1818年12月24日詹姆斯·普雷斯科特·焦耳出生于英格蘭北部曼徹斯特近郊的索芙特,他們家在索爾福德的新貝利街,與他家的啤酒廠毗鄰。他的父親是本杰明·焦耳(1784-1858),一個(gè)富有的釀酒師。焦耳在年幼時(shí)因?yàn)樯眢w健康原因一直在索爾福德附近彭德爾伯里的一個(gè)家庭學(xué)校里就學(xué)。焦耳自幼跟隨父親參加釀酒勞動(dòng),沒有受過(guò)正規(guī)的教育。青年時(shí)期,在別人的介紹下,焦耳認(rèn)識(shí)了著名的化學(xué)家道爾頓。道爾頓給予了焦耳熱情的教導(dǎo),教給了他數(shù)學(xué)、哲學(xué)和化學(xué)方面的知識(shí),這些知識(shí)為焦耳后來(lái)的研究奠定了理論基礎(chǔ)。而且道爾頓教會(huì)了焦耳理論與實(shí)踐相結(jié)合的科研方法,激發(fā)了焦耳對(duì)化學(xué)和物理的興趣,并在他的鼓勵(lì)下決心從事科學(xué)研究工作。
1834年,16歲的焦耳和他的哥哥本杰明被送到曼徹斯特文學(xué)與哲學(xué)學(xué)會(huì)的道爾頓的門下學(xué)習(xí)。焦耳兄弟倆跟隨道爾頓學(xué)習(xí)了兩年算術(shù)和幾何。后來(lái)道爾頓因中風(fēng)而退休。但是跟隨道爾頓的這段經(jīng)歷影響了焦耳的一生。焦耳兄弟倆對(duì)電學(xué)非常著迷,曾經(jīng)實(shí)驗(yàn)過(guò)相互電擊,還拿家里的仆人們做過(guò)實(shí)驗(yàn)。焦耳在受道爾頓指導(dǎo)期間,于1835年進(jìn)入曼徹斯特大學(xué)就讀。畢業(yè)后開始參加經(jīng)營(yíng)自家的啤酒廠,直到1854年賣出啤酒廠,他在經(jīng)營(yíng)上都一直很活躍??茖W(xué)開始只是焦耳的一個(gè)愛好,直到后來(lái)他開始研究用新發(fā)明的電動(dòng)機(jī)來(lái)替換啤酒廠的蒸汽機(jī)的可行性。
1837年,焦耳裝成了用電池驅(qū)動(dòng)的電磁機(jī),并發(fā)表了關(guān)于這方面的論文而引起人們的注意。
1838年,他的第一篇關(guān)于電學(xué)的科學(xué)論文被發(fā)表在《電學(xué)年鑒》上。這份學(xué)術(shù)期刊是由戴維斯的同事威廉·斯特金創(chuàng)辦和主持的。
1840年,焦耳把環(huán)形線圈放入裝水的試管內(nèi),測(cè)量不同電流強(qiáng)度和電阻時(shí)的水溫。1840年,22歲的焦耳第一篇重要的論文于被送到英國(guó)皇家學(xué)會(huì),當(dāng)中指出電導(dǎo)體所發(fā)出的熱量與電流強(qiáng)度、導(dǎo)體電阻和通電時(shí)間的關(guān)系,即焦耳定律。由于不久之后,俄國(guó)物理學(xué)家楞次也獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了同樣的定律,該定律也稱為焦耳-楞次定律。焦耳提出能量守恒與轉(zhuǎn)化定律:能量既不會(huì)憑空消失,也不會(huì)憑空產(chǎn)生,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,而能的總量保持不變,奠定了熱力學(xué)第一定律(能量不滅原理)之基礎(chǔ)。焦耳在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)上宣讀了關(guān)于電流生熱的論文,提出電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的定律。他本來(lái)準(zhǔn)備讓皇家學(xué)會(huì)大吃一驚的,可后來(lái)發(fā)現(xiàn)自己被僅僅當(dāng)作鄉(xiāng)下的業(yè)余愛好者。當(dāng)斯特金在1840年搬到曼徹斯特后,他和焦耳成為了這個(gè)城市知識(shí)分子的核心。他倆同感,科學(xué)和神學(xué)應(yīng)該并且可能整合在一起,焦耳開始在斯特金的皇家維多利亞實(shí)踐科學(xué)講座上開辦講座。
1843年8月21日在英國(guó)學(xué)術(shù)會(huì)上,焦耳報(bào)告了他的論文《論電磁的熱效應(yīng)和熱的機(jī)械值》,他在報(bào)告中說(shuō)1千卡的熱量相當(dāng)于460千克米的功。他的報(bào)告沒有得到支持和強(qiáng)烈的反響,這時(shí)他意識(shí)到自己還需要進(jìn)行更精確的實(shí)驗(yàn)。
1844年,焦耳研究了空氣在膨脹和壓縮時(shí)的溫度變化,他在這方面取得了許多成就。通過(guò)對(duì)氣體分子運(yùn)動(dòng)速度與溫度的關(guān)系的研究,焦耳計(jì)算出了氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)速度值,從理論上奠定了波義耳-馬略特和蓋-呂薩克定律的基礎(chǔ),并解釋了氣體對(duì)器壁壓力的實(shí)質(zhì)。
1847年,焦耳做了迄今認(rèn)為是設(shè)計(jì)思想最巧妙的實(shí)驗(yàn):他在量熱器里裝了水,中間安上帶有葉片的轉(zhuǎn)軸,然后讓下降重物帶動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn),由于葉片和水的磨擦,水和量熱器都變熱了。
1852年,他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)自由擴(kuò)散氣體從高壓容器進(jìn)入低壓容器時(shí),大多數(shù)氣體和空氣的溫度都要下降。這一現(xiàn)象后來(lái)被稱為焦耳-湯姆遜效應(yīng)。這個(gè)效應(yīng)在低溫和氣體液化方面有廣泛的應(yīng)用。焦耳對(duì)蒸汽機(jī)的發(fā)展也做出了不少有價(jià)值的工作。
1850年,焦耳憑借他在物理學(xué)上作出的重要貢獻(xiàn)成為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員,當(dāng)時(shí)他三十二歲,兩年后他接受了皇家勛章。許多外國(guó)科學(xué)院也給予他很高的榮譽(yù)。雖然焦耳不停地進(jìn)行著他的實(shí)驗(yàn)測(cè)量工作,遺憾的是,他的科學(xué)創(chuàng)造性,特別是在物理概念方面的創(chuàng)造性,過(guò)早地就減少了。
1875年,英國(guó)科學(xué)協(xié)會(huì)委托他更精確地測(cè)量熱功當(dāng)量。他得到的結(jié)果是4.15,非常接近1卡=4.184焦耳。1875年,焦耳的經(jīng)濟(jì)狀況大不如前。這位曾經(jīng)富有過(guò)但卻沒有一定職位的人發(fā)現(xiàn)自己在經(jīng)濟(jì)上處于困境,幸而他的朋友幫他弄到一筆每年200英鎊的養(yǎng)老金,使他得以維持中等但舒適的生活。五十五歲時(shí),他的健康狀況惡化,研究工作減慢了。1878年,當(dāng)焦耳六十歲時(shí),他發(fā)表了最后一篇論文。
在去世前兩年,焦耳對(duì)他的弟弟的說(shuō),“我一生只做了兩三件事,沒有什么值得炫耀的?!毕嘈艑?duì)于大多數(shù)物理學(xué)家,他們只要能夠做到這些小事中的一件也就會(huì)很滿意了。焦耳的謙虛是非常真誠(chéng)的。很可能,如果他知道了在威斯敏斯特教堂為他建造了紀(jì)念碑,并以他的名字命名能量單位,他將會(huì)感到驚奇,雖然后人決不會(huì)感到驚奇。
1889年10月11日,焦耳在塞爾的家中逝世,被埋葬在該市的布魯克蘭公墓。在他的墓碑上刻有數(shù)字“772.55”,這是他在1878年的關(guān)鍵測(cè)量中得到的熱功當(dāng)量值。墓碑上還刻有約翰福音的一段話,“趁著白日,我們必須做那差我來(lái)者的工;黑夜將到,就沒有人能做工了。
焦耳是熱量(Joule)的公制單位,簡(jiǎn)稱“焦”,是為了紀(jì)念英國(guó)著名物理學(xué)家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳而創(chuàng)立的。
牛頓·米
雖然在單位方面,表示焦耳為牛頓·米是正確的,為了避免與力矩單位發(fā)生混淆,通常不鼓勵(lì)這種用法。力矩與能量的物理意義完全不同。
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),出生于曼徹斯特近郊的沙弗特,英國(guó)物理學(xué)家,英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。
由于焦耳在熱學(xué)、熱力學(xué)和電方面的貢獻(xiàn),皇家學(xué)會(huì)授予他最高榮譽(yù)的科普利獎(jiǎng)?wù)拢–opley Medal)。后人為了紀(jì)念他,把能量或功的單位命名為“焦耳”,簡(jiǎn)稱“焦”;并用焦耳姓氏的第一個(gè)字母“J”來(lái)標(biāo)記熱量以及“功”的物理量。
焦耳在研究熱的本質(zhì)時(shí),發(fā)現(xiàn)了熱和功之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,并由此得到了能量守恒定律,最終發(fā)展出熱力學(xué)第一定律。國(guó)際單位制導(dǎo)出單位中,能量的單位——焦耳,就是以他的名字命名。他和開爾文合作發(fā)展了溫度的絕對(duì)尺度。他還觀測(cè)過(guò)磁致伸縮效應(yīng),發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)體電阻、通過(guò)導(dǎo)體電流及其產(chǎn)生熱能之間的關(guān)系,也就是常稱的焦耳定律。
主要成就
焦耳定律的發(fā)現(xiàn)
1840年12月,他在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)上宣讀了關(guān)于電流生熱的論文,提出電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的定律;由于不久 э . х . 楞次 也獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了同樣的定律,而被稱為焦耳-楞次定律。
用公式表示如下:Q=I^2*Rt(J)
I=通過(guò)導(dǎo)體的電流,單位:A;
R=導(dǎo)體的有效電阻,單位:Ω;
t=通電時(shí)間,單位:s。
詹姆斯焦耳是著名的英國(guó)物理學(xué)家,英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。
焦耳在研究熱的本質(zhì)時(shí),發(fā)現(xiàn)了熱和功之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,并由此得到了能量守恒定律,最終發(fā)展出熱力學(xué)第一定律。國(guó)際單位制導(dǎo)出單位中,能量的單位——焦耳,就是以他的名字命名。
他和開爾文合作發(fā)展了溫度的絕對(duì)尺度。他還觀測(cè)過(guò)磁致伸縮效應(yīng),發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)體電阻、通過(guò)導(dǎo)體電流及其產(chǎn)生熱能之間的關(guān)系,也就是常稱的焦耳定律。
由于焦耳在熱學(xué)、熱力學(xué)和電方面的貢獻(xiàn),皇家學(xué)會(huì)授予他最高榮譽(yù)的科普利獎(jiǎng)?wù)拢–opley Medal)。后人為了紀(jì)念他,把能量或功的單位命名為“焦耳”,簡(jiǎn)稱“焦”;并用焦耳姓氏的第一個(gè)字母“J”來(lái)標(biāo)記熱量以及“功”的物理量。
擴(kuò)展資料
1850年焦耳當(dāng)選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。
1866年由于他在熱學(xué)、熱力學(xué)和電方面的貢獻(xiàn),皇家學(xué)會(huì)授予他最高榮譽(yù)的科普利獎(jiǎng)?wù)拢–opley Medal)。后人為了紀(jì)念他,把能量或功的單位命名為“焦耳”,簡(jiǎn)稱“焦”;并用焦耳姓氏的第一個(gè)字母“J”來(lái)標(biāo)記熱量。
1889年10月11日,焦耳在塞爾的家中逝世, 被埋葬在該市的布魯克蘭(英語(yǔ):Brooklands, Trafford)公墓。在他的墓碑上刻有數(shù)字“772.55”,這是他在1878年的關(guān)鍵測(cè)量中得到的熱功當(dāng)量值。
墓碑上還刻有約翰福音的一段話,“趁著白日,我們必須做那差我來(lái)者的工;黑夜將到,就沒有人能做工了。(9:4)”位于索爾的威瑟斯本酒館改為以他的名字命名。
-詹姆斯·普雷斯科特·焦耳
1100w是3600000焦。根據(jù)電能表測(cè)量的物理量,1千瓦時(shí)也就是電能表測(cè)量的一度,因?yàn)?小時(shí)等于3600秒,1焦也就是1瓦秒,所以1千瓦時(shí)等于1000瓦3600秒等于3600000焦。只是1千瓦時(shí)為一度電,1焦?fàn)柺?瓦秒。物理學(xué)上要嚴(yán)格區(qū)分概念的互換,兩者不同屬性的不能互換,只是兩者有遞進(jìn)關(guān)系,有時(shí)間的話就能進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
焦耳的生平
焦,也就是焦耳的簡(jiǎn)稱是能量和做功的國(guó)際單位。焦耳是英國(guó)物理學(xué)家。1818年12月24日生于索爾福。父親是釀酒廠的廠主,焦耳從小體弱不能上學(xué),在家跟父親學(xué)釀酒,并利用空閑時(shí)間自學(xué)化學(xué)、物理。焦耳一生都在從事實(shí)驗(yàn)研究工作,在電磁學(xué)和熱學(xué)和氣體分子動(dòng)理論等方面均作出了卓越的貢獻(xiàn)。
焦耳是靠自學(xué)成材的杰出的科學(xué)家。1840年12月,焦耳研究電流的熱效應(yīng),發(fā)現(xiàn)了焦耳定律。焦耳對(duì)物理學(xué)的主要貢獻(xiàn),是鉆研并測(cè)定了熱和機(jī)械功之間的當(dāng)量關(guān)系,導(dǎo)致建立能量轉(zhuǎn)化和守恒定律。
1872年、1887年,焦耳擔(dān)任英國(guó)科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)主席。1889年10月11日焦耳在英國(guó)曼徹斯特近郊的沙弗特逝世。
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