जेम्स जूल का जीवन और कार्य। नया वैज्ञानिक अनुशासन - ऊष्मप्रवैगिकी

100 प्रसिद्ध वैज्ञानिक स्किलारेंको वेलेंटीना मार्कोवनास

जूल जेम्स प्रेस्कॉट (1818-1889)

जूल जेम्स प्रेस्कॉट

(1818 - 1889)

बेंजामिन जूल, एक धनी शराब बनाने वाला, मैनचेस्टर के पास सैलफोर्ड में रहता था। 24 दिसंबर, 1818 को उनकी पत्नी एलिस ने एक लड़के को जन्म दिया। उन्होंने उसका नाम जेम्स प्रेस्कॉट रखा। परिवार में पहले से ही एक बेटा, बिन्यामीन था। दो और बच्चों की शैशवावस्था में ही मृत्यु हो गई। जेम्स के बाद, जूल परिवार में तीन और बच्चे पैदा हुए: दो लड़कियां और एक लड़का। प्राथमिक शिक्षाछोटे जूल घर पर प्राप्त हुए थे। जेम्स एक बीमार बच्चा था - उसे पीठ की समस्या थी, लेकिन विशेष अभ्यास और प्रक्रियाओं के लिए धन्यवाद, वह मजबूत हो गया और ठीक हो गया। सबसे अधिक संभावना है, बीमारी के कारण, जेम्स शर्मीले और विनम्र हो गए।

जेम्स और बेंजामिन, लगभग एक ही उम्र के, बहुत मिलनसार थे और एक साथ अध्ययन करते थे। 1834 में, पिता ने भाइयों को मैनचेस्टर लिटरेरी एंड फिलॉसॉफिकल सोसाइटी में भेजा, जहाँ उन्हें रसायन शास्त्र का अध्ययन करना था।

अधिकांश महान वैज्ञानिकों के जीवन में महान शिक्षक रहे हैं। जूल के लिए ऐसा शिक्षक था प्रसिद्ध रसायनज्ञऔर भौतिक विज्ञानी जॉन डाल्टन, जो उन वर्षों में मैनचेस्टर लिटरेरी एंड फिलॉसॉफिकल सोसाइटी के अध्यक्ष थे। डाल्टन के साथ कक्षाएं प्रदान की गईं बड़ा प्रभावजूल भाइयों पर और विज्ञान में उनकी रुचि जगाई। डाल्टन ने युवाओं को अंकगणित, बीजगणित, ज्यामिति, प्राकृतिक दर्शनऔर, ज़ाहिर है, रसायन शास्त्र। दुर्भाग्य से, इसके तुरंत बाद, 1837 में, डाल्टन को दौरा पड़ा और उन्हें शिक्षण छोड़ने के लिए मजबूर होना पड़ा। लेकिन महान वैज्ञानिक युवा जूल भाइयों के दिलों में शोध में रुचि पैदा करने और उन्हें प्रायोगिक कार्य की मूल बातें सिखाने में कामयाब रहे। बेशक, शुरू में यह दिलचस्पी बचकानी मस्ती की तरह थी। उदाहरण के लिए, गूँज का अध्ययन करते समय, जेम्स ने पहाड़ों में अपने पिता की बंदूक खो दी। एक अन्य अवसर पर, एक असफल शॉट से उसकी भौहें जल गईं। बिजली पर शोध करते हुए, जेम्स और बेंजामिन ने एक इलेक्ट्रिक मशीन का निर्माण किया और एक-दूसरे और नौकरों के बच्चों को चरम पर रखा संवेदनशील झटकेवर्तमान। हालाँकि, पिता ने विज्ञान के शौक को प्रोत्साहित किया और यहाँ तक कि इसके लिए एक विशेष कमरा भी आवंटित किया।

लेकिन किसी को यह नहीं सोचना चाहिए कि युवा अपना सारा समय पढ़ाई और मनोरंजन में लगाते हैं। पंद्रह साल की उम्र से, जेम्स ने अपने पिता के कारखाने में काम किया, जिसका स्वास्थ्य वांछित होने के लिए बहुत कुछ बचा था, और इसलिए, उसके बेटों की मदद की आवश्यकता थी। जूल काफी समय तक शौकिया वैज्ञानिक रहे। उनकी प्रतिभा, समय और प्रयास के अनुप्रयोग का मुख्य स्थान उनके पिता का उद्यम था। जेम्स में शोध किया खाली समय, अक्सर रात में। पहला गंभीर काम बिजली और चुंबकत्व के अध्ययन के लिए समर्पित था। 19 साल की उम्र में, उन्होंने मूल विद्युत चुम्बकीय मोटर का निर्माण किया, जिसका विवरण "एनल्स ऑफ इलेक्ट्रिसिटी" पत्रिका में प्रकाशित हुआ था। यह प्रकाशन जेम्स जूल का पहला काम था। और पहले से ही 1840 में, युवा वैज्ञानिक ने पहली खोज की। उन्होंने चुंबकीय संतृप्ति के प्रभाव की खोज की और लोहे के लिए चुंबकीयकरण सीमा का मूल्य निर्धारित किया। जूल ने तुरंत परिणाम के लिए एक उपयोग पाया और विद्युत चुम्बकों को डिजाइन किया अधिक ताकतपहले उपलब्ध की तुलना में। और फिर खोजें एक के बाद एक चली गईं। 1842 में, जूल ने मैग्नेटोस्ट्रिक्शन की घटना की खोज और वर्णन किया - चुंबकीयकरण के दौरान क्रिस्टलीय शरीर के आकार और आकार में परिवर्तन। समानांतर में, वैज्ञानिक ने विद्युत प्रवाह के तापीय प्रभावों का अध्ययन करना शुरू किया। और यहां परिणाम आने में ज्यादा समय नहीं था। 1841 में, जूल ने एक महत्वपूर्ण पैटर्न की खोज की: एक कंडक्टर में जारी गर्मी की मात्रा जब एक विद्युत प्रवाह इसके माध्यम से गुजरता है, कंडक्टर के प्रतिरोध, सर्किट में वर्तमान के वर्ग और वर्तमान में लगने वाले समय के समानुपाती होता है। रास्ता। 1842 में, जूल के स्वतंत्र रूप से, रूसी वैज्ञानिक एमिल ख्रीस्तियनोविच लेनज़ उसी निष्कर्ष पर पहुंचे। अंग्रेज ने अपने परिणाम केवल 1843 में "मैग्नेटोइलेक्ट्रिकिटी के थर्मल प्रभाव और गर्मी के यांत्रिक मूल्य" में प्रकाशित किए, इसलिए प्राथमिकता में ये मामलास्थापित करना मुश्किल है। हालांकि, इस मुद्दे पर ज्यादा विवाद नहीं हुआ, और इसलिए इस अनुपात को अब जूल-लेन्ज़ कानून कहा जाता है।

लेकिन जेम्स को अपनी खोज के बारे में जानकारी प्रकाशित करने की कोई जल्दी क्यों नहीं थी? सच तो यह है कि वह इस कानून को ही मानते थे मध्यवर्ती परिणामअधिक साहसी कार्य को हल करने के रास्ते पर वैश्विक स्तर. वह यह साबित करना चाहता था कि विभिन्न प्रकृति की शक्तियों के बीच एक मात्रात्मक संबंध है, जिससे गर्मी निकलती है। इसलिए, अंग्रेजी के समानांतर वैज्ञानिक ने शुरू कियाभौतिकी के एक और क्षेत्र में अनुसंधान: 1843 से, उन्होंने व्यापक रूप से विभिन्न तापमान घटनाओं का अध्ययन किया, जिससे कई मौलिक खोजें हुईं। 1843 में, जूल ने प्रयोगात्मक रूप से दिखाया कि ऊष्मा किसके द्वारा प्राप्त की जा सकती है यांत्रिक कार्य, और गर्मी के यांत्रिक समकक्ष की गणना की। जेम्स को इस तरह की अवधारणा को पहले भी पेश करने की आवश्यकता थी: माप की एक इकाई में यांत्रिक कार्य और गर्मी की मात्रा लाने में असमर्थता के कारण वैज्ञानिकों ने कठिनाइयों का अनुभव किया। इस क्षेत्र में निरंतर शोध करते हुए, जूल ने एक और कानून की खोज की: आंतरिक ऊर्जा आदर्श गैसकेवल तापमान पर निर्भर करता है और गैस के घनत्व (आयतन) पर निर्भर नहीं करता है। अब इस नियम को जूल के नाम से जाना जाता है।

वैज्ञानिक के निजी जीवन के लिए, 1847 में जेम्स जूल ने एमिली ग्रिम्स से शादी की। दुर्भाग्य से, जूल का पारिवारिक सुख त्रासदी से नष्ट हो गया। 1854 में दो बच्चों को छोड़कर एमिली की मृत्यु हो गई: एक बेटा, बेंजामिन आर्थर, और एक बेटी, एलिस एमिली। अपने शेष जीवन के लिए, जेम्स जूल एक विधुर बने रहे।

एक और 1847 में हुआ। महत्वपूर्ण घटना: जूल विलियम थॉमसन से मिले। वह पहली बार ब्रिटिश डिस्ट्रीब्यूशन एसोसिएशन की बैठक में भविष्य के बैरन केल्विन से मिले। वैज्ञानिक ज्ञानऑक्सफोर्ड में। जूल ने किया नियमित रिपोर्टगर्मी के यांत्रिक समकक्ष पर। थॉमसन ने बाद में लिखा: "ऑक्सफोर्ड में एक बैठक में मैं जोएल से परिचित हो गया, और यह परिचित जल्द ही आजीवन दोस्ती में विकसित हुआ।"

आल्प्स में एक महत्वपूर्ण मुलाकात हुई, जहां जेम्स और एमिली अपने हनीमून पर थे। रास्ते में, दंपति गलती से थॉमसन से मिले, जो आराम करने के लिए पहाड़ों पर जा रहे थे। यह कहना मुश्किल है कि एमिली इस बैठक में कितनी खुश थी - आखिरकार, वैज्ञानिकों ने तुरंत शोध शुरू किया, विशेष रूप से, थर्मल घटनाओं का अध्ययन जारी रखते हुए, उन्होंने ऊपरी और निचले हिस्सों में पानी के तापमान में अंतर को निर्धारित करने के लिए बहुत प्रयास किए। कैस्केड डी सालांच जलप्रपात। सच है, थॉमसन ने बाद में लिखा कि उनके सहयोगी की पत्नी को ऐसी गतिविधियों में गहरी दिलचस्पी थी।

अपने समय के दो उत्कृष्ट वैज्ञानिकों का सहयोग बहुत फलदायी निकला। उदाहरण के लिए, वे एक साथ इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि उल्का एक ऐसी घटना है जो किसी पिंड के तेज ताप और प्रज्वलन से बड़ी तेजी से वायुमंडल में प्रवेश करती है। सक्रिय पत्राचार के अलावा, जिसके दौरान जूल और थॉमसन ने विचारों का आदान-प्रदान किया, उन्होंने बहुत सारे संयुक्त शोध भी किए। विशेष रूप से, 1853-1854 में, सहकर्मी, अध्ययन कर रहे थे थर्मल घटनाऔर गैसों का व्यवहार विभिन्न शर्तेंजूल-थॉमसन प्रभाव नामक एक प्रभाव की खोज की। इसमें धीमी रुद्धोष्म पर शीतलन गैसें होती हैं (बिना ऊष्मा विनिमय के) वातावरण) क्योंकि वे एक झरझरा विभाजन के माध्यम से बहते हैं। इस प्रभाव का उपयोग गैसों को द्रवीभूत करने के लिए किया जाता है। इसके अलावा, वैज्ञानिकों ने तरल पदार्थों में तापीय घटनाओं के अध्ययन के लिए बहुत समय समर्पित किया। उनके संयुक्त प्रयासों का फल थर्मोडायनामिक तापमान पैमाना था, जिसका नाम केल्विन था।

बेशक, जेम्स जूल ने स्वतंत्र शोध नहीं छोड़ा। 1848 में, उन्होंने मैनचेस्टर लिटरेरी एंड फिलॉसॉफिकल सोसाइटी को एक महत्वपूर्ण रिपोर्ट दी, जो इसके गठन में मौलिक में से एक बन गई। काइनेटिक सिद्धांतगैसें कैलोरी की अवधारणा के प्रबल विरोधी जूल, जो उस समय भी अस्तित्व में थे, ने न केवल सैद्धांतिक रूप से इसके प्रावधानों को चुनौती दी, बल्कि गणनाओं के साथ अपने दृष्टिकोण की पुष्टि भी की। बाद में, वैज्ञानिक ने दिखाया कि एक निश्चित तापमान पर कणों की गति के समानुपाती होती है वर्गमूलतापमान (इस मामले में, एक थर्मोडायनामिक पैमाने का उपयोग किया जाना चाहिए)। समानांतर में, जूल ने ध्वनि प्रसार के सिद्धांत और इसकी गति की गणना पर बहुत काम किया। विवरण में जाने के बिना, यह कहा जाना चाहिए कि यहां वह अपने पूर्ववर्तियों द्वारा की गई कई गलतियों को दूर करने में सक्षम था।

एक प्रतिभाशाली प्रयोगकर्ता और एक उत्कृष्ट इंजीनियर होने के नाते, James Joule ने मौजूदा प्रयोगकर्ताओं को सुधारने और मूल बनाने में भी बहुत प्रयास किया। वैज्ञानिक उपकरण. उन्होंने गैल्वेनोमीटर में सुधार किया, परिमाण के क्रम से तापमान माप की सटीकता में वृद्धि की और वातावरण के तापमान को मापने के लिए अनुकूलित थर्मामीटर के डिजाइन में मौलिक रूप से सुधार किया, बैरोमीटर का आधुनिकीकरण किया, और पहले पारा वैक्यूम पंपों में से एक बनाया।

ब्रिटिश एसोसिएशन फॉर द एडवांसमेंट ऑफ साइंटिफिक नॉलेज को हीट के यांत्रिक समकक्ष पर जूल की 1847 की रिपोर्ट ने न केवल थॉमसन पर एक छाप छोड़ी। बैठक में उस समय एक अधिक महत्वपूर्ण व्यक्ति - माइकल फैराडे ने भी भाग लिया, जिन्होंने एक स्व-सिखाया वैज्ञानिक के विचारों को श्रद्धांजलि दी। 1849 में, फैराडे की पहल पर, जूल ने रॉयल सोसाइटी को ऊष्मा के यांत्रिक समकक्ष पर एक व्याख्यान दिया। पर आगामी वर्षसोसायटी ने रिपोर्ट की सामग्री प्रकाशित की, और जेम्स जोएल सदस्य बन गए। 1852 में, वैज्ञानिक को सम्मानित किया गया स्वर्ण पदकरॉयल सोसाइटी। बाद में वैज्ञानिक मान्यतादो और पुरस्कारों में व्यक्त किया गया: 1866 में रॉयल सोसाइटीउन्हें कोपले पदक से सम्मानित किया, और 1880 में जूल था एक पदक से सम्मानित कियासोसाइटी ऑफ आर्ट्स से अल्बर्ट, जिसे व्यक्तिगत रूप से वेल्स के राजकुमार द्वारा उन्हें प्रस्तुत किया गया था।

बहुत देर तकजेम्स जूल वास्तव में एक शौकिया वैज्ञानिक बने रहे। उनका मुख्य पेशा अभी भी चल रहा था। लेकिन 1854 में, अपनी पत्नी की मृत्यु के बाद, जूल ने अंततः अपने पिता के कारखाने को बेच दिया और खुद को पूरी तरह से विज्ञान के लिए समर्पित कर दिया। आगे जीवन संबन्धित जानकारीवैज्ञानिक के बारे में बहुत कम हैं: अपनी पत्नी की मृत्यु के बाद पहले से ही बहुत ही मिलनसार जूल और भी पीछे नहीं हटे। उन्होंने अपना अधिकांश समय स्वतंत्र शोध के लिए समर्पित किया: मूल रूप से, उन्होंने उन अध्ययनों को जारी रखा जो उन्होंने पहले शुरू किए थे। विशेष रूप से, वैज्ञानिक ने गर्मी के यांत्रिक समकक्ष के मूल्य को स्पष्ट करने के लिए बहुत प्रयास किया।

1872 से जेम्स जूल का स्वास्थ्य बिगड़ गया। लेकिन वैज्ञानिक ने परिस्थितियों से संघर्ष किया और कुछ प्रशासनिक कर्तव्यों को भी निभाया: उन्हें ब्रिटिश एसोसिएशन फॉर द डिफ्यूजन ऑफ साइंटिफिक नॉलेज का अध्यक्ष चुना गया। जूल ने 1887 तक इस मानद पद को धारण किया। लंबे समय तक उन्होंने अपने पिता के उद्यम की बिक्री से प्राप्त धन पर शोध किया और शोध किया। लेकिन, अंत में, (लगभग 1875 तक) यह पैसा खत्म हो गया। वैज्ञानिक ने पेंशन के लिए याचिका दायर की, लेकिन इसे 1878 तक ही हासिल किया।

जेम्स जूल की मृत्यु 11 अक्टूबर, 1889 को चेशायर के पास सेल में उनके घर पर हुई थी। उसी वर्ष, इलेक्ट्रीशियन की दूसरी अंतर्राष्ट्रीय कांग्रेस में, वैज्ञानिक के सम्मान में कार्य की इकाई और विद्युत प्रवाह की ऊर्जा का नाम देने का निर्णय लिया गया। बाद में, इस इकाई का उपयोग गर्मी की मात्रा को मापने के लिए भी किया गया और एसआई प्रणाली में प्रवेश किया।

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जेम्स प्रेस्कॉट जूल(इंग्लैंड। जेम्स प्रेस्कॉट जूल; 24 दिसंबर, 1818, सैलफोर्ड, लंकाशायर, इंग्लैंड, यूके - 11 अक्टूबर, 1889, सेल, चेशायर, इंग्लैंड, यूके) - अंग्रेजी भौतिक विज्ञानीजिन्होंने थर्मोडायनामिक्स के निर्माण में महत्वपूर्ण योगदान दिया। उन्होंने प्रयोगों पर ऊर्जा संरक्षण के नियम की पुष्टि की। विद्युत धारा के ऊष्मीय प्रभाव को निर्धारित करने वाले कानून की स्थापना की। उन्होंने गैस के अणुओं की गति की गणना की और तापमान पर इसकी निर्भरता स्थापित की।

उन्होंने प्रयोगात्मक और सैद्धांतिक रूप से गर्मी की प्रकृति का अध्ययन किया और यांत्रिक कार्य के साथ इसके संबंध की खोज की, परिणामस्वरूप, मेयर के साथ लगभग एक साथ, वे ऊर्जा के सार्वभौमिक संरक्षण की अवधारणा पर आए, जिसने बदले में, के पहले कानून का निर्माण प्रदान किया। ऊष्मप्रवैगिकी। उन्होंने थॉमसन के साथ निरपेक्ष तापमान पैमाने पर काम किया, मैग्नेटोस्ट्रिक्शन की घटना का वर्णन किया, एक निश्चित प्रतिरोध के साथ एक कंडक्टर के माध्यम से बहने वाली धारा और एक ही समय में जारी गर्मी की मात्रा (जूल-लेन्ज़ कानून) के बीच संबंध की खोज की। प्रौद्योगिकी में महत्वपूर्ण योगदान दिया शारीरिक प्रयोग, कई माप उपकरणों के डिजाइन में सुधार हुआ।

ऊर्जा के मापन की इकाई जूल का नाम जूल के नाम पर रखा गया है।

जीवनी

मैनचेस्टर के पास सालफोर्ड में एक शराब की भठ्ठी के एक धनी मालिक के परिवार में जन्मे, प्राप्त किया गृह शिक्षा, इसके अलावा, कई वर्षों के लिए प्रारंभिक गणित में उनके शिक्षक, रसायन विज्ञान और भौतिकी की शुरुआत डाल्टन थे। 1833 से (15 साल की उम्र से) उन्होंने एक शराब की भठ्ठी में काम किया, और, शिक्षा (16 साल की उम्र तक) और विज्ञान के समानांतर, 1854 तक उन्होंने उद्यम के प्रबंधन में भाग लिया, जब तक कि इसे बेचा नहीं गया।

प्रथम प्रायोगिक अध्ययन 1837 में पहले से ही शुरू हो गया, बिजली के साथ शराब की भठ्ठी में भाप इंजन को बदलने की संभावना में रुचि। 1838 में, अपने एक शिक्षक की सिफारिश पर, जॉन डेविस, जिनके करीबी दोस्त इलेक्ट्रिक मोटर स्टर्जन के आविष्कारक थे, ने वैज्ञानिक पत्रिका एनल्स ऑफ इलेक्ट्रिसिटी में बिजली पर पहला काम प्रकाशित किया, जो स्टर्जन द्वारा एक साल पहले आयोजित किया गया था। एक विद्युत चुम्बकीय इंजन के उपकरण के लिए समर्पित था। 1840 में उन्होंने लौह चुम्बकों के चुम्बकत्व के दौरान चुंबकीय संतृप्ति के प्रभाव की खोज की, और 1840-1845 के वर्षों के दौरान उन्होंने प्रयोगात्मक रूप से अध्ययन किया। विद्युत चुम्बकीय घटना.

मांगना बेहतर तरीकेमापन विद्युत धाराएं, जेम्स जूल ने 1841 में उनके नाम पर कानून की खोज की, जो वर्तमान की ताकत और कंडक्टर में इस धारा द्वारा जारी गर्मी की मात्रा के बीच एक द्विघात संबंध स्थापित करता है (रूसी साहित्य में यह जूल-लेन्ज़ कानून के रूप में प्रकट होता है, क्योंकि 1842 में यह कानून स्वतंत्र रूप से खोजा गया था रूसी भौतिक विज्ञानीलेनज़)। लंदन की रॉयल सोसाइटी द्वारा खोज की सराहना नहीं की गई थी, और यह काम केवल मैनचेस्टर लिटरेरी एंड फिलॉसॉफिकल सोसाइटी की आवधिक पत्रिका में प्रकाशित हुआ था।

स्टर्जन 1840 में मैनचेस्टर चले गए और गैलरी का नेतृत्व किया। व्यावहारिक ज्ञानरॉयल विक्टोरिया गैलरी के लिएप्रैक्टिकल साइंस का प्रोत्साहन) एक व्यावसायिक प्रदर्शनी और शैक्षणिक संस्थान है, जहां 1841 में जूल को पहले व्याख्याता के रूप में आमंत्रित किया गया था।

1840 के दशक की शुरुआत में, उन्होंने इलेक्ट्रोमैग्नेटिक मोटर्स की आर्थिक व्यवहार्यता के मुद्दे की जांच की, पहले यह मानते हुए कि इलेक्ट्रोमैग्नेट असीमित मात्रा में यांत्रिक कार्य का स्रोत हो सकता है, लेकिन जल्द ही यह आश्वस्त हो गया कि व्यावहारिक दृष्टिकोण से भाप इंजनउस समय अधिक कुशल थे, 1841 में यह निष्कर्ष प्रकाशित किया गया था कि जस्ता के प्रति पाउंड (संचयकों में प्रयुक्त) एक "आदर्श" विद्युत चुम्बकीय इंजन की दक्षता, जले हुए कोयले के प्रति पाउंड भाप इंजन की तुलना में केवल 20% थी, बिना छुपाए। निराशा।

1842 में, उन्होंने मैग्नेटोस्ट्रिक्शन की घटना की खोज की और उसका वर्णन किया, जिसमें चुंबकीयकरण की स्थिति में बदलाव के साथ शरीर के आकार और मात्रा में परिवर्तन शामिल है। 1843 में, वह कंडक्टरों में गर्मी रिलीज के अध्ययन पर काम के अंतिम परिणामों को तैयार और प्रकाशित करता है, विशेष रूप से, प्रयोगात्मक रूप से दिखाता है कि जारी की गई गर्मी किसी भी तरह से पर्यावरण से नहीं ली जाती है, जो अपरिवर्तनीय रूप से कैलोरी के सिद्धांत का खंडन करती है, समर्थकों जो उस समय भी रह गए थे। उसी वर्ष मुझे दिलचस्पी हो गई आम समस्या मात्रात्मक अनुपातके बीच विभिन्न बल, गर्मी की रिहाई के लिए अग्रणी, और, काम और मेयर (1842) द्वारा भविष्यवाणी की गई गर्मी की मात्रा के बीच एक निश्चित संबंध के अस्तित्व के निष्कर्ष पर पहुंचने के बाद, चाहता है संख्यात्मक अनुपातइन मूल्यों के बीच ऊष्मा का यांत्रिक समतुल्य है। 1843-1850 के वर्षों के दौरान, वह प्रयोगों की एक श्रृंखला आयोजित करता है, प्रयोगात्मक तकनीक में लगातार सुधार करता है और हर बार मात्रात्मक परिणामों के साथ ऊर्जा के संरक्षण के सिद्धांत की पुष्टि करता है।

जेम्स प्रेस्कॉट जूल एक उत्कृष्ट अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी हैं। उन्होंने तापीय ऊर्जा की प्रकृति का गहन अध्ययन किया और एक चालक से गुजरने वाली विद्युत धारा के साथ इसके संबंध की खोज की। उन्होंने कई कानूनों की खोज की, और विशेष रूप से ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम। वैज्ञानिक के सम्मान में उत्पन्न ऊष्मा की मात्रा को मापने की इकाई को जूल नाम दिया गया है। महान वैज्ञानिक ने भी इसमें अमूल्य योगदान दिया प्रायोगिक उपयोगबिजली। उन्होंने इलेक्ट्रिक मोटर्स और मैग्नेट की विशेषताओं के आधुनिकीकरण और सुधार के लिए काम किया।

जेम्स प्रेस्कॉट जूल का जन्म 24 दिसंबर, 1818 को एक धनी शराब की भठ्ठी के मालिक के परिवार में हुआ था। अच्छा करने के लिए धन्यवाद वित्तीय स्थिति 15 साल की उम्र तक जेम्स परिवार की शिक्षा घर पर ही हुई थी गृहनगरसैलफोर्ड। यह भविष्य के वैज्ञानिक की स्वास्थ्य समस्याओं से भी सुगम था। ऐसे स्कूल के बाद, वैसे भी उसे काफी मिल गया अच्छा ज्ञानगणित, भौतिकी और रसायन विज्ञान में, स्वाभाविक रूप से जेम्स अपनी शिक्षा जारी रखना चाहता था। हालांकि, अपने पिता की बीमारी के कारण, कुछ समय के लिए उन्हें अपने बड़े भाई के साथ पारिवारिक शराब की भठ्ठी का प्रबंधन करने के लिए मजबूर होना पड़ा।

घर पर, जेम्स ने एक भौतिकी प्रयोगशाला का आयोजन किया और प्रयोग करना शुरू किया। पहले इलेक्ट्रिक मोटर्स के संचालन पर शोध करते हुए, वैज्ञानिक ने पाया कि इलेक्ट्रिक मशीनों की शक्ति वर्तमान और वोल्टेज के उत्पाद के समानुपाती होती है।

1847 से, वैज्ञानिक सात वर्षों से अध्ययन करने के लिए प्रयोग कर रहे हैं तापीय क्रियाएक कंडक्टर के माध्यम से गुजरने वाला विद्युत प्रवाह। उनके काम का परिणाम था आनुपातिक निर्भरताकंडक्टर में उत्पन्न ऊष्मा की मात्रा, स्वयं सामग्री का प्रतिरोध और उसमें से बहने वाली धारा का वर्ग।

जेम्स प्रेस्कॉट जूल, विलियम थॉमसन के साथ काम करते हुए, अनिवार्य रूप से सभी रेफ्रिजरेटर और प्रशीतन इकाइयों के पूर्वज बन गए। उन्होंने साबित किया कि बिना काम किए गैस के विस्तार से उसके तापमान में उल्लेखनीय कमी आती है। इस प्रभाव का नाम दोनों वैज्ञानिकों के नाम पर रखा गया - जूल-थॉमसन प्रभाव।

1850 में, वैज्ञानिक को ब्रिटिश रॉयल सोसाइटी का पूर्ण सदस्य चुना गया था। और 1961 में, उनके समकालीनों ने पहले से ही वैज्ञानिक के नाम पर कार्य और ऊर्जा की इकाई का नाम रखा। अंतर्राष्ट्रीय प्रणालीएसआई। यह वैज्ञानिक के योगदान का केवल एक छोटा सा हिस्सा है, जो सीधे बिजली के अध्ययन और विकास से संबंधित है। आधुनिक विज्ञान सहित सभी विज्ञानों के निर्माण में उनकी भागीदारी अमूल्य है।

जेम्स जूल - सुंदर प्रसिद्ध व्यक्ति. हम सभी इस नाम को तब से जानते हैं स्कूल के पाठभौतिक विज्ञान। हालाँकि, तब किसी ने उनकी जीवनी और उपलब्धियों पर ध्यान नहीं दिया, और फिर भी उनकी जीवन का रास्ताबहुत ही रोचक। लेख में हम विचार करेंगे विस्तृत जीवनीवैज्ञानिक, और यह भी बात करें कि उन्होंने क्या हासिल किया।

बचपन

जेम्स जूल, जिनकी जीवनी पर हम विचार कर रहे हैं, का जन्म 1818 में 24 दिसंबर को हुआ था। लड़के का जन्म सालफोर्ड में स्थित एक शराब की भठ्ठी के मालिक के एक धनी परिवार में हुआ था। जेम्स की शिक्षा घर पर ही हुई थी। भौतिकी, रसायन विज्ञान और प्रारंभिक गणित के सिद्धांतों में उनके पहले शिक्षक डाल्टन थे। 15 साल की उम्र से, लड़के ने अपने पिता के कारखाने में काम किया और ले लिया प्रत्यक्ष भागीदारीउनके प्रबंधन में। उन्होंने इस गतिविधि को वर्ष के दौरान प्रशिक्षण के साथ जोड़ा।

पहला अध्ययन

जेम्स जूल की विज्ञान में रुचि कब हुई? लड़के की एक संक्षिप्त जीवनी बताती है कि उसने अपना पहला शोध 1837 में शुरू किया था। तब वह अपने पिता के शराब की भठ्ठी में भाप के इंजनों को बिजली से बदलने के मुद्दे में बहुत रुचि रखते थे। एक साल बाद, युवक ने एक में बिजली पर अपना पहला काम प्रकाशित किया वैज्ञानिक पत्रिकाएं. उन्हें ऐसा करने की सलाह उनके शिक्षक जॉन डेविस ने दी थी, जो वैसे, स्टर्जन के करीबी दोस्त थे, जिन्होंने इलेक्ट्रिक मोटर का आविष्कार किया था। जिस पत्रिका में जेम्स जूल प्रकाशित हुआ वह भी स्टर्जन के स्वामित्व में था। 1840 में, एक युवा शोधकर्ता ने फेरोमैग्नेट को चुम्बकित करते समय चुंबकीय संतृप्ति के प्रभाव को देखा। उस क्षण से 1845 तक, उन्होंने प्रयोगात्मक रूप से विद्युत चुम्बकीय घटनाओं का सक्रिय रूप से अध्ययन किया।

जूल का नियम

जोएल जेम्स प्रेस्कॉट आगे क्या करते हैं? मनुष्य की संक्षिप्त जीवनी इस तथ्य के साथ जारी है कि 1841 में वह धारा की ताकत और जारी होने वाली गर्मी के बीच द्विघात संबंध के कानून की खोज करता है। बाद में, कानून ने अपना नाम प्राप्त किया, लेकिन हम इसे जूल-लेन्ज़ कानून के रूप में जानते हैं, क्योंकि 1842 में एक भौतिक विज्ञानी द्वारा इसकी खोज की गई थी। जर्मन वंशएमिल लेन्ज़ द्वारा रूस से। वैज्ञानिक की खोज को उसके वास्तविक मूल्य पर सराहा नहीं गया था। लंदन की रॉयल सोसाइटी ने उनकी उपेक्षा की, और काम खुद एक मामूली पत्रिका में प्रकाशित हुआ।

व्याख्याता के रूप में काम करें

लेकिन जेम्स जूल ने किसके लिए काम किया? रोचक तथ्यइस आदमी के बारे में दुर्लभ है, लेकिन यह ज्ञात है कि वह एक व्याख्याता था। पहले से ही हमें ज्ञात, स्टर्जन मैनचेस्टर चले गए और वहां उन्होंने व्यावहारिक ज्ञान की गैलरी खोली, जहां उन्होंने जूल को एक व्याख्याता की जगह लेने के लिए आमंत्रित किया। हैरानी की बात यह है कि कुछ छात्रों को खुद जेम्स जूल ने पढ़ाया था!

उस समय के अपने अध्ययन में, वैज्ञानिक ने विद्युत चुम्बकीय मोटरों के आर्थिक लाभों के मुद्दे पर बहुत समय बिताया। पहले तो उनका मानना ​​था कि इलेक्ट्रोमैग्नेट में काफी संभावनाएं हैं, लेकिन जल्द ही उन्हें व्यक्तिगत रूप से विश्वास हो गया कि स्टीम इंजन बहुत अधिक कुशल हैं। जूल ने अपनी निराशा को छिपाए बिना इस अध्ययन के परिणाम प्रकाशित किए।

वैज्ञानिक की खोज बहुत जल्दी हुई। पहले से ही 1842 में, उन्होंने मैग्नेटोस्ट्रिक्शन का वर्णन किया है, जिसमें यह तथ्य शामिल है कि जब शरीर अपना आकार और आयतन बदलते हैं बदलती डिग्रियांचुम्बकत्व एक साल बाद, उन्होंने कंडक्टरों में गर्मी पैदा करने पर शोध पूरा किया और अपने परिणाम प्रकाशित किए। वे इस तथ्य में शामिल थे कि उत्पन्न गर्मी बाहर से नहीं ली जाती है। इसने कैलोरी के सिद्धांत का पूरी तरह से खंडन किया, जिसके अनुयायी उस समय भी मौजूद थे।

1843 से 1850 की अवधि में, एक व्यक्ति कई अध्ययनों में लगा हुआ है, अपनी तकनीक में सुधार कर रहा है और कई प्रयोगों द्वारा ऊर्जा के संरक्षण के सिद्धांत की शुद्धता की पुष्टि कर रहा है।

एक परिवार

1844 में, जूल ने अपना निवास स्थान बदल लिया। नई जगह पर, आदमी अपनी भावी पत्नी, अमेलिया ग्रिम्स से मिलता है। 1847 में, जोड़े ने शादी की, और उनकी एक बेटी और एक बेटा था। साथ ही, घर में, जूल प्रयोगों के लिए खुद को एक सुविधाजनक प्रयोगशाला से लैस करता है। हालाँकि, उनकी खुशी अधिक समय तक नहीं रही, क्योंकि 1854 में उनकी प्यारी पत्नी की मृत्यु हो गई।

अध्ययन का सामान्य विवरण

1840 के दशक के अंत तक, हमारे लेख के नायक के काम को सार्वभौमिक मान्यता प्राप्त थी। 1847 में, वैज्ञानिक थॉमसन से मिलते हैं, जो जूल की प्रयोगात्मक तकनीक की अत्यधिक सराहना करते हैं। तब वैज्ञानिक सहयोग करने लगते हैं। आणविक गतिज सिद्धांत के बारे में थॉमसन के विचार काफी हद तक जेम्स के विचारों के प्रभाव में बने थे। वैज्ञानिक मिलकर एक थर्मोडायनामिक तापमान पैमाना बनाते हैं।

ऐसा लगता है कि जेम्स जूल और उनकी खोजों की उम्र नहीं है, क्योंकि पहले से ही एक साल बाद उन्होंने बढ़ते दबाव के साथ थर्मल प्रभावों की घटना का विश्लेषण करने के लिए गैस मॉडल का उपयोग करने का प्रस्ताव रखा है। जूल गैस मॉडल में सूक्ष्म आकार की लोचदार गेंदें शामिल थीं, जो पोत की दीवारों को छूने पर दबाव बनाती थीं। वैज्ञानिक का शोध रॉयल सोसाइटी के फिलॉसॉफिकल ट्रांजैक्शन में की सलाह पर प्रकाशित हुआ था जर्मन भौतिक विज्ञानीक्लॉसियस। इस काम ने प्रदान किया है एक बहुत बड़ा प्रभावऊष्मप्रवैगिकी के गठन और विकास पर, इस तथ्य के बावजूद कि बाद में जूल के शोध में कई त्रुटियां पाई गईं। इसके अलावा, प्रयोग 1870 के दशक में वैन डेर वाल्स द्वारा वास्तविक गैस का अनुकरण करने के लिए किए गए प्रयोगों के समान हैं।

1850 में, एक व्यक्ति लंदन की रॉयल सोसाइटी का सदस्य बन जाता है। 1851 में किए गए अध्ययनों में, जो सृजन की चिंता करते हैं सैद्धांतिक मॉडलछोटे लोचदार कणों की गति के रूप में गर्मी, वैज्ञानिक ने कुछ गैसों के लिए गर्मी क्षमता की बहुत सटीक गणना की। एक साल बाद, उन्होंने अपने पुराने दोस्त थॉमसन के साथ एडियाबेटिक थ्रॉटलिंग के दौरान गैस के तापमान में बदलाव की घटना का वर्णन किया। बाद में इस प्रभाव को जूल-थॉमसन कहा गया। इसके अलावा, इस खोज ने प्राकृतिक विज्ञान की एक नई शाखा के उद्भव में योगदान दिया - निम्न तापमान भौतिकी।

1850 के दशक में, शोधकर्ता ने पर लेखों की एक पूरी श्रृंखला प्रकाशित की विद्युत माप. आधुनिक डिजाइनों का उपयोग करने की संभावना के बावजूद, जेम्स जूल को विश्वास था कि केवल प्रयोग के माध्यम से ही सबसे सटीक परिणाम प्राप्त किए जा सकते हैं।

1859 में, एक वैज्ञानिक शोध में लगा हुआ है थर्मोडायनामिक गुण ठोस. अन्य सामग्रियों की तुलना में रबर के गैर-मानक गुणों का पता लगाता है। एक साल बाद, मृगतृष्णा, वायुमंडलीय गरज और उल्कापिंड उसके हितों के दायरे में आते हैं, जिसे वह समझाने की कोशिश करता है वैज्ञानिक बिंदुनज़र।

उष्मा समकक्ष

1843 से, वैज्ञानिक गर्मी के यांत्रिक समकक्ष की खोज कर रहे हैं। प्रयोगों के माध्यम से, वह यह दिखाने का प्रबंधन करता है कि एक निश्चित मात्रा में गर्मी को एक निश्चित मात्रा में परिवर्तित किया जा सकता है यांत्रिक बल. उसी वर्ष, उन्होंने शोध के परिणामों को प्रकाशित किया, और एक साल बाद उन्होंने गर्मी क्षमता का कानून तैयार किया क्रिस्टलीय पिंड, जिसे जूल-कोप्प नियम के रूप में जाना जाता है। हालांकि, सटीक शब्दांकन प्रयोगात्मक पुष्टिजूल ने अपना कानून केवल 1864 में पेश किया।

उसके बाद जूल जेम्स प्रेस्कॉट, संक्षिप्त जीवनीजो ऊपर वर्णित है, जब एक तरल संकीर्ण ट्यूबों के माध्यम से पारित किया जाता है, तो गर्मी उत्पादन के अध्ययन के लिए खुद को समर्पित करता है। 1847 से 1850 की अवधि में, वह गर्मी के सबसे सटीक यांत्रिक समकक्ष को प्राप्त करने का प्रबंधन करता है। वह एक धातु कैलोरीमीटर का उपयोग करता है जिसे वह लकड़ी की बेंच पर स्थापित करता है। इस प्रयोग में, उन्होंने धुरी घर्षण के कारण घूर्णन के दौरान निकलने वाली गर्मी की मात्रा की जांच की। वैज्ञानिकों के कुछ अनुमान के बहुत करीब हैं सटीक मानजो पिछली शताब्दी में पाए गए थे।

लेखकत्व के लिए संघर्ष

1840 के दशक में, प्रिंट मीडिया में मेयर और जूल के बीच ऊर्जा संरक्षण के नियम के खोजकर्ता के बारे में एक गंभीर चर्चा सामने आई। वास्तव में, मेयर ने अपना काम पहले प्रकाशित किया, लेकिन किसी ने इसे गंभीरता से नहीं लिया, क्योंकि वे खुद पेशे से डॉक्टर थे। जेम्स जूल के कानून को बहुत समर्थन मिला, क्योंकि उस समय स्टोक्स, फैराडे और थॉमसन जैसे वैज्ञानिकों ने उनकी उम्मीदवारी का समर्थन किया था। कुछ ने खुले तौर पर मेयर का समर्थन किया, इस बात पर जोर दिया कि वह खोज करने वाले पहले व्यक्ति थे, जबकि अन्य ने जूल के लेखकत्व के अधिकार का बचाव किया। अंत में लेखकत्व की प्राथमिकता मेयर पर छोड़ दी गई।

स्मृति

भौतिक विज्ञानी जेम्स प्रेस्कॉट जूल को किंग्स मेडल से सम्मानित किया गया है। 1860 में वे मैनचेस्टर लिटरेरी एंड फिलॉसॉफिकल सोसाइटी के अध्यक्ष बने। इसके अलावा, उन्होंने ट्रिनिटी कॉलेज डबलिन से एल.एल.डी., एडिनबर्ग विश्वविद्यालय से एल.एल.डी. और पीएच.डी. सिविल कानूनमें ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय. 1866 में उन्होंने कोपले पदक प्राप्त किया, और 1880 में वे अल्बर्ट पदक के मालिक बन गए। 8 साल बाद, सरकार ने उन्हें आजीवन पेंशन से सम्मानित किया। जूल ने दो बार ब्रिटिश साइंटिफिक एसोसिएशन के अध्यक्ष के रूप में कार्य किया।

1889 में, गर्मी, ऊर्जा और कार्य की मात्रा को मापने के लिए एक इकाई का नाम उनके नाम पर रखा गया था। मैनचेस्टर सिटी हॉल में वैज्ञानिक का एक स्मारक है, जो डाल्टन के स्मारक के सामने स्थित है।

जेम्स प्रेस्कॉट जूल($1818$ - $1889$) - अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जिन्होंने थर्मोडायनामिक्स के निर्माण में महत्वपूर्ण योगदान दिया।

जीवनी

टिप्पणी 1

वह अपेक्षाकृत बड़े शराब की भठ्ठी के मालिक बेंजामिन जूल का पुत्र था।
जेम्स जूल ने अपनी प्रारंभिक शिक्षा निजी शिक्षकों से प्राप्त की, मुख्यतः उनकी वजह से ख़राब स्थितिस्वास्थ्य। उनकी रीढ़ की हड्डी में समस्या थी, लेकिन समय के साथ उनकी स्थिति में सुधार हुआ, लेकिन जीवन भर वैज्ञानिक ठिठुरते रहे, यह उनके चरित्र में परिलक्षित हुआ और उनके शर्मीलेपन में योगदान दिया।

1834 डॉलर से उन्होंने मैनचेस्टर में जॉन डाल्टन के साथ साहित्यिक और दार्शनिक समाज में अध्ययन किया। डाल्टन की तरह, जूल परमाणु सिद्धांत के प्रबल समर्थक थे, जबकि इस अवधि के कई वैज्ञानिक अभी भी इस पर संदेह कर रहे थे।

बाद के वर्षों में, जेम्स जूल ने जॉन डेविस के साथ अध्ययन किया और बिजली में रुचि हो गई, उन्होंने और उनके भाई ने प्रयोग किया, हड़ताली विद्युत का झटका, एक दूसरे और परिवार के नौकर।

टिप्पणी 2

वैज्ञानिक उपलब्धियां

बिजली

टिप्पणी 3

विज्ञान मूल रूप से जूल के लिए एक शौक था, लेकिन एक शराब की भठ्ठी में काम करते हुए भी, उन्होंने बॉयलरों को नए आविष्कृत इलेक्ट्रिक मोटर के साथ बदलने की संभावनाओं का पता लगाना शुरू कर दिया।

सराहना करने की इच्छा से आंशिक रूप से प्रेरित आर्थिक परिणामइस तरह के एक प्रतिस्थापन, यह उन मापों पर केंद्रित है जिनका उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है कि कौन सा ऊर्जा स्रोत अधिक कुशल है। इस प्रकार, $1841$ में, उन्होंने जूल के नियम की खोज की, जिसमें किसी भी गैल्वेनिक करंट की सीधी क्रिया से निकलने वाली गर्मी, करंट के वर्ग के समानुपाती होती है, जिसे कंडक्टर के प्रतिरोध से गुणा किया जाता है। (ऊर्जा या कार्य की व्युत्पन्न इकाई, जूल, का नाम उनके नाम पर रखा गया था।) जूल ने निष्कर्ष निकाला कि बिजली की बैटरी के लिए कीमती पाउंड जस्ता बर्बाद करने की तुलना में एक पाउंड कोयला जलाना अधिक किफायती होगा।

जोएल रॉयल सोसाइटी को परिणाम प्रस्तुत करने का प्रयास करता है, लेकिन वहां एक प्रांतीय डिलेटेंट के लिए गलत है।

$1843$ में, जूल ने ऊष्मा की एक समान मात्रा का उत्पादन करने के लिए आवश्यक यांत्रिक कार्य की मात्रा की गणना की। इस मात्रा को "ऊष्मा के यांत्रिक समतुल्य" कहा गया है। फिर से उन्होंने अपने निष्कर्षों पर एक रिपोर्ट प्रस्तुत की, इस बार ब्रिटिश एसोसिएशन फॉर द एडवांसमेंट ऑफ साइंस को। फिर से, प्रतिक्रिया उत्साहहीन थी। कई प्रमुख पत्रिकाओं ने भी जूल के काम पर पत्र प्रकाशित करने से इनकार कर दिया।

गर्मी, बिजली और यांत्रिक कार्यों के बीच संबंधों पर जूल के काम को 1847 डॉलर तक काफी हद तक नजरअंदाज कर दिया गया था। केवल विलियम थॉमसन ने माना कि जूल का काम एक एकीकृत पैटर्न में फिट बैठता है जो पहले से ही भौतिकी में उभरना शुरू हो गया था, और उन्होंने उत्साह से जौल के काम को मंजूरी दे दी।

$1849$ में जूल ने रॉयल सोसाइटी, फैराडे को उनके प्रायोजक के रूप में अभिनय करते हुए "ऑन द मैकेनिकल इक्विवेलेंट ऑफ हीट" शीर्षक से अपना पेपर दिया। अगले वर्ष, रॉयल सोसाइटी ने जूल का पेपर प्रकाशित किया।