биография джоуля джеймса прескотта
Джеймс Джоуль
английский физик, член Лондонского королевского общества
Джеймс Джоуль
Джеймс Джоуль внес большой вклад в развитие термодинамики. В своих опытах он впервые определил механический эквивалент теплоты, а в последующие годы исследовал тепловые эффекты при продавливании жидкости через узкие отверстия, сжатии газа и другие. Все эти опыты привели Джоуля к открытию закона сохранения энергии. Впоследствии его именем была названа единица измерения всех видов энергии.
Джеймс Прескотт Джоуль (англ. James Prescott Joule) родился 24 декабря 1818 года в Солфорде близ Манчестера, в семье богатого пивовара. Образование получил домашнее. Несколько лет учился математике, физике, началам химии у известного физика и химика Джона Дальтона. В 19-летнем возрасте Джоуль начал экспериментальные исследования.
В 1838 году в журнале «Анналы электричества» появилась его статья с описанием электромагнитного двигателя. Спустя два года он обнаружил эффект магнитного насыщения, а в 1842 году – явление магнитострикции.
Под влиянием работ Майкла Фарадея Джоуль обратился к изучению тепловых эффектов тока, результатом чего стало открытие закона, называющегося теперь законом Джоуля – Ленца (в 1842 году русский физик Ленц независимо от Джоуля открыл этот закон).
Среди наград и почестей, которых Джоуль был удостоен, – золотая медаль Лондонского королевского общества (в 1852 году), медаль Копли (1866 год), медаль Альберта (в 1880 году).
Джеймс Джоуль умер 11 октября 1889 года на 71-м году жизни в Чешире (Англия).
Джеймс Прескотт Джоуль биография физика кратко
Джеймс Прескотт Джоуль — английский физик, который занимался изучением природы тепла и открыл взаимосвязь тепла и механической работы.
Детство и юность
Джеймс Джоуль родился 24 декабря 1818 года в Манчестере, Англия. Он был одним из пяти детей у своих родителей — отца Бенджамина Джоуля, зажиточного пивовара, и матери, Элис Прескотт Джоуль, дочери Джона Прескотта из Уигана.
Джеймс Джоуль был слабым и болезненным, из-за чего не мог посещать школу как все дети его возраста и получил своё начальное образование от своей тёти на дому.
В детстве ему очень нравилось электричество и электрические эффекты; он проводил испытания дома, и в один из таких экспериментов из-за собственной невнимательности он ударил током одного из слуг, который от электрического удара потерял сознание.
С ухудшением здоровья своего отца, Джеймс, которому на тот момент было всего 15 лет, и его старший брат Бенджамин были вынуждены начать работать на пивоварне. В это же время он учился у Джона Дальтона, известного английского химика.
Карьера
В 1838 году, в возрасте девятнадцати лет, Джоуль сконструировал электромагнитный двигатель.
В 1840 году он заменил паровые двигатели, используемые на пивоварне его отца, на новые — электрические, ради научного и экономического эксперимента, так как хотел добиться большей эффективности.
В 1841 году он провёл эксперимент по установлению зависимости между током, сопротивлением и выделяемым ими теплом в проводнике. Этот эксперимент получил название первого закона Джоуля (в русскоязычной терминологии — закон Джоуля-Ленца).
В 1845 году Джоуль показал миру эксперимент с гребным колесом, который помог ему понять идею сохранения энергии. Он говорил, что во время эксперимента механическая энергия превращается в тепло. Позже на базе этого открытия появился закон сохранения энергии.
В 1847 году, на одном из его докладов, он познакомился с Уильямом Томсоном, с которым совместно работал над несколькими исследованиями по тепловым эффектам. Вместе они представили миру эффект Джоуля-Томсона и абсолютную термодинамическую шкалу.
Основные работы
Джоуль изучал природу тепла и установил взаимосвязь тепла и механической работы.
Впоследствии эти изыскания получили название закона сохранения энергии, который затем был использован для формулировки первого закона термодинамики.
На базе этих научных исследований Джоуль сформулировал свой первый закон, в котором говорится о взаимодействии прохождения электрического тока через проводник и определённом количестве выделяемого вследствие этого тепла.
Закон гласит: тепло, которое выделяется вследствие генерации гальванического тока пропорционально квадрату интенсивности этого тока, умноженному на устойчивость к проводимости.
Его совместные работы с Уильямом Томсоном привели к выдающемуся открытию, известному как эффект Джоуля-Томсона. Эффект описывает изменение температуры газа или жидкости, которые проходят через изолированный от внешнего окружения клапан.
Совместно с Томсоном Джоуль также работал над абсолютной термодинамической шкалой, которая известна как шкала температур Кельвина, названная в честь Уильяма Томсона, который носил титул лорда Кельвина.
Награды и достижения
В 1852 году Джоуль получил медаль Королевского научного общества за публикацию работы с названием «О механическом эквиваленте тепла».
В 1860 году он был выбран президентом Манчестерского литературного и философского сообщества. Он также был президентом Британской ассоциации продвижения науки с 1872 по 1887 годы.
В 1880 году он получил медаль «Альберта» Королевского общества покровительства искусствам за установление взаимосвязи между теплом, электричеством и механической работой.
В честь Джеймса Джоуля в северной части Вестминстерского аббатства построен мемориал, а в Манчестерском здании муниципалитета установлена статуя.
Личная жизнь и наследие
В 1847 году Джоуль женился на Амелии Граймс, дочери Джона Граймса, который был руководителем таможни в Ливерпуле. У пары родилось двое детей — Бенджамин Артур и Элис Амелия.
В 1854 году его жена и сын погибли, а он до конца своей жизни прожил вдовцом, работая без устали.
Британское правительство назначило Джоулю пожизненную пенсию размером в 215 фунтов-стерлингов за его работу и достижения.
Его уникальные достижения в отрасли энергии и её аспектах до сих пор являются основой для многих исследователей.
Унифицированная единица подсчёта энергии и тепла системы СИ была названа в его честь.
Джеймс Джоуль умер после продолжительной болезни 11 октября 1889 года в Сейле, Англия.
Биография Джеймса Прескотта Джоуля
Джеймс Прескотт Джоуль — английский физик, который занимался изучением природы тепла и открыл взаимосвязь тепла и механической работы.
Детство и юность
Джеймс Джоуль родился 24 декабря 1818 года в Манчестере, Англия. Он был одним из пяти детей у своих родителей — отца Бенджамина Джоуля, зажиточного пивовара, и матери, Элис Прескотт Джоуль, дочери Джона Прескотта из Уигана.
Джеймс Джоуль был слабым и болезненным, из-за чего не мог посещать школу как все дети его возраста и получил своё начальное образование от своей тёти на дому.
В детстве ему очень нравилось электричество и электрические эффекты; он проводил испытания дома, и в один из таких экспериментов из-за собственной невнимательности он ударил током одного из слуг, который от электрического удара потерял сознание.
С ухудшением здоровья своего отца, Джеймс, которому на тот момент было всего 15 лет, и его старший брат Бенджамин были вынуждены начать работать на пивоварне. В это же время он учился у Джона Дальтона, известного английского химика.
Карьера
В 1838 году, в возрасте девятнадцати лет, Джоуль сконструировал электромагнитный двигатель.
В 1840 году он заменил паровые двигатели, используемые на пивоварне его отца, на новые — электрические, ради научного и экономического эксперимента, так как хотел добиться большей эффективности.
В 1841 году он провёл эксперимент по установлению зависимости между током, сопротивлением и выделяемым ими теплом в проводнике. Этот эксперимент получил название первого закона Джоуля (в русскоязычной терминологии — закон Джоуля-Ленца).
В 1845 году Джоуль показал миру эксперимент с гребным колесом, который помог ему понять идею сохранения энергии. Он говорил, что во время эксперимента механическая энергия превращается в тепло. Позже на базе этого открытия появился закон сохранения энергии.
В 1847 году, на одном из его докладов, он познакомился с Уильямом Томсоном, с которым совместно работал над несколькими исследованиями по тепловым эффектам. Вместе они представили миру эффект Джоуля-Томсона и абсолютную термодинамическую шкалу.
Основные работы
Джоуль изучал природу тепла и установил взаимосвязь тепла и механической работы.
Впоследствии эти изыскания получили название закона сохранения энергии, который затем был использован для формулировки первого закона термодинамики.
На базе этих научных исследований Джоуль сформулировал свой первый закон, в котором говорится о взаимодействии прохождения электрического тока через проводник и определённом количестве выделяемого вследствие этого тепла.
Закон гласит: тепло, которое выделяется вследствие генерации гальванического тока пропорционально квадрату интенсивности этого тока, умноженному на устойчивость к проводимости.
Его совместные работы с Уильямом Томсоном привели к выдающемуся открытию, известному как эффект Джоуля-Томсона. Эффект описывает изменение температуры газа или жидкости, которые проходят через изолированный от внешнего окружения клапан.
Совместно с Томсоном Джоуль также работал над абсолютной термодинамической шкалой, которая известна как шкала температур Кельвина, названная в честь Уильяма Томсона, который носил титул лорда Кельвина.
Награды и достижения
В 1852 году Джоуль получил медаль Королевского научного общества за публикацию работы с названием «О механическом эквиваленте тепла».
В 1860 году он был выбран президентом Манчестерского литературного и философского сообщества. Он также был президентом Британской ассоциации продвижения науки с 1872 по 1887 годы.
В 1880 году он получил медаль «Альберта» Королевского общества покровительства искусствам за установление взаимосвязи между теплом, электричеством и механической работой.
В честь Джеймса Джоуля в северной части Вестминстерского аббатства построен мемориал, а в Манчестерском здании муниципалитета установлена статуя.
Личная жизнь и наследие
В 1847 году Джоуль женился на Амелии Граймс, дочери Джона Граймса, который был руководителем таможни в Ливерпуле. У пары родилось двое детей — Бенджамин Артур и Элис Амелия.
В 1854 году его жена и сын погибли, а он до конца своей жизни прожил вдовцом, работая без устали.
Британское правительство назначило Джоулю пожизненную пенсию размером в 215 фунтов-стерлингов за его работу и достижения.
Его уникальные достижения в отрасли энергии и её аспектах до сих пор являются основой для многих исследователей.
Унифицированная единица подсчёта энергии и тепла системы СИ была названа в его честь.
Джеймс Джоуль умер после продолжительной болезни 11 октября 1889 года в Сейле, Англия.
Джеймс Джоуль (к 200-летию со дня рождения)
Джеймс Джоуль (1818–1889)
Великий английский ученый Джеймс Прескотт Джоуль (1818–1889) родился в Солфорде близ Манчестера в семье пивовара. Из-за плохого здоровья он смог начать систематическое школьное образование лишь в 15 лет, причем одновременно ему пришлось трудиться на семейной пивоварне (после смерти отца управлять ею вместе со своим братом) вплоть до 36-летнего возраста, когда семейное предприятие удалось, наконец, продать.
Одним из его домашних учителей был Джон Дальтон (1766–1844), замечательный физик-экспериментатор и химик-теоретик, один из создателей атомистических представлений в химии. Дальтон учил Джоуля математике и физике. Эта учеба была столь успешной, что уже в 19-летнем возрасте Джоуль сделал заявку на получение патента оригинального электрического двигателя, сконструированного им и построенного в своей мастерской.
Джоуля интересовали электричество и теплота. После тщательных точных экспериментов в 1841 году он установил закон теплового действия электрического тока (зависимость количества теплоты, выделяемого в проводнике при прохождении через него электрического тока, от величины тока и сопротивления проводника). Годом позже, в 1842 году русский физик Эмилий Ленц (1804–1865), декан физико-математического факультета Петербургского университета (впоследствии ставший его ректором), ничего не зная об опытах Джоуля, также экспериментально установил этот закон, который сегодня носит двойное имя: закон Джоуля — Ленца.
Вслед за этим открытием Джоуль осуществил эксперименты, в которых наглядно показал превращение энергии, или «силы», как тогда говорили, из одного вида в другой. Справедливости ради следует заметить, что незадолго до этого в одном из немецких медицинских журналов появилась статья доктора медицины врача Юлиуса Майера (1814–1878) «О количественном и качественном определении сил». В этой статье высказывалась идея о превращении тепла в работу и приводились результаты некоторых экспериментов на эту тему. Но Джоуль, как и все другие физики, медицинских журналов не читал и о размышлениях Майера ничего не знал.
В экспериментах Джоуля падающий груз через передаточный механизм вращал многолопастный пропеллер, помещенный в воду. В результате этого вода немного нагревалась. Легко подсчитать, что при падении груза массой 20 килограммов с высоты 4 метров 10 литров воды нагреются всего лишь на несколько сотых долей градуса. Поэтому измерение температуры должно было быть очень точным.
Многократные повторения этого эксперимента позволили Джоулю не только продемонстрировать превращение механической работы в теплоту, но и с большой точностью (много большей, чем у Майера) определить коэффициент пропорциональности между работой и теплотой. Теплоту тогда измеряли в калориях (кал), а работу — в килограммометрах, точнее в килограмм-сила-метрах (кгс · м). Еще не так давно этот коэффициент пропорциональности 427 кгс · м/ккал (или, в современном варианте, 4200 Дж/ккал) заучивали наизусть, изучая физику в средней школе. Но по смыслу открытия Майера и Джоуля этот коэффициент должен быть равен единице, если назвать и механическую работу и теплоту изменениями одной и той же физической величины — энергии. Сегодня применение термина «энергия» в науке стало общепринятым.
Вообще говоря, еще Аристотель (IV век до н. э.) в своей «Физике» использовал греческое слово ενέργευχ в смысле ‘деятельность, сила, мощь’. В 1745 году французский математик и физик маркиза Эмили дю Шатле (1706–1749) начала переводить на французский язык основной труд Ньютона «Математические начала натуральной философии». Это был не просто перевод с латыни на французский, а прежде всего «перевод» математической аргументации Ньютона на принятую на континенте лейбницевскую символику математического анализа, используемую и сегодня. Это сразу сделало общепонятной ньютоновскую механику. А в комментариях к своему переводу дю Шаттле предложила заменить лейбницевский термин «живая сила» (для величины mv 2 / 2) греческим словом «энергия».
Не правда ли, этот факт как-то не вяжется с нашим представлением о маркизах эпохи Людовика XV как о жеманницах и модницах стиля рококо. Будучи знатной и по происхождению и по замужеству, Эмили дю Шаттле с 16 лет блистала в свете и, казалось, ее жизнь не отличалась от принятых в тогдашнем обществе стандартов поведения дамы высшего французского общества. Балы, романы, карточные игры — да, все это было. Но ее интимными друзьями были выдающиеся французские математики Мопертюи, Клеро и великий философ Вольтер. Ее достижения в математике и физике (оптике и акустике) не были значительными, но рассматривались на заседаниях Королевского общества, где она сама, как женщина, не имела права присутствовать. После ее безвременной кончины прусский король Фридрих Великий сказал: «Я потерял друга, которого знал 25 лет, великого человека, единственный недостаток которого заключался в том, что он был женщиной, человека, которого чтит весь Париж». Имя этой выдающейся женщины носит один из кратеров на Луне, а недавно состоялась премьера оперы финского композитора Кайи Саариахо «Эмили».
Постепенно термин «энергия» входил в жизнь. В 1807 году английский физик Томас Юнг стал употреблять его в научных статьях. В 1829 году французский физик Гаспар Кориолис впервые употребил термин «кинетическая энергия». В 1851 году появилось понятие «потенциальная энергия» (английский физик Уильям Ренкин). И, наконец, в 1881 году на лекции Уильяма Томсона (лорда Кельвина) прозвучало:
«Само слово энергия, хотя и было употреблено в современном смысле доктором Томасом Юнгом в начале этого века, только сейчас входит в употребление, после того как теория развилась от простой формулы до принципа, пронзающего всю природу и направляющего исследователя в области науки».
В честь Джоуля на Втором международном конгрессе электриков в 1889 году единица энергии получила его имя. Но, к сожалению, и до нашего времени сохранилось обыкновение тепловую и химическую энергию измерять в старых энергетических единицах — калориях. Особенно держатся за эту единицу химики и химико-технологи. Некоторым оправданием для них может служить то обстоятельство, что удельная теплоемкость воды при этом точно равна единице (1 кал / (г · град)). От химической технологии недалеко и до пищевой промышленности. Поэтому энергетическая ценность продуктов питания обозначалась до недавнего времени только в калориях. Сейчас идет переходный процесс — при маркировке продуктов питания используются две величины энергетической ценности: килокалории и килоджоули. Гораздо медленнее будет изменяться язык. Слово «калорийность» в обозримом будущем в обыденном языке вряд ли заменится на слово «джоулейность» несмотря на то, что для человеческого организма это одна и та же величина энергетической полезности (или вредности).
Памятник Джоулю в Манчестерской ратуше
Кроме установления закона превращения и сохранения энергии, Джоуль сделал еще очень много в термодинамике и исследовании газовых процессов. Вместе с У. Томсоном он открыл эффект охлаждения при медленном (а не быстром) расширении газа через пористую перегородку от большой плотности к малой. Этот эффект, получивший имя Джоуля — Томсона, и сейчас лежит в основе процесса получения сжиженных газов и многих технологических процессов. Например, при необходимости сконденсировать водяной пар, содержащийся в природном газе, перед его поступлением в трубопровод, чтобы предохранять стальные трубы от окисления (ржавчины).
Джоуль был одним из основателей кинетической теории газов, намного опередив работы Максвелла и Больцмана. Убежденный сторонник атомистической теории, он рассматривал теплоту как энергию частиц газа, передаваемую от одного тела к другому. Давление газа он считал результатом ударов частиц газа о стенки сосуда, а скорость частиц — зависящей от температуры газа. Занимался он и изучением магнитных свойств веществ — открыл явление насыщения при намагничивании железа и явление магнитострикции при перемагничивании.
Благодаря своим точным экспериментальным работам, Джоуль уже в 32 года был избран в Королевское общество и занял прочное место в истории науки как один из создателей закона сохранения и превращения энергии, этого важнейшего закона природы.
Джеймс Джоуль
James Prescott Joule
Британский ученый. Физик. Обосновал на опытах закон сохранения энергии. Является автором закона, определяющего тепловое действие электрического тока. Известен тем, что первым вычислил скорость движения молекул газа и правильно установил ее зависимость от температуры.
Джеймс Прескот Джоуль родился 24 декабря 1818 года в городе Солфорд, Великобритания. Воспитывался в семье богатого пивовара. Образование получил домашнее. Несколько лет учился математике, физике, началам химии у известного физика и химика Джона Дальтона.
В возрасте девятнадцати лет Джоуль начал экспериментальные исследования. В 1838 году в журнале «Анналы электричества» появилась его статья с описанием электромагнитного двигателя. Спустя два года обнаружил эффект магнитного насыщения, а в 1842 году открыл явление магнитострикции.
Джеймс Джоуль внес большой вклад в развитие термодинамики. В своих опытах впервые определил механический эквивалент теплоты, а в последующие годы исследовал тепловые эффекты при продавливании жидкости через узкие отверстия, сжатии газа и другие. Все эти опыты привели Джоуля к открытию закона сохранения энергии.
Впоследствии его именем названа единица измерения всех видов энергии. Среди наград и почестей, которых Джоуль удостоен: золотая медаль Лондонского королевского общества, в 1852 году, медаль Копли, 1866 год, медаль Альберта, в 1880 году.
Джеймс Джоуль умер 11 октября 1889 года на 71-м году жизни в британском городе Чешир.
Признание и Память Джеймса Джоуля
В 1850 году избран членом Лондонского королевского общества. В 1852 году за работы по количественному эквиваленту тепла награжден первой Королевской медалью. В 1860 году избран почетным президентом Манчестерского литературного и философского общества (англ. Manchester Literary and Philosophical Society).
Получил научные степени доктора права дублинского Тринити-колледжа (1857), доктора гражданского права (англ. DCL) Оксфордского университета (1860), доктора права (LL.D.) Эдинбургского университета (1871).
В 1872 и 1877 годах дважды избирался президентом Британской научной ассоциации (англ. British Association for the Advancement of Science).
В Манчестерской ратуше установлен памятник Джоулю работы скульптора Альфреда Гильберта (англ. Alfred Gilbert), напротив памятника Дальтону.
В 1970 г. Международный астрономический союз присвоил имя Джеймса Джоуля кратеру на обратной стороне Луны.