Джеймс Прескотт Джоуль, английский физик
Джеймс Прескотт Джоуль относится к плеяде великолепных английских физиков 19-го века. Экспериментатор и теоретик, Джоуль сыграл решающую роль в формировании такого направления физики как термодинамика.
Основные факты биографии
Джоуль родился 24 декабря 1818 года. Это произошло в Солфорде, одном из предместий Манчестера.
Отец будущего гениального ученого Бенджамин Джоуль был известным в своих краях пивоваром. В детстве Джеймс не отличался особо крепким здоровьем, поэтому его начальное образование проходило в частном порядке. Слабое здоровье во многом отразилось и на характере Джоуля. Так, проблемы с позвоночником, которыми Джоуль страдал в детском возрасте, оставили на всю жизнь след в виде сгорбленности, что обусловило застенчивость талантливого ученого.
В 1834 году Джеймс начал обучение в литературно-философском кружке в Манчестере. Его наставником был Джон Дальтон. Это обусловило приверженность юноши атомной теории, несмотря на то, что в те времена научным сообществом она воспринималась скептически.
Далее была учеба у Джона Дэвиса, что способствовало возникновению интереса к электричеству. Джеймс вместе с братом проводил своеобразные опыты, поражая током себя и прислугу.
Жизнь Джоуля завершилась 11 октября 1889 года в Англии.
Научные заслуги
В области электричества
Первые свои научные исследования Джоуль проводил, скорее, для развлечения. Однако со временем они стали иметь достаточно практический интерес. Так, он начал анализировать возможную замену котлов на пивоварне своего отца на новое изобретение – электродвигатель.
Задачей, которую Джоуль поставил в этих исследованиях, была экономическая оценка замены котлов, определение более эффективного источника энергии. В результате, в 1841 году был выведен закон, гласящий следующее: теплота, генерируемая прямым действием гальванического тока пропорциональна произведению квадрата величины силы тока и сопротивлению проводящего вещества. Впоследствии единица энергии (работы) была названа именем Джоуля. Что касается практических результатов опыта Джоуля, то они показали, что сжигание угля обходится дешевле расходов на цинк для электробатареи.
Выводы своих исследований Джеймс Джоуль изложил перед Королевским обществом, однако тогда его никто всерьез не воспринял.
В 1843 году Джоуль рассчитал величину механической работы, требуемой для генерации соответствующего количества теплоты – так называемый механический эквивалент тепла. Результаты данных исследований были обнародованы в Британской ассоциации содействия развитию науки, но ими опять не заинтересовались. Редакторы главных научных изданий не хотели публиковать научные работы Джоуля.
Так продолжалось до 1847 года. Признание научных изысканий Джоуля впервые поступило от Уильяма Томпсона, одобрившего труды молодого исследователя.
В 1849 году Джоуль выступил в Королевском обществе со своим знаменитым докладом «О механическом эквиваленте теплоты». Произошло это при поддержке Фарадея. Через год научный труд Джоуля был благополучно опубликован.
Гениальный физик наконец получил членство в столичном Королевском обществе, а также премию Копли. Джоуль был также избран президентом Британской ассоциации содействия развитию науки.
В термодинамике
В работах Джоуля, посвященных принципу сохранения энергии, произошло зарождение новой физической дисциплины – термодинамики. Стоит отметить, что впервые этот принцип был предложен вовсе не Джоулем. Однако именно он смог продемонстрировать его. Томпсон и многие другие ученые стояли у истоков термодинамики, но Джеймс Джоуль заслуженно считается ее первым отцом-основателем.
Принцип о сохранении энергии, определенный Джоулем, стал фундаментом для первого закона термодинамики.