जूल (जूल), जेम्स प्रेस्कॉट

अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जेम्स प्रेस्कॉट जूल का जन्म मैनचेस्टर के पास सैलफोर्ड में एक धनी शराब बनाने वाले के परिवार में हुआ था। घर पर ही शिक्षा प्राप्त की। कई वर्षों तक उन्हें प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ जॉन डाल्टन द्वारा गणित, भौतिकी और रसायन विज्ञान के सिद्धांत सिखाए गए, जिनके प्रभाव में जूल ने 19 साल की उम्र में प्रायोगिक अनुसंधान शुरू किया।

1838 में, विद्युत चुम्बकीय मोटर का वर्णन करने वाला उनका लेख 1840 में एनल्स ऑफ इलेक्ट्रिसिटी नामक पत्रिका में छपा, उन्होंने 1842 में चुंबकीय संतृप्ति के प्रभाव, मैग्नेटोस्ट्रिक्शन की घटना की खोज की; माइकल फैराडे के काम से प्रभावित होकर, जूल ने धारा के तापीय प्रभावों के अध्ययन की ओर रुख किया, जिसके परिणामस्वरूप उस कानून की खोज हुई जिसे अब जूल-लेन्ज़ कानून कहा जाता है (1842 में, इस कानून की खोज रूसी भौतिक विज्ञानी ई.एच. लेन्ज़ ने स्वतंत्र रूप से की थी) ). इस नियम के अनुसार, किसी विद्युत धारावाही चालक में निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा चालक के प्रतिरोध और धारा के वर्ग के समानुपाती होती है।

जूल ने ऊष्मागतिकी के विकास में प्रमुख योगदान दिया। 1843 में, उन्होंने एक नई समस्या उठाई: विभिन्न प्रकृति की "बलों" के बीच एक मात्रात्मक संबंध के अस्तित्व को साबित करना जिससे गर्मी निकलती है। उनके पहले प्रयोगों में पानी के साथ एक बर्तन में निकलने वाली गर्मी की मात्रा को मापना शामिल था, जिसमें एक विद्युत चुंबक घटते वजन के प्रभाव में घूमता था, और बर्तन को एक चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता था। इन प्रयोगों में, उन्होंने सबसे पहले गर्मी के यांत्रिक समकक्ष (आधुनिक इकाइयों में 4.2 जे/कैलोरी) निर्धारित किया, और बाद के वर्षों में उन्होंने संकीर्ण छिद्रों (1844), संपीड़ित गैस (1845), आदि के माध्यम से तरल को मजबूर करते समय थर्मल प्रभावों का अध्ययन किया। इन सभी प्रयोगों ने जूल को ऊर्जा संरक्षण के नियम की खोज की ओर अग्रसर किया। इसके बाद, सभी प्रकार की ऊर्जा - यांत्रिक, तापीय, विद्युत, दीप्तिमान, आदि - की माप की इकाई का नाम उनके नाम पर रखा गया।

1847 में जूल विलियम थॉमसन से मिले और उनके साथ मिलकर विभिन्न परिस्थितियों में गैसों के व्यवहार का अध्ययन किया। इस सहयोग का परिणाम एक छिद्रपूर्ण विभाजन (जूल-थॉमसन प्रभाव) के माध्यम से धीमी रुद्धोष्म प्रवाह के दौरान गैस के शीतलन प्रभाव की खोज थी। इस प्रभाव का उपयोग गैसों को द्रवीभूत करने के लिए किया जाता है। इसके अलावा, जूल ने एक थर्मोडायनामिक तापमान पैमाने का निर्माण किया, कुछ गैसों की ताप क्षमता की गणना की, गैस अणुओं की गति की गति की गणना की और तापमान पर इसकी निर्भरता स्थापित की, और फेरोमैग्नेट्स के चुंबकीयकरण के दौरान चुंबकीय संतृप्ति की घटना की खोज की।

वैज्ञानिक को जिन पुरस्कारों और सम्मानों से सम्मानित किया गया उनमें रॉयल सोसाइटी ऑफ़ लंदन का स्वर्ण पदक (1852), कोपले पदक (1866), और अल्बर्ट पदक (1880) शामिल हैं। 1872 और 1877 में जूल को वैज्ञानिक ज्ञान की उन्नति के लिए ब्रिटिश एसोसिएशन का अध्यक्ष चुना गया।

जेम्स जूल - सुन्दर प्रसिद्ध व्यक्ति. तब से हम सभी इस नाम को जानते हैं स्कूली पाठभौतिक विज्ञान। हालाँकि, तब किसी ने उनकी जीवनी और उपलब्धियों पर ध्यान नहीं दिया, और फिर भी उनकी जीवन पथबहुत ही रोचक। लेख में हम देखेंगे विस्तृत जीवनीवैज्ञानिक, और उन्होंने क्या हासिल किया इसके बारे में भी बात करें।

बचपन के वर्ष

जेम्स जूल, जिनकी जीवनी पर हम विचार कर रहे हैं, का जन्म 1818 में 24 दिसंबर को हुआ था। लड़के का जन्म सैलफोर्ड में स्थित एक शराब की भठ्ठी के मालिक के एक धनी परिवार में हुआ था। जेम्स की शिक्षा घर पर ही हुई। भौतिकी, रसायन विज्ञान और प्रारंभिक गणित के सिद्धांतों में उनके पहले शिक्षक डाल्टन थे। 15 साल की उम्र से, लड़के ने अपने पिता की फैक्ट्री में काम किया और सीधे उसके प्रबंधन में शामिल हो गया। उन्होंने इस गतिविधि को एक साल तक पढ़ाई के साथ जोड़ा।

पहली पढ़ाई

जेम्स जूल की विज्ञान में रुचि कब हुई? उस व्यक्ति की एक संक्षिप्त जीवनी बताती है कि उसने 1837 में अपना पहला शोध करना शुरू किया था। तब उन्हें अपने पिता की शराब की भट्टी में भाप इंजनों को बिजली से बदलने के सवाल में बहुत दिलचस्पी थी। एक साल बाद, युवक ने एक वैज्ञानिक पत्रिका में बिजली पर अपना पहला काम प्रकाशित किया। उन्हें ऐसा करने की सलाह उनके शिक्षक जॉन डेविस ने दी थी, जो, वैसे, स्टर्जन के करीबी दोस्त थे, जिन्होंने इलेक्ट्रिक मोटर का आविष्कार किया था। जिस पत्रिका में जेम्स जूल प्रकाशित हुआ वह भी स्टर्जन की ही थी। 1840 में, एक युवा शोधकर्ता ने लौहचुंबक को चुम्बकित करते समय चुंबकीय संतृप्ति के प्रभाव को देखा। उस क्षण से 1845 तक, उन्होंने प्रयोगात्मक रूप से विद्युत चुम्बकीय घटनाओं का सक्रिय रूप से अध्ययन किया।

जूल का नियम

जूल जेम्स प्रेस्कॉट आगे क्या कर रहा है? आदमी की संक्षिप्त जीवनी इस तथ्य के साथ जारी है कि 1841 में उसने वर्तमान ताकत और निकलने वाली गर्मी के बीच द्विघात संबंध पर कानून की खोज की थी। बाद में इस कानून को उसका नाम मिला, लेकिन हम इसे जूल-लेनज़ कानून के रूप में जानते हैं, क्योंकि 1842 में इसकी खोज एक भौतिक विज्ञानी ने की थी जर्मन मूलरूस से एमिली लेंट्ज़ द्वारा। वैज्ञानिक की खोज की सराहना नहीं की गई। लंदन की रॉयल सोसाइटी ने उनकी उपेक्षा की, और यह कार्य स्वयं एक मामूली पत्रिका में प्रकाशित हुआ।

व्याख्याता के रूप में कार्य करें

लेकिन जेम्स जूल ने किसके लिए काम किया? इस आदमी के बारे में दिलचस्प तथ्य दुर्लभ हैं, लेकिन यह ज्ञात है कि वह एक व्याख्याता था। स्टर्जन, जिसे हम पहले से ही जानते हैं, मैनचेस्टर चले गए और वहां व्यावहारिक ज्ञान की गैलरी खोली, जहां उन्होंने जूल को व्याख्याता बनने के लिए आमंत्रित किया। आश्चर्य की बात यह है कि कुछ छात्रों को स्वयं जेम्स जूल ने पढ़ाया था!

उस समय अपने शोध में, वैज्ञानिक ने विद्युत चुम्बकीय मोटर्स के आर्थिक लाभों के मुद्दे पर बहुत समय समर्पित किया। पहले तो उनका मानना ​​था कि विद्युत चुम्बकों में अत्यधिक क्षमता है, लेकिन जल्द ही उन्हें व्यक्तिगत रूप से विश्वास हो गया कि भाप इंजन कहीं अधिक कुशल हैं। जूल ने अपनी निराशा को छिपाए बिना इस अध्ययन के परिणाम प्रकाशित किए।

वैज्ञानिक की खोजें बहुत तेजी से हुईं। पहले से ही 1842 में, उन्होंने मैग्नेटोस्ट्रिक्शन का वर्णन किया, जिसमें यह तथ्य शामिल है कि पिंड चुंबकत्व की विभिन्न डिग्री के साथ अपने आकार और मात्रा को बदलते हैं। एक साल बाद, उन्होंने कंडक्टरों में गर्मी उत्पादन पर शोध पूरा किया और अपने परिणाम प्रकाशित किए। वे इस तथ्य में शामिल थे कि उत्पन्न गर्मी बाहर से नहीं ली जाती है। इसने कैलोरी के सिद्धांत को पूरी तरह से खारिज कर दिया, जिसके अनुयायी उस समय भी मौजूद थे।

1843 से 1850 की अवधि में, आदमी कई अध्ययनों में लगा रहा, अपनी तकनीक में सुधार किया और कई प्रयोगों के साथ ऊर्जा के संरक्षण के सिद्धांत की शुद्धता की पुष्टि की।

परिवार

1844 में जूल ने अपना निवास स्थान बदल लिया। एक नई जगह पर एक आदमी अपने से मिलता है होने वाली पत्नीअमेलिया ग्रिम्स. 1847 में, जोड़े ने शादी की और उनकी एक बेटी और एक बेटा था। साथ ही, घर में जूल स्वयं को प्रयोग करने के लिए एक सुविधाजनक प्रयोगशाला से सुसज्जित करता है। हालाँकि, उनकी ख़ुशी ज़्यादा समय तक नहीं टिकी, क्योंकि 1854 में उनकी प्यारी पत्नी की मृत्यु हो गई।

अध्ययन का सामान्य विवरण

1840 के दशक के अंत तक, हमारे लेख के नायक के कार्यों को सार्वभौमिक मान्यता प्राप्त हुई। 1847 में, वैज्ञानिक की मुलाकात थॉमसन से हुई, जिन्होंने जूल की प्रयोगात्मक तकनीक की बहुत सराहना की। फिर वैज्ञानिक सहयोग करना शुरू करते हैं। आणविक के बारे में थॉमसन के विचार काइनेटिक सिद्धांतइनका गठन बड़े पैमाने पर जेम्स के विचारों के प्रभाव में हुआ था। वैज्ञानिक मिलकर एक थर्मोडायनामिक तापमान पैमाना बनाते हैं।

ऐसा लगता है कि जेम्स जूल और उनकी खोजें पुरानी नहीं हो रही हैं, क्योंकि एक साल बाद उन्होंने दबाव बढ़ने पर थर्मल प्रभावों की घटना का विश्लेषण करने के लिए एक गैस मॉडल का उपयोग करने का प्रस्ताव रखा। जूल गैस मॉडल में सूक्ष्म लोचदार गेंदें शामिल थीं जो बर्तन की दीवारों को छूने पर दबाव बनाती थीं। जर्मन भौतिक विज्ञानी क्लॉसियस की सलाह पर वैज्ञानिक का शोध रॉयल सोसाइटी के दार्शनिक लेनदेन में प्रकाशित हुआ था। इस कार्य का थर्मोडायनामिक्स के निर्माण और विकास पर बहुत बड़ा प्रभाव पड़ा, इस तथ्य के बावजूद कि बाद में जूल के शोध में कई त्रुटियां पाई गईं। इसके अलावा, ये प्रयोग वास्तविक गैस का अनुकरण करने के लिए 1870 के दशक में वैन डेर वाल्स द्वारा किए गए प्रयोगों के समान हैं।

1850 में वह व्यक्ति लंदन की रॉयल सोसाइटी का सदस्य बन गया। 1851 में किए गए अध्ययनों में, जो छोटे लोचदार कणों की गति के रूप में गर्मी के एक सैद्धांतिक मॉडल के निर्माण से संबंधित थे, वैज्ञानिक ने कुछ गैसों के लिए गर्मी क्षमता की बहुत सटीक गणना की। एक साल बाद, अपने पुराने दोस्त थॉमसन के साथ, उन्होंने एडियाबेटिक थ्रॉटलिंग के दौरान गैस के तापमान में बदलाव की घटना का वर्णन किया। बाद में इस प्रभाव को जूल-थॉमसन कहा गया। इसके अलावा, इस खोज ने प्राकृतिक विज्ञान - भौतिकी की एक नई शाखा के उद्भव में योगदान दिया। कम तामपान.

1850 के दशक में, शोधकर्ता ने विद्युत माप के लिए समर्पित लेखों की एक श्रृंखला प्रकाशित की। आधुनिक डिज़ाइनों के उपयोग की संभावना के बावजूद, जेम्स जूल को विश्वास था कि केवल प्रयोग के माध्यम से ही सबसे सटीक परिणाम प्राप्त किए जा सकते हैं।

1859 में, वैज्ञानिक ने ठोस पदार्थों के थर्मोडायनामिक गुणों पर शोध करना शुरू किया। अन्य सामग्रियों की तुलना में रबर के गैर-मानक गुणों का पता लगाता है। एक साल बाद, उनकी रुचियों में मृगतृष्णा, वायुमंडलीय तूफान और उल्कापिंड शामिल हैं, जिन्हें वह समझाने की कोशिश करते हैं वैज्ञानिक बिंदुदृष्टि।

ऊष्मा समतुल्य

1843 से वैज्ञानिक ऊष्मा के यांत्रिक समकक्ष की खोज कर रहे हैं। प्रयोगों के लिए धन्यवाद, वह यह दिखाने में कामयाब रहे कि गर्मी की एक निश्चित मात्रा को एक निश्चित मात्रा में यांत्रिक बल में परिवर्तित किया जा सकता है। उसी वर्ष, उन्होंने अपने शोध के परिणाम प्रकाशित किए, और एक वर्ष बाद उन्होंने क्रिस्टलीय निकायों के लिए ताप क्षमता का नियम तैयार किया, जिसे जूल-कोप्प कानून के रूप में जाना जाता है। हालाँकि, जूल ने अपने कानून का सटीक सूत्रीकरण और प्रयोगात्मक पुष्टि 1864 में ही प्रस्तुत की।

इसके बाद जूल जेम्स प्रेस्कॉट, लघु जीवनीजो ऊपर वर्णित है, संकीर्ण ट्यूबों के माध्यम से तरल पदार्थ गुजारने पर गर्मी उत्पादन के अध्ययन के लिए खुद को समर्पित करता है। 1847 से 1850 की अवधि में, वह ऊष्मा का सबसे सटीक यांत्रिक समकक्ष प्राप्त करने में सफल रहे। इसमें एक धातु कैलोरीमीटर का उपयोग किया जाता है, जो एक लकड़ी की बेंच पर लगाया जाता है। इस प्रयोग में उन्होंने घूर्णन के दौरान धुरी के घर्षण के कारण निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा की जांच की। वैज्ञानिकों के कुछ अनुमान उन सटीक मूल्यों के बहुत करीब हैं जो पिछली शताब्दी में पाए गए थे।

लेखकत्व के लिए संघर्ष

1840 के दशक में मुद्रित प्रकाशनइस बात पर गंभीर चर्चा हुई कि मेयर और जूल के बीच ऊर्जा संरक्षण के नियम का खोजकर्ता कौन था। दरअसल, मेयर ने अपना काम पहले प्रकाशित किया था, लेकिन किसी ने इसे गंभीरता से नहीं लिया, क्योंकि वह खुद पेशे से डॉक्टर थे। जेम्स जूल के नियम को बहुत समर्थन मिला, क्योंकि उस समय उनकी उम्मीदवारी को स्टोक्स, फैराडे और थॉमसन जैसे वैज्ञानिकों ने समर्थन दिया था। कुछ लोगों ने खुले तौर पर मेयर का समर्थन किया, इस तथ्य पर जोर दिया कि वह खोज करने वाले पहले व्यक्ति थे, जबकि अन्य ने जूल के लेखकत्व के अधिकार का बचाव किया। अंत में, लेखकत्व की प्राथमिकता मेयर पर छोड़ दी गई।

याद

भौतिक विज्ञानी जेम्स प्रेस्कॉट जूल को रानी पदक से सम्मानित किया गया। 1860 में वह मैनचेस्टर लिटरेरी एंड फिलॉसॉफिकल सोसाइटी के अध्यक्ष बने। इसके अलावा, उनके पास ट्रिनिटी कॉलेज डबलिन से डॉक्टर ऑफ लॉ, एडिनबर्ग विश्वविद्यालय से डॉक्टर ऑफ लॉ और डॉक्टर ऑफ लॉ की डिग्री है। सिविल कानूनऑक्सफ़ोर्ड विश्वविद्यालय में. 1866 में उन्हें कोपले मेडल मिला और 1880 में वे अल्बर्ट मेडल के विजेता बने। 8 साल बाद सरकार ने उन्हें आजीवन पेंशन दी। जूल दो बार ब्रिटिश साइंटिफिक एसोसिएशन के अध्यक्ष बने।

1889 में, ऊष्मा, ऊर्जा और कार्य की मात्रा मापने की एक इकाई का नाम उनके नाम पर रखा गया था। मैनचेस्टर टाउन हॉल में वैज्ञानिक का एक स्मारक है, जो डाल्टन स्मारक के सामने स्थित है।

जीवनी

जेम्स प्रेस्कॉट जूल (अंग्रेजी: James Prescott Joule; 24 दिसंबर, 1818, सैलफोर्ड, लंकाशायर, इंग्लैंड, यूके - 11 अक्टूबर, 1889, सेल, चेशायर, इंग्लैंड, यूके) - अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जिन्होंने थर्मोडायनामिक्स के विकास में महत्वपूर्ण योगदान दिया। उन्होंने प्रयोगों द्वारा ऊर्जा संरक्षण के नियम को प्रमाणित किया। परिभाषित करने वाला एक कानून स्थापित किया तापीय प्रभाव विद्युत धारा. उन्होंने गैस अणुओं की गति की गति की गणना की और तापमान पर इसकी निर्भरता स्थापित की।

उन्होंने प्रयोगात्मक और सैद्धांतिक रूप से गर्मी की प्रकृति का अध्ययन किया और यांत्रिक कार्य के साथ इसके संबंध की खोज की, परिणामस्वरूप, मेयर के साथ लगभग एक साथ, वह ऊर्जा के सार्वभौमिक संरक्षण की अवधारणा पर आए, जिसने बदले में, पहले कानून का निर्माण प्रदान किया। ऊष्मागतिकी. उन्होंने थॉमसन के साथ पूर्ण तापमान पैमाने पर काम किया, मैग्नेटोस्ट्रिक्शन की घटना का वर्णन किया, और एक निश्चित प्रतिरोध के साथ एक कंडक्टर के माध्यम से बहने वाली धारा और एक ही समय में जारी गर्मी की मात्रा (जूल-लेन्ज़ कानून) के बीच संबंध की खोज की। उन्होंने भौतिक प्रयोगों की तकनीक में महत्वपूर्ण योगदान दिया और कई माप उपकरणों के डिजाइन में सुधार किया।

ऊर्जा माप की इकाई जूल का नाम जूल के नाम पर रखा गया है।

मैनचेस्टर के पास सैलफोर्ड में एक अमीर शराब की भठ्ठी के मालिक के परिवार में जन्मे, उनकी शिक्षा घर पर ही हुई और कई वर्षों तक प्रारंभिक गणित, रसायन विज्ञान और भौतिकी के सिद्धांतों में उनके शिक्षक डाल्टन थे। 1833 से (15 वर्ष की आयु से) उन्होंने एक शराब की भठ्ठी में काम किया, और, अपनी पढ़ाई (16 वर्ष की आयु तक) और विज्ञान में अध्ययन के समानांतर, 1854 तक उन्होंने उद्यम के प्रबंधन में भाग लिया जब तक कि इसे बेच नहीं दिया गया।

उन्होंने अपना पहला प्रायोगिक अध्ययन 1837 में ही शुरू कर दिया था, क्योंकि उन्हें शराब की भठ्ठी में भाप इंजनों को बिजली से बदलने की संभावना में रुचि हो गई थी। 1838 में, अपने शिक्षकों में से एक, जॉन डेविस, जिनके करीबी दोस्त इलेक्ट्रिक मोटर के आविष्कारक, स्टर्जन थे, की सिफारिश पर, वैज्ञानिक पत्रिका एनल्स ऑफ इलेक्ट्रिसिटी में बिजली पर पहला काम प्रकाशित किया, जो स्टर्जन द्वारा एक साल पहले आयोजित किया गया था। काम एक विद्युत चुम्बकीय मोटर के डिजाइन के लिए समर्पित था। 1840 में उन्होंने लौहचुंबक के चुंबकत्व के दौरान चुंबकीय संतृप्ति के प्रभाव की खोज की, और 1840-1845 के दौरान उन्होंने प्रयोगात्मक रूप से विद्युत चुम्बकीय घटना का अध्ययन किया।

चाह रहा है सर्वोत्तम तरीकेविद्युत धाराओं का माप, जेम्स जूल ने 1841 में अपने नाम पर बनाए गए कानून की खोज की, जिसने धारा की ताकत और कंडक्टर में इस धारा द्वारा जारी गर्मी की मात्रा के बीच एक द्विघात संबंध स्थापित किया (रूसी साहित्य में यह जूल-लेन्ज़ कानून के रूप में प्रकट होता है) , चूंकि 1842 में इस कानून की खोज रूसी भौतिक विज्ञानी लेनज़ ने स्वतंत्र रूप से की थी)। इस खोज की लंदन की रॉयल सोसाइटी ने सराहना नहीं की, और यह काम केवल मैनचेस्टर लिटरेरी एंड फिलॉसॉफिकल सोसाइटी की आवधिक पत्रिका में प्रकाशित हुआ था।

1840 में, स्टर्जन मैनचेस्टर चले गए और रॉयल विक्टोरिया गैलरी का नेतृत्व किया। के लिएप्रैक्टिकल साइंस का प्रोत्साहन) एक व्यावसायिक प्रदर्शनी और शैक्षणिक संस्थान है, जहां 1841 में यह आमंत्रित किया गया था जौलप्रथम व्याख्याता के रूप में.

1840 के दशक की शुरुआत में अपने कार्यों में, उन्होंने विद्युत चुम्बकीय इंजनों की आर्थिक व्यवहार्यता के प्रश्न का पता लगाया, शुरू में उनका मानना ​​था कि विद्युत चुम्बक असीमित मात्रा में यांत्रिक कार्य का स्रोत हो सकते हैं, लेकिन जल्द ही उन्हें विश्वास हो गया कि, व्यावहारिक दृष्टिकोण से, भाप उस समय के इंजन अधिक कुशल थे, 1841 में निष्कर्ष प्रकाशित करते हुए कि प्रति पाउंड जस्ता (बैटरी में प्रयुक्त) एक "आदर्श" विद्युत चुम्बकीय मोटर की दक्षता प्रति पाउंड कोयला जलाने वाली भाप मोटर की दक्षता का केवल 20% है, जो निराशा छुपती नहीं.

1842 में, उन्होंने मैग्नेटोस्ट्रिक्शन की घटना की खोज की और उसका वर्णन किया, जिसमें किसी पिंड के चुंबकत्व की स्थिति में परिवर्तन होने पर उसके आकार और आयतन में परिवर्तन होता है। 1843 में, उन्होंने कंडक्टरों में गर्मी रिलीज के अध्ययन पर अपने काम के अंतिम परिणामों को तैयार और प्रकाशित किया, विशेष रूप से, उन्होंने प्रयोगात्मक रूप से दिखाया कि उत्पन्न गर्मी किसी भी तरह से पर्यावरण से नहीं ली गई थी, जिसने कैलोरी के सिद्धांत को अपरिवर्तनीय रूप से खारिज कर दिया था, जिसका समर्थक उस समय भी बने रहे। उसी वर्ष मुझे इसमें रुचि हो गई सामान्य समस्यागर्मी की रिहाई के लिए अग्रणी विभिन्न बलों के बीच मात्रात्मक संबंध, और, काम और मेयर (1842) द्वारा अनुमानित गर्मी की मात्रा के बीच एक निश्चित संबंध के अस्तित्व के दृढ़ विश्वास के बाद, इन मात्राओं के बीच एक संख्यात्मक संबंध की तलाश करता है - यांत्रिक गर्मी के बराबर. 1843-1850 के दौरान, उन्होंने प्रयोगों की एक श्रृंखला आयोजित की, प्रयोगात्मक तकनीकों में लगातार सुधार किया और हर बार मात्रात्मक परिणामों के साथ ऊर्जा संरक्षण के सिद्धांत की पुष्टि की[⇨]।

1844 में जूल परिवार चला गया नया घरव्हाली रेंज में, जहां जेम्स के लिए एक सुविधाजनक प्रयोगशाला सुसज्जित थी। 1847 में उन्होंने अमेलिया ग्रिम्स से शादी की, जल्द ही उनके एक बेटा और बेटी हुई और 1854 में अमेलिया जूल की मृत्यु हो गई।

1847 में, उनकी मुलाकात थॉमसन से हुई, जिन्होंने जूल की प्रायोगिक तकनीक की बहुत सराहना की, और जिनके साथ उन्होंने बाद में आणविक गतिज सिद्धांत के मुद्दों पर उपयोगी सहयोग किया, जो बड़े पैमाने पर जूल के प्रभाव में बने थे। अपने पहले संयुक्त कार्य में, थॉमसन और जूल ने एक थर्मोडायनामिक तापमान पैमाना बनाया।

1848 में, बढ़ते दबाव के साथ थर्मल प्रभावों को समझाने के लिए, उन्होंने सूक्ष्म लोचदार गेंदों से युक्त गैस का एक मॉडल प्रस्तावित किया, जिसके बर्तन की दीवारों से टकराने से दबाव बनता है, और हाइड्रोजन की "लोचदार गेंदों" की गति का अनुमान लगाया जाता है। लगभग 1850 मीटर/सेकेंड पर। क्लॉसियस की सिफ़ारिश पर, यह काम रॉयल सोसाइटी के दार्शनिक लेनदेन में प्रकाशित हुआ था, और हालांकि बाद में इसमें गंभीर खामियां सामने आईं, लेकिन थर्मोडायनामिक्स के विकास पर इसका महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ा, विशेष रूप से, यह वैचारिक रूप से वैन के काम को प्रतिध्वनित करता है। वास्तविक गैस के मॉडलिंग पर 1870 के दशक की शुरुआत में डेर वाल्स।

1840 के दशक के अंत तक, जूल के काम को वैज्ञानिक समुदाय में सार्वभौमिक मान्यता मिल रही थी, और 1850 में उन्हें रॉयल सोसाइटी ऑफ़ लंदन का पूर्ण सदस्य चुना गया था।

1851 के अपने कार्यों में, लोचदार कणों की गति के रूप में गर्मी का प्रतिनिधित्व करने के लिए अपने सैद्धांतिक मॉडल में सुधार करते हुए, उन्होंने सैद्धांतिक रूप से कुछ गैसों की गर्मी क्षमता की काफी सटीक गणना की। 1852 में, उन्होंने थॉमसन के साथ संयुक्त कार्यों की एक श्रृंखला में एडियाबेटिक थ्रॉटलिंग के दौरान गैस के तापमान में परिवर्तन के प्रभाव की खोज की, मापी और उसका वर्णन किया, जिसे जूल-थॉमसन प्रभाव के रूप में जाना जाता है, जो बाद में अल्ट्रा-लो तापमान प्राप्त करने के मुख्य तरीकों में से एक बन गया। , जिससे प्राकृतिक विज्ञान की एक शाखा के रूप में निम्न-तापमान भौतिकी के उद्भव में योगदान हुआ।

1850 के दशक में, उन्होंने सुधार पर लेखों की एक बड़ी श्रृंखला प्रकाशित की विद्युत माप, वोल्टमीटर, गैल्वेनोमीटर, एमीटर के डिजाइन की पेशकश जो उच्च माप सटीकता प्रदान करते हैं; सामान्य तौर पर, अपने पूरे वैज्ञानिक अभ्यास के दौरान, जूल ने प्रयोगात्मक तकनीकों पर काफी ध्यान दिया जिससे उन्हें अत्यधिक सटीक परिणाम प्राप्त करने की अनुमति मिली।

1859 में उन्होंने थर्मोडायनामिक गुणों की जांच की एसएनएफ, विरूपण के दौरान थर्मल प्रभाव को मापना, और अन्य सामग्रियों की तुलना में रबर के गैर-मानक गुणों को नोट करना।

1860 के दशक में उनकी रुचि इसमें थी प्राकृतिक घटनाएं, वायुमंडलीय तूफान, मृगतृष्णा और उल्कापिंडों की प्रकृति के लिए संभावित स्पष्टीकरण प्रदान करता है।

1867 में, थॉमसन द्वारा प्रस्तावित योजना के अनुसार, जूल ने ब्रिटिश साइंटिफिक एसोसिएशन के लिए ऊष्मा के यांत्रिक समकक्ष के मानक का मापन किया, लेकिन ऐसे परिणाम प्राप्त हुए जो विशुद्ध रूप से यांत्रिक प्रयोगों से प्राप्त मूल्यों से भिन्न थे, हालाँकि, स्पष्टीकरण यांत्रिक प्रयोगों की स्थितियों ने जूल के माप की सटीकता की पुष्टि की और 1878 में प्रतिरोध के मानक को संशोधित किया गया।

पर शुरुआती अवस्थागतिविधियाँ, जूल ने प्रयोग किए और विशेष रूप से अपने खर्च पर अनुसंधान किया, लेकिन 1854 में शराब की भठ्ठी की बिक्री के बाद, वित्तीय स्थिति धीरे-धीरे खराब हो गई, और उन्हें विभिन्न स्रोतों से धन का उपयोग करना पड़ा। वैज्ञानिक संगठन, और 1878 में एक राज्य पेंशन प्रदान की गई। बचपन से ही वह रीढ़ की हड्डी की बीमारी से पीड़ित थे और 1870 के दशक की शुरुआत से, खराब स्वास्थ्य के कारण, उन्होंने व्यावहारिक रूप से काम नहीं किया। 1889 में मृत्यु हो गई

यांत्रिक ताप समतुल्य

1843 की शुरुआत में, जूल ने ऊर्जा के संरक्षण के सिद्धांत की पुष्टि की और गर्मी के यांत्रिक समकक्ष की गणना करने की कोशिश की। पहले प्रयोगों में, वह उस तरल के ताप को मापता है जिसमें लोहे की कोर वाला एक सोलनॉइड डूबा होता है, एक विद्युत चुंबक के क्षेत्र में घूमता है, विद्युत चुंबक की बंद और खुली वाइंडिंग के मामलों में माप लेता है, फिर वह प्रयोग में सुधार करता है, मैनुअल रोटेशन को खत्म करना और कम वजन के साथ इलेक्ट्रोमैग्नेट को चलाना। माप परिणामों के आधार पर, निम्नलिखित अनुपात तैयार किया जाता है:

ऊष्मा की वह मात्रा जो 1 पाउंड पानी को 1 डिग्री फ़ारेनहाइट तक गर्म करने में सक्षम है, बराबर है और इसे यांत्रिक बल में परिवर्तित किया जा सकता है जो 838 पाउंड को 1 फुट की ऊर्ध्वाधर ऊंचाई तक उठाने में सक्षम है।

प्रयोगों के परिणाम 1843 में "मैग्नेटोइलेक्ट्रिसिटी के थर्मल प्रभाव और गर्मी के यांत्रिक महत्व पर" लेख में प्रकाशित हुए थे। 1844 में, उन्होंने जटिल क्रिस्टलीय निकायों की ताप क्षमता के नियम का पहला संस्करण तैयार किया, जिसे जूल-कोप्प कानून के रूप में जाना जाता है (कॉप (जर्मन: हरमन कोप्प) ने 1864 में सटीक सूत्रीकरण और अंतिम प्रयोगात्मक पुष्टि दी थी)।

इसके अलावा, 1844 के प्रयोग में, उन्होंने संकीर्ण ट्यूबों के माध्यम से एक तरल को मजबूर करते समय निकलने वाली गर्मी को मापा, 1845 में, उन्होंने एक गैस के संपीड़न के दौरान गर्मी को मापा, और 1847 के प्रयोग में, उन्होंने एक स्टिरर को घुमाने की लागत की तुलना की घर्षण के परिणामस्वरूप उत्पन्न ऊष्मा वाला एक तरल पदार्थ।

1847-1850 के कार्यों में यह ऊष्मा का और भी अधिक सटीक यांत्रिक समकक्ष देता है। उन्होंने एक लकड़ी की बेंच पर लगे धातु के कैलोरीमीटर का उपयोग किया। कैलोरीमीटर के अंदर एक अक्ष होता था जिस पर ब्लेड स्थित होते थे। कैलोरीमीटर की पार्श्व दीवारों पर प्लेटों की पंक्तियाँ थीं जो पानी की गति को रोकती थीं, लेकिन ब्लेड को नहीं छूती थीं। कैलोरीमीटर के बाहर धुरी के चारों ओर दो लटकते सिरों वाला एक धागा लपेटा गया था, जिससे वजन जुड़ा हुआ था। प्रयोगों ने घर्षण के कारण धुरी के घूमने पर उत्पन्न गर्मी की मात्रा को मापा। ऊष्मा की इस मात्रा की तुलना भार की स्थिति में परिवर्तन और उन पर लगने वाले बल से की गई।

जूल के प्रयोगों से प्राप्त यांत्रिक समकक्ष ताप मूल्यों का विकास (फुट-पाउंड या फुट-पाउंड-बल प्रति ब्रिटिश थर्मल यूनिट में):
838 (4.51 जूल/कैलोरी), 1843;
770 (4.14 जूल/कैलोरी), 1844;
823 (4.43 जूल/कैलोरी), 1845
819 (4.41 जूल/कैलोरी), 1847
772.692 (4.159 जूल/कैलोरी), 1850।

नवीनतम अनुमान 20वीं शताब्दी में किए गए अति-सटीक माप मूल्यों के करीब है।

ऊर्जा संरक्षण के नियम की खोज में प्राथमिकता के लिए संघर्ष

1840 के दशक के उत्तरार्ध से, "प्रोसीडिंग्स ऑफ द फ्रेंच एकेडमी ऑफ साइंसेज" (फ्रेंच कॉम्पटेस रेंडस हेबडोमैडेरेस डेस सेएंस डी एल "एकेडेमी डेस साइंसेज) के पन्नों पर, कानून की खोज में प्राथमिकता के बारे में एक गर्म बहस सामने आई। ऊर्जा संरक्षण के लिए थर्मोडायनामिक सिस्टमजूल और मेयर के बीच, और हालांकि मेयर का प्रकाशन थोड़ा पहले आया था, पेशे से डॉक्टर होने के नाते उन्हें गंभीरता से नहीं लिया गया था, जबकि जूल को पहले से ही प्रमुख भौतिकविदों का समर्थन प्राप्त था, विशेष रूप से, ब्रिटिश साइंटिफिक एसोसिएशन में उनकी 1847 की रिपोर्ट को उच्च सम्मान मिला था। बैठक में उपस्थित फैराडे, स्टोक्स और थॉमसन के संकेत। तिमिर्याज़ेव ने बाद में इस चर्चा की समीक्षा करते हुए, "दुकान के फर्श की क्षुद्र ईर्ष्या" के खिलाफ लड़ाई में मेयर के तर्क की निरंतरता पर ध्यान दिया। वैज्ञानिक" हेल्महोल्ट्ज़, जिन्होंने 1847 में ऊर्जा संरक्षण के सिद्धांत को प्रकाशित किया, ने 1851 में मेयर के काम की ओर ध्यान आकर्षित किया और 1852 में खुले तौर पर उनकी प्राथमिकता को मान्यता दी।

प्राथमिकता के लिए संघर्ष का अगला दौर 1860 के दशक में हुआ, जब कानून को वैज्ञानिक समुदाय में सार्वभौमिक मान्यता प्राप्त हुई। 1862 में टाइन्डल ने एक सार्वजनिक व्याख्यान में मेयर की प्राथमिकता को दर्शाया और क्लॉसियस ने उनका दृष्टिकोण अपनाया। टैट, जो अपने ब्रिटिश-समर्थक देशभक्तिपूर्ण विचारों के लिए जाने जाते हैं, प्रकाशनों की एक श्रृंखला में जूल की प्राथमिकता पर जोर देते हैं, मेयर के 1842 के काम की भौतिक सामग्री को नहीं पहचानते हुए, क्लॉसियस उनका विरोध करते हैं, और दार्शनिक डुह्रिंग, कार्यों के महत्व को कम करते हुए; जूल और हेल्महोल्त्ज़ सक्रिय रूप से मेयर की प्राथमिकता पर जोर देते हैं, जो कई मायनों में मेयर की प्राथमिकता की अंतिम मान्यता के रूप में कार्य करता है।

पहचान और स्मृति

1850 में उन्हें लंदन की रॉयल सोसाइटी का सदस्य चुना गया। 1852 में, गर्मी के मात्रात्मक समकक्ष पर उनके काम के लिए उन्हें पहले रॉयल मेडल से सम्मानित किया गया था। 1860 में उन्हें मैनचेस्टर लिटरेरी एंड फिलॉसॉफिकल सोसाइटी का मानद अध्यक्ष चुना गया।

ट्रिनिटी कॉलेज डबलिन (1857), डॉक्टर ऑफ सिविल लॉ (अंग्रेजी डीसीएल) से डॉक्टर ऑफ लॉ की वैज्ञानिक डिग्री प्राप्त की। ऑक्सफ़ोर्ड विश्वविद्यालय(1860), एडिनबर्ग विश्वविद्यालय से डॉक्टर ऑफ लॉ (एलएल.डी.) (1871)।

1866 में जूल को कोपले मेडल और 1880 में अल्बर्ट मेडल से सम्मानित किया गया। 1878 में, सरकार ने उन्हें £215 की आजीवन पेंशन प्रदान की।

1872 और 1877 में, वह दो बार ब्रिटिश एसोसिएशन फॉर द एडवांसमेंट ऑफ साइंस के अध्यक्ष चुने गए।

1889 में आयोजित इलेक्ट्रीशियनों की दूसरी अंतर्राष्ट्रीय कांग्रेस में - जूल की मृत्यु के वर्ष, काम, ऊर्जा, गर्मी की मात्रा की माप की एक एकीकृत इकाई का नाम उनके नाम पर रखा गया था, जिसके लिए यांत्रिक कार्य और गर्मी के बीच संक्रमण गुणांक (यांत्रिक समकक्ष) ऊष्मा) की आवश्यकता नहीं थी, जो स्वयं के नाम से व्युत्पन्न इकाइयों SI में से एक बन गई।

मैनचेस्टर टाउन हॉल में डाल्टन के स्मारक के सामने, मूर्तिकार अल्फ्रेड गिल्बर्ट द्वारा जूल का एक स्मारक है।

1970 में, अंतर्राष्ट्रीय खगोलीय संघ ने जेम्स जूल क्रेटर का नाम रखा पीछे की ओरचन्द्रमा.

जेम्स प्रेस्कॉट जूल($1818$ - $1889$) - अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जिन्होंने थर्मोडायनामिक्स के विकास में महत्वपूर्ण योगदान दिया।

जीवनी

नोट 1

वह अपेक्षाकृत बड़ी शराब की भट्टी के मालिक बेंजामिन जूल का बेटा था।
जेम्स जूल ने अपनी प्रारंभिक शिक्षा निजी ट्यूटर्स से प्राप्त की, जिसका मुख्य कारण उनका खराब स्वास्थ्य था। उनकी रीढ़ की हड्डी में समस्या थी, लेकिन समय के साथ उनकी स्थिति में सुधार हुआ, लेकिन जीवन भर वैज्ञानिक झुके रहे, इससे उनके चरित्र पर असर पड़ा और उनके शर्मीलेपन में योगदान हुआ।

1834 डॉलर के साथ, उन्होंने मैनचेस्टर में लिटरेरी एंड फिलॉसॉफिकल सोसाइटी में जॉन डाल्टन के साथ अध्ययन किया। डाल्टन की तरह, जूल परमाणु सिद्धांत के प्रबल समर्थक थे, जबकि इस अवधि के दौरान कई वैज्ञानिक अभी भी इसके बारे में संशय में थे।

बाद के वर्षों में, जेम्स जूल ने जॉन डेविस के अधीन अध्ययन किया और बिजली में रुचि रखने लगे, उन्होंने और उनके भाई ने एक-दूसरे और परिवार के नौकरों को बिजली से मारने का प्रयोग किया;

नोट 2

वैज्ञानिक उपलब्धियाँ

बिजली

नोट 3

विज्ञान शुरू में जूल का शौक था, लेकिन शराब की भठ्ठी में काम करने के दौरान भी उन्होंने बॉयलर को नए आविष्कृत इलेक्ट्रिक मोटर से बदलने की संभावनाएं तलाशनी शुरू कर दीं।

इस तरह के प्रतिस्थापन के आर्थिक प्रभाव का आकलन करने की इच्छा से प्रेरित होकर, वह उन मापों पर ध्यान केंद्रित करता है जिनका उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है कि कौन सा ऊर्जा स्रोत अधिक कुशल है। इस प्रकार, $1841 में, उन्होंने जूल के नियम की खोज की, जिसमें किसी भी गैल्वेनिक धारा की सीधी क्रिया से उत्पन्न गर्मी कंडक्टर के प्रतिरोध से गुणा किए गए धारा के वर्ग के समानुपाती होती है। (ऊर्जा या कार्य की व्युत्पन्न इकाई, जूल, का नाम उनके नाम पर रखा गया था)। जूल ने निष्कर्ष निकाला कि एक इलेक्ट्रिक बैटरी के लिए कीमती पाउंड जिंक बर्बाद करने की तुलना में एक पाउंड कोयला जलाना अधिक किफायती होगा।

जूल रॉयल सोसाइटी के सामने परिणाम प्रस्तुत करने की कोशिश करता है, लेकिन उन्होंने उसे एक प्रांतीय शौकिया समझ लिया।

$1843 में, जूल ने समतुल्य मात्रा में ऊष्मा उत्पन्न करने के लिए आवश्यक यांत्रिक कार्य की मात्रा की गणना की। इस मात्रा को "ऊष्मा का यांत्रिक समतुल्य" कहा जाता था। फिर से उन्होंने अपने निष्कर्षों पर एक रिपोर्ट प्रस्तुत की, इस बार ब्रिटिश एसोसिएशन फॉर द एडवांसमेंट ऑफ साइंस को। फिर से प्रतिक्रिया उत्साहहीन थी। कई प्रमुख पत्रिकाओं ने भी जूल के काम पर पेपर प्रकाशित करने से इनकार कर दिया।

गर्मी, बिजली और यांत्रिक कार्यों के बीच संबंधों पर जूल के काम को 1847 तक काफी हद तक नजरअंदाज कर दिया गया था। केवल विलियम थॉमसन ने माना कि जूल का काम एक एकीकृत पैटर्न में फिट बैठता है जो पहले से ही भौतिकी में उभरने लगा था, और उन्होंने उत्साहपूर्वक जूल के काम का समर्थन किया।

1849 में, जूल ने रॉयल सोसाइटी में "ऑन द मैकेनिकल इक्विवेलेंट ऑफ हीट" शीर्षक से अपना पेपर पढ़ा, जिसमें फैराडे उनके प्रायोजक थे। में अगले सालरॉयल सोसाइटी ने जूल का पेपर प्रकाशित किया।

जूल. इस भौतिक विज्ञानी की खोजों को पूरी दुनिया में लागू किया जाता है। वैज्ञानिक ने कौन सा रास्ता अपनाया? उन्होंने कौन सी खोजें कीं?

एक उत्कृष्ट भौतिकशास्त्री का जीवन

जेम्स जूल का जन्म 24 दिसंबर, 1818 को हुआ था। भविष्य के भौतिक विज्ञानी की जीवनी अंग्रेजी शहर सैलफोर्ड में एक सफल शराब की भठ्ठी के मालिक के परिवार से शुरू होती है। लड़के की शिक्षा घर पर ही हुई; कुछ समय तक उसे भौतिकी और रसायन विज्ञान पढ़ाया गया, जिसकी बदौलत अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी को विज्ञान से प्यार हो गया।

जूल के पास नहीं था अच्छा स्वास्थ्य, उन्होंने घर पर बहुत समय बिताया, खर्च किया भौतिक प्रयोगऔर प्रयोग. 15 साल की उम्र में ही, अपने पिता की बीमारी के कारण, उन्हें अपने भाई के साथ शराब की भट्टी का प्रबंधन करना पड़ा। अपने पिता के कारखाने में काम करने से विश्वविद्यालय जाने का अवसर नहीं मिलता था, इसलिए जेम्स जूल ने खुद को पूरी तरह से अपनी घरेलू प्रयोगशाला के लिए समर्पित कर दिया।

1838 से 1847 तक, भौतिक विज्ञानी ने सक्रिय रूप से बिजली का अध्ययन किया और अपनी पहली वैज्ञानिक सफलता हासिल की। एनल्स ऑफ इलेक्ट्रिसिटी पत्रिका में उन्होंने बिजली पर एक लेख प्रकाशित किया और 1841 में उन्होंने एक नए भौतिक नियम की खोज की, जो अब उनके नाम पर है।

1847 में, जूल ने अमेलिया ग्रिम्स के साथ अपनी पहली और एकमात्र शादी की। जल्द ही उन्होंने ऐलिस अमेलिया और बेंजामिन आर्थर को जन्म दिया। 1854 में उनकी पत्नी और बेटे की मृत्यु हो गई। जूल की स्वयं 1889 में इंग्लैंड के सेल शहर में मृत्यु हो गई।

अपने पूरे जीवन में, उन्होंने भौतिकी पर लगभग 97 रचनाएँ प्रकाशित कीं, उनमें से कुछ अन्य वैज्ञानिकों के साथ संयुक्त रूप से लिखी गईं: ल्योन, थॉमसन, आदि। उत्कृष्ट वैज्ञानिक उपलब्धियों और भौतिकी के नियमों की खोज के लिए, उन्हें कई पदकों से सम्मानित किया गया और अंग्रेजों से आजीवन पेंशन प्राप्त हुई। सरकार को लगभग 200 पाउंड की राशि।

पहला कार्य और प्रयोग

अपने पिता की शराब की भठ्ठी में भाप इंजनों को देखने के बाद, जेम्स जूल ने दक्षता के लिए उन्हें बिजली से बदलने का फैसला किया। 1838 में, उन्होंने एक वैज्ञानिक पत्रिका में एक लेख प्रकाशित किया जिसमें उन्होंने अपने द्वारा आविष्कृत विद्युत चुम्बकीय मोटर के डिज़ाइन का वर्णन किया। 1840 में, शराब की भठ्ठी में नए दिखाई दिए बिजली की मोटरें, और भौतिक विज्ञानी विद्युत धारा और ताप उत्पादन का अध्ययन करना जारी रखता है। बाद में पता चला भाप इंजिनबहुत अधिक प्रभावी थे.

अपने प्रयोगों के दौरान, जूल ने ऐसे थर्मामीटर बनाए जो 1/200 डिग्री की सटीकता के साथ तापमान माप सकते हैं। यह उन्हें अध्ययन में गहराई से उतरने की अनुमति देता है, 1840 में, आगे के अवलोकनों के लिए धन्यवाद, भौतिक विज्ञानी ने चुंबकीय संतृप्ति के प्रभाव की खोज की। उसी वर्ष, उन्होंने रॉयल साइंटिफिक सोसाइटी को "विद्युत प्रवाह के माध्यम से गर्मी के गठन पर" कार्य भेजा। लेख का मूल्यांकन नहीं किया गया. केवल मैनचेस्टर साहित्यिक और दार्शनिक पत्रिका ही इसे प्रकाशित करने के लिए सहमत हुई।

जूल-लेन्ज़ कानून

लंदन साइंटिफिक सोसाइटी द्वारा गैर-मान्यता प्राप्त यह लेख बाद में वैज्ञानिक की मुख्य उपलब्धियों में से एक साबित हुआ। लेख में, जेम्स जूल ने धारा की ताकत और उत्पन्न गर्मी की मात्रा के बीच संबंध के बारे में बात की। उन्होंने तर्क दिया कि किसी चालक में उत्पन्न ऊष्मा की मात्रा सीधे चालक के प्रतिरोध, बल के वर्ग और धारा के पारित होने के समय के समानुपाती होती है।

इस समय, एक समान सिद्धांत विकसित किया गया था एमिलियस लेन्ज़. यह तथ्य कि धातु कंडक्टर की चालकता तापमान पर निर्भर करती है, 1832 में एक रूसी भौतिक विज्ञानी द्वारा खोजा गया था। के लिए सटीक परिभाषाकंडक्टर में तापमान, वैज्ञानिक ने एक विशेष बर्तन का आविष्कार किया जिसमें शराब डाली गई थी। जिस तार से करंट प्रवाहित किया गया था उसे बर्तन में उतारा गया। इसके बाद, यह निगरानी की गई कि अल्कोहल को गर्म होने में कितना समय लगेगा। जूल जेम्स प्रेस्कॉट ने एक समान विधि का उपयोग किया, लेकिन तरल के रूप में पानी का उपयोग किया।

लेन्ज़ ने कई वर्षों के शोध के परिणामों को केवल 1843 में प्रकाशित किया, लेकिन उनके कार्यों में जूल की तुलना में अधिक सटीक वैज्ञानिक प्रमाण शामिल थे, जिनके काम को पहले तो वे प्रकाशित भी नहीं करना चाहते थे। जूल तथा की प्रधानता को ध्यान में रखते हुए सटीक गणनाएमिलिया लेन्ज़ा, दोनों के सम्मान में कानून का नाम रखने का निर्णय लिया गया। समय के साथ, जूल-लेन्ज़ नियम ने थर्मोडायनामिक्स को जन्म दिया।

चुंबकीय विरूपण

विद्युत धारा के गुणों के समानांतर, जेम्स जूल ने 1842 में अध्ययन किया, उन्होंने देखा कि चुंबकीय तरंगों के प्रभाव में लोहे का आकार बदल जाता है। यदि धातु की छड़ों को चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाए तो उनकी लंबाई थोड़ी अधिक हो जाएगी।

वैज्ञानिक समुदाय को यहां किसी भी खोज के अस्तित्व पर संदेह था। छड़ों के आकार में परिवर्तन इतना महत्वहीन था कि मानव आँख इसका पता नहीं लगा सकी। लेकिन भौतिक विज्ञानी ने एक विशेष तकनीक विकसित की, जिसकी मदद से उन्होंने दृश्य साक्ष्य प्राप्त किए।

बाद में यह पता चला कि अन्य धातुओं पर भी यह प्रभाव पड़ता है, और इस घटना को मैग्नेटोस्ट्रिक्शन कहा जाता था। अब जूल की खोज के कई उपयोग खोजे जा चुके हैं। उदाहरण के लिए, टैंकों में पानी के स्तर को मापने के लिए वेवगाइड सामग्री मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव धातुएं हैं। इस घटना का उपयोग चोरी-रोधी प्रणालियों में टैग बनाने के लिए भी किया जाता है।

गैस के साथ प्रयोग

40 के दशक में, जेम्स जूल ने गैस के गुणों, अर्थात् इसके विस्तार और संपीड़न से जुड़ी घटनाओं का सक्रिय रूप से अध्ययन किया। उन्होंने एक दुर्लभ गैस के विस्तार के साथ एक प्रयोग किया, जिससे साबित हुआ कि यह मात्रा पर निर्भर नहीं है। केवल गैस का तापमान महत्वपूर्ण है.

1848 में, जूल गैस अणुओं की गति को मापने वाला पहला व्यक्ति था। यह प्रयोग गैसों के गतिज सिद्धांत पर एक प्रारंभिक कार्य बन गया, जिससे इस क्षेत्र में आगे के शोध को प्रोत्साहन मिला। जूल का काम बाद में स्कॉट जेम्स मैक्सवेल द्वारा जारी रखा गया।

महत्वपूर्ण के लिए वैज्ञानिक योगदानकार्य, ऊष्मा की मात्रा और ऊर्जा को मापने की इकाई - जूल - का नाम अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी के सम्मान में रखा गया था।

जूल और थॉमसन

जूल की गतिविधियों और उनकी मान्यता पर भारी प्रभाव वैज्ञानिक दुनियाविलियम थॉमसन द्वारा प्रदान किया गया। वैज्ञानिक 1847 में मिले, जब जूल ने ब्रिटिश एसोसिएशन का प्रतिनिधित्व किया वैज्ञानिकों की रिपोर्टऊष्मा के यांत्रिक समकक्ष के मापन पर।

थॉमसन से पहले वैज्ञानिक हलकों में जूल को गंभीरता से नहीं लिया जाता था। कौन जानता है, शायद हम उनके द्वारा खोजे गए भौतिकी के नियमों को नहीं जान पाते अगर विलियम थॉमस ने ब्रिटिश समुदाय के "दंभी लोगों" को उनका महत्व नहीं समझाया होता।

भौतिकविदों ने मिलकर गैसों के गुणों का अध्ययन किया और पाया कि रुद्धोष्म थ्रॉटलिंग गैस को ठंडा करती है। अर्थात्, गैस (या तरल) का तापमान थ्रॉटल (इंसुलेटेड वाल्व) से गुजरते ही कम हो जाता है। इस घटना को जूल-थॉमसन प्रभाव कहा जाता है। अब इस घटना का उपयोग कम तापमान प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

वैज्ञानिकों ने थर्मोडायनामिक पैमाने पर भी काम किया, जिसका नाम लॉर्ड केल्विन की उपाधि के नाम पर रखा गया, जो विलियम थॉमसन की थी।

जेम्स जूल का बयान

प्रसिद्धि और मान्यता अभी भी अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी से आगे निकल गई। 19वीं सदी के 50 के दशक में वह रॉयल सोसाइटी ऑफ लंदन के सदस्य बने और उन्हें रॉयल मेडल से सम्मानित किया गया। 1866 में उन्हें कोपले मेडल और फिर अल्बर्ट मेडल मिला।

कई बार जूल ब्रिटिश साइंटिफिक एसोसिएशन के अध्यक्ष बने। उन्हें डबलिन कॉलेज, एडिनबर्ग और ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालयों से डॉक्टर ऑफ लॉ की डिग्री से सम्मानित किया गया था।

मैनचेस्टर सिटी हॉल में उनके सम्मान में एक प्रतिमा और वेस्टमिंस्टर एब्बे में एक स्मारक है। चंद्रमा के दूसरी ओर जेम्स जूल क्रेटर है।

निष्कर्ष

प्रसिद्ध वैज्ञानिक, जिनके नाम पर भौतिकी के नियमों और माप की इकाइयों का नाम रखा गया है, को शायद मान्यता नहीं मिली होगी। अपनी दृढ़ता और काम की बदौलत, वह कई बार मना करने के बावजूद नहीं रुके। अंत में, उसने सूर्य पर या कम से कम चंद्र क्रेटर पर अपने स्थान पर अपना अधिकार साबित कर दिया।