Ang buhay at gawain ni James Joule. Bagong pang-agham na disiplina - Thermodynamics

100 sikat na siyentipiko na si Sklyarenko Valentina Markovna

JOUL JAMES PRESCOTT (1818-1889)

JOUL JAMES PRESCOTT

(1818 - 1889)

Si Benjamin Joule, isang mayamang brewer, ay nanirahan sa Salford, malapit sa Manchester. Noong Disyembre 24, 1818, ang kanyang asawang si Ellis ay nagsilang ng isang lalaki. Pinangalanan nila siyang James Prescott. Ang pamilya ay mayroon nang isang anak, si Benjamin. Dalawa pang bata ang namatay sa pagkabata. Pagkatapos ni James, tatlo pang anak ang ipinanganak sa pamilyang Joule: dalawang babae at isang lalaki. Edukasyon sa elementarya maliit na Joules ang natanggap sa bahay. Si James ay isang may sakit na bata - siya ay may mga problema sa likod, ngunit salamat sa mga espesyal na ehersisyo at pamamaraan, siya ay lumakas at gumaling. Malamang, dahil sa sakit, lumaki si James na mahiyain at mahinhin.

Si James at Benjamin, halos magkasing edad, ay napakakaibigan at nag-aral nang magkasama. Noong 1834, ipinadala ng ama ang mga kapatid sa Manchester Literary and Philosophical Society, kung saan sila mag-aaral ng kimika.

Karamihan sa mga mahuhusay na siyentipiko ay may mga mahuhusay na guro sa kanilang buhay. Para kay Joule, ganoon ang guro sikat na chemist at physicist na si John Dalton, na noong mga taong iyon ay presidente ng Manchester Literary and Philosophical Society. Mga klase na may Dalton na nai-render malaking impluwensya sa magkapatid na Joule at napukaw ang kanilang interes sa agham. Tinuruan ni Dalton ang mga kabataan ng aritmetika, algebra, geometry, natural na pilosopiya at, siyempre, kimika. Sa kasamaang palad, hindi nagtagal, noong 1837, na-stroke si Dalton at napilitang ihinto ang pagtuturo. Ngunit nagawa ng mahusay na siyentipiko na itanim sa puso ng mga batang Joule brothers ang interes sa pagsasaliksik at ituro sa kanila ang mga pangunahing kaalaman sa gawaing pang-eksperimento. Siyempre, sa simula ang interes na ito ay mas katulad ng katuwaan ng bata. Halimbawa, habang nag-aaral ng echoes, nawala si James ng baril ng kanyang ama sa kabundukan. Sa isa pang pagkakataon, nasunog ang kanyang mga kilay dahil sa hindi matagumpay na pagbaril. Habang nagsasaliksik ng elektrisidad, gumawa sina James at Benjamin ng isang de-kuryenteng makina at pinailalim ang isa't isa at ang mga anak ng mga tagapaglingkod sa sukdulan. sensitibong pagkabigla kasalukuyang. Gayunpaman, hinikayat ni Itay ang mga libangan para sa agham at naglaan pa nga ng isang espesyal na silid para dito.

Ngunit hindi dapat isipin na ang mga kabataang lalaki ay inilaan ang lahat ng kanilang oras sa pag-aaral at libangan. Mula sa edad na labinlimang taong gulang, nagtrabaho si James sa pabrika ng kanyang ama, na ang kalusugan ay naiwan nang labis na naisin, at, samakatuwid, ang tulong ng kanyang mga anak na lalaki ay kinakailangan. Si Joule ay nanatiling isang baguhang siyentipiko sa loob ng mahabang panahon. Ang pangunahing lugar ng aplikasyon ng kanyang mga talento, oras at pagsisikap ay ang negosyo ng kanyang ama. Nag-research si James libreng oras, madalas sa gabi. Ang unang seryosong gawain ay nakatuon sa pag-aaral ng kuryente at magnetism. Sa edad na 19, itinayo niya ang orihinal na electromagnetic motor, ang paglalarawan kung saan inilathala sa journal na "Annals of Electricity". Ang publikasyong ito ay ang unang gawa ni James Joule. At noong 1840, ginawa ng batang siyentipiko ang unang pagtuklas. Natuklasan niya ang epekto ng magnetic saturation at natukoy ang halaga ng limitasyon ng magnetization para sa bakal. Nakahanap kaagad si Joule ng gamit para sa resulta at nagdisenyo ng mga electromagnet higit na lakas kaysa sa mga magagamit noon. At pagkatapos ay sunod-sunod ang mga natuklasan. Noong 1842, natuklasan at inilarawan ni Joule ang phenomenon ng magnetostriction - mga pagbabago sa laki at hugis ng isang mala-kristal na katawan sa panahon ng magnetization. Kaayon, sinimulan ng siyentipiko na pag-aralan ang mga thermal effect ng electric current. At narito ang resulta ay hindi nagtagal. Noong 1841, natuklasan ni Joule ang isang mahalagang pattern: ang dami ng init na inilabas sa isang konduktor kapag ang isang electric current ay dumaan dito ay proporsyonal sa paglaban ng konduktor, ang parisukat ng kasalukuyang sa circuit, at ang oras na aabutin ng kasalukuyang pumasa. Noong 1842, nang nakapag-iisa sa Joule, ang siyentipikong Ruso na si Emil Khristianovich Lenz ay dumating sa parehong konklusyon. Inilathala ng Englishman ang kanyang mga resulta noong 1843 lamang sa akdang "The thermal effect of magnetoelectricity and the mechanical value of heat", kaya ang priyoridad sa kasong ito mahirap i-install. Gayunpaman, ang isyung ito ay hindi nagdulot ng maraming kontrobersya, at samakatuwid ang ratio na ito ay tinatawag na ngayong batas ng Joule-Lenz.

Ngunit bakit hindi nagmamadali si James na maglathala ng impormasyon tungkol sa kanyang natuklasan? Ang katotohanan ay itinuring niya ang batas na ito bilang lamang intermediate na resulta sa paraan upang malutas ang isang medyo matapang na gawain nang higit pa pandaigdigang saklaw. Nais niyang patunayan na mayroong isang quantitative na relasyon sa pagitan ng mga puwersa ng iba't ibang kalikasan, na humahantong sa pagpapalabas ng init. Samakatuwid, sa parallel, Ingles nagsimula ang siyentipiko pananaliksik sa isa pang lugar ng pisika: mula noong 1843, komprehensibong pinag-aralan niya ang iba't ibang mga phenomena ng temperatura, na humantong sa ilang mga pangunahing pagtuklas. Noong 1843, ipinakita ng eksperimento ni Joule na ang init ay maaaring makuha sa pamamagitan ng gawaing mekanikal, at kinakalkula ang mekanikal na katumbas ng init. Si James ay dumating sa pangangailangan na ipakilala ang gayong konsepto kahit na mas maaga: ang mga siyentipiko ay nakaranas ng mga paghihirap dahil sa kawalan ng kakayahang magdala ng mekanikal na trabaho at ang dami ng init sa isang yunit ng pagsukat. Sa pagpapatuloy ng pananaliksik sa lugar na ito, natuklasan ni Joule ang isa pang batas: panloob na enerhiya perpektong gas depende lamang sa temperatura at hindi nakasalalay sa density (volume) ng gas. Ngayon ang batas na ito ay tinatawag na pangalan ng Joule.

Kung tungkol sa personal na buhay ng siyentipiko, noong 1847 pinakasalan ni James Joule si Emily Grimes. Sa kasamaang palad, ang kaligayahan ng pamilya ni Joule ay nawasak ng trahedya. Namatay si Emily noong 1854 na nag-iwan ng dalawang anak: isang anak na lalaki, si Benjamin Arthur, at isang anak na babae, si Alice Emily. Sa natitirang bahagi ng kanyang buhay, si James Joule ay nanatiling balo.

Isa pang nangyari noong 1847. isang mahalagang kaganapan: Nakilala ni Joule si William Thomson. Una niyang nakilala ang hinaharap na Baron Kelvin sa isang pulong ng British Distribution Association. siyentipikong kaalaman sa Oxford. Ginawa ni Joule regular na ulat sa mekanikal na katumbas ng init. Kalaunan ay isinulat ni Thomson, "Sa isang pulong sa Oxford nakilala ko si Joel, at ang kakilalang ito ay hindi nagtagal ay naging isang panghabambuhay na pagkakaibigan."

Isang makabuluhang pagpupulong ang naganap sa Alps, kung saan naghoneymoon sina James at Emily. Sa daan, aksidenteng nakasalubong ng mag-asawa si Thomson, na pupunta sa kabundukan upang magpahinga. Mahirap sabihin kung gaano kasaya si Emily sa pulong na ito - pagkatapos ng lahat, ang mga siyentipiko ay nagsimulang magsaliksik, lalo na, patuloy na nag-aaral ng mga thermal phenomena, gumawa sila ng maraming pagsisikap upang matukoy ang pagkakaiba sa temperatura ng tubig sa itaas at ibabang bahagi ng ang talon ng Cascade de Salanche. Totoo, nang maglaon ay isinulat ni Thomson na ang asawa ng kaniyang kasamahan ay may matinding interes sa gayong mga gawain.

Ang pakikipagtulungan ng dalawang natatanging siyentipiko sa kanilang panahon ay naging napakabunga. Halimbawa, magkasama silang dumating sa konklusyon na ang isang meteor ay isang kababalaghan na nauugnay sa malakas na pag-init at pag-aapoy ng isang katawan na pumapasok sa kapaligiran na may napakabilis na bilis. Bilang karagdagan sa aktibong pagsusulatan, kung saan nagpalitan ng mga ideya sina Joule at Thomson, nagsagawa rin sila ng maraming magkasanib na pananaliksik. Sa partikular, noong 1853-1854, ang mga kasamahan, nag-aaral thermal phenomena at ang pag-uugali ng mga gas sa iba't ibang kondisyon nakatuklas ng epekto na tinatawag na Joule-Thomson effect. Binubuo ito ng mga cooling gas sa mabagal na adiabatic (nang walang pagpapalitan ng init sa kapaligiran) habang dumadaloy ang mga ito sa isang buhaghag na partisyon. Ang epektong ito ay ginagamit upang tunawin ang mga gas. Gayundin, ang mga siyentipiko ay nagtalaga ng maraming oras sa pag-aaral ng mga thermal phenomena sa mga likido. Ang bunga ng kanilang magkasanib na pagsisikap ay ang thermodynamic temperature scale, na may pangalang Kelvin.

Siyempre, hindi iniwan ni James Joule ang independiyenteng pananaliksik. Noong 1848, naghatid siya ng mahalagang ulat sa Manchester Literary and Philosophical Society, na naging isa sa mga pundamental sa pagbuo ng teoryang kinetiko mga gas. Joule - isang masigasig na kalaban ng konsepto ng caloric, na umiiral pa sa oras na iyon, hindi lamang theoretically hinamon ang mga probisyon nito, ngunit kinumpirma din ang kanyang pananaw sa mga kalkulasyon. Nang maglaon, ipinakita ng siyentipiko na ang bilis ng mga particle sa isang tiyak na temperatura ay proporsyonal sa parisukat na ugat temperatura (sa kasong ito, dapat gumamit ng thermodynamic scale). Kaayon, si Joule ay nagtrabaho nang husto sa teorya ng pagpapalaganap ng tunog at ang pagkalkula ng bilis nito. Nang walang mga detalye, dapat sabihin na dito ay nagawa niyang alisin ang ilang mga pagkakamali na ginawa ng kanyang mga nauna.

Bilang isang mahuhusay na eksperimento at isang mahusay na inhinyero, si James Joule ay naglagay din ng maraming pagsisikap sa pagpapabuti ng mga umiiral na at paglikha ng mga orihinal. mga instrumentong pang-agham. Pinahusay niya ang galvanometer, pinataas ang katumpakan ng pagsukat ng temperatura sa pamamagitan ng isang pagkakasunud-sunod ng magnitude at sa panimula ay pinahusay ang disenyo ng mga thermometer na inangkop upang sukatin ang temperatura ng atmospera, ginawang makabago ang barometer, at lumikha ng isa sa mga unang mercury vacuum pump.

Ang ulat ni Joule noong 1847 tungkol sa mekanikal na katumbas ng init sa British Association for the Advancement of Scientific Knowledge ay gumawa ng impresyon hindi lamang kay Thomson. Ang pulong ay dinaluhan din ng isang mas makabuluhang pigura sa oras na iyon - si Michael Faraday, na nagbigay pugay sa mga ideya ng isang self-taught na siyentipiko. Noong 1849, sa inisyatiba ng Faraday, nagbigay si Joule ng isang pahayag tungkol sa mekanikal na katumbas ng init sa Royal Society. AT sa susunod na taon Inilathala ng lipunan ang mga materyales ng ulat, at naging miyembro si James Joel. Noong 1852, iginawad ang siyentipiko gintong medalya Royal Society. Mamaya siyentipikong pagkilala ipinahayag sa dalawa pang parangal: noong 1866 Royal Society pinarangalan siya ng Copley medal, at noong 1880 si Joule ay ginawaran ng medalya Albert mula sa Society of Arts, na personal na iniharap sa kanya ng Prince of Wales.

Matagal na panahon Si James Joule ay talagang nanatiling isang amateur scientist. Ang kanyang pangunahing propesyon ay ginagawa pa rin. Ngunit noong 1854, pagkamatay ng kanyang asawa, sa wakas ay ibinenta ni Joule ang pabrika ng kanyang ama at buong-buo niyang inilaan ang kanyang sarili sa agham. Dagdag pa talambuhay na impormasyon tungkol sa siyentipiko ay medyo mahirap makuha: ang hindi masyadong palakaibigan na si Joule pagkatapos ng pagkamatay ng kanyang asawa ay naging mas umatras. Inilaan niya ang karamihan sa kanyang oras sa independiyenteng pananaliksik: karaniwang, ipinagpatuloy niya ang mga pag-aaral na nasimulan niya kanina. Sa partikular, ang siyentipiko ay naglagay ng maraming pagsisikap upang linawin ang halaga ng mekanikal na katumbas ng init.

Mula 1872 ay lumala ang kalusugan ni James Joule. Ngunit ang siyentipiko ay nakipaglaban sa mga pangyayari at kahit na kinuha ang ilang mga tungkulin sa administratibo: siya ay nahalal na pangulo ng British Association para sa Diffusion of Scientific Knowledge. Hinawakan ni Joule ang honorary na posisyong ito hanggang 1887. Sa mahabang panahon siya ay nabuhay at nagsagawa ng pananaliksik sa mga pondong natanggap mula sa pagbebenta ng negosyo ng kanyang ama. Ngunit, sa huli, (sa mga 1875) naubos ang perang ito. Ang siyentipiko ay nagpetisyon para sa isang pensiyon, ngunit nakamit lamang ito noong 1878.

Namatay si James Joule noong Oktubre 11, 1889 sa kanyang tahanan sa Sale, malapit sa Cheshire. Sa parehong taon, sa Second International Congress of Electricians, napagpasyahan na pangalanan ang yunit ng trabaho at enerhiya ng electric current bilang parangal sa siyentipiko. Nang maglaon, ginamit din ang yunit na ito upang sukatin ang dami ng init at pumasok sa sistema ng SI.

Mula sa aklat ng 100 mahusay na mga henyo may-akda Balandin Rudolf Konstantinovich

MARX (1818–1883) K kalagitnaan ng ikalabinsiyam siglo sa Europa ay nagbago sosyal na istraktura industriyal maunlad na bansa. Ang pagtagumpayan ng pyudalismo ay ang tagumpay ng mangangalakal laban sa maharlika, ang bangkero sa prinsipe, ang burges sa kabalyero. Ang pampublikong kayamanan ay ipinamahagi nang hindi pantay at

may-akda Weir Alison

1818 Rotuli Parliamentorum.

Mula sa aklat na French Wolf - Queen of England. Isabel may-akda Weir Alison

Mula sa aklat na Russian scientists and inventors may-akda

Ivan Petrovich Kulibin (1735–1818)

Mula sa aklat na History of Russian panitikan XIX siglo. Bahagi 2. 1840-1860 may-akda

Mula sa aklat na Mga Paborito ng mga pinuno ng Russia may-akda Matyukhina Yulia Alekseevna

Alexander Vladimirovich Adlerberg (1818 - 1888) Alexander Vladimirovich Adlerberg - Ruso estadista, isa sa mga paborito ni Alexander II. Si Alexander Vladimirovich ay ipinanganak sa St. Petersburg noong marangal na pamilya. Ang kanyang ama ay si Vladimir Fedorovich (Eduard Ferdinand

Mula sa libro malaking kasinungalingan oras natin may-akda Pobedonostsev Konstantin Petrovich

1889 80 Hayaan akong ipahayag sa Iyong Kamahalan ang aking mga impresyon sa pagganap ng "The Merchant Kalashnikov." Rachel" [Jewish deputies in Imperyo ng Russia, 1772–1825] may-akda Minkina Olga Yurievna

Mga halalan ng mga deputy na Hudyo sa Vilna. 1818 Noong Oktubre 24, 1817, isang nagkakaisang Ministry of Spiritual Affairs at Public Education ang itinatag, na pinamumunuan ni A.N. Golitsyn. Si V.M. ay naging direktor ng departamento ng pampublikong edukasyon ng bagong ministeryo. Popov, at direktor

Mula sa aklat na State and Spiritual Leaders may-akda Artemov Vladislav Vladimirovich

Alexander II (1818-1881) Alexander II - emperador ng Russia mula noong 1855, pumasok sa kasaysayan ng bansa bilang Tsar-Liberator, na nagtanggal ng serfdom. Si Alexander Nikolaevich Romanov ay ang panganay na anak ni Emperor Nicholas I at Empress Alexandra Feodorovna. Emperador Alexander II

Mula sa aklat na The Age of Formation of Russian Painting may-akda Butromeev Vladimir Vladimirovich

Mula sa aklat na History of Russian Literature of the 19th Century. Bahagi 3. 1870-1890 may-akda Prokofieva Natalia Nikolaevna

James Prescott Joule(Eng. James Prescott Joule; Disyembre 24, 1818, Salford, Lancashire, England, UK - Oktubre 11, 1889, Sale, Cheshire, England, UK) - English physicist, na gumawa ng malaking kontribusyon sa pagbuo ng thermodynamics. Pinatunayan niya ang batas ng konserbasyon ng enerhiya sa mga eksperimento. Itinatag ang batas na tumutukoy sa thermal effect ng electric current. Kinakalkula niya ang bilis ng paggalaw ng mga molekula ng gas at itinatag ang pagtitiwala nito sa temperatura.

Eksperimento at teoretikal niyang pinag-aralan ang likas na katangian ng init at natuklasan ang koneksyon nito sa gawaing mekanikal, bilang isang resulta, halos kasabay ni Mayer, dumating siya sa konsepto ng unibersal na pag-iingat ng enerhiya, na, naman, ay nagbigay ng pagbabalangkas ng unang batas ng thermodynamics. Nakipagtulungan siya kay Thomson sa ganap na sukat ng temperatura, inilarawan ang kababalaghan ng magnetostriction, natuklasan ang koneksyon sa pagitan ng kasalukuyang dumadaloy sa isang konduktor na may isang tiyak na pagtutol at ang dami ng init na inilabas sa parehong oras (ang batas ng Joule-Lenz). Nakagawa ng malaking kontribusyon sa teknolohiya pisikal na eksperimento, pinahusay ang disenyo ng maraming mga instrumento sa pagsukat.

Ang yunit ng sukat para sa enerhiya, ang joule, ay pinangalanan pagkatapos ng Joule.

Talambuhay

Ipinanganak sa pamilya ng isang mayamang may-ari ng isang brewery sa Salford malapit sa Manchester, natanggap edukasyon sa tahanan, bukod dito, sa loob ng ilang taon ang kanyang guro sa elementarya sa matematika, ang simula ng kimika at pisika ay Dalton. Mula 1833 (mula sa edad na 15) nagtrabaho siya sa isang serbesa, at, kahanay sa edukasyon (hanggang 16 taong gulang) at agham, hanggang 1854 ay lumahok siya sa pamamahala ng negosyo, hanggang sa ito ay naibenta.

Una pang-eksperimentong pag-aaral nagsimula na noong 1837, interesado sa posibilidad na palitan ang mga steam engine sa isang serbeserya ng mga electric. Noong 1838, sa rekomendasyon ng isa sa kanyang mga guro, si John Davies, na ang malapit na kaibigan ay ang imbentor ng electric motor na Sturgeon, ay naglathala ng unang gawain sa kuryente sa siyentipikong journal na Annals of Electricity, na inayos noong nakaraang taon ni Sturgeon, ang gawain. ay nakatuon sa aparato ng isang electromagnetic engine. Noong 1840 natuklasan niya ang epekto ng magnetic saturation sa panahon ng magnetization ng mga ferromagnets, at noong mga taon 1840-1845 ay nag-eksperimento siyang nag-aral. electromagnetic phenomena.

Naghahanap mas mahusay na mga paraan mga sukat mga agos ng kuryente, natuklasan ni James Joule noong 1841 ang batas na ipinangalan sa kanya, na nagtatag ng isang parisukat na relasyon sa pagitan ng lakas ng kasalukuyang at ang dami ng init na inilabas ng kasalukuyang ito sa konduktor (sa panitikang Ruso ay lumilitaw bilang batas ng Joule-Lenz, mula noong 1842 ang batas na ito ay malayang natuklasan Russian physicist Lenz). Ang pagtuklas ay hindi pinahahalagahan ng Royal Society of London, at ang gawain ay nai-publish lamang sa periodical journal ng Manchester Literary and Philosophical Society.

Lumipat si Sturgeon sa Manchester noong 1840 at pinamunuan ang Gallery. praktikal na kaalaman Royal Victoria Gallery para sa Encouragement of Practical Science) ay isang komersyal na eksibisyon at institusyong pang-edukasyon, kung saan noong 1841 ay inanyayahan si Joule bilang unang lektor.

Sa mga gawa noong unang bahagi ng 1840s, inimbestigahan niya ang isyu ng pagiging posible sa ekonomiya ng mga electromagnetic na motor, sa una ay naniniwala na ang mga electromagnet ay maaaring maging mapagkukunan ng walang limitasyong dami ng mekanikal na trabaho, ngunit sa lalong madaling panahon ay naging kumbinsido na mula sa isang praktikal na pananaw. mga makina ng singaw ay mas mahusay noong panahong iyon, na inilathala noong 1841 ang mga natuklasan na ang kahusayan ng isang "ideal" na electromagnetic na makina sa bawat kalahating kilong sink (ginagamit sa mga nagtitipon) ay 20% lamang ng isang makina ng singaw sa bawat kalahating kilong karbon na sinunog, nang hindi itinatago ang pagkabigo.

Noong 1842, natuklasan at inilarawan niya ang kababalaghan ng magnetostriction, na binubuo ng pagbabago sa laki at dami ng isang katawan na may pagbabago sa estado ng magnetization nito. Noong 1843, siya ay bumalangkas at naglathala ng mga huling resulta ng gawain sa pag-aaral ng paglabas ng init sa mga konduktor, lalo na, sa eksperimento na nagpapakita na ang init na inilabas ay hindi kinuha sa kapaligiran, na hindi mababawi na pinabulaanan ang teorya ng caloric, ang mga tagasuporta. na kung saan ay nanatili pa rin sa oras na iyon. Sa parehong taon ay naging interesado ako karaniwang problema quantitative ratio sa pagitan iba't ibang pwersa, na humahantong sa pagpapalabas ng init, at, pagdating sa konklusyon ng pagkakaroon ng isang tiyak na kaugnayan sa pagitan ng trabaho at ang dami ng init na hinulaang ni Mayer (1842), ay naghahanap numerical ratio sa pagitan ng mga halagang ito ay ang mekanikal na katumbas ng init. Sa mga taong 1843-1850, nagsasagawa siya ng isang serye ng mga eksperimento, na patuloy na pinapabuti ang eksperimentong pamamaraan at sa bawat oras na kinukumpirma ang prinsipyo ng konserbasyon ng enerhiya na may mga resultang dami.

Si James Prescott Joule ay isang mahusay na Ingles na pisiko. Lubusan niyang pinag-aralan ang likas na katangian ng thermal energy at natuklasan ang koneksyon nito sa electric current na dumadaan sa isang conductor. Natuklasan niya ang maraming batas, at lalo na ang unang batas ng thermodynamics. Sa karangalan ng siyentipiko, ang yunit para sa pagsukat ng dami ng init na nabuo ay pinangalanang Joule. Ang mahusay na siyentipiko ay gumawa din ng isang napakahalagang kontribusyon sa praktikal na gamit kuryente. Nagsagawa siya ng trabaho upang gawing makabago at pagbutihin ang mga katangian ng mga de-koryenteng motor at magnet.

Si James Prescott Joule ay ipinanganak noong Disyembre 24, 1818 sa pamilya ng isang mayamang may-ari ng serbesa. Salamat sa mabuti posisyon sa pananalapi Ang pamilya James hanggang sa edad na 15 ay pinag-aralan sa bahay sa bayan Salford. Ito ay pinadali din ng mga problema sa kalusugan ng hinaharap na siyentipiko. Pagkatapos ng ganoong paaralan, kung saan siya nga pala ay nakakuha ng sapat magandang kaalaman sa matematika, pisika at kimika, natural na gusto ni James na ipagpatuloy ang kanyang pag-aaral. Gayunpaman, dahil sa sakit ng kanyang ama, sa loob ng ilang panahon ay napilitan siyang pamahalaan ang serbesa ng pamilya kasama ang kanyang nakatatandang kapatid.

Sa bahay, inayos ni James ang isang laboratoryo ng pisika at nagsimulang gumawa ng mga eksperimento. Ang pagsasagawa ng pananaliksik sa pagpapatakbo ng mga unang de-koryenteng motor, natuklasan ng siyentipiko na ang kapangyarihan ng mga de-koryenteng makina ay proporsyonal sa produkto ng kasalukuyang at boltahe.

Mula noong 1847, sa loob ng pitong taon, ang siyentipiko ay nagsasagawa ng mga eksperimento upang pag-aralan thermal aksyon electric current na dumadaan sa isang conductor. Ang resulta ng kanyang trabaho ay proporsyonal na pag-asa ang dami ng init na nabuo sa konduktor, ang paglaban ng materyal mismo, at ang parisukat ng kasalukuyang dumadaloy dito.

Si James Prescott Joule, na nagtatrabaho kay William Thomson, ay mahalagang naging ninuno ng lahat ng refrigerator at refrigeration unit. Pinatunayan niya na ang pagpapalawak ng isang gas nang hindi gumaganap ng trabaho ay humahantong sa isang makabuluhang pagbaba sa temperatura nito. Ang epektong ito ay pinangalanan sa parehong mga siyentipiko - ang epekto ng Joule-Thomson.

Noong 1850, ang siyentipiko ay nahalal bilang isang buong miyembro ng British Royal Society. At noong 1961, pinangalanan na ng kanyang mga kontemporaryo ang yunit ng trabaho at enerhiya sa pangalan ng siyentipiko. internasyonal na sistema SI. Ito ay isang maliit na bahagi lamang ng kontribusyon ng siyentipiko, na direktang nauugnay sa pag-aaral at pagpapaunlad ng kuryente. Ang kanyang pakikilahok sa pagbuo ng lahat ng agham, kabilang ang modernong agham, ay napakahalaga.

James Joule - Maganda sikat na Tao. Alam nating lahat ang pangalang ito mula noon mga aralin sa paaralan pisika. Gayunpaman, pagkatapos ay walang sinuman ang nag-delved sa kanyang talambuhay at mga nagawa, at gayon pa man sa kanya landas buhay napaka interesante. Sa artikulong isasaalang-alang natin detalyadong talambuhay scientist, at pag-usapan din kung ano ang kanyang nakamit.

Pagkabata

Si James Joule, na ang talambuhay ay isinasaalang-alang namin, ay ipinanganak noong 1818, noong Disyembre 24. Ang batang lalaki ay ipinanganak sa isang mayamang pamilya ng may-ari ng isang brewery na matatagpuan sa Salford. Si James ay pinag-aral sa bahay. Ang kanyang unang guro sa mga prinsipyo ng pisika, kimika at elementarya ay si Dalton. Mula sa edad na 15, ang batang lalaki ay nagtrabaho sa pabrika ng kanyang ama at kumuha direktang pakikilahok sa kanilang pamamahala. Pinagsama niya ang aktibidad na ito sa pagsasanay sa taon.

Unang pag-aaral

Kailan naging interesado si James Joule sa agham? Ang isang maikling talambuhay ng lalaki ay nagsasabi na nagsimula siyang magsagawa ng kanyang unang pananaliksik noong 1837. Pagkatapos ay interesado siya sa isyu ng pagpapalit ng mga makina ng singaw ng mga de-kuryente sa serbeserya ng kanyang ama. Pagkalipas ng isang taon, inilathala ng binata ang kanyang unang gawain sa kuryente sa isa sa mga siyentipikong journal. Siya ay pinayuhan na gawin ito ng kanyang guro na si John Davis, na, sa pamamagitan ng paraan, ay isang malapit na kaibigan ni Sturgeon, na nag-imbento ng de-koryenteng motor. Ang magazine kung saan nai-publish si James Joule ay pagmamay-ari din ni Sturgeon. Noong 1840, napansin ng isang batang mananaliksik ang epekto ng magnetic saturation kapag nag-magnetize ng mga ferromagnets. Mula sa sandaling iyon hanggang 1845, aktibong pinag-aralan niya ang mga electromagnetic phenomena sa eksperimento.

Batas ni Joule

Ano ang susunod na gagawin ni Joel James Prescott? Ang maikling talambuhay ng lalaki ay nagpapatuloy sa katotohanan na noong 1841 natuklasan niya ang batas ng parisukat na relasyon sa pagitan ng lakas ng agos at init na inilabas. Nang maglaon, natanggap ng batas ang kanyang pangalan, ngunit kilala natin ito bilang batas ng Joule-Lenz, dahil noong 1842 ito ay natuklasan ng isang pisiko. pinagmulang Aleman mula sa Russia ni Emil Lenz. Ang pagtuklas ng siyentipiko ay hindi pinahahalagahan sa tunay na halaga nito. Hindi siya pinansin ng Royal Society of London, at ang gawain mismo ay inilathala sa isang maliit na periodical.

Magtrabaho bilang isang lektor

Ngunit kanino nagtrabaho si James Joule? Interesanteng kaalaman tungkol sa lalaking ito ay bihira, ngunit ito ay kilala na siya ay isang lecturer. Kilala na namin, lumipat si Sturgeon sa Manchester at binuksan ang Gallery of Practical Knowledge doon, kung saan inanyayahan niya si Joule na pumalit sa isang lecturer. Nakapagtataka, ang ilan sa mga estudyante ay tinuruan mismo ni James Joule!

Sa kanyang pananaliksik noong panahong iyon, gumugol ng maraming oras ang siyentipiko sa isyu ng mga benepisyong pang-ekonomiya ng mga electromagnetic na motor. Sa una ay naniniwala siya na ang mga electromagnet ay may malaking potensyal, ngunit sa lalong madaling panahon siya ay personal na kumbinsido na ang mga makina ng singaw ay mas mahusay. Inilathala ni Joule ang mga resulta ng pag-aaral na ito, hindi itinatago ang kanyang sariling pagkabigo.

Ang mga natuklasan ng siyentipiko ay nangyari nang napakabilis. Noong 1842, inilalarawan niya ang magnetostriction, na binubuo sa katotohanan na ang mga katawan ay nagbabago ng kanilang mga sukat at volume kapag iba't ibang antas magnetisasyon. Makalipas ang isang taon, natapos niya ang pananaliksik sa pagbuo ng init sa mga konduktor at inilathala ang kanyang mga resulta. Binubuo sila sa katotohanan na ang init na nabuo ay hindi kinuha mula sa labas. Ito ay ganap na pinabulaanan ang teorya ng caloric, na ang mga sumusunod ay umiiral pa rin noong panahong iyon.

Sa panahon mula 1843 hanggang 1850, ang isang tao ay nakikibahagi sa isang serye ng mga pag-aaral, pagpapabuti ng kanyang pamamaraan at kinukumpirma ng maraming mga eksperimento ang kawastuhan ng prinsipyo ng pag-iingat ng enerhiya.

Pamilya

Noong 1844, binago ng mga Joules ang kanilang lugar ng paninirahan. Sa bagong lugar, nakilala ng lalaki ang kanyang magiging asawa, si Amelia Grimes. Noong 1847, nagpakasal ang mag-asawa, at nagkaroon sila ng isang anak na babae at isang anak na lalaki. Kasabay nito, sa bahay, nilagyan ni Joule ang kanyang sarili ng isang maginhawang laboratoryo para sa mga eksperimento. Gayunpaman, ang kanyang kaligayahan ay hindi nagtagal, dahil noong 1854 namatay ang kanyang pinakamamahal na asawa.

Pangkalahatang paglalarawan ng mga pag-aaral

Sa pagtatapos ng 1840s, ang gawain ng bayani ng aming artikulo ay kinikilala sa buong mundo. Noong 1847, nakilala ng siyentipiko si Thomson, na lubos na pinahahalagahan ang pang-eksperimentong pamamaraan ni Joule. Pagkatapos ay nagsimulang makipagtulungan ang mga siyentipiko. Ang mga ideya ni Thomson tungkol sa molecular kinetic theory ay nabuo sa kalakhan sa ilalim ng impluwensya ng mga ideya ni James. Magkasama, lumikha ang mga siyentipiko ng thermodynamic temperature scale.

Tila si James Joule at ang kanyang mga natuklasan ay hindi tumatanda, dahil isang taon na ang lumipas ay iminungkahi niyang gamitin ang modelo ng gas upang pag-aralan ang paglitaw ng mga thermal effect na may pagtaas ng presyon. Ang modelo ng Joule gas ay binubuo ng mga nababanat na bola ng mikroskopiko na laki, na lumikha ng presyon kapag hinawakan nila ang mga dingding ng sisidlan. Ang pananaliksik ng siyentipiko ay nai-publish sa Philosophical Transactions ng Royal Society sa payo ng German physicist Clausius. Ang gawaing ito ay nagbigay isang malaking epekto sa pagbuo at pag-unlad ng thermodynamics, sa kabila ng katotohanan na maraming mga pagkakamali ang natagpuan sa bandang huli sa pananaliksik ni Joule. Bilang karagdagan, ang mga eksperimento ay katulad ng ginawa ng van der Waals noong 1870s upang gayahin ang isang tunay na gas.

Noong 1850, ang isang lalaki ay naging miyembro ng Royal Society of London. Sa mga pag-aaral na isinagawa noong 1851, na may kinalaman sa paglikha teoretikal na modelo init bilang paggalaw ng maliliit na nababanat na mga particle, napakatumpak na kinakalkula ng siyentipiko ang kapasidad ng init para sa ilang mga gas. Makalipas ang isang taon, kasama ang kanyang matandang kaibigan na si Thomson, inilarawan niya ang hindi pangkaraniwang bagay ng pagbabago sa temperatura ng gas sa panahon ng adiabatic throttling. Nang maglaon, ang epektong ito ay tinawag na Joule-Thomson. Bukod dito, ang pagtuklas na ito ay nag-ambag sa paglitaw ng isang bagong sangay ng natural na agham - mababang temperatura ng pisika.

Noong 1850s, naglathala ang mananaliksik ng isang buong serye ng mga artikulo sa mga pagsukat ng kuryente. Sa kabila ng posibilidad ng paggamit ng mga modernong disenyo, tiwala si James Joule na sa pamamagitan lamang ng eksperimento makakamit ang mga pinakatumpak na resulta.

Noong 1859, ang isang siyentipiko ay nakikibahagi sa pananaliksik mga katangian ng thermodynamic mga solido. Nakikita ang mga hindi karaniwang katangian ng goma kumpara sa iba pang mga materyales. Pagkalipas ng isang taon, ang mga mirage, atmospheric thunderstorms at meteorites ay nahulog sa saklaw ng kanyang mga interes, na sinusubukan niyang ipaliwanag sa siyentipikong punto pangitain.

Katumbas ng init

Mula noong 1843, ang siyentipiko ay naghahanap ng mekanikal na katumbas ng init. Sa pamamagitan ng mga eksperimento, pinamamahalaan niyang ipakita na ang isang tiyak na halaga ng init ay maaaring ma-convert sa isang tiyak na halaga mekanikal na puwersa. Sa parehong taon, inilathala niya ang mga resulta ng pananaliksik, at pagkaraan ng isang taon, binabalangkas niya ang batas ng kapasidad ng init para sa mala-kristal na mga katawan, na kilala bilang batas ng Joule-Kopp. Gayunpaman, ang eksaktong salita pang-eksperimentong kumpirmasyon Ipinakilala lamang ni Joule ang kanyang batas noong 1864.

Pagkatapos noon, si Joule James Prescott, maikling talambuhay na inilarawan sa itaas, ay inilalaan ang kanyang sarili sa pag-aaral ng pagbuo ng init kapag ang isang likido ay dumaan sa makitid na mga tubo. Sa panahon mula 1847 hanggang 1850, nagawa niyang makuha ang pinakatumpak na mekanikal na katumbas ng init. Gumagamit siya ng metal calorimeter na itinatayo niya sa isang kahoy na bangko. Sa eksperimentong ito, inimbestigahan niya ang dami ng init na inilalabas sa panahon ng pag-ikot dahil sa axis friction. Ang ilan sa mga pagtatantya ng siyentipiko ay napakalapit sa eksaktong mga halaga na natagpuan noong huling siglo.

Ang pakikibaka para sa pagiging may-akda

Noong 1840s, nagsimula ang isang seryosong talakayan sa print media tungkol sa kung sino ang nakatuklas ng batas ng konserbasyon ng enerhiya sa pagitan nina Mayer at Joule. Sa katunayan, inilathala ni Mayer ang kanyang trabaho nang mas maaga, ngunit walang sinuman ang nagseryoso, dahil siya mismo ay isang doktor sa pamamagitan ng propesyon. Nakahanap ng malaking suporta ang batas ni James Joule, dahil noong panahong iyon ang mga siyentipikong sina Stokes, Faraday at Thomson ay sumuporta sa kanyang kandidatura. Ang ilan ay hayagang sumuporta kay Mayer, na binibigyang-diin na siya ang unang nakatuklas, habang ang iba ay ipinagtanggol ang karapatan sa pagiging may-akda ng Joule. Sa huli, ang priority ng authorship ay naiwan kay Mayer.

Alaala

Ang physicist na si James Prescott Joule ay ginawaran ng King's Medal. Noong 1860 siya ay naging presidente ng Manchester Literary and Philosophical Society. Bilang karagdagan, mayroon siyang LL.D. mula sa Trinity College Dublin, isang LL.D. mula sa University of Edinburgh, at isang Ph.D. batas sibil sa Unibersidad ng Oxford. Noong 1866 natanggap niya ang Copley medal, at noong 1880 siya ang naging may-ari ng Albert medal. Pagkaraan ng 8 taon, ginawaran siya ng gobyerno ng panghabambuhay na pensiyon. Si Joule ay nagsilbi nang dalawang beses bilang Pangulo ng British Scientific Association.

Noong 1889, ipinangalan sa kanya ang isang yunit para sa pagsukat ng dami ng init, enerhiya, at trabaho. May monumento sa scientist sa Manchester City Hall, na matatagpuan sa tapat ng monumento sa Dalton.

James Prescott Joule($1818$ - $1889$) - English physicist na gumawa ng malaking kontribusyon sa pagbuo ng thermodynamics.

Talambuhay

Puna 1

Siya ay anak ni Benjamin Joule, may-ari ng isang medyo malaking serbeserya.
Natanggap ni James Joule ang kanyang paunang edukasyon mula sa mga pribadong tagapagturo, pangunahin dahil sa kanya masamang kalagayan kalusugan. Nagkaroon siya ng mga problema sa kanyang gulugod, ngunit sa paglipas ng panahon ay bumuti ang kanyang kalagayan, ngunit sa buong buhay niya ay nanatiling nakakuba ang siyentipiko, ito ay makikita sa kanyang pagkatao at nag-ambag sa kanyang pagkamahiyain.

Mula sa $1834$ nag-aral siya kay John Dalton sa Manchester sa Literary and Philosophical Society. Tulad ni Dalton, si Joule ay isang malakas na tagasuporta ng atomic theory, habang maraming mga siyentipiko sa panahong ito ay nag-aalinlangan pa rin dito.

Sa mga sumunod na taon, nag-aral si James Joule kay John Davis at naging interesado sa kuryente, siya at ang kanyang kapatid na lalaki ay nag-eksperimento, nakamamanghang electric shock, bawat isa at mga lingkod ng pamilya.

Puna 2

Mga nagawang pang-agham

Kuryente

Puna 3

Ang agham ay orihinal na isang libangan para sa Joule, ngunit kahit na habang nagtatrabaho sa isang brewery, sinimulan niyang galugarin ang mga posibilidad para sa pagpapalit ng mga boiler ng bagong imbentong de-koryenteng motor.

Nadala sa bahagi ng pagnanais na pahalagahan kahihinatnan ng ekonomiya tulad ng isang kapalit, ito ay nakatuon sa mga sukat na maaaring magamit upang matukoy kung aling mapagkukunan ng enerhiya ang mas mahusay. Kaya, noong $1841$, natuklasan niya ang batas ni Joule, kung saan ang init na inilabas ng direktang pagkilos ng anumang galvanic current ay proporsyonal sa parisukat ng kasalukuyang, na pinarami ng paglaban ng konduktor. (Ang hinangong yunit ng enerhiya o trabaho, ang Joule, ay ipinangalan sa kanya.) Napagpasyahan ni Joule na ang pagsunog ng isang libra ng karbon ay magiging mas matipid kaysa sa pag-aaksaya ng mahalagang libra ng zinc para sa isang de-kuryenteng baterya.

Sinubukan ni Joel na ipakita ang mga resulta sa Royal Society, ngunit napagkamalan doon na isang provincial dilettante.

Sa $1843$, kinakalkula ni Joule ang dami ng mekanikal na gawaing kailangan para makagawa ng katumbas na halaga ng init. Ang dami na ito ay tinawag na "mechanical na katumbas ng init". Muli ay ipinakita niya ang isang ulat sa kanyang mga natuklasan, sa pagkakataong ito sa British Association for the Advancement of Science. Muli, ang tugon ay hindi masigasig. Tumanggi din ang ilang nangungunang mga journal na mag-publish ng mga papel sa trabaho ni Joule.

Ang gawain ni Joule sa kaugnayan sa pagitan ng init, kuryente, at gawaing mekanikal ay higit na binalewala hanggang $1847. Tanging si William Thomson lamang ang nakakilala na ang gawain ni Joule ay umaangkop sa isang mapag-isang pattern na nagsisimula nang lumitaw sa pisika, at masigasig niyang inaprubahan ang gawain ni Joule.

Sa $1849$ inihatid ni Joule ang kanyang papel na pinamagatang "On the Mechanical Equivalent of Heat" sa Royal Society, si Faraday na kumikilos bilang kanyang sponsor. Nang sumunod na taon, inilathala ng Royal Society ang papel ni Joule.