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  • 焦耳[人物]”是“ 詹姆斯·普雷斯科特·焦耳”的同义词。

    詹姆斯·普雷斯科特·焦耳

    詹姆斯·普雷斯科特·焦耳(James Prescott Joule,1818年12月24日-1889年10月11日),英国物理学家,出生于曼彻斯特近郊的沙弗特(Salford)。由于他在热学、热力学和电方面的贡献,英国皇家学会授予他最高荣誉的科普利奖章(Copley Medal)。后人为了纪念他,把能量或功的单位命名为“焦耳”,简称“焦”;并用焦耳姓氏的第一个字母“J”来标记热量。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 詹姆斯·普雷斯科特·焦耳 英文名: JamesPrescottJoule
    别名: 焦耳 籍贯: 曼彻斯特
    国籍: 英国 去世日期: 1889年10月11日
    职业: 科学 物理学家 毕业院校: 自学成才
    民族: 苏格兰

    目录

    简介 /詹姆斯·普雷斯科特·焦耳 编辑

    詹姆斯·普雷斯科特·焦耳焦耳

    詹姆斯·普雷斯科特·焦耳(James Prescott Joule;1818年12月24日-1889年10月11日),英国物理学家

    焦耳没有受过正规教育,15岁以前在家自学。16岁时跟着英国物理兼化学学家约翰·道尔顿学习。1840年,焦耳的第一篇重要的论文被送到英国皇家学会,这篇论文中提出了“焦耳定律”。1847年,焦耳与英国著名物理学家凯尔文勋爵(Lord Kelvin 即William Thomson)合作进行能量守恒等问题的研究。1849年,焦耳提出能量守恒与转化定律,奠定了热力学第一定律能量不灭原理)的基础。

    1850年,焦耳当选为英国皇家学会院士。1866年英国皇家学会授予焦耳最高荣誉的科普利奖章(Copley Medal),以表彰他在热学、热力学和电方面的贡献。后人为了纪念他,把能量的单位命名为“焦耳”,简称“”;并用焦耳姓氏的第一个字母“J”来标记热量。

    生平 /詹姆斯·普雷斯科特·焦耳 编辑

    1818年12月24日

    焦耳生于苏格兰北部曼彻斯特城的郊外沙弗特(Salford)。

    焦耳的父亲是一个酿酒厂主,焦耳自幼跟随父亲参加酿酒劳动,没有受过正规教育。

    1834年

    焦耳进入曼彻斯特松树街( PineStreet)道尔顿的学校就读。

    焦耳向道尔顿学习数学哲学化学,这些知识为焦耳后来的研究奠定了理论基础。而道尔顿教诲了焦耳理论与实践相结合的科研方法,激发了焦耳对化学和物理的兴趣,并在他的鼓励下决心从事科学研究工作。 

    1837年 焦耳装成了用电池驱动的电磁机,并发表了关于这方面的论文而引起人们的注意。
    1840年 焦耳把环形线圈放入装水的试管内,测量不同电流强度和电阻时的水温。12月焦耳在英国皇家学会上宣读了关于电流生热的论文,提出电流通过导体产生热量的定律。由于不久之后,俄国物理学家楞次也独立发现了同样的定律,该定律也称为焦耳-楞次定律
    1843年 焦耳以蒸汽引擎为研究对象,他发现当时最佳的“可尼斯蒸汽引擎”(Cornish Stream Engines)所产生的热量换算成作功的机械能量,竟然是引擎实际作功的十倍。
    1844年 焦耳研究空气在膨胀和压缩时的温度变化。通过对气体分子运动速度与温度的关系的研究,焦耳计算出了气体分子的热运动速度值,从理论上奠定了波义耳-马略特和盖-吕萨克定律的基础,并解释了气体对器壁压力的实质。 
    1847年

    焦耳通过实验测得热功当量的平均值为423.9千克米/千卡。研究能量守恒及转化定律。

    圣安德得烈大学(St. Andrews University)自然哲学系主任出缺,学校接受各方推荐,焦耳成为最佳候选人。

    1850年  焦耳入选为英国“皇家协会”的研究员。
    1852年

    焦耳与汤姆生共同发表“气体(二氧化碳)体积膨胀时,会产生温度降低的效应”,后来这又称为“焦耳-汤姆生效应”(Joule-Thomson Effect),这是冷冻工业发展的基石。

    1856年 焦耳发表“以摄影技术研究流体在河底边界层的摩擦研究”。
    1857年 焦耳发表“从摄氏0 度到摄氏4 度时水的体积缩小,摄氏4 度以上,水的体积又膨胀。水在摄氏4 度时,密度最大。”
    1858年 焦耳发表“都市污水最好的处理方法,不是直接倒入河川,而是排入土壤表面,成为土地所需的肥料。”
    1859年 焦耳发表〈物体在空气中高速运动时表面的散热作用〉。
    1860 年 焦耳以杰出的研究获选为“曼彻斯特文学与哲学学会”(Manchester Literary and Philosophical Society)主席,同时担任圣安娜教会(St. Ann Church)的科学讲座。
    1870年 1870年以后,焦耳就很少发表新的研究报告,他仔细反复地量测他年轻时所做的研究。
    1872年 焦耳向政府建议成立“国家科学会”(Board of Science)
    1873年 经常性的流鼻血干扰了焦耳的研究能力。
    1978年 焦耳60岁时发表了他的最后一篇论文。
    1882年 焦耳辞去“曼彻斯特文学与哲学学会”主席的工作。
    1889年10月11日 焦耳病逝,死前留下一张纸条,写着:“我已感到科学逐渐走向一个危机-科学的误用。”

    成就 /詹姆斯·普雷斯科特·焦耳 编辑

    焦耳定律的发现

    1840年12月,他在英国皇家学会上宣读了关于电流生热的论文,提出电流通过导体产生热量的定律;由于不久 э . х . 楞次 也独立地发现了同样的定律,而被称为焦耳-楞次定律。

    热功当量的测定

    焦耳的主要贡献是他钻研并测定了热和机械功之间的当量关系。这方面研究工作的第一篇论文《关于电磁的热效应和热的功值》,是1843年在英国《哲学杂志》第23卷第3辑上发表的。此后,他用不同材料进行实验,并不断改进实验设计,结果发现尽管所用的方法、设备、材料各不相同,结果都相差不远;并且随着实验精度的提高,趋近于一定的数值。最后他将多年的实验结果写成论文发表在英国皇家学会《哲学学报》1850年第140卷上,其中阐明:第一,不论固体或液体,摩擦所产生的热量,总是与所耗的力的大小成比例。第二,要产生使1磅水(在真空中称量,其温度在50~60华氏度之间)增加1华氏度的热量,需要耗用772磅重物下降1英尺的机械功。他精益求精,直到1878年还有测量结果的报告。他近40年的研究工作,为热运动与其他运动的相互转换,运动守恒等问题,提供了无可置疑的证据,焦耳因此成为能量守恒定律的发现者之一。

    在热力学方面的成就

    1852年焦耳和w. 汤姆孙 (即开尔文)发现气体自由膨胀时温度下降的现象,被称为焦耳-汤姆孙效应。这效应在低温和气体液化方面有广泛应用。他对蒸汽机的发展作了不少有价值的工作。

    荣誉 /詹姆斯·普雷斯科特·焦耳 编辑

    焦耳于1850年当选为英国皇家学会会员。1866年由于他在热学、热力学和电方面的贡献,皇家学会授予他最高荣誉的科普利奖章(Copley Medal)。后人为了纪念他,把能量或功的单位命名为“焦耳”,简称“焦”;并用焦耳姓氏的第一个字母“J”来标记热量。

    评价 /詹姆斯·普雷斯科特·焦耳 编辑

    无论是在实验方面,还是在理论上,焦耳都是从分子动力学的立场出发,进行深入研究的先驱者之一。在从事这些研究的同时,焦耳并没有间断对热功当量的测量。

    在去世前两年,焦耳对他的弟弟的说,“我一生只做了两三件事,没有什么值得炫耀的。”相信对于大多数物理学家,他们只要能够做到这些小事中的一件也就会很满意了。焦耳的谦虚是非常真诚的。很可能,如果他知道了在威斯敏斯特教堂为他建造了纪念碑,并以他的名字命名能量单位,他将会感到惊奇,虽然后人决不会感到惊奇。

    影响 /詹姆斯·普雷斯科特·焦耳 编辑

    十八世纪,人们对热的本质的研究走上了一条弯路,“热质说”在物理学史上统治了一百多年。虽然曾有一些科学家对这种错误理论产生过怀疑,但人们一直没有办法解决热和功的关系的问题,是英国自学成才的物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳为最终解决这一问题指出了道路。

    附图

     

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    扩展阅读
    1国家教育在线,焦耳简介及趣闻轶事阅读资料
    2科普书签,谦 逊 的 焦 耳

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