ДЖЕЙМС ПРЕСКОТТ ДЖОУЛЬ: БИОГРАФИЯ И ВКЛАД В НАУКУ - ARTE - 2025

Джеймс Прескотт Джоуль (1818–1889) был британским физиком, наиболее известным своими исследованиями в области электричества и термодинамики. Его исследования в области магнетизма привели его к открытию его связи с механической работой и привели к теории энергии. Международная единица энергии, тепла и работы, известная как джоуль или июль, названа в его честь.

Сегодня он признан одним из самых выдающихся физиков своего времени благодаря своим новаторским исследованиям в области термодинамики. Однако так было не всегда. Джоуля пришлось бороться за то, чтобы большую часть своей юности он был воспринят научным сообществом всерьез. Несмотря на качество своей работы, ей было сложно привлечь финансирование и публиковаться в авторитетных журналах.

Он был застенчивым и скромным молодым человеком, поэтому ему требовалась поддержка более сильных личностей, которые помогли бы ему добиться признания в научном сообществе. В 1847 году он сотрудничал с Уильямом Томсоном, позже известным как лорд Кельвин, который, хотя и был на шесть лет моложе его, никогда не имел проблем с саморекламой.

Библиография

Джеймс Прескотт Джоуль родился в 1818 году в Солфорде, недалеко от Манчестера; и скончался в Сале в 1889 году. Он вырос в богатой семье, владевшей пивоварней, которой ему удалось управлять.

Он не ходил в школу из-за проблем со здоровьем, но учился у себя дома до 15 лет, в этом возрасте он должен был начать работать на винокурне.

Джон Далтон, знаменитый британский химик, был его профессором математики и физики и вдохновил его на проведение научных исследований. Кроме того, Далтон был членом Лондонского королевского общества развития естественных наук и знал многих ведущих ученых того времени.

Он произвел впечатление на молодого Джоуля до такой степени, что, развивая свои собственные взгляды на преобразование энергии, он был непреклонен в печатных СМИ, даже когда почти все другие ученые не соглашались с ним.

Ранние года

У Джеймса Джоуля в детстве были проблемы со здоровьем. Слабость в позвоночнике вызвала легкую деформацию. По этой причине он не ходил в школу и посещал частные уроки дома, которые совмещал с работой на винокурне своего отца.

Не общаясь с другими детьми в школе, он стеснялся в компании. Фактически, отсутствие более сильной личности может быть причиной отсутствия признания в научном сообществе.

По этой причине он нуждался в поддержке других ученых, которые обладали талантами, которых ему не хватало. Однако только в 1847 году в его жизнь вошел Уильям Томсон. До этого Джоуль изо всех сил пытался публиковать статьи большого научного значения, но без особого влияния.

Исследования

С 1834 по 1837 год Джеймс и его старший брат Бенджамин получали частные уроки в собственном доме. Его профессором физики и математики был британский химик Джон Далтон, который вдохновил его на научные исследования.

Сначала он проводил свои эксперименты в лаборатории, которую он установил в подвале своего дома, а продолжил обучение в Манчестерском университете.

Сначала он изучал аспекты, связанные с магнетизмом при электрическом токе, и благодаря этому изобрел электродвигатель. Он также проводил исследования в области электричества и термодинамики.

В 20 лет ему удалось заменить паровой двигатель на пивоварне своего отца на электрический с целью повышения эффективности и экономии средств компании. Проводя свои исследования тепла, выделяемого в электрической цепи, он сформулировал то, что теперь известно как закон Джоуля.

Вклад в науку

Работа Джоуля - это история постоянной борьбы с критически настроенным научным истеблишментом, который не желал принимать доказательства до тех пор, пока их невозможно было игнорировать.

Его научные исследования достигли высшей точки в 1850 году. В том же году он опубликовал статью, в которой представил измерения механического эквивалента тепла, для которых он использовал свой знаменитый лопаточный аппарат.

Закон Джоуля

Исследуя тепло, выделяемое в электрических цепях, он раскрыл известный закон Джоуля. Когда электрический ток течет по проводнику, происходит повышение температуры. Этот закон позволяет нам рассчитать количество тепла, которое выделяется при прохождении электрического тока через сопротивление.

Эффект Джоуля-Томсона

В 1852 году Джоуль и Уильям Томсон обнаружили, что когда газу позволяют расширяться без выполнения какой-либо внешней работы, температура газа понижается. Это явление, получившее название эффекта Джоуля-Томсона, легло в основу холодильных систем и кондиционеров.

Первый закон термодинамики

Джеймс Джоуль сыграл ключевую роль в исследованиях того, как сохранять энергию, или первого закона термодинамики, как универсального принципа физики. Он основан на заключении Джоуля об эквивалентности тепла и энергии.

Признания

Научный мир начала 19 века был сложным. В Великобритании не присуждались научные степени и не было профессиональной научной квалификации. Лишь небольшая часть тех, кто публиковал научные статьи, имела оплачиваемую работу в науке.

Сам Джоуль проводил большинство своих экспериментов в подвале своего дома как частное лицо и работал с теми немногими ресурсами, которые были в его распоряжении.

Однако в 1866 году Королевское общество наградило его высшей наградой - медалью Копли. Кроме того, он был избран президентом Британской ассоциации развития науки в 1872 и 1887 годах.

В его честь единица Международной системы измерения энергии, работы и тепла называется джоуль.

Ссылки

1. Эсквайр, JPJ (1843). XXXII. о теплотворной способности магнитоэлектричества и о механической ценности тепла. Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал, 23 (152), 263-276.
2. Джеймс Джоуль - MagLab. Получено 8 июля 2019 г. с сайта nationalmaglab.org.
3. Джеймс Джоуль, Уильям Томсон и концепция идеального газа (2010). Примечания и отчеты Королевского общества, 64 (1), 43-57.
4. Сартон, Г., Майер, младший, Джоуль, Дж. П., и Карно, С. (1929). Открытие закона сохранения энергии. Исида, 13 (1), 18-44.
5. Янг, Дж. (2015). Тепло, работа и тонкие жидкости: комментарий к джоулям (1850 г.) «О механическом эквиваленте тепла». Философские труды. Серия A, математические, физические и технические науки, 373 (2039) doi: 10.1098 / rsta.2014.0348