Wybitny fizyk James Joule: biografia, osiągnięcia, nagrody i ciekawe fakty

James Joule jest dość znaną osobą. Wszyscy znamy to imię ze szkolnych lekcji fizyki. Jednak wtedy nikt nie zagłębił się w jego biografię i osiągnięcia, a jednak jego ścieżka życiowa jest bardzo interesująca. W artykule rozważymy szczegółową biografię naukowca, a także porozmawiamy o tym, co on osiągnął.

Dzieciństwo

James Joule, którego biografię recenzujemy, urodził się w 1818 roku, 24 grudnia. Chłopiec urodził się w zamożnej rodzinie właściciela browaru w Salford. James kształcił się w domu. Jego pierwszym nauczycielem w dziedzinie fizyki, chemii i elementarnej matematyki był Dalton. Od 15 roku życia chłopiec pracował w fabryce ojca i był bezpośrednio zaangażowany w zarządzanie. Połączył tę aktywność ze szkoleniami przez cały rok.

Pierwsze badania

Kiedy James Joule zainteresował się nauką? Krótka biografia tego faceta mówi, że zaczął prowadzić swoje pierwsze studia w 1837 roku. Był bardzo zainteresowany kwestią zamiany silników parowych na elektryczne w browarze ojca. Rok później młody człowiek opublikował swoje pierwsze dzieło na temat elektryczności w jednym z czasopism naukowych. Poradził mu na to jego nauczyciel, John Davis, który, nawiasem mówiąc, był bliskim przyjacielem Sturgena, który wynalazł silnik elektryczny. Magazyn, w którym drukowany był James Joule, również należał do Sturgeon. W 1840 r. Młody badacz zauważył wpływ nasycenia magnetycznego podczas namagnesowania ferromagnesów. Od tego momentu do roku 1845 aktywnie badał zjawiska elektromagnetyczne w sposób eksperymentalny.

Prawo Joule'a

Co robi Joel James Prescott? Krótka biografia człowieka kontynuuje fakt, że w 1841 roku odkrył prawo dotyczące kwadratowej zależności pomiędzy mocą prądu a wydzielanym ciepłem. Później prawo otrzymało jego imię, ale znamy je jako prawo Joule'a-Lenza, ponieważ w 1842 roku odkrył je fizyk z Niemiec, Emilie Lenz. Odkrycie naukowca nie zostało docenione. Royal Society of London zignorowało go, a sama praca została opublikowana w skromnym periodyku.

Pracuj jako wykładowca

Ale po co pracował James Joule? Ciekawostki na temat tej osoby są rzadkie, ale wiadomo, że był wykładowcą. Wiemy już, że Sturgeon przeniósł się do Manchesteru i otworzył tam Praktyczną Galerię Wiedzy, gdzie zaprosił Joule'a na miejsce wykładowcy. Co zaskakujące, niektórzy uczniowie nauczyli się James Joule!

W swoich badaniach dotyczących tego czasu naukowiec poświęcił wiele czasu na pytanie o ekonomiczne korzyści silników elektromagnetycznych. Początkowo wierzył, że elektromagnes ma ogromny potencjał, ale wkrótce był osobiście przekonany, że silniki parowe są znacznie wydajniejsze. Wyniki tego badania, Joule opublikował, nie ukrywając własnej frustracji.

Odkrycia naukowca nastąpiły bardzo szybko. Już w 1842 r. Opisuje magnetostrykcję, polegającą na tym, że ciała zmieniają swoje rozmiary i objętości o różnym stopniu namagnesowania. Rok później kończy badania nad wytwarzaniem ciepła w przewodnikach i publikuje jego wyniki. Polegały one na tym, że wydzielane ciepło nie jest pobierane z zewnątrz. To całkowicie obaliło teorię kalorii, której wyznawcy nadal istnieli.

W okresie od 1843 do 1850 roku mężczyzna prowadzi szereg badań, doskonaląc technikę i potwierdzając w wielu eksperymentach lojalność zasady zachowania energii.

Rodzina

W 1844 Dżoule zmieniają miejsce zamieszkania. W nowym miejscu mężczyzna poznaje swoją przyszłą żonę, Amelię Grimes. W 1847 r. Para wyszła za mąż i mają córkę i syna. W tym samym czasie Joule wyposaża się w wygodne laboratorium do przeprowadzania eksperymentów. Jednak jego szczęście nie trwało długo, ponieważ w 1854 r. Umarła jego ukochana żona.

Ogólny opis badań

Pod koniec lat 40. XIX wieku dzieło bohatera naszego artykułu zyskało powszechne uznanie. W 1847 roku naukowiec spotkał się z Thomsonem, który docenia eksperymentalną technikę Joule'a. Następnie naukowcy zaczynają współpracować. Idee Thomsona dotyczące teorii kinetyki molekularnej powstały głównie pod wpływem idei Jamesa. Naukowcy wspólnie tworzą termodynamiczną skalę temperatur.

Wydaje się, że James Joule i jego odkrycia nie starzeją się, ponieważ rok później proponuje wykorzystanie modelu gazowego do analizy występowania efektów termicznych wraz ze wzrostem ciśnienia. Model gazu Joule'a składał się z elastycznych kulek o wymiarze mikroskopowym, które wytworzyły ciśnienie, gdy dotknęły ściany naczynia. Naukowiec został opublikowany w "Dziełach filozoficznych Towarzystwa Królewskiego" za radą niemieckiego fizyka Clausiusa. Praca ta miała ogromny wpływ na kształtowanie i rozwój termodynamiki, pomimo faktu, że wiele błędów znaleziono później w badaniach Joule'a. Ponadto eksperymenty są podobne do tych przeprowadzonych w latach 70. XIX wieku przez van der Waalsa, aby zasymulować rzeczywisty gaz.

W 1850 roku mężczyzna został członkiem Royal Society of London. W badaniach przeprowadzonych w 1851 r., Które dotyczą stworzenia teoretycznego modelu ciepła jako ruchu małych elastycznych cząstek, naukowiec bardzo dokładnie obliczył pojemność cieplną niektórych gazów. Rok później wraz z jego stary przyjaciel Thomson opisuje zjawisko zmian temperatury gazu podczas dławienia adiabatycznego. Później efekt ten został nazwany Joule - Thomson. Co więcej, odkrycie to przyczyniło się do powstania nowej gałęzi nauk przyrodniczych - fizyki niskich temperatur.

W latach 50. XIX wieku naukowiec publikuje serię artykułów na temat pomiarów elektrycznych. Pomimo możliwości zastosowania nowoczesnych projektów, James Joule był pewien, że tylko w drodze eksperymentu można uzyskać najdokładniejsze wyniki.

W 1859 r. Naukowiec zajmował się badaniem właściwości termodynamicznych ciał stałych. Wykrywa niestandardowe właściwości gumy w porównaniu z innymi materiałami. Rok później w jego sferze zainteresowań znajdują się miraże, burze i meteoryty atmosferyczne, które próbuje wyjaśnić z naukowego punktu widzenia.

Odpowiednik ciepła

Od 1843 roku naukowiec poszukuje mechanicznego odpowiednika ciepła. Dzięki eksperymentom udowadnia, że ​​pewne ilość ciepła można przekształcić w pewną siłę mechaniczną. W tym samym roku publikuje wyniki badań, a rok później formułuje prawo pojemności cieplnej dla ciał krystalicznych, które znane jest jako prawo Joule'a-Koppa. Jednak Joule przedstawił dokładne sformułowanie i eksperymentalne potwierdzenie swojego prawa dopiero w 1864 roku.

Następnie Joel James Prescott, którego krótka biografia jest przedstawiona powyżej, poświęca się badaniu wytwarzania ciepła poprzez przepuszczanie płynu przez wąskie rurki. W okresie od 1847 do 1850 roku udało mu się uzyskać najdokładniejszy mechaniczny odpowiednik ciepła. Wykorzystuje kalorymetr metalowy, który ustawia się na drewnianej ławce. W tym doświadczeniu zbadał ilość ciepła uwalnianego podczas obrotu z powodu tarcia osi. Niektóre szacunki naukowców są bardzo zbliżone do dokładnych wartości, które znaleziono w ubiegłym wieku.

Walcz o autorstwo

W latach 40. XIX wieku w mediach drukowanych pojawiła się poważna dyskusja o tym, kto jest odkrywcą prawo zachowania energii między Mayerem i Joelem. W rzeczywistości Mayer opublikował swoją pracę wcześniej, ale nikt nie traktował jej poważnie, ponieważ był lekarzem z zawodu. Prawo Jamesa Joule'a znalazło ogromne poparcie, ponieważ jego kandydatura w tym czasie była wspierana przez takich uczonych, jak Stokes, Faraday i Thomson. Niektórzy otwarcie popierają Mayera, koncentrując się na tym, że najpierw dokonał odkrycia, inni bronili prawa do autorstwa Joule'a. W końcu priorytet autorstwa opuścił Meier.

Pamięć

Fizyk James Prescott Joule został nagrodzony Medalem Królewskim. W 1860 r. Został prezydentem Manchesteru, społeczeństwa literackiego i filozoficznego. Ponadto posiada stopień doktora nauk prawnych w Trinity College w Dublinie, Edinburgh University oraz lekarze prawa cywilnego na Uniwersytecie w Oxfordzie. W 1866 r. Otrzymał Medal Copleya, aw 1880 r. Został właścicielem Medalu Alberta. Po 8 latach rząd wyznaczył mu rentę na życie. Joule dwukrotnie został prezydentem British Science Association.

W 1889 roku jego jednostka została nazwana jednostką miary ilości ciepła, energii, pracy. W ratuszu Manchesteru znajduje się pomnik naukowca, który znajduje się naprzeciwko pomnika Dalton.

W 1970 roku nazwa Joule została przypisana do krateru tylna strona księżyca.