JAMES PRESCOTT JOULE: BIOGRĀFIJA UN IEGULDĪJUMS ZINĀTNĒ - ARTE - 2025

Džeimss Preskots Džouls (1818–1889) bija britu fiziķis, kurš vislabāk pazīstams ar saviem pētījumiem elektrības un termodinamikas jomā. Viņa pētījumi magnētisma jomā lika viņam atklāt tā saistību ar mehānisko darbu un noveda viņu pie enerģijas teorijas. Viņa vārdā nosaukta starptautiskā enerģijas, siltuma un darba vienība, kas pazīstama kā džouls jeb jūlijs.

Mūsdienās viņš tiek atzīts par vienu no ievērojamākajiem sava laika fiziķiem, pateicoties viņa novatoriskajiem termodinamikas pētījumiem. Tomēr ne vienmēr tas tā bija. Džoulam bija jācīnās par to, lai lielāko daļu savas jaunības zinātniskā sabiedrība uztvertu nopietni. Neskatoties uz darba kvalitāti, viņai bija grūti piesaistīt finansējumu un publicēt cienījamos žurnālos.

Viņš bija kautrīgs un pazemīgs jauneklis, tāpēc viņam bija vajadzīgs spēcīgāku personību atbalsts, lai palīdzētu viņam sevi novērtēt zinātnes aprindās. 1847. gadā viņš sadarbojās ar Viljamu Thomsonu, vēlāk pazīstamu kā lordu Kelvinu, kurš, lai arī sešus gadus jaunāks par viņu, nekad nebija sajutis sevis reklamēšanas problēmu.

Bibliogrāfija

Džeimss Preskots Džouls dzimis 1818. gadā Salfordā, netālu no Mančestras; un miris 1889. gadā Pārdošanā. Viņš uzauga turīgā ģimenē, kurai piederēja alus fabrika, kuru viņam izdevās pārvaldīt.

Veselības problēmu dēļ viņš neapmeklēja skolu, bet nodarbības veica savās mājās līdz 15 gadu vecumam, kad viņam bija jāsāk strādāt spirta rūpnīcā.

Džons Daltons, slavenais britu ķīmiķis, bija viņa matemātikas un fizikas profesors, kurš viņu pamudināja veikt zinātniskos pētījumus. Turklāt Daltons bija Londonas Karaliskās dabaszinātņu attīstības biedrības loceklis un pazina daudzus tā laika vadošos zinātniekus.

Viņš atstāja iespaidu uz jauno Džoulu tik lielā mērā, ka, attīstot savus uzskatus par enerģijas pārveidošanu, viņš rakstītajā presē bija pārliecināts pat tad, kad gandrīz visi citi zinātnieki viņam nepiekrita.

Pirmajos gados

Džeimsam Džoulam bērnībā bija dažas veselības problēmas. Mugurkaula vājums izraisīja nelielu kroplību. Šī iemesla dēļ viņš neapmeklēja skolu un mājās saņēma privātstundas, kuras viņš apvienoja ar darbu tēva spirta rūpnīcā.

Nesadarbojoties ar citiem bērniem skolā, viņš kautrējās, būdams sabiedrībā. Faktiski spēcīgākas personības trūkums var būt iemesls tam, ka zinātnes aprindās netiek atzīts.

Šī iemesla dēļ viņam bija vajadzīgs citu zinātnieku atbalsts, kuriem bija dāvanas, kuras viņam trūka. Tomēr tikai 1847. gadā viņa dzīvē ienāca Viljams Tomsons. Līdz tam Džūle cīnījās par zinātniski nozīmīgu rakstu publicēšanu, taču ar nelielu vai vispār neietekmētu rakstu.

Pētījumi

No 1834. līdz 1837. gadam Džeimss un viņa vecākais brālis Benjamiņš saņēma privātstundas savās mājās. Viņa fizikas un matemātikas profesors bija britu ķīmiķis Džons Daltons, kurš viņu mudināja uz zinātniskiem pētījumiem.

Sākotnēji viņš veica eksperimentus laboratorijā, kuru bija izveidojis savas mājas pagrabā, turpinot studijas Mančestras universitātē.

Sākumā viņš pētīja aspektus, kas saistīti ar magnētismu elektrisko strāvu laikā, un, pateicoties tam, viņš izgudroja elektromotoru. Viņš arī veica pētījumus elektrības un termodinamikas jomā.

20 gadu vecumā viņam izdevās aizstāt tvaika motoru sava tēva alus darītavā ar elektrisko, lai palielinātu efektivitāti un ietaupītu uzņēmuma naudu. Izpētot siltumu, kas izdalās no elektriskās ķēdes, viņš formulēja to, kas mūsdienās tiek dēvēts par Džoule likumu.

Ieguldījums zinātnē

Džoule darbs ir stāsts par pastāvīgu cīņu pret kritisko zinātnisko iestādi, kura negribēja pieņemt pierādījumus, kamēr nebija iespējams to ignorēt.

Viņa zinātnisko pētījumu kulminācija bija 1850. gadā. Tajā gadā viņš publicēja rakstu, kurā viņš iepazīstināja ar siltuma mehāniskā ekvivalenta mērījumiem, kuriem viņš izmantoja savu slaveno bradājuma riteņu aparātu.

Džoula likums

Pētot siltumu, ko izdala elektriskajās ķēdēs, viņš atklāja labi zināmo Džoule likumu. Kad caur vadītāju plūst elektriskā strāva, palielinās temperatūra. Šis likums ļauj mums aprēķināt siltumu, kas rodas, kad caur pretestību plūst elektriskā strāva.

Džoula-Tomsa efekts

1852. gadā Džouls un Viljams Tomssons atklāja, ka, ja gāzei ļauj izplesties, neveicot nekādu ārēju darbu, gāzes temperatūra pazeminās. Šī parādība, ko sauca par Joule-Thomson efektu, bija saldēšanas un gaisa kondicionētāju pamats.

Pirmais termodinamikas likums

Džeimss Džouls spēlēja galveno lomu pētījumos par enerģijas kā universālā fizikas principa saglabāšanu vai termodinamikas pirmo likumu. Tas ir balstīts uz Džoule secinājumu, ka siltums un enerģija ir līdzvērtīgi.

Atzinības

19. gadsimta sākuma zinātniskā pasaule bija sarežģīta. Lielbritānijā zinātņu grādi netika piešķirti, un nebija arī profesionālas zinātniskās kvalifikācijas. Tikai nelielai daļai no tiem, kas publicēja zinātniskus rakstus, bija algots darbs zinātnē.

Pats Džoule lielāko daļu eksperimentu veica savas mājas pagrabā kā privātpersona un strādāja ar dažiem viņa rīcībā esošajiem resursiem.

Tomēr 1866. gadā Karaliskā biedrība viņam piešķīra augstāko atzinību - Kopija medaļu. Turklāt viņš 1872. gadā un 1887. gadā tika ievēlēts par Lielbritānijas zinātnes attīstības asociācijas prezidentu.

Viņam par godu Starptautiskās sistēmas vienību, ko izmanto enerģijas, darba un siltuma mērīšanai, sauc par džoulu.

Atsauces

1. Esq, JPJ (1843). XXXII. par magnētiskās elektrības siltumspēju un siltuma mehānisko vērtību. Londonas, Edinburgas un Dublinas filozofiskais žurnāls un žurnāls par zinātni, 23 (152), 263–276.
2. Džeimss joule - MagLab. Iegūts 2019. gada 8. jūlijā no Nationalmaglab.org
3. Džeimss džouls, Viljams Tomsons un ideālas gāzes koncepcija (2010). Karaliskās biedrības piezīmes un ieraksti, 64 (1), 43-57.
4. Sartons, G., Meijers, JR, Džouls, JP, un Karnots, S. (1929). Enerģijas saglabāšanas likuma atklāšana. Isis, 13 (1), 18-44.
5. Young, J. (2015). Siltums, darbs un smalki šķidrumi: komentārs džoulā (1850) “Par siltuma mehānisko ekvivalentu”. Filozofiski darījumi. A sērija, matemātiskās, fizikālās un inženierzinātnes, 373 (2039) doi: 10.1098 / rsta.2014.0348