thermischer Phänomene in Flüssigkeiten. Das Ergebnis ihrer gemeinsamen Bemühungen war die thermodynamische Temperaturskala mit dem Namen Kelvin.
Natürlich hat James Joule die unabhängige Forschung nicht verlassen. 1848 sprach er vor der Manchester Literary and Philosophical Society mit dem wichtigsten Bericht, der zu einem der grundlegendsten der Gründung wurde Kinetische Theorie Gase. Joule – ein glühender Gegner des damals noch bestehenden Kalorienbegriffs – stellte dessen Bestimmungen nicht nur theoretisch in Frage, sondern bestätigte seinen Standpunkt auch mit Berechnungen. Später zeigte der Wissenschaftler, dass die Geschwindigkeit von Teilchen bei einer bestimmten Temperatur proportional ist Quadratwurzel Temperatur (in diesem Fall sollte eine thermodynamische Skala verwendet werden). Parallel dazu arbeitete Joule viel an der Theorie der Schallausbreitung und der Berechnung ihrer Geschwindigkeit. Ohne ins Detail zu gehen, sei gesagt, dass er hier einige Fehler seiner Vorgänger ausmerzen konnte.
Als talentierter Experimentator und hervorragender Ingenieur hat James Joule auch viel Mühe darauf verwendet, bestehende zu verbessern und originelle zu schaffen. wissenschaftliche Instrumente. Er verbesserte das Galvanometer, erhöhte die Genauigkeit der Temperaturmessung um eine Größenordnung und verbesserte grundlegend das Design von Thermometern zur Messung der Atmosphärentemperatur, modernisierte das Barometer und schuf eine der ersten Quecksilber-Vakuumpumpen.
Joules Bericht von 1847 über das mechanische Äquivalent von Wärme an die British Association for the Advancement of Scientific Knowledge machte nicht nur auf Thomson Eindruck. An dem Treffen nahm auch eine damals bedeutendere Persönlichkeit teil - Michael Faraday, der die Ideen eines Autodidakten würdigte. 1849 hielt Joule auf Initiative von Faraday vor der Royal Society einen Vortrag über das mechanische Äquivalent von Wärme. BEIM nächstes Jahr Die Gesellschaft veröffentlichte die Materialien des Berichts, und James Joel wurde Mitglied. 1852 wurde der Wissenschaftler ausgezeichnet Goldene Medaille Königliche Gesellschaft. Später wissenschaftliche Anerkennung ausgedrückt in zwei weiteren Auszeichnungen: 1866 königliche Gesellschaft ehrte ihn mit der Copley-Medaille, und 1880 wurde Joule eine Medaille verliehen Albert von der Society of Arts, die ihm vom Prince of Wales persönlich überreicht wurde.
Lange Zeit James Joule blieb eigentlich Hobbywissenschaftler. Sein Hauptberuf war immer noch das Brauen. Doch 1854, nach dem Tod seiner Frau, verkaufte Joule schließlich die väterliche Fabrik und widmete sich ganz der Wissenschaft. Weiter biographische Datenüber den Wissenschaftler sind eher spärlich: Der ohnehin nicht sehr kontaktfreudige Joule wurde nach dem Tod seiner Frau noch zurückgezogener. Die meiste Zeit widmete er der eigenständigen Forschung: Im Grunde setzte er seine früher begonnenen Studien fort. Insbesondere hat sich der Wissenschaftler viel Mühe gegeben, den Wert des mechanischen Wärmeäquivalents zu klären.
Ab 1872 verschlechterte sich James Joules Gesundheitszustand. Doch der Wissenschaftler kämpfte mit den Verhältnissen und übernahm sogar einige Verwaltungsaufgaben: Er wurde zum Präsidenten der British Association for the Diffusion of Scientific Knowledge gewählt. Joule hatte dieses Ehrenamt bis 1887 inne. Lange Zeit lebte und forschte er von Geldern aus dem Verkauf des väterlichen Unternehmens. Aber am Ende (um 1875) ging dieses Geld aus. Der Wissenschaftler beantragte eine Rente, erreichte diese aber erst 1878.
James Joule starb am 11. Oktober 1889 in seinem Haus in Sale bei Cheshire. Im selben Jahr wurde auf dem Zweiten Internationalen Kongress der Elektriker beschlossen, die Arbeits- und Energieeinheit des elektrischen Stroms zu Ehren des Wissenschaftlers zu benennen. Später wurde diese Einheit auch zur Messung der Wärmemenge verwendet und ging in das SI-System ein.
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Er untersuchte experimentell und theoretisch die Natur der Wärme und entdeckte ihren Zusammenhang mit mechanischer Arbeit, wodurch er fast gleichzeitig mit Mayer auf den Begriff der universellen Energieerhaltung kam, der wiederum die Formulierung des ersten Hauptsatzes von lieferte Thermodynamik. Er arbeitete mit Thomson an der absoluten Temperaturskala, beschrieb das Phänomen der Magnetostriktion, entdeckte den Zusammenhang zwischen dem Strom, der durch einen Leiter mit einem bestimmten Widerstand fließt, und der dabei freigesetzten Wärmemenge (das Joule-Lenz-Gesetz). Hat einen bedeutenden Beitrag zur Technologie geleistet Physikalisches Experiment, verbesserte das Design vieler Messgeräte.
Die Maßeinheit für Energie, das Joule, ist nach dem Joule benannt.
Biografie
Geboren in der Familie eines wohlhabenden Besitzers einer Brauerei in Salford bei Manchester, erhalten häusliche Erziehung Außerdem war Dalton mehrere Jahre lang sein Lehrer in elementarer Mathematik, den Anfängen der Chemie und Physik. Ab 1833 (ab dem 15. Lebensjahr) arbeitete er in einer Brauerei und beteiligte sich parallel zu Bildung (bis 16 Jahre) und Wissenschaft bis 1854 an der Leitung des Unternehmens, bis es verkauft wurde.
Zuerst Experimentelle Studien begann bereits 1837, interessiert an der Möglichkeit, Dampfmaschinen in einer Brauerei durch elektrische zu ersetzen. 1838 veröffentlichte John Davies, dessen enger Freund der Erfinder des Elektromotors Sturgeon war, auf Empfehlung eines seiner Lehrer die erste Arbeit über Elektrizität in der wissenschaftlichen Zeitschrift Annals of Electricity, die im Jahr zuvor von Sturgeon organisiert wurde wurde dem Gerät eines elektromagnetischen Motors gewidmet. 1840 entdeckte er den Effekt der magnetischen Sättigung bei der Magnetisierung von Ferromagneten und untersuchte ihn in den Jahren 1840-1845 experimentell Elektromagnetische Phänomene.
Suchen bessere Wege Messungen elektrische Ströme, entdeckte James Joule 1841 das nach ihm benannte Gesetz, das eine quadratische Beziehung zwischen der Stromstärke und der durch diesen Strom im Leiter freigesetzten Wärmemenge herstellte (in der russischen Literatur erscheint es seit 1842 als Joule-Lenz-Gesetz Dieses Gesetz wurde unabhängig entdeckt Russischer Physiker Lenz). Die Entdeckung wurde von der Royal Society of London nicht gewürdigt, und die Arbeit wurde nur in der Zeitschrift der Manchester Literary and Philosophical Society veröffentlicht.
Sturgeon zog 1840 nach Manchester und leitete die Galerie. praktisches Wissen Königliche Victoria-Galerie für die Förderung der praktischen Wissenschaft) ist eine kommerzielle Ausstellungs- und Bildungseinrichtung, zu der Joule 1841 als erster Dozent eingeladen wurde.
In den Arbeiten der frühen 1840er Jahre untersuchte er die Frage der wirtschaftlichen Machbarkeit elektromagnetischer Motoren, wobei er zunächst glaubte, dass Elektromagnete eine Quelle unbegrenzter mechanischer Arbeit sein könnten, war aber bald davon aus praktischer Sicht überzeugt Dampfmaschinen waren damals effizienter und veröffentlichten 1841 die Ergebnisse, dass der Wirkungsgrad eines "idealen" elektromagnetischen Motors pro Pfund Zink (verwendet in Akkumulatoren) nur 20% des Wirkungsgrads einer Dampfmaschine pro Pfund verbrannter Kohle betrug, ohne dies zu verbergen Enttäuschung.
1842 entdeckt und beschreibt er das Phänomen der Magnetostriktion, das in einer Änderung der Größe und des Volumens eines Körpers bei einer Änderung seines Magnetisierungszustands besteht. 1843 formuliert und veröffentlicht er die endgültigen Ergebnisse der Arbeiten zur Untersuchung der Wärmefreisetzung in Leitern, die insbesondere experimentell zeigen, dass die freigesetzte Wärme keineswegs der Umgebung entnommen wird, was die Theorie der Wärme unwiderruflich widerlegt, so die Befürworter davon damals noch übrig. Im selben Jahr wurde ich interessiert häufiges Problem quantitatives Verhältnis zwischen verschiedene Kräfte, die zur Wärmefreisetzung führt, und sucht, nachdem er zu dem von Mayer (1842) vorhergesagten Zusammenhang zwischen Arbeit und Wärmemenge gefolgert hat Zahlenverhältnis zwischen diesen Werten liegt das mechanische Wärmeäquivalent. In den Jahren 1843-1850 führte er eine Reihe von Experimenten durch, wobei er die Versuchstechnik kontinuierlich verbesserte und jedes Mal das Prinzip der Energieerhaltung mit quantitativen Ergebnissen bestätigte.
James Prescott Joule ist ein herausragender englischer Physiker. Er studierte gründlich die Natur der Wärmeenergie und entdeckte ihre Verbindung mit elektrischem Strom, der durch einen Leiter fließt. Er entdeckte viele Gesetze, insbesondere den ersten Hauptsatz der Thermodynamik. Zu Ehren des Wissenschaftlers heißt die Einheit zur Messung der erzeugten Wärmemenge Joule. Auch dazu leistete der große Wissenschaftler einen unschätzbaren Beitrag praktischer Nutzen Elektrizität. Er führte Arbeiten zur Modernisierung und Verbesserung der Eigenschaften von Elektromotoren und Magneten durch.
James Prescott Joule wurde am 24. Dezember 1818 in der Familie eines wohlhabenden Brauereibesitzers geboren. Dank gut finanzielle Lage James Familie bis zum Alter von 15 Jahren zu Hause erzogen wurde Heimatort Salford. Dies wurde auch durch die gesundheitlichen Probleme des zukünftigen Wissenschaftlers erleichtert. Nach so einer Schule, wo er übrigens genug bekommen hat gute Kenntnisse in Mathematik, Physik und Chemie wollte sich James natürlich weiterbilden. Aufgrund der Krankheit seines Vaters war er jedoch einige Zeit gezwungen, die Familienbrauerei zusammen mit seinem älteren Bruder zu führen.
Zu Hause organisierte James ein Physiklabor und begann mit Experimenten. Bei der Erforschung des Betriebs der ersten Elektromotoren entdeckte der Wissenschaftler, dass die Leistung elektrischer Maschinen proportional zum Produkt aus Strom und Spannung ist.
Seit 1847 führt der Wissenschaftler sieben Jahre lang Experimente durch, um zu studieren thermische Wirkung elektrischer Strom, der durch einen Leiter fließt. Das Ergebnis seiner Arbeit war proportionale Abhängigkeit die im Leiter erzeugte Wärmemenge, der Widerstand des Materials selbst und das Quadrat des durch ihn fließenden Stroms.
James Prescott Joule, der mit William Thomson zusammenarbeitete, wurde im Wesentlichen zum Vorläufer aller Kühlschränke und Kühleinheiten. Er bewies, dass die Ausdehnung eines Gases ohne Verrichtung von Arbeit zu einer deutlichen Abnahme seiner Temperatur führt. Dieser Effekt wurde nach beiden Wissenschaftlern benannt – der Joule-Thomson-Effekt.
1850 wurde der Wissenschaftler zum Vollmitglied der britischen Royal Society gewählt. Und schon 1961 benannten seine Zeitgenossen die Einheit von Arbeit und Energie nach dem Wissenschaftler. internationales System SI. Dies ist nur ein winziger Teil des Beitrags des Wissenschaftlers, der sich direkt auf das Studium und die Entwicklung der Elektrizität bezieht. Seine Teilnahme an der Bildung aller Wissenschaften, einschließlich der modernen Wissenschaft, ist einfach von unschätzbarem Wert.
James Joule - Hübsch berühmte Person. Seitdem kennen wir alle diesen Namen Schulunterricht Physik. Dann hat sich jedoch niemand mit seiner Biografie und seinen Leistungen befasst, und doch mit seinen Lebensweg sehr interessant. In dem Artikel werden wir darüber nachdenken ausführlicher Lebenslauf Wissenschaftler, und sprechen Sie auch über das, was er erreicht hat.
Kindheit
James Joule, dessen Biographie wir betrachten, wurde am 24. Dezember 1818 geboren. Der Junge wurde in eine wohlhabende Familie des Besitzers einer Brauerei in Salford hineingeboren. James wurde zu Hause erzogen. Sein erster Lehrer in den Grundlagen der Physik, Chemie und elementaren Mathematik war Dalton. Ab dem 15. Lebensjahr arbeitete der Junge in der Fabrik seines Vaters und nahm direkte Beteiligung in ihrer Verwaltung. Er kombinierte diese Tätigkeit mit einer Ausbildung während des Jahres.
Erste Studien
Seit wann interessiert sich James Joule für Wissenschaft? Eine kurze Biografie des Mannes besagt, dass er 1837 mit seinen ersten Forschungen begann. Dann interessierte er sich sehr für das Thema Ersatz von Dampfmaschinen durch elektrische in der Brauerei seines Vaters. Ein Jahr später veröffentlichte der junge Mann seine erste Arbeit über Elektrizität in einem der wissenschaftliche Zeitschriften. Dazu riet ihm sein Lehrer John Davis, der übrigens eng mit Sturgeon befreundet war, dem Erfinder des Elektromotors. Das Magazin, in dem James Joule veröffentlicht wurde, gehörte ebenfalls Sturgeon. 1840 bemerkte ein junger Forscher den Effekt der magnetischen Sättigung beim Magnetisieren von Ferromagneten. Von diesem Moment an bis 1845 untersuchte er aktiv elektromagnetische Phänomene experimentell.
Joulesches Gesetz
Was macht Joel James Prescott als nächstes? Die kurze Biographie des Mannes setzt sich damit fort, dass er 1841 das Gesetz des quadratischen Zusammenhangs zwischen Stromstärke und freigesetzter Wärme entdeckt. Später erhielt das Gesetz seinen Namen, aber wir kennen es als Joule-Lenz-Gesetz, weil es 1842 von einem Physiker entdeckt wurde Deutsche Abstammung aus Russland von Emil Lenz. Die Entdeckung des Wissenschaftlers wurde nicht in ihrem wahren Wert gewürdigt. Die Royal Society of London ignorierte ihn, und die Arbeit selbst wurde in einer bescheidenen Zeitschrift veröffentlicht.
Arbeite als Dozent
Aber für wen hat James Joule gearbeitet? Interessante Faktenüber diesen Mann ist selten, aber es ist bekannt, dass er ein Dozent war. Der uns bereits bekannte Sturgeon zog nach Manchester und eröffnete dort die Gallery of Practical Knowledge, wo er Joule einlud, die Stelle eines Dozenten einzunehmen. Überraschenderweise wurden einige der Schüler von James Joule selbst unterrichtet!
In seinen damaligen Studien beschäftigte sich der Wissenschaftler intensiv mit der Frage nach dem wirtschaftlichen Nutzen elektromagnetischer Motoren. Anfangs glaubte er, dass Elektromagnete großes Potenzial hätten, aber schon bald war er persönlich davon überzeugt, dass Dampfmaschinen viel effizienter seien. Joule veröffentlichte die Ergebnisse dieser Studie, ohne seine eigene Enttäuschung zu verbergen.
Die Entdeckungen des Wissenschaftlers geschahen sehr schnell. Bereits 1842 beschreibt er die Magnetostriktion, die darin besteht, dass Körper ihre Größe und ihr Volumen ändern, wenn unterschiedliche Grade Magnetisierung. Ein Jahr später schließt er die Forschung zur Wärmeentwicklung in Leitern ab und veröffentlicht seine Ergebnisse. Sie bestanden darin, dass die erzeugte Wärme nicht von außen entnommen wird. Damit wurde die Kalorientheorie, deren Anhänger damals noch existierten, vollständig widerlegt.
In der Zeit von 1843 bis 1850 beschäftigt sich ein Mann mit einer Reihe von Studien, verbessert seine Technik und bestätigt durch viele Experimente die Richtigkeit des Energieerhaltungsprinzips.
Familie
1844 wechseln die Joules ihren Wohnort. Am neuen Ort lernt der Mann seine zukünftige Frau Amelia Grimes kennen. 1847 heiratete das Paar und bekam eine Tochter und einen Sohn. Gleichzeitig stattet sich Joule im Haus mit einem praktischen Labor für Experimente aus. Sein Glück währte jedoch nicht lange, denn 1854 starb seine geliebte Frau.
Allgemeine Beschreibung des Studiums
Ende der 1840er Jahre wurde die Arbeit des Helden unseres Artikels allgemein anerkannt. 1847 lernt der Wissenschaftler Thomson kennen, der Joules experimentelle Technik sehr schätzt. Dann beginnen Wissenschaftler zu kooperieren. Thomsons Ideen zur molekularen Kinetiktheorie wurden weitgehend unter dem Einfluss von James' Ideen geformt. Gemeinsam erstellen Wissenschaftler eine thermodynamische Temperaturskala.
Es scheint, dass James Joule und seine Entdeckungen nicht altern, denn bereits ein Jahr später schlägt er vor, mit dem Gasmodell das Auftreten thermischer Effekte bei steigendem Druck zu analysieren. Das Joule-Gas-Modell bestand aus elastischen Kugeln von mikroskopischer Größe, die Druck erzeugten, wenn sie die Wände des Gefäßes berührten. Die Forschung des Wissenschaftlers wurde auf Anraten von in den Philosophical Transactions of the Royal Society veröffentlicht Deutscher Physiker Klausius. Diese Arbeit hat zur Verfügung gestellt eine enorme Wirkungüber die Entstehung und Entwicklung der Thermodynamik, trotz der Tatsache, dass später viele Fehler in Joules Forschung gefunden wurden. Darüber hinaus ähneln die Experimente denen, die van der Waals in den 1870er Jahren durchgeführt hat, um ein echtes Gas zu simulieren.
1850 wird ein Mann Mitglied der Royal Society of London. In 1851 durchgeführten Studien, die die Schöpfung betreffen theoretisches Modell Wärme als Bewegung kleiner elastischer Teilchen berechnete der Wissenschaftler sehr genau die Wärmekapazität einiger Gase. Ein Jahr später beschreibt er zusammen mit seinem alten Freund Thomson das Phänomen einer Änderung der Gastemperatur während der adiabatischen Drosselung. Später wurde dieser Effekt Joule-Thomson genannt. Darüber hinaus trug diese Entdeckung zur Entstehung eines neuen Zweigs der Naturwissenschaften bei - der Tieftemperaturphysik.
In den 1850er Jahren veröffentlichte der Forscher eine ganze Reihe von Artikeln zum Thema elektrische Messungen. Trotz der Möglichkeit, moderne Designs zu verwenden, war James Joule zuversichtlich, dass nur durch Experimente die genauesten Ergebnisse erzielt werden können.
1859 forscht ein Wissenschaftler thermodynamische Eigenschaften Feststoffe. Erkennt nicht standardmäßige Eigenschaften von Gummi im Vergleich zu anderen Materialien. Ein Jahr später fallen Luftspiegelungen, atmosphärische Gewitter und Meteoriten in seinen Interessenbereich, den er zu erklären versucht wissenschaftlicher Punkt Vision.
Wärmeäquivalent
Seit 1843 sucht der Wissenschaftler nach dem mechanischen Äquivalent von Wärme. Durch Experimente gelingt es ihm zu zeigen, dass eine bestimmte Wärmemenge in eine bestimmte Menge umgewandelt werden kann mechanische Kraft. Im selben Jahr veröffentlicht er die Forschungsergebnisse und ein Jahr später formuliert er das Gesetz der Wärmekapazität für Kristalline Körper, das als Joule-Kopp-Gesetz bekannt ist. Allerdings der genaue Wortlaut experimentelle Bestätigung Joule führte sein Gesetz erst 1864 ein.
Danach Joule James Prescott, Kurze Biographie der oben beschrieben ist, widmet sich der Untersuchung der Wärmeentwicklung, wenn eine Flüssigkeit durch enge Rohre geleitet wird. In der Zeit von 1847 bis 1850 gelingt es ihm, das genaueste mechanische Wärmeäquivalent abzuleiten. Er benutzt ein metallenes Kalorimeter, das er auf einer Holzbank aufstellt. In diesem Experiment untersuchte er die Wärmemenge, die während der Rotation durch Achsreibung freigesetzt wird. Einige der Schätzungen des Wissenschaftlers liegen sehr nahe genaue Werte die im letzten Jahrhundert gefunden wurden.
Der Kampf um die Autorschaft
In den 1840er Jahren begann in den Printmedien eine ernsthafte Diskussion darüber, wer der Entdecker des Energieerhaltungssatzes zwischen Mayer und Joule war. Tatsächlich veröffentlichte Mayer seine Arbeit früher, aber niemand nahm sie ernst, da er selbst von Beruf Arzt war. Das Gesetz von James Joule fand große Unterstützung, denn damals unterstützten Wissenschaftler wie Stokes, Faraday und Thomson seine Kandidatur. Einige unterstützten Mayer offen und betonten, dass er der erste war, der die Entdeckung machte, während andere das Recht auf die Urheberschaft von Joule verteidigten. Am Ende wurde Mayer die Priorität der Autorenschaft überlassen.
Speicher
Der Physiker James Prescott Joule wird mit der King's Medal ausgezeichnet. 1860 wurde er Präsident der Manchester Literary and Philosophical Society. Darüber hinaus hat er einen LL.D.-Abschluss vom Trinity College Dublin, einen LL.D.-Abschluss von der University of Edinburgh und einen Ph.D. Zivilrecht in Universität Oxford. 1866 erhielt er die Copley-Medaille und 1880 wurde er Besitzer der Albert-Medaille. Nach 8 Jahren sprach ihm die Regierung eine lebenslange Rente zu. Joule war zweimal Präsident der British Scientific Association.
1889 wurde eine Einheit zur Messung der Wärme-, Energie- und Arbeitsmenge nach ihm benannt. Es gibt ein Denkmal für den Wissenschaftler im Rathaus von Manchester, das sich gegenüber dem Dalton-Denkmal befindet.
James Prescott Joule($ 1818 $ - $ 1889 $) - Englischer Physiker, der einen bedeutenden Beitrag zur Bildung der Thermodynamik geleistet hat.
Biografie
Bemerkung 1
Er war der Sohn von Benjamin Joule, Besitzer einer relativ großen Brauerei.
James Joule erhielt seine erste Ausbildung von Privatlehrern, hauptsächlich wegen seiner schlechter Zustand Gesundheit. Er hatte Probleme mit seiner Wirbelsäule, aber im Laufe der Zeit verbesserte sich sein Zustand, aber der Wissenschaftler blieb sein ganzes Leben lang gebeugt, was sich in seinem Charakter widerspiegelte und zu seiner Schüchternheit beitrug.
Ab 1834 $ studierte er bei John Dalton in Manchester an der Literary and Philosophical Society. Wie Dalton war Joule ein starker Befürworter der Atomtheorie, während viele Wissenschaftler in dieser Zeit ihr noch skeptisch gegenüberstanden.
In späteren Jahren studierte James Joule bei John Davis und interessierte sich für Elektrizität, er und sein Bruder experimentierten auffallend elektrischer Schock, einander und Familiendiener.
Bemerkung 2
Wissenschaftliche Errungenschaften
Elektrizität
Bemerkung 3
Wissenschaft war ursprünglich ein Hobby für Joule, aber schon während seiner Arbeit in einer Brauerei begann er, Möglichkeiten zu erkunden, um Boiler durch den neu erfundenen Elektromotor zu ersetzen.
Zum Teil getrieben von dem Wunsch nach Wertschätzung wirtschaftliche Folgen Bei einem solchen Ersatz konzentriert es sich auf Messungen, anhand derer festgestellt werden kann, welche Energiequelle effizienter ist. So entdeckte er in $1841$ das Joulesche Gesetz, nach dem die durch die direkte Einwirkung eines galvanischen Stroms freigesetzte Wärme proportional zum Quadrat des Stroms multipliziert mit dem Widerstand des Leiters ist. (Die abgeleitete Einheit der Energie oder Arbeit, das Joule, wurde nach ihm benannt.) Joule kam zu dem Schluss, dass es wirtschaftlicher wäre, ein Pfund Kohle zu verbrennen, als kostbare Pfund Zink für eine elektrische Batterie zu verschwenden.
Joel versucht, die Ergebnisse der Royal Society vorzustellen, wird dort aber fälschlicherweise für einen provinziellen Dilettanten gehalten.
In 1843 $ berechnete Joule die Menge an mechanischer Arbeit, die erforderlich ist, um eine äquivalente Wärmemenge zu erzeugen. Diese Größe wurde als "mechanisches Wärmeäquivalent" bezeichnet. Erneut legte er einen Bericht über seine Ergebnisse vor, diesmal der British Association for the Advancement of Science. Auch hier war die Resonanz wenig begeistert. Mehrere führende Zeitschriften weigerten sich auch, Artikel über Joules Arbeit zu veröffentlichen.
Joules Arbeit über die Beziehung zwischen Wärme, Elektrizität und mechanischer Arbeit wurde bis 1847 $ weitgehend ignoriert. Nur William Thomson erkannte, dass Joules Arbeit in ein vereinheitlichendes Muster passte, das sich in der Physik bereits abzuzeichnen begann, und er billigte Joules Arbeit begeistert.
Für 1849 $ lieferte Joule seine Arbeit mit dem Titel "On the Mechanical Equivalent of Heat" an die Royal Society, Faraday fungierte als sein Sponsor. Im folgenden Jahr veröffentlichte die Royal Society Joules Artikel.
