自学成才的物理学家焦耳-学习
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十八世纪，人们对热的实质的研讨走上了一条弯路，“热质说”在物理学史上统治了一百多年。固然曾有一些科学家对这种过错理论发生过猜忌，但人们一直没有措施解决热和功的关系的问题，是英国自学成才 励志成功您正在浏览的文章来自寄语大全 请您牢记本站地址 www.shmaihua.cn
十八世纪，人们对热的实质的研讨走上了一条弯路，“热质说”在物理学史上统治了一百多年。固然曾有一些科学家对这种过错理论发生过猜忌，但人们一直没有措施解决热和功的关系的问题，是英国自学成才的物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳为终极解决这一问题指出了途径。
焦耳(1818-1889)1818年12月24日生于英国曼彻斯特，他的父亲是一个酿酒厂主。焦耳自幼追随父亲加入酿酒劳动，没有受过正规的教导。青年时代，在别人的先容下，焦耳认识了有名的化学家道尔顿。道尔顿给予了焦耳热忱的教诲。焦耳向他虚心了数学、哲学和化学，这些知识为焦耳后来的研究奠定了理论基本。而且道尔顿教导了焦耳理论与实践相联合的科研方式，激发了焦耳对化学和物理的兴致。
焦耳最初的研究方向是电磁机，他想将父亲的酿酒厂中利用的蒸汽机调换成电磁机以进步工作效力。1837年，焦耳装成了用电池驱动的电磁机，但由于支撑电磁机工作的电流来自锌电池，而锌的价钱昂贵，用电磁机反而不如用蒸汽机合算。焦耳的最初目标固然没有到达，但他从实验中发明电流可以做功，这激发了他进行深刻研究的兴致。
1840年，焦耳把环形线圈放进装水的试管内，丈量不同电流强度和电阻时的水温。通过这一实验，他发明：导体在必定时光内放出的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比。四年之后，俄国物理学家楞次颁布了他的大批试验成果，从而进一步验证了焦耳关于电流热效应之结论的准确性。因此，该定律称为焦耳—楞次定律。
焦耳总结出焦耳—楞次定律以后，进一步假想电池电流发生的热与电磁机的感生电流发生的热在实质上应当是一致的。1843年，焦耳设计了一个新实验。将一个小线圈绕在铁芯上，用电流计测量感生电流，把线圈放在装水的容器中，测量水温以盘算热量。这个电路是完整封闭的，没有外界电源供电，水温的升高只是机械能转化为电能、电能又转化为热的结果，全部进程不存在热质的转移。这一实验结果完整否认了热质说。
上述实验也使焦耳想到了机械功与热的接洽，经过重复的实验、测量，焦耳终于测出了热功当量，但成果并不准确。1843年8月21日在英国学术会上，焦耳报告了他的论文《论电磁的热效应和热的机械值》，他在报告中说1千卡的热量相当于460千克米的功。他的报告没有得到支撑和强烈的反应，这时他意识到自己还须要进行更准确的实验。
1844年，焦耳研究了空气在膨胀和紧缩时的温度变更，他在这方面取得了很多成绩。通过对气体分子活动速度与温度的关系的研究，焦耳盘算出了气体分子的热活动速度值，从理论上奠定了波义耳—马略特和盖—吕萨克定律的基本，并说明了气体对器壁压力的本质。焦耳在研究进程中的很多实验是和有名物理学家威廉·汤姆生（后来受封为开尔文勋爵）共同完成的。在焦耳发表的九十七篇科学论文中有二十篇是他们的合作结果。当自由扩散气体从高压容器进进低压容器时，大多数气体和空气的温度都要降落，这一现象就是两人共同发现的。这一现象后来被称为焦耳—汤姆生效应。 dEq寄语大全 www.shmaihua.cn
无论是在试验方面，还是在理论上，焦耳都是从分子动力学的态度动身进行深刻研究的先驱者之一。
在从事这些研讨的同时，焦耳并没有间断对热功当量的丈量。1847年，焦耳做了迄今以为是设计思想最奇妙的试验：他在量热器里装了水，中间安上带有叶片的转轴，然后让降落重物带动叶片旋转，由于叶片和水的磨擦，水和量热器都变热了。依据重物着落的高度，可以算出转化的机械功；依据量热器内水的升高的温度，就可以盘算水的内能的升高值。把两数进行比拟就可以求出热功当量的正确值来。
焦耳还用鲸鱼油取代水来作实验，测得了热功当量的均匀值为423.9千克米/千卡。接着又用水银来取代水，精益求精实验办法，直到1878年，这时距他开端进行这一工作将近四十年了，他已前后用各种办法进行了四百多次的实验。他在1849年用磨擦使水变热的方式所得的结果跟1878年的是雷同的，即为423.9千克重米/千卡。一个主要的物理常数的测定，能坚持三十年而不作较大的更正，这在物理学史上也是极为罕见的事。这个值当时被大家公以为热功当量J的值，它比现在J的公认值 ——427千克米/千卡约小0.7%。在当时的条件下，能做出这样精确的实验来，阐明焦耳的实验技巧是多么的高明啊！ dEq寄语大全 www.shmaihua.cn
然而，当焦耳在1847年的英国科学学会的会议上再次颁布自己的研讨结果时，他还是没有得到支撑，很多科学家都猜忌他的结论，以为各种情势的能之间的转化是不可能的。直到1850年，其他一些科学家用不同的方式获得了能量守恒定律和能量转化定律，他们的结论和焦耳雷同，这时焦耳的工作才得到承认。
1850年，焦耳凭借他在物理学上作出的主要贡献成为英国皇家学会会员。当时他三十二岁。两年后他接收了皇家勋章。很多外国科学院也给予他很高的声誉。固然焦耳不断进行着他的实验测量工作，遗憾的是，他的科学发明性，特殊是在物理概念方面的发明性，过早地就减少了。1875年，英国科学协会委托他更准确地丈量热功当量。他得到的成果是4.15，非常接近目前采取的值1卡＝4.184焦耳。1875年，焦耳的经济状态大不如前。这位曾经富有过但却没有必定职位的人发明自己在经济上处于困境，幸而他的朋友帮他弄到一笔每年200英镑的养老金，使他得以保持中等但舒适的生涯。五十五岁时，他的健康状态恶化，研究工作减慢了。1878年当他六十岁时，焦耳发表了他的最后一篇论文。1878年，焦耳退休。
焦耳活到了七十一岁。1889年10月11日，焦耳在索福特去世。后人为了纪念焦耳，把功和能的单位定为焦耳。
在逝世前两年，焦耳对他的弟弟的说，“我一生只做了两三件事，没有什么值得夸耀的。”信任对于大多数物理学家，他们只要能够做到这些小事中的一件也就会很满足了。焦耳的谦逊是非常真挚的。很可能，假如他知道了在威斯敏斯特教堂为他建造了纪念碑，并以他的名字命名能量单位，他将会觉得惊奇的，虽然后人决不会觉得惊奇。
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