Джоуль, Джеймс

Джеймс Прескотт Джоуль
James Prescott Joule
Дата рождения:	24 декабря 1818(1818-12-24)
Место рождения:	Солфорд, Ланкашир, Англия, Великобритания
Дата смерти:	11 октября 1889(1889-10-11) (70 лет)
Место смерти:	Сэйл, Чешир, Англия, Великобритания
Страна:	Великобритания
Научная сфера:	физика
Награды и премии	Золотая медаль Королевского общества (1852), медаль Копли (1866), медаль Альберта (1880)[1]

Джеймс Пре́скотт Джо́уль (англ. James Prescott Joule; 24 декабря 1818, Солфорд, Ланкашир, Англия, Великобритания — 11 октября 1889, Сэйл, Чешир, Англия, Великобритания) — английский физик, пивовар.

Джоуль изучал природу тепла и обнаружил её связь с механической работой. Это привело к идее сохранения энергии, что, в свою очередь, привело к разработке первого закона термодинамики. В честь Джоуля названа единица измерения энергии — джоуль. Он работал с лордом Кельвином над абсолютной шкалой температуры, делал наблюдения над магнитострикцией, открыл связь между током, текущим через проводник с определённым сопротивлением и выделяющимся при этом количеством теплоты, названный законом Джоуля.

Биография

До 15-ти лет Джеймс Джоуль воспитывался в семье отца, богатого пивовара; затем работал на заводе, изучая в то же время математику, химию и физику под руководством Джона Дальтона. Первые работы Джеймса Джоуля, относящиеся к 1838—1840 годам, касаются исследования законов электромагнетизма.

Изыскивая лучшие способы измерения электрических токов, Джеймс Джоуль в 1841 году открыл названный его именем закон, дающий зависимость между силой тока и выделенным этим током в проводнике количеством теплоты (Закон Джоуля — Ленца). В 1842 году независимо этот закон был открыт русским физиком Э. Х. Ленцем.

Изучая тепловые действия токов, Дж. Джоуль в 1843 году пришёл к убеждению в существовании предсказанной Юлиусом Майером определённой зависимости между работой и количеством теплоты и нашёл численное соотношение между этими величинами — механический эквивалент тепла.

Установка Джоуля для измерения механического эквивалента тепла. Груз, расположенный справа, заставлял лопасти, погруженные в воду, вращаться, в результате чего вода нагревалась.

Количественное доказательство было дано Джоулем в ряде классических опытов. Он помещал в сосуд с водой соленоид с железным сердечником, вращающийся в поле электромагнита. Джоуль измерял количество теплоты, выделявшееся в результате трения в катушке, в случаях замкнутой и разомкнутой обмотки электромагнита. Сравнивая эти величины он пришёл к выводу, что выделяемое количество теплоты пропорционально квадрату силы тока и создаётся механическими силами. Далее Джоуль усовершенствовал установку, заменив вращение катушки рукой на вращение, производимое падающим грузом. Это позволило связать величину выделяемого количества теплоты с изменением энергии груза^[2][3]:

количество теплоты, которое в состоянии нагреть 1 фунт воды на 1 градус по Фаренгейту, равно и может быть превращено в механическую силу, которая в состоянии поднять 838 фунтов на вертикальную высоту в 1 фут Оригинальный текст  (англ.)   The quantity of heat capable of raising the temperature of a pound of water by one degree of Farhenheit's scale is equal to, and may be converted into, a mechanical force capable of raising 838 lb. to the perpendicular height of one foot.

Эти результаты были изложены на физико-математической секции Британской ассоциации в его работе 1843 года «О тепловом эффекте магнитоэлектричества и механическом значении тепла»^[4].

В работах 1847—1850 годов Джоуль даёт ещё более точный механический эквивалент тепла. Им использовался металлический калориметр, установленный на деревянной скамье. Внутри калориметра находилась ось с расположенными на ней лопастями. На боковых стенках калориметра располагались ряды пластинок, препятствовавшие движению воды, но не задевавшие лопасти. На ось снаружи калориметра наматывалась нить с двумя свисающими концами, к которым были прикреплены грузы. В экспериментах измерялось количество теплоты, выделяемое при вращении оси из-за трения. Это количество теплоты сравнивалось с изменением положения грузов и силой, действующей на них.

В 1854 году Джоуль продаёт оставшийся ему от отца завод и всецело посвящает себя науке. Неутомимо работая всё в той же области, Джеймс Джоуль опубликовал 97 научных работ, из которых около 20 были сделаны совместно с Вильямом Томсоном и Лайоном Плэфэром; большинство из них касаются приложения механической теории тепла к теории газов, молекулярной физике и акустике и принадлежат к классическим работам по физике.

Джеймс Прескотт Джоуль был членом Лондонского королевского общества и доктором права^[5] Эдинбургского (1871) и Лейденского (1875) университетов, награждён 2 медалями Королевского общества; в 1878 году правительством ему была назначена пожизненная пенсия в 215 фунтов.

В 1872 и 1877 Джоуль был избран президентом Британской ассоциации по распространению научных знаний.^[6]

Джоуль был первооткрывателем энергии синапсов^{[источник не указан 735 дней]}.

Публикации

Сочинения Джоуля собраны в «Scientific papers by J. P. Joule» (2 т., Лонд., 1884—87) и переведены в 1872 году Германом Шпренгелем на немецкий язык.

Примечания

1. ↑ ДЖОУЛЬ (Joule), Джеймс Прескотт
2. ↑ 100 великих научных открытий / Д. К. Самин. — М.: Вече, 2002. — С. 90—93. — 480 с. — 25 000 экз. — ISBN 5-7838-1085-1
3. ↑ Donald S. L. Cardwell James Joule: A Biography. — Manchester University Press, 1991. — С. 57. — 333 с. — ISBN 0-7190-3479-5
4. ↑ James Prescott Joule On the Calorific Effects of Magneto-Electricity, and on the Mechanical Value of Heat. — 1843. — 32 с.
5. ↑ В Великобритании степень доктора права является высшей докторской степенью, присваиваемой по представлению суммы передовых исследований. Также нередко присуждается за заслуги на общественном поприще (зачастую — в политике и правосудии).
6. ↑ Джеймс Прескотт Джоуль — Онлайн энциклопедия «Кругосвет»

Ссылки

	Джеймс Джоуль в Викитеке?
	Джеймс Джоуль на Викискладе?

• Энн Лэймонт. «Великий экспериментатор, который был ведо́м Богом» — Ann Lamont. James Joule. The great experimenter who was guided by God. — «Aswers», № 15/2 March 1993 in «Genesis»

При написании этой статьи использовался материал из Энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона (1890—1907).