James Prescott Joule Biografija in prispevki za znanost

James Prescott Joule (1818-1889) je bil britanski fizik, ki je bil priznan posebej za svoje raziskave električne energije in termodinamike. Študije na področju magnetizma so ga pripeljale do odkritja njegovega odnosa z mehanskim delom in ga pripeljale do teorije energije. Mednarodna enota za energijo, toploto in delo, znana kot Joule ali Julio, nosi svoje ime v njegovo čast.

Dandanes je prepoznan kot eden najpomembnejših fizikov svojega časa zaradi svojih pionirskih preiskav v termodinamiki. Vendar ni bilo vedno tako. Joule se je moral boriti za skoraj vso mladost, da je znanstvena skupnost resno jemala. Kljub kakovosti svojega dela je našel težave pri privabljanju sredstev in objavljanju v priznanih revijah.

Bil je sramežljiv in ponižen mladenič, zato je potreboval podporo močnejših osebnosti, da bi mu pomagal, da se je cenil v znanstveni skupnosti. Leta 1847 je sodeloval z Williamom Thomsonom, kasneje znanim kot lord Kelvin, ki, čeprav je bil šest let mlajši od njega, nikoli ni imel težav s samo -promocijo.

[TOC]

Bibliografija

James Prescott Joule se je rodil leta 1818 v Salfordu v bližini Manchestera; in umrl v prodaji leta 1889. Odraščal je v bogati družini, ki je imela v lasti tovarno piva, ki je prišla na neposrednost.

Šola ni obiskovala zdravstvenih težav, ampak je prejela pouk v svojem domu do 15. leta starosti, pri kateri je moral začeti delati v destilarni.

John Dalton, slavni britanski kemik, je bil njegov profesor matematike in fizike in ki ga je spodbudil k izvajanju svojih znanstvenih raziskav. Poleg tega je bil Dalton član Londonskega kraljevega združenja za napredek naravoslovja in je poznal veliko glavnih znanstvenikov tistega časa.

Navdušil je mladega Joula do te mere, da je bil, ko je razvil svoje poglede na preobrazbo energije, trden v pisnem tisku, tudi ko se skoraj vsi drugi znanstveniki niso strinjali z njim.

Zgodnja leta

James Joule je imel v otroštvu nekaj zdravstvenih težav. Slabost v hrbtenici je povzročila rahlo deformacijo. Zato ni obiskal šole in doma prejel zasebne tečaje, kar je združeno z njegovo delovno dejavnostjo v očetovi destilarni.

Ker se v šoli ni povezal z drugimi otroki, je bil sramežljiv, ko je bil v družbi. Pravzaprav lahko pomanjkanje močnejše osebnosti zaostaja za njegovim malo priznanjem med znanstveno skupnostjo.

Zato je potreboval podporo drugih znanstvenikov, ki so imeli darila, ki mu je manjkalo. Vendar je bilo šele leta 1847, ko je William Thomson prišel v življenje. Do takrat se je Joule boril za objavo člankov o velikem znanstvenem pomenu, vendar skoraj brez kakršnega koli vpliva.

Študije

Od leta 1834 do 1837 sta James in njegov starejši brat Benjamin prejela zasebne razrede v svojem domu. Njegov profesor fizike in matematike je bil britanski kemik John Dalton, ki ga je spodbudil k znanstvenim raziskovanjem.

Sprva je naredil svoje poskuse v laboratoriju, ki jih je namestil v kleti svoje hiše, medtem ko je nadaljeval s študijem na univerzi v Manchestru.

Sprva je študiral vidike, povezane z magnetizmom med električnimi tokovi, in zahvaljujoč temu je izumil električni motor. Izvajal je tudi raziskave na področju električne energije in termodinamike.

Pri 20 letih mu je uspelo nadomestiti parni stroj iz očetove tovarne piva z električno energijo z idejo o povečanju učinkovitosti in varčevanju denarja podjetju. Medtem ko je opravil svoje toplotne preiskave, ki so izhajale iz električnega tokokroga, je oblikoval tisto, kar je danes znano kot Joulov zakon.

Prispevki k znanosti

Joulovo delo je zgodba o nenehnem boju proti kritični znanstveni ustanovi, ki ni bila pripravljena sprejeti dokazov, dokler jih ni bilo mogoče prezreti.

Njegove znanstvene raziskave so dosegle vrhunec leta 1850. V tem letu je objavil članek, v katerem je predstavil meritve mehanskega ekvivalenta toplote, za katerega je uporabil svojo znamenito napravo.

Joulov zakon

Medtem ko je preiskoval toploto, ki se pojavlja v električnih vezjih, je predstavil dobro znan Joule zakon. Ko električni tok teče po gonilnici, se poveča temperatura. Ta zakon nam omogoča, da izračunamo toploto, ustvarjeno, ko električni tok kroži skozi upor.

Učinek Joule-Thomson

Leta 1852 sta Joule in William Thomson odkrila, da se temperatura plina, ko se lahko pretaka, brez zunanjega dela zniža. Ta pojav, ki so ga imenovali učinek Joule-Thomson, je bil osnova za hladilne in klimatske naprave.

Prvi zakon termodinamike

James Joule je imel temeljno vlogo pri študijah o ohranjanju energije ali prvega zakona termodinamike kot univerzalnega načela fizike. Temelji na Joulovem zaključku, da sta toplota in energija enakovredna.

Prepoznavanje

Znanstveni svet zgodnjega devetnajstega stoletja je bil zapleten. V Veliki Britaniji ni bilo dodeljenih nobenih znanstvenih naslovov in poklicnih znanstvenih kvalifikacij ni bilo. Le majhna manjšina tistih, ki so objavljali znanstvene članke, je imela plačano službo v znanosti.

Sam Joule je večino svojih poskusov naredil v kleti svoje hiše kot zasebnik in delal z nekaj sredstvi, ki jih je imel na razpolago.

Vendar je leta 1866 pravi Sociedad dal svoje najvišje priznanje, medalja Coley. Poleg tega je bil leta 1872 in leta 1887 izvoljen za predsednika Britanskega združenja za napredovanje znanosti.

V njegovo čast se enotnost mednarodnega sistema, ki se uporablja za merjenje energije, dela in toplote, imenuje Joule.

Reference

1. Esq, j. Str. J. (1843). Xxxii. O toplotnih učinkih magneto-elektroelektrija in na mehanski vrednosti toplote. London, Edinburgh in Dublin Filozofska revija in Journal of Science, 23 (152), 263-276. 
2. James Joule - Maglab. Pridobljeno 8. julija 2019 iz NationalMaglab.org
3. James Joule, William Thomson in koncept popolnega plina.(2010). Opombe in zapisi kraljevega društva, 64 (1), 43–57. 
4. Sarton, g., Mayer, j. R., Joule, J. Str., & Carnot, s. (1929). Odkritje zakona o ohranjanju energije. ISIS, 13 (1), 18–44. 
5. Mladi, j. (2015). Toplota, delovna in subtilna tekočina: komentar o Jouleu (1850) "o mehanskem ekvivciji toplote". Filozofske transakcije. Serija A, Matematične, fizične in inženirske vede, 373 (2039) doi: 10.1098/rsta.2014.0348