Was hat Joule entdeckt? Herausragender Physiker James Joule: Biografie, Erfolge, Auszeichnungen und interessante Fakten

Biografie

James Prescott Joule (englisch: James Prescott Joule; 24. Dezember 1818, Salford, Lancashire, England, Großbritannien – 11. Oktober 1889, Sale, Cheshire, England, Großbritannien) – englischer Physiker, der einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung der Thermodynamik leistete. Er begründete den Energieerhaltungssatz durch Experimente. Erstellte ein Gesetz, das definiert thermischer Effekt elektrischer Strom. Er berechnete die Geschwindigkeit von Gasmolekülen und stellte deren Abhängigkeit von der Temperatur fest.

Er untersuchte experimentell und theoretisch die Natur der Wärme und entdeckte ihren Zusammenhang mit mechanischer Arbeit. Dadurch gelangte er fast gleichzeitig mit Mayer zum Konzept der universellen Energieerhaltung, das wiederum die Formulierung des ersten Hauptsatzes von lieferte Thermodynamik. Er arbeitete mit Thomson an der absoluten Temperaturskala, beschrieb das Phänomen der Magnetostriktion und entdeckte den Zusammenhang zwischen dem Strom, der durch einen Leiter mit einem bestimmten Widerstand fließt, und der dabei freigesetzten Wärmemenge (Joule-Lenz-Gesetz). Er leistete einen wesentlichen Beitrag zur Technologie physikalischer Experimente und verbesserte die Konstruktion vieler Messgeräte.

Die Maßeinheit für Energie, das Joule, ist nach Joule benannt.

Er wurde in die Familie eines wohlhabenden Brauereibesitzers in Salford bei Manchester hineingeboren und zu Hause unterrichtet. Mehrere Jahre lang war Dalton sein Lehrer für Grundmathematik, die Grundlagen der Chemie und Physik. Ab 1833 (ab seinem 15. Lebensjahr) arbeitete er in einer Brauerei und war parallel zu seinem Studium (bis zu seinem 16. Lebensjahr) und seinem Studium der Naturwissenschaften bis 1854 an der Leitung des Unternehmens beteiligt, bis es verkauft wurde.

Seine ersten experimentellen Studien begann er bereits 1837, als er sich für die Möglichkeit interessierte, Dampfmaschinen in einer Brauerei durch elektrische zu ersetzen. Im Jahr 1838 veröffentlichte Sturgeon auf Empfehlung eines seiner Lehrer, John Davies, dessen enger Freund der Erfinder des Elektromotors war, das erste Werk über Elektrizität in der wissenschaftlichen Zeitschrift Annals of Electricity, die im Jahr zuvor von Sturgeon gegründet worden war Die Arbeit widmete sich dem Entwurf eines elektromagnetischen Motors. 1840 entdeckte er den Effekt der magnetischen Sättigung bei der Magnetisierung von Ferromagneten und untersuchte zwischen 1840 und 1845 experimentell elektromagnetische Phänomene.

Ich suche beste Wege Bei der Messung elektrischer Ströme entdeckte James Joule 1841 das nach ihm benannte Gesetz, das einen quadratischen Zusammenhang zwischen der Stärke des Stroms und der von diesem Strom im Leiter freigesetzten Wärmemenge herstellte (in der russischen Literatur erscheint es als Joule-Lenz-Gesetz). , da dieses Gesetz 1842 unabhängig vom russischen Physiker Lenz entdeckt wurde). Die Entdeckung wurde von der Royal Society of London nicht gewürdigt und das Werk wurde nur in der Zeitschrift der Manchester Literary and Philosophical Society veröffentlicht.

1840 zog Sturgeon nach Manchester und leitete die Royal Victoria Gallery. für die Förderung der praktischen Wissenschaft) ist eine kommerzielle Ausstellungs- und Bildungseinrichtung, zu der sie im Jahr 1841 einlädt Joule als erster Dozent.

In seinen Arbeiten Anfang der 1840er Jahre beschäftigte er sich mit der Frage der wirtschaftlichen Machbarkeit elektromagnetischer Motoren. Zunächst glaubte er, dass Elektromagnete eine Quelle unbegrenzter mechanischer Arbeit sein könnten, kam aber bald zu der Überzeugung, dass aus praktischer Sicht Dampf Die damaligen Motoren waren effizienter und veröffentlichten 1841 die Schlussfolgerung, dass der Wirkungsgrad eines „idealen“ elektromagnetischen Motors pro Pfund Zink (verwendet in Batterien) nur 20 % des Wirkungsgrads eines Dampfmotors pro Pfund verbrannter Kohle beträgt verbirgt die Enttäuschung nicht.

Im Jahr 1842 entdeckte und beschrieb er das Phänomen der Magnetostriktion, das darin besteht, dass sich Größe und Volumen eines Körpers ändern, wenn sich sein Magnetisierungszustand ändert. Im Jahr 1843 formulierte und veröffentlichte er die endgültigen Ergebnisse seiner Arbeiten zur Untersuchung der Wärmefreisetzung in Leitern. Insbesondere zeigte er experimentell, dass die erzeugte Wärme in keiner Weise der Umgebung entnommen wurde, was die Theorie der Kalorienzufuhr unwiderruflich widerlegte Es gab damals noch Anhänger. Im selben Jahr wurde mein Interesse geweckt häufiges Problem quantitative Beziehung zwischen verschiedenen Kräften, die zur Wärmefreisetzung führen, und sucht nach der Überzeugung, dass es einen eindeutigen Zusammenhang zwischen Arbeit und der von Mayer (1842) vorhergesagten Wärmemenge gibt, nach einer numerischen Beziehung zwischen diesen Größen – der mechanischen Äquivalent von Wärme. Zwischen 1843 und 1850 führte er eine Reihe von Experimenten durch, wobei er die experimentellen Techniken kontinuierlich verbesserte und jedes Mal das Prinzip der Energieeinsparung mit quantitativen Ergebnissen bestätigte[⇨].

Im Jahr 1844 zog die Familie Joule um neues Haus in Whalley Range, wo für James ein praktisches Labor eingerichtet wurde. 1847 heiratete er Amelia Grimes, sie bekamen bald einen Sohn und eine Tochter, und Amelia Joule starb 1854.

Im Jahr 1847 lernte er Thomson kennen, der Joules experimentelle Technik sehr schätzte und mit dem er anschließend fruchtbar zusammenarbeitete. Thomsons Ideen zu Fragen der molekularkinetischen Theorie entstanden größtenteils unter dem Einfluss von Joule. In ihrer ersten gemeinsamen Arbeit erstellten Thomson und Joule eine thermodynamische Temperaturskala.

Um die thermischen Effekte mit zunehmendem Druck zu erklären, schlug er 1848 ein Gasmodell vor, das aus mikroskopisch kleinen elastischen Kugeln besteht, deren Kollision mit den Gefäßwänden Druck erzeugt, und schätzte die Geschwindigkeit der „elastischen Kugeln“ aus Wasserstoff bei etwa 1850 m/s. Auf Empfehlung von Clausius wurde dieses Werk in den Philosophical Transactions der Royal Society veröffentlicht, und obwohl später gravierende Mängel darin aufgedeckt wurden, hatte es einen erheblichen Einfluss auf die Entwicklung der Thermodynamik, insbesondere spiegelt es ideologisch das Werk von Van wider der Waals in den frühen 1990er Jahren über die Modellierung von echtem Gas.

Ende der 1840er Jahre erlangte Joules Arbeit in der wissenschaftlichen Gemeinschaft allgemeine Anerkennung und 1850 wurde er zum Vollmitglied der Royal Society of London gewählt.

In seinen Werken von 1851 verbesserte er seine theoretischen Modelle zur Darstellung von Wärme als Bewegung elastischer Teilchen und berechnete theoretisch die Wärmekapazität einiger Gase ziemlich genau. Im Jahr 1852 entdeckte, maß und beschrieb er in einer Reihe gemeinsamer Arbeiten mit Thomson den Effekt der Änderung der Gastemperatur während der adiabatischen Drosselung, den sogenannten Joule-Thomson-Effekt, der später zu einer der Hauptmethoden zur Gewinnung von Super wurde niedrige Temperaturen und trug damit zur Entstehung der Tieftemperaturphysik als Zweig der Naturwissenschaften bei.

In den 1850er Jahren veröffentlichte er eine umfangreiche Artikelserie zum Thema Verbesserung elektrische Messungen, bietet Designs von Voltmetern, Galvanometern und Amperemetern an, die eine hohe Messgenauigkeit bieten; Im Allgemeinen legte Joule während seiner gesamten wissenschaftlichen Praxis großen Wert auf experimentelle Techniken, die es ihm ermöglichten, äußerst genaue Ergebnisse zu erzielen.

1859 untersuchte er die thermodynamischen Eigenschaften Feststoffe, misst den thermischen Effekt während der Verformung und stellt die nicht standardmäßigen Eigenschaften von Gummi im Vergleich zu anderen Materialien fest.

In den 1860er Jahren interessierte er sich für Naturphänomen und bietet mögliche Erklärungen für die Natur atmosphärischer Gewitter, Fata Morgana und Meteoriten.

Im Jahr 1867 führte Joule nach dem von Thomson vorgeschlagenen Schema Messungen des Standards des mechanischen Wärmeäquivalents für die British Scientific Association durch, erhielt jedoch Ergebnisse, die von den Werten rein mechanischer Experimente abwichen Die Klärung der Bedingungen mechanischer Experimente bestätigte die Genauigkeit von Joules Messungen und 1878 wurde der Widerstandsstandard überarbeitet.

An Anfangsstadien Aktivitäten führte Joule Experimente und Forschungen ausschließlich auf eigene Kosten durch, doch nach dem Verkauf der Brauerei im Jahr 1854 verschlechterte sich die finanzielle Situation allmählich und er musste auf Mittel verschiedener Art zurückgreifen wissenschaftliche Organisationen, und 1878 wurde eine staatliche Rente gewährt. Seit seiner Kindheit litt er an einer Wirbelsäulenerkrankung und arbeitete seit den frühen 1870er Jahren aus gesundheitlichen Gründen praktisch nicht mehr. Gestorben im Jahr 1889

Mechanisches Wärmeäquivalent

Ab 1843 suchte Joule nach einer Bestätigung des Energieerhaltungssatzes und versuchte, das mechanische Wärmeäquivalent zu berechnen. In den ersten Experimenten misst er die Erwärmung der Flüssigkeit, in die ein im Feld eines Elektromagneten rotierender Elektromagnet mit Eisenkern eintaucht, wobei er Messungen bei geschlossenen und offenen Wicklungen des Elektromagneten vornimmt, dann verbessert er das Experiment, Dadurch entfällt die manuelle Drehung und der Antrieb des Elektromagneten mit einem Absenkgewicht. Formuliert auf Basis der Messergebnisse folgendes Verhältnis:

Die Wärmemenge, die 1 Pfund Wasser um 1 Grad Fahrenheit erhitzen kann, entspricht der mechanischen Kraft und kann in diese umgewandelt werden, die in der Lage ist, 838 Pfund auf eine vertikale Höhe von 1 Fuß zu heben

Die Ergebnisse der Experimente wurden 1843 in dem Artikel „Über die thermische Wirkung der Magnetoelektrizität und die mechanische Bedeutung der Wärme“ veröffentlicht. Im Jahr 1844 formulierte er die erste Version des Gesetzes der Wärmekapazität komplexer kristalliner Körper, das als Joule-Kopp-Gesetz bekannt ist (Copp (deutsch: Hermann Kopp) lieferte 1864 die genaue Formulierung und die endgültige experimentelle Bestätigung).

Darüber hinaus misst er im Experiment von 1844 die Wärmefreisetzung, wenn eine Flüssigkeit durch enge Rohre gedrückt wird, im Jahr 1845 misst er die Wärme beim Komprimieren eines Gases und im Experiment von 1847 vergleicht er die Kosten für die Drehung eines Rührers eine Flüssigkeit mit der durch Reibung entstehenden Wärme.

In den Werken von 1847–1850 wird ein noch genaueres mechanisches Äquivalent der Wärme angegeben. Er benutzte ein Metallkalorimeter, das auf einer Holzbank montiert war. Im Inneren des Kalorimeters befand sich eine Achse mit darauf befindlichen Flügeln. An den Seitenwänden des Kalorimeters befanden sich Plattenreihen, die die Bewegung des Wassers verhinderten, die Flügel jedoch nicht berührten. Um die Achse außerhalb des Kalorimeters wurde ein Faden mit zwei hängenden Enden gewickelt, an dem Gewichte befestigt waren. Bei den Experimenten wurde die Wärmemenge gemessen, die entsteht, wenn sich die Achse aufgrund von Reibung dreht. Diese Wärmemenge wurde mit der Änderung der Position der Lasten und der auf sie wirkenden Kraft verglichen.

Entwicklung der mechanischen äquivalenten Wärmewerte, die aus Joules Experimenten erhalten wurden (in Fuß-Pfund oder Fuß-Pfund pro britischer Wärmeeinheit):
838 (4,51 J/cal), 1843;
770 (4,14 J/cal), 1844;
823 (4,43 J/cal), 1845
819 (4,41 J/cal), 1847
772,692 (4,159 J/cal), 1850.

Die neueste Schätzung kommt den ultrapräzisen Messwerten des 20. Jahrhunderts nahe.

Der Kampf um die Priorität bei der Entdeckung des Energieerhaltungssatzes

Ab der zweiten Hälfte der 1840er Jahre entbrannte auf den Seiten der „Proceedings of the French Academy of Sciences“ (französisch Comptes rendus hebdomadaires des séances de l „Académie des sciences“) eine hitzige Debatte über die Priorität bei der Entdeckung des Gesetzes der Energieerhaltung für thermodynamische Systeme zwischen Joule und Mayer, und obwohl Mayers Veröffentlichung etwas früher erschien, wurde er als Arzt von Beruf nicht ernst genommen, während Joule bereits von prominenten Physikern unterstützt wurde, insbesondere sein Bericht von 1847 bei der British Scientific Association erhielt hohe Anerkennung Noten von den Anwesenden des Treffens Faraday, Stokes und Thomson. Als Timiryazev diese Diskussion später noch einmal durchging, bemerkte er die Konsequenz von Mayers Argumentation im Kampf gegen den „kleinen Neid der Fabrik“. Wissenschaftler" Helmholtz, der 1847 das Prinzip der Energieerhaltung veröffentlichte, machte 1851 auf die Arbeit von Mayer aufmerksam und erkannte 1852 offen seine Priorität an.

Die nächste Runde des Kampfes um Priorität fand in den 1860er Jahren statt, als das Gesetz in der wissenschaftlichen Gemeinschaft allgemeine Anerkennung fand. Tyndall zeigt 1862 in einem öffentlichen Vortrag Mayers Priorität, und Clausius vertritt seinen Standpunkt. Tait, bekannt für seine pro-britischen patriotischen Ansichten, beharrt in einer Reihe von Veröffentlichungen auf der Priorität von Joule, erkennt den physischen Inhalt von Mayers Werk von 1842 nicht an; Clausius stellt sich gegen ihn, und der Philosoph Dühring schmälert die Bedeutung der Werke von Joule und Helmholtz, besteht aktiv auf der Priorität von Mayer, was in vielerlei Hinsicht als endgültige Anerkennung von Mayers Priorität diente.

Anerkennung und Erinnerung

1850 wurde er zum Mitglied der Royal Society of London gewählt. 1852 erhielt er für seine Arbeiten zum quantitativen Wärmeäquivalent die erste königliche Medaille. 1860 wurde er zum Ehrenpräsidenten der Manchester Literary and Philosophical Society gewählt.

Erhielt den wissenschaftlichen Grad eines Doctor of Laws vom Trinity College Dublin (1857), Doctor Zivilrecht(Englische DCL) Universität Oxford a (1860), Doktor der Rechtswissenschaften (LL.D.) an der University of Edinburgh (1871).

1866 wurde Joule mit der Copley-Medaille und 1880 mit der Albert-Medaille ausgezeichnet. Im Jahr 1878 gewährte ihm die Regierung eine lebenslange Rente von 215 £.

In den Jahren 1872 und 1877 wurde er zweimal zum Präsidenten der British Association for the Advancement of Science gewählt.

Auf dem Zweiten Internationalen Elektrikerkongress im Jahr 1889, dem Jahr von Joules Tod, wurde eine einheitliche Maßeinheit für Arbeit, Energie und Wärmemenge nach ihm benannt, für die der Übergangskoeffizient zwischen mechanischer Arbeit und Wärme (mechanisches Äquivalent von) angegeben wurde Wärme) war nicht erforderlich, was zu einer der abgeleiteten Einheiten SI mit eigenem Namen wurde.

Im Rathaus von Manchester befindet sich gegenüber dem Dalton-Denkmal ein Joule-Denkmal des Bildhauers Alfred Gilbert.

1970 benannte die Internationale Astronomische Union den James-Joule-Krater weiter Rückseite Monde.

James Prescott Joule($1818$ - $1889$) – Englischer Physiker, der einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung der Thermodynamik leistete.

Biografie

Anmerkung 1

Er war der Sohn von Benjamin Joule, Besitzer einer relativ großen Brauerei.
James Joule erhielt seine Erstausbildung vor allem aufgrund seines schlechten Gesundheitszustands von Privatlehrern. Er hatte Probleme mit der Wirbelsäule, aber mit der Zeit verbesserte sich sein Zustand, doch sein ganzes Leben lang blieb der Wissenschaftler gebeugt, was seinen Charakter beeinträchtigte und zu seiner Schüchternheit beitrug.

Mit 1834 Dollar studierte er bei John Dalton in Manchester an der Literary and Philosophical Society. Wie Dalton war Joule ein starker Befürworter der Atomtheorie, während viele Wissenschaftler dieser Zeit ihr noch skeptisch gegenüberstanden.

In späteren Jahren studierte James Joule bei John Davis und interessierte sich für Elektrizität; er und sein Bruder experimentierten damit, sich gegenseitig und die Bediensteten der Familie durch Stromschläge zu töten.

Anmerkung 2

Wissenschaftliche Errungenschaften

Elektrizität

Notiz 3

Naturwissenschaften waren für Joule zunächst ein Hobby, doch schon während seiner Arbeit in der Brauerei begann er, die Möglichkeiten zu erkunden, Heizkessel durch den neu erfundenen Elektromotor zu ersetzen.

Teilweise getrieben von dem Wunsch, die wirtschaftlichen Auswirkungen einer solchen Substitution abzuschätzen, konzentriert er sich auf Messungen, mit denen festgestellt werden kann, welche Energiequelle effizienter ist. So entdeckte er 1841 das Joulesche Gesetz, nach dem die durch die direkte Wirkung eines galvanischen Stroms erzeugte Wärme proportional zum Quadrat des Stroms multipliziert mit dem Widerstand des Leiters ist. (Die abgeleitete Energie- oder Arbeitseinheit, das Joule, wurde nach ihm benannt). Joule kam zu dem Schluss, dass die Verbrennung eines Pfunds Kohle wirtschaftlicher wäre, als wertvolle Pfunde Zink für eine elektrische Batterie zu verschwenden.

Joule versucht, die Ergebnisse vor der Royal Society zu präsentieren, aber sie verwechseln ihn mit einem Amateur aus der Provinz.

Im Jahr 1843 berechnete Joule die Menge an mechanischer Arbeit, die erforderlich ist, um eine entsprechende Wärmemenge zu erzeugen. Diese Größe wurde als „mechanisches Äquivalent der Wärme“ bezeichnet. Erneut legte er einen Bericht über seine Ergebnisse vor, dieses Mal der British Association for the Advancement of Science. Auch hier war die Reaktion wenig begeistert. Mehrere führende Fachzeitschriften weigerten sich ebenfalls, Artikel über Joules Arbeit zu veröffentlichen.

Joules Arbeiten zum Zusammenhang zwischen Wärme, Elektrizität und mechanischer Arbeit wurden bis 1847 weitgehend ignoriert. Nur William Thomson erkannte, dass Joules Arbeit in ein einheitliches Muster passte, das sich in der Physik bereits abzuzeichnen begann, und unterstützte Joules Arbeit enthusiastisch.

Im Jahr 1849 las Joule seine Arbeit mit dem Titel „On the Mechanical Equivalent of Heat“ in der Royal Society, mit Faraday als seinem Sponsor. IN nächstes Jahr Die Royal Society veröffentlichte Joules Artikel.

James Prescott Joule(dt. James Prescott Joule; 24. Dezember 1818, Salford, Lancashire, England, Großbritannien – 11. Oktober 1889, Sale, Cheshire, England, Großbritannien) – englischer Physiker, der einen bedeutenden Beitrag zur Entwicklung der Thermodynamik leistete. Er begründete den Energieerhaltungssatz durch Experimente. Erstellte ein Gesetz zur Bestimmung der thermischen Wirkung von elektrischem Strom. Er berechnete die Bewegungsgeschwindigkeit von Gasmolekülen und stellte deren Abhängigkeit von der Temperatur fest.

Die Maßeinheit für Energie, das Joule, ist nach Joule benannt.

Biografie

Auf der Suche nach besseren Methoden zur Messung elektrischer Ströme entdeckte James Joule 1841 das nach ihm benannte Gesetz, das eine quadratische Beziehung zwischen der Stärke des Stroms und der von diesem Strom im Leiter freigesetzten Wärmemenge herstellte (in der russischen Literatur erscheint es als). Joule-Lenz-Gesetz, da dieses Gesetz 1842 unabhängig war, wurde vom russischen Physiker Lenz entdeckt). Die Entdeckung wurde von der Royal Society of London nicht gewürdigt und das Werk wurde nur in der Zeitschrift der Manchester Literary and Philosophical Society veröffentlicht.

1840 zog Sturgeon nach Manchester und leitete die Royal Victoria Gallery for the Encouragement of Practical Science, eine kommerzielle Ausstellungs- und Bildungseinrichtung, wo er 1841 Joule als ersten Dozenten einlud.

Im Jahr 1842 entdeckte und beschrieb er das Phänomen der Magnetostriktion, das darin besteht, dass sich Größe und Volumen eines Körpers ändern, wenn sich sein Magnetisierungszustand ändert. Im Jahr 1843 formulierte und veröffentlichte er die endgültigen Ergebnisse seiner Arbeiten zur Untersuchung der Wärmefreisetzung in Leitern. Insbesondere zeigte er experimentell, dass die erzeugte Wärme in keiner Weise der Umgebung entnommen wurde, was die Theorie der Kalorienzufuhr unwiderruflich widerlegte Es gab damals noch Anhänger. Im selben Jahr interessierte er sich für das allgemeine Problem der quantitativen Beziehung zwischen verschiedenen Kräften, die zur Wärmefreisetzung führen, und gelangte zu der Überzeugung, dass ein bestimmter Zusammenhang zwischen der Arbeit und der von Mayer vorhergesagten Wärmemenge besteht (1842) suchte er nach einem numerischen Zusammenhang zwischen diesen Größen – dem mechanischen Äquivalent der Wärme. Zwischen 1843 und 1850 führte er eine Reihe von Experimenten durch, wobei er die experimentellen Techniken kontinuierlich verbesserte und jedes Mal das Prinzip der Energieeinsparung mit quantitativen Ergebnissen bestätigte.

James Joule Kurze Biographie Englische Physiker werden in diesem Artikel vorgestellt.

Kurzbiografie von Joule James Prescott

James Prescott Joule wurde am 24. Dezember 1818 in der Familie eines wohlhabenden Brauereibesitzers geboren. Die gute finanzielle Situation der Familie ermöglichte es James, bis zu seinem 15. Lebensjahr zu Hause unterrichtet zu werden. Er erwarb hervorragende Kenntnisse in den Bereichen Physik, Mathematik und Chemie, und da James Joule eine weitere Anziehungskraft auf die Naturwissenschaften verspürte, wollte er seine Ausbildung fortsetzen. Doch das Schicksal wollte es anders: Aufgrund der Krankheit seines Vaters leiteten er und sein älterer Bruder einige Zeit die Familienbrauerei.

Die aktuellen Umstände hinderten James nicht daran, sich der Wissenschaft zu widmen. Zu Hause richtet er ein Physiklabor ein und beginnt mit der Durchführung seiner Experimente. Bei den ersten Arbeiten an Elektromotoren entdeckte der Wissenschaftler Folgendes: Leistung elektrische Maschinen direkt proportional zur Spannungs- und Stromabgabe.

Ab 1847 führte der Wissenschaftler sieben Jahre lang eine Reihe von Experimenten durch, um die Wirkung von Wärme auf Menschen zu untersuchen elektrischer Strom, durch den Leiter gehend. Das Ergebnis seiner Arbeit war die Entdeckung des proportionalen Zusammenhangs zwischen der im Leiter freigesetzten Wärmemenge und dem Widerstand dieses Materials und das Quadrat des Stroms, der durch ihn fließt.

Joules Entdeckung machte ihn zu einem berühmten Wissenschaftler. W. Thomson bot ihm einen gemeinsamen Job an. Durch ihre Zusammenarbeit wurden sie tatsächlich zu den Vorfahren aller Kühlaggregate und Kühlschränke. Joule entdeckte, dass die Expansion eines Gases ohne Arbeitsleistung zu einer deutlichen Absenkung seiner Temperatur führt. Dieser Effekt wurde nach Wissenschaftlern benannt – er wird Joule-Thomson-Effekt genannt.

(Englisch) James Prescott Joule, MFA: 24. Dezember 1818 – 11. Oktober 1889) war ein englischer Physiker und Brauer.
Joule untersuchte die Natur der Wärme und bestimmte die bei mechanischer Arbeit freigesetzte Wärmemenge. Dies führte ihn zur Entdeckung des Energieerhaltungssatzes und schließlich zur Formulierung des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik. Zusammen mit Lord Kelvin arbeitete er an der Entwicklung der absoluten Temperaturskala. Er bestimmt auch die Wärmemenge, die freigesetzt wird, wenn Strom durch einen Leiter fließt (Joule-Lenz-Gesetz). Untersuchte Magnetostriktion.
Die Maßeinheit für Energie, das Joule, wird in verwendet internationales System SI.
Geboren am 24. Dezember 1818 in Salfordy bei Manchester. Im Alter von 15 Jahren wuchs Joule in der Familie seines Vaters, eines wohlhabenden Brauers, auf und erhielt zu Hause seine Ausbildung. Mehrere Jahre lang wurde er von dem berühmten Physiker und Chemiker John Dalton in Mathematik, Physik und den Prinzipien der Chemie unterrichtet, unter dessen Einfluss Joule im Alter von 19 Jahren mit der experimentellen Forschung begann. Es war Dalton, der Joule die Liebe zur Wissenschaft und die Leidenschaft für das Sammeln und Verstehen der numerischen Daten einflößte Wissenschaftliche Theorien und Gesetze. Leider war Joules mathematische Ausbildung schwach, was seine Forschungen in Zukunft stark behinderte und ihn möglicherweise daran hinderte, noch bedeutendere Entdeckungen zu machen.
1838 erschien in der Zeitschrift Annals of Electricity sein Artikel über einen elektromagnetischen Motor, 1840 entdeckte er den Effekt der magnetischen Sättigung und 1842 das Phänomen der Magnetostriktion.
Joule hatte keinen Beruf und keine andere Arbeit als die Mitarbeit bei der Leitung der Fabrik seines Vaters. Bis 1854, als Fabrik wurde schließlich verkauft, siehe auch Betonwerk, Joule arbeitete daran und führte in unregelmäßigen Abständen, nachts, seine Experimente durch. Nach 1854 hatte Joule sowohl die Zeit als auch die Mittel, einzubauen eigenes Zuhause Physikalisches Labor und widmet sich ganz der Experimentalphysik. Später geriet Joule in finanzielle Schwierigkeiten und bat Königin Victoria um finanzielle Unterstützung für die Fortsetzung seiner Forschungen.
Joules Forschungsgerät zur Untersuchung von Wärme, 1845 In den Jahren 1837–1847 widmete Joule seine gesamte Freizeit verschiedenen Experimenten zur Umwandlung verschiedene Formen Energie – mechanisch, elektrisch, chemisch – in Wärmeenergie. Er entwickelte Thermometer, die die Temperatur mit einer Genauigkeit von ein bis zweihundert Grad maßen, was es ihm ermöglichte, Messungen mit der damals besten Genauigkeit durchzuführen. Beeinflusst von Faradays Arbeit wandte sich Joule der Untersuchung der thermischen Auswirkungen von Strom zu, was zur Entdeckung eines Gesetzes führte, das heute Joulesches Gesetz genannt wird. Nach diesem Gesetz ist die in einem stromdurchflossenen Leiter freigesetzte Wärmemenge proportional zum Widerstand des Leiters und zum Quadrat des Stroms.
Im Jahr 1843 begann Joule neues Problem: Beweis für die Existenz eines quantitativen Zusammenhangs zwischen „Kräften“ unterschiedlicher Natur, die zur Freisetzung von Wärme führen. Seine ersten Experimente bestanden darin, die in einem Wassergefäß freigesetzte Wärmemenge zu messen, indem ein rotierender Elektromagnet unter dem Einfluss einer Last abgesenkt und das Gefäß selbst in ein Magnetfeld gebracht wurde. In diesen Experimenten bestimmte er zunächst das mechanische Wärmeäquivalent (4,5 J/cal in modernen Einheiten) und untersuchte in den Folgejahren thermische Effekte beim Drücken von Flüssigkeit durch enge Löcher (1844), beim Komprimieren von Gas (1845) usw. Alle diese Experimente führten Joule zur Entdeckung des Energieerhaltungssatzes. Anschließend wurde eine Maßeinheit für alle Arten von Energie – mechanische, thermische, elektrische, Strahlung und andere – nach ihm benannt.
Im Juni 1847 präsentierte Joule auf einer Tagung der British Association of Scientists einen Vortrag, in dem er über präzise Messungen des mechanischen Wärmeäquivalents berichtete. Der Bericht wurde zu einem Wendepunkt in seiner Karriere. 1850 wurde Joule zum Mitglied der Royal Society of London gewählt. Er wurde einer der maßgeblichsten Wissenschaftler seiner Zeit und Träger zahlreicher Titel und Auszeichnungen. Die Königin erhob ihn zum Ritter.
Im Jahr 1847 lernte Joule W. Thomson kennen und untersuchte gemeinsam mit ihm das Verhalten von Gasen unter verschiedenen Bedingungen. Das Ergebnis dieser Zusammenarbeit war die Entdeckung der Kühlwirkung von Gas während seiner langsamen adiabatischen Strömung durch eine poröse Trennwand (Joule-Thomson-Effekt). Dieser Effekt wird zur Verflüssigung von Gasen genutzt. Darüber hinaus konstruierte Joule eine thermodynamische Temperaturskala, berechnete die Wärmekapazität einiger Gase, berechnete die Geschwindigkeit von Gasmolekülen und stellte deren Abhängigkeit von der Temperatur fest.
1854 verkaufte Joule das Werk, das ihm sein Vater hinterlassen hatte, und widmete sich ganz der Wissenschaft. Joule arbeitete unermüdlich auf demselben Gebiet und veröffentlichte vor seinem Tod 97 wissenschaftliche Arbeiten, von denen etwa 20 in Zusammenarbeit mit W. Thomson und L. Plefer entstanden; Die meisten davon betreffen die Anwendung mechanische Theorie Wärme zur Theorie der Gase, Molekularphysik und Akustik und gehören zu den klassischen Werken der Physik.
Joule-Statue im Stadtrat von Manchester. Joule war Fellow der Royal Society of London, Ehrentitel Honoris causa vom Trinity College Dublin (1857), der Universität Oxford (1861), Doctor of Hc von Edinburgh (1871) und Leiden (1875). Universitäten; 1878 gewährte ihm die Regierung eine lebenslange Rente von 200 Pfund.
Joules Werke sind in „Scientific papers by JP Joule“ (2 Bände, London, 1884-87) gesammelt und 1872 von Sprengel ins Deutsche übersetzt.
Zu den Auszeichnungen und Ehrungen, die dem Wissenschaftler verliehen wurden, zählen die Goldmedaille der Royal Society (1852), die Copley-Medaille (1866) und die Albert-Medaille (1880). 1872 und 1877 wurde Joule zum Präsidenten der British Association for the Diffusion of Scientific Knowledge gewählt.
Joule starb am 11. Oktober 1889 in Sale.