Джеймс Прескотт Джоуль ($1818$ — $1889$) — английский физик, который внес значительный вклад в становление термодинамики.
Биография
Джеймс Прескотт Джоуль родился $24$ декабря $1818$ года в Солфорде, в пригороде Манчестера.
Он был сыном Бенджамина Джоуля, владельца относительно большой пивоварни.
Первоначальное образование Джеймс Джоуль получает от частных наставников, в основном из-за его плохого состояния здоровья. У него были проблемы с позвоночником, но с течением времени его состояние улучшилось, но на протяжении всей своей жизни ученый оставался сгорбившимся, это отразилось на его характере и способствовало его застенчивости.
С $1834$ он учился у Джона Дальтона в Манчестере в литературно-философском обществе. Как и Дальтон, Джоуль был убежденным сторонником атомной теории, в то время как многие ученые в этот период все еще скептически к ней относились.
В последующие годы Джеймс Джоуль учился у Джона Дэвиса и заинтересовался электричеством, он и его брат экспериментировали, поражая электрическим током, друг друга и слуг семьи.
Джеймс Прескотт Джоуль умер $11$ октября $1889$ года в Англии. В возрасте $70$ лет.
Научные достижения
Электричество
Первоначально наука для Джоуля была в качестве хобби, но даже во время работы на пивоваренном заводе он начал исследовать возможности для замены котлов на недавно изобретенный электрический двигатель.
Движимый отчасти желанием оценить экономические последствия такой замены, он фокусируется на измерениях, с помощью которых можно определить, какой источник энергии является более эффективным. Таким образом, в $1841$ году он открыл закон Джоуля при котором теплота, выделяемая прямым действием любого гальванического тока пропорциональна квадрату величины тока, умноженному на сопротивление проводника. (Производная единица энергии или работы, Джоуля, была названа в его честь). Джоуль пришел к выводу, что сжигать фунт угля будет более экономичным, чем тратить драгоценные фунты цинка для электрической батареи.
Джоуль пытается представить результаты перед Королевским обществом, но его там приняли за провинциального дилетанта.
В $1843$ году Джоуль вычислил количество механической работы, необходимой для получения эквивалентного количества тепла. Эта величина была названа "механическим эквивалентом тепла". Опять он представил доклад о своих выводах на этот раз в Британской ассоциации содействия развитию науки. Опять же ответ был невосторженным. Несколько ведущих журналов также отказались опубликовать документы по работе Джоуля.
Работа Джоуля о соотношении тепла, электричества и механической работы в значительной степени игнорировалась до $1847$ года. Только Уильям Томсон признал, что работа Джоуля вписывалась в объединяющий шаблон, который уже начал появляться в физике, и он с энтузиазмом одобрил работу Джоуля.
В $1849$ году Джоуль прочитал свой доклад, озаглавленный как "О механическом эквиваленте теплоты" в Королевском обществе, Фарадей выступил в качестве своего спонсора. В следующем году Королевское общество опубликовало статью Джоуля.
Джоуль был избран членом Королевского общества в Лондоне и получил награду Копли. Он также служил в качестве президента Британской ассоциации содействия развитию науки.
Новая научная дисциплина-термодинамика
Принцип сохранения энергии, участвующий в работе Джоуля привел к новой научной дисциплине, известной как термодинамика. В то время как Джоуль не был первым ученым, который предложил этот принцип, он был первым, кто продемонстрировал его. Хотя Томсон и ряд других ученых позже внесли значительный вклад в термодинамику, Джоуль был признан главным основателем термодинамики.
Принцип Джоуля о сохранение энергии лег в основу первого закона термодинамики.
