詹姆斯·普雷斯科特·焦耳(英國(guó)物理學(xué)家)
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳(James Prescott Joule,1818年12月24日—1889年10月11日),出生于曼徹斯特近郊的沙弗特,英國(guó)物理學(xué)家,英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。
由于焦耳在熱學(xué)、熱力學(xué)和電方面的貢獻(xiàn),皇家學(xué)會(huì)授予他最高榮譽(yù)的科普利獎(jiǎng)?wù)拢–opley Medal)。后人為了紀(jì)念他,把能量或功的單位命名為“焦耳”,簡(jiǎn)稱“焦”;并用焦耳姓氏的第一個(gè)字母“J”來標(biāo)記熱量以及“功”的物理量。
焦耳在研究熱的本質(zhì)時(shí),發(fā)現(xiàn)了熱和功之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,并由此得到了能量守恒定律,最終發(fā)展出熱力學(xué)第一定律。國(guó)際單位制導(dǎo)出單位中,能量的單位——焦耳,就是以他的名字命名。他和開爾文合作發(fā)展了溫度的絕對(duì)尺度。他還觀測(cè)過磁致伸縮效應(yīng),發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)體電阻、通過導(dǎo)體電流及其產(chǎn)生熱能之間的關(guān)系,也就是常稱的焦耳定律。
人物經(jīng)歷
家世背景
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳(James Prescott Joule),英國(guó)物理學(xué)家。1818年12月24日出生于英格蘭北部曼徹斯特近郊的沙弗特(Salford)。
他的父親本杰明·焦耳(Benjamin Joule,1784-1858)是一個(gè)富有的釀酒師(Brewing),他的母親為愛麗絲·普雷斯科特·焦耳(Alice Prescott Joule)。
焦耳出生時(shí)他們家在索爾福德的新貝利街,與他家的啤酒廠毗鄰。焦耳在年幼時(shí)因?yàn)樯眢w健康原因一直在索爾福德附近彭德爾伯里(Pendlebury)的一個(gè)家庭學(xué)校里就學(xué)。
焦耳自幼跟隨父親參加釀酒勞動(dòng),沒有受過正規(guī)的教育。青年時(shí)期,在別人的介紹下,焦耳認(rèn)識(shí)了著名的化學(xué)家道爾頓。道爾頓給予了焦耳熱情的教導(dǎo),教給了他數(shù)學(xué)、哲學(xué)和化學(xué)方面的知識(shí),這些知識(shí)為焦耳后來的研究奠定了理論基礎(chǔ)。道爾頓教會(huì)了焦耳理論與實(shí)踐相結(jié)合的科研方法,激發(fā)了焦耳對(duì)化學(xué)和物理的興趣,并在他的鼓勵(lì)下決心從事科學(xué)研究工作。
學(xué)習(xí)生涯
1834年,16歲的焦耳和他的哥哥本杰明被送到曼徹斯特文學(xué)與哲學(xué)學(xué)會(huì)(Manchester Literary and Philosophical Society)道爾頓的門下學(xué)習(xí)。焦耳兄弟倆跟隨道爾頓學(xué)習(xí)了兩年算術(shù)和幾何。后來道爾頓因中風(fēng)而退休。但是跟隨道爾頓的這段經(jīng)歷影響了焦耳的一生。焦耳后來又受約翰·戴維斯(John Davies (lecturer))指導(dǎo)。焦耳兄弟倆對(duì)電學(xué)非常著迷,曾經(jīng)實(shí)驗(yàn)過相互電擊,還拿家里的仆人們做過實(shí)驗(yàn)。
焦耳在受道爾頓指導(dǎo)期間,于1835年進(jìn)入曼徹斯特大學(xué)就讀。畢業(yè)后開始參加經(jīng)營(yíng)自家的啤酒廠,直到1854年賣出啤酒廠,他在經(jīng)營(yíng)上都一直很活躍??茖W(xué)開始只是焦耳的一個(gè)愛好,直到后來他開始研究用新發(fā)明的電動(dòng)機(jī)來替換啤酒廠的蒸汽機(jī)的可行性。
1838年,他的第一篇關(guān)于電學(xué)的科學(xué)論文發(fā)表在《電學(xué)年鑒》(Annals of Electricity)上。這份學(xué)術(shù)期刊是由戴維斯的同事威廉·斯特金(William Sturgeon)創(chuàng)辦和主持的。
1840年,他的第一篇重要的論文被送到英國(guó)皇家學(xué)會(huì),當(dāng)中指出電導(dǎo)體所發(fā)出的熱量與電流強(qiáng)度、導(dǎo)體電阻和通電時(shí)間的關(guān)系,即焦耳定律。本來準(zhǔn)備讓皇家學(xué)會(huì)大吃一驚的,可后來發(fā)現(xiàn)自己被僅僅當(dāng)作鄉(xiāng)下的業(yè)余愛好者。
當(dāng)斯特金在1840年搬到曼徹斯特后,他和焦耳成為了這個(gè)城市知識(shí)分子的核心。他倆同感,科學(xué)和神學(xué)應(yīng)該并且可能整合在一起。焦耳開始在斯特金的皇家維多利亞實(shí)踐科學(xué)講座(Royal Victoria Gallery of Practical Science)上開辦講座。
他后來認(rèn)識(shí)到,在蒸汽機(jī)燒1磅煤所產(chǎn)生的熱量是在革若夫電池(英語(yǔ):Grove cell)(一種早期的電池)里消耗1磅鋅所發(fā)出熱量的5倍。焦耳對(duì)“經(jīng)濟(jì)負(fù)荷”(economical duty)的通常標(biāo)準(zhǔn)是,將1磅重量抬升1英尺的能力,即英尺-磅(英語(yǔ):Foot-pound (energy))。
焦耳被弗朗茲·艾皮努斯(Franz Aepinus)的想法所影響,試圖用被“振動(dòng)形態(tài)的熱質(zhì)以太(calorific ether in a state of vibration)”所環(huán)繞的原子來解釋電學(xué)和磁。
然而焦耳的興趣從有關(guān)可以從給定來源提取多少功這樣的狹隘的經(jīng)濟(jì)問題開始轉(zhuǎn)向,最終到思考能量的可轉(zhuǎn)換性。
焦耳提出能量守恒與轉(zhuǎn)化定律:能量既不會(huì)憑空消失,也不會(huì)憑空產(chǎn)生,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,而能的總量保持不變,奠定了熱力學(xué)第一定律(能量不滅原理)之基礎(chǔ)。
1883年他發(fā)表了一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果,顯示他在1841年所定量化的熱效應(yīng)是因?yàn)閷?dǎo)體本身的發(fā)熱,而不是從裝置其他部分傳來的熱量。這個(gè)結(jié)論對(duì)當(dāng)時(shí)的熱質(zhì)說是一個(gè)直接的挑戰(zhàn)。熱質(zhì)說認(rèn)為,熱量既不能被創(chuàng)造,也不能被銷毀。自從被拉瓦錫在1783年提出后,熱質(zhì)說一直是熱學(xué)領(lǐng)域的主導(dǎo)性的理論。拉瓦錫的影響力再加上尼古拉·卡諾自1824年提出的關(guān)于熱機(jī)的熱質(zhì)理論在實(shí)踐中的成功,使得既不在學(xué)術(shù)界又不在工程界的年輕的焦耳看起來前途坎坷。熱質(zhì)說的支持者準(zhǔn)備指出,熱電效應(yīng)的對(duì)稱性說明熱能和電能是(至少大約)可以被一個(gè)可逆過程所相互轉(zhuǎn)化的。
科研生平紀(jì)年
1837年,焦耳裝成了用電池驅(qū)動(dòng)的電磁機(jī),并發(fā)表了關(guān)于這方面的論文而引起人們的注意。
1840年,焦耳把環(huán)形線圈放入裝水的試管內(nèi),測(cè)量不同電流強(qiáng)度和電阻時(shí)的水溫。12月焦耳在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)上宣讀了關(guān)于電流生熱的論文,提出電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的定律。由于不久之后,俄國(guó)物理學(xué)家楞次也獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了同樣的定律,該定律也稱為焦耳-楞次定律。
1843年,焦耳設(shè)計(jì)了一個(gè)新實(shí)驗(yàn)。將一個(gè)小線圈繞在鐵芯上,用電流計(jì)測(cè)量感生電流,把線圈放在裝水的容器中,測(cè)量水溫以計(jì)算熱量。這個(gè)電路是完全封閉的,沒有外界電源供電,水溫的升高只是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能、電能又轉(zhuǎn)化為熱的結(jié)果,整個(gè)過程不存在熱質(zhì)的轉(zhuǎn)移。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全否定了熱質(zhì)說。
1843年8月21日,在英國(guó)學(xué)術(shù)會(huì)上,焦耳宣讀了他的論文《論電磁的熱效應(yīng)和熱的機(jī)械值》,他在報(bào)告中說1千卡的熱量相當(dāng)于460千克米的功。他的報(bào)告沒有得到支持和強(qiáng)烈的反響,這時(shí)他意識(shí)到自己還需要進(jìn)行更精確的實(shí)驗(yàn)。
1844年,焦耳研究了空氣在膨脹和壓縮時(shí)的溫度變化,他在這方面取得了許多成就。通過對(duì)氣體分子運(yùn)動(dòng)速度與溫度的關(guān)系的研究,焦耳計(jì)算出了氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)速度值,從理論上奠定了波義耳-馬略特和蓋-呂薩克定律的基礎(chǔ),并解釋了氣體對(duì)器壁壓力的實(shí)質(zhì)。
1852年,他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)自由擴(kuò)散氣體從高壓容器進(jìn)入低壓容器時(shí),大多數(shù)氣體和空氣的溫度都要下降。這一現(xiàn)象后來被稱為焦耳-湯姆遜效應(yīng)。這個(gè)效應(yīng)在低溫和氣體液化方面有廣泛的應(yīng)用。焦耳對(duì)蒸汽機(jī)的發(fā)展也做出了不少有價(jià)值的工作。
1847年,焦耳做了迄今認(rèn)為是設(shè)計(jì)思想最巧妙的實(shí)驗(yàn):他在量熱器里裝了水,中間安上帶有葉片的轉(zhuǎn)軸,然后讓下降重物帶動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn),由于葉片和水的磨擦,水和量熱器都變熱了。
根據(jù)重物下落的高度,可以算出轉(zhuǎn)化的機(jī)械功;根據(jù)量熱器內(nèi)水的升高的溫度,就可以計(jì)算水的內(nèi)能的升高值。把兩數(shù)進(jìn)行比較就可以求出熱功當(dāng)量的準(zhǔn)確值來。焦耳還用鯨魚油代替水來作實(shí)驗(yàn),測(cè)得了熱功當(dāng)量的平均值為423.9千克米/千卡。接著又用水銀來代替水,不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法,直到1878年。這時(shí)距他開始進(jìn)行這一工作將近四十年了,他前后用各種方法進(jìn)行了四百多次的實(shí)驗(yàn)。
當(dāng)焦耳在1847年的英國(guó)科學(xué)學(xué)會(huì)的會(huì)議上再次公布自己的研究成果時(shí),他還是沒有得到支持,很多科學(xué)家都懷疑他的結(jié)論,認(rèn)為各種形式的能之間的轉(zhuǎn)化是不可能的。直到1850年,其他一些科學(xué)家用不同的方法獲得了能量守恒定律和能量轉(zhuǎn)化定律,他們的結(jié)論和焦耳相同,這時(shí)焦耳的工作才得到承認(rèn)。
1850年,焦耳憑借他在物理學(xué)上作出的重要貢獻(xiàn)成為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員,當(dāng)時(shí)他32歲,兩年后他接受了皇家勛章。許多外國(guó)科學(xué)院也給予他很高的榮譽(yù)。雖然焦耳不停地進(jìn)行著他的實(shí)驗(yàn)測(cè)量工作,遺憾的是,他的科學(xué)創(chuàng)造性,特別是在物理概念方面的創(chuàng)造性,過早地就減少了。
1875年,英國(guó)科學(xué)協(xié)會(huì)委托他更精確地測(cè)量熱功當(dāng)量。他得到的結(jié)果是4.15,非常接近1卡=4.184焦耳。
1875年,焦耳的經(jīng)濟(jì)狀況大不如前。這位曾經(jīng)富有過但卻沒有一定職位的人發(fā)現(xiàn)自己在經(jīng)濟(jì)上處于困境,幸而他的朋友幫他弄到一筆每年200英鎊的養(yǎng)老金,使他得以維持中等舒適的生活。五十五歲時(shí),他的健康狀況惡化,研究工作減慢了。
1878年,當(dāng)焦耳六十歲時(shí),他發(fā)表了最后一篇論文。
1889年10月11日,焦耳在索福特逝世,享年71歲。
主要成就
焦耳定律的發(fā)現(xiàn)
1840年12月,他在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)上宣讀了關(guān)于電流生熱的論文,提出電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的定律;由于不久俄國(guó)物理學(xué)家海因里?!だ愦我勃?dú)立地發(fā)現(xiàn)了同樣的定律,而被稱為焦耳-楞次定律。
用公式表示如下:Q=I^2*Rt(J)
I=通過導(dǎo)體的電流,單位(安培):A
R=導(dǎo)體的有效電阻,單位(歐姆):Ω
t=通電時(shí)間,單位(秒):s
熱功當(dāng)量的測(cè)定
焦耳的主要貢獻(xiàn)是他鉆研并測(cè)定了熱和機(jī)械功之間的當(dāng)量關(guān)系。這方面研究工作的第一篇論文《關(guān)于電磁的熱效應(yīng)和熱的功值》,是在1843年英國(guó)《哲學(xué)雜志》第23卷第3輯上發(fā)表的。此后,他用不同材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),結(jié)果發(fā)現(xiàn)盡管所用的方法、設(shè)備、材料各不相同,結(jié)果都相差不遠(yuǎn);并且隨著實(shí)驗(yàn)精度的提高,趨近于一定的數(shù)值。
最后他將多年的實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫成論文發(fā)表在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)《哲學(xué)學(xué)報(bào)》1850年第140卷上,其中闡明:
第一,不論固體或液體,摩擦所產(chǎn)生的熱量,總是與所耗的力的大小成比例。
第二,要產(chǎn)生使1磅水(在真空中稱量,其溫度在50~60華氏度之間)增加1華氏度的熱量,需要耗用772磅重物下降1英尺的機(jī)械功。
他精益求精,直到1878年還有測(cè)量結(jié)果的報(bào)告。
他近40年的研究工作,為熱運(yùn)動(dòng)與其他運(yùn)動(dòng)的相互轉(zhuǎn)換、運(yùn)動(dòng)守恒等問題,提供了無可置疑的證據(jù),焦耳因此成為能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)者之一。
圖冊(cè)圖片來源:
焦耳-湯姆孫效應(yīng)
1852年焦耳和w.湯姆孫(即開爾文)發(fā)現(xiàn)氣體自由膨脹時(shí)溫度下降的現(xiàn)象,被稱為焦耳-湯姆孫效應(yīng)。這效應(yīng)在低溫和氣體液化方面有廣泛應(yīng)用。他對(duì)蒸汽機(jī)的發(fā)展作了不少有價(jià)值的工作。
理論成就
理論的接納
最初對(duì)焦耳的工作的一些反對(duì)是因?yàn)樗墓ぷ饕蕾囉跇O端精確的測(cè)量。他聲稱可以將溫度的測(cè)量精確到?200℉(3mK)以內(nèi)。這個(gè)精度在當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)物理領(lǐng)域是很不尋常的。不過焦耳的懷疑者可能忘了焦耳在釀酒方面的經(jīng)歷。而且他還得到測(cè)量?jī)x器制作家約翰·本杰明·丹瑟(John Benjamin Dancer)的大力支持。
德國(guó)的赫爾曼·亥姆霍茲卻開始熟悉焦耳的工作以及尤利烏斯·羅伯特·馮·邁爾在1842的類似研究。雖然這兩人在各自發(fā)表了自己的工作后都被一直忽視,但亥姆霍茲在1847年結(jié)論性的宣布能量守恒定律時(shí)承認(rèn)了他倆的貢獻(xiàn)。
此外在1847年英國(guó)協(xié)會(huì)于牛津的會(huì)議上,焦耳也做了一個(gè)報(bào)告,當(dāng)時(shí)的聽眾中有喬治·斯托克斯、邁克爾·法拉第以及超前且獨(dú)立特行的威廉·湯姆森,也就是后來的開爾文男爵。開爾文當(dāng)時(shí)已經(jīng)被聘為格拉斯哥大學(xué)的自然哲學(xué)教授。斯托克斯是“傾向成為一個(gè)焦耳(inclined to be a Joulite)”,法拉第雖然心存懷疑但還是“被焦耳的理論所震驚(much struck with it)”。開爾文被迷住了但還是有所懷疑。
對(duì)首發(fā)的爭(zhēng)論
這一年的晚些時(shí)候,開爾文與焦耳又在霞慕尼不期而遇。焦耳當(dāng)時(shí)剛和阿米莉婭·葛萊姆絲(Amelia Grimes)在8月18日結(jié)婚后來到此地度蜜月。盡管焦耳還在婚禮的熱情中,他還是和開爾文安排了幾日后去測(cè)量色朗契斯(Sallanches)瀑布頂部和底部的溫度差。焦耳認(rèn)為瀑布沖下時(shí)的能量改變,會(huì)稍微增加水的熱量與溫度。但是在大自然下,還有許多其他的因素會(huì)影響水溫,所以他們沒有收獲。
雖然開爾文覺得焦耳的結(jié)果需要理論的解釋,但他還后退并為卡諾-克拉佩龍學(xué)派辯護(hù)。當(dāng)開爾文在1848年報(bào)導(dǎo)絕對(duì)溫度時(shí),他寫到,“熱量(或者卡路里)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效應(yīng)不太可能且肯定無法證實(shí)?!钡窃谒囊粋€(gè)腳注里暗示了他的最初的對(duì)熱質(zhì)說的懷疑,他參考了焦耳的“非常讓人印象深刻的發(fā)現(xiàn)”。當(dāng)焦耳讀到開爾文的一篇文章后寫信給他,聲稱自己的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)顯示了熱量向功的轉(zhuǎn)化,但還是在準(zhǔn)備做更進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)。讓人吃驚的是,開爾文沒有回寄給焦耳他自己文章的拷貝。開爾文在回信中提到,他正在準(zhǔn)備自己的實(shí)驗(yàn),并且希望能調(diào)和兩人的觀點(diǎn)。雖然開爾文在之后的兩年里并沒有進(jìn)行新的實(shí)驗(yàn),但他越來越不滿卡諾的理論,轉(zhuǎn)而相信焦耳的觀點(diǎn)。在1851的文章里,開爾文愿意做一個(gè)折中,承認(rèn)“整個(gè)熱的動(dòng)能理論是基于……兩個(gè)……前提,分別是焦耳和卡諾-克拉佩龍的理論(the whole theory of the motive power of heat is founded on ... two ... propositions, due respectively to Joule, and to Carnot and Clausius)”。
當(dāng)焦耳一讀到這篇文章,他馬上寫信給開爾文談了他的評(píng)論和問題。隨后倆人通過大量的通信開始了富有成果的合作。焦耳進(jìn)行實(shí)驗(yàn),開爾文分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果并建議進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)。這個(gè)合作從1852年持續(xù)到1856年,他們的成果中包括有焦耳-湯姆孫效應(yīng)。關(guān)于這個(gè)成果的發(fā)表論文使得焦耳的研究和分子運(yùn)動(dòng)論被人們廣泛接受。
分子運(yùn)動(dòng)論
動(dòng)力學(xué)是有關(guān)運(yùn)動(dòng)的科學(xué)。焦耳是道爾頓的學(xué)生,所以不奇怪他深深信任原子理論,而盡管同時(shí)代的許多科學(xué)家還在懷疑該理論。他也是少數(shù)能夠接受當(dāng)時(shí)還在被忽視的約翰·赫帕斯的氣體的動(dòng)力學(xué)理論的人之一。他后來深深的被彼得·愛華德(Peter Ewart)在1813年的一篇文章“論動(dòng)力的測(cè)量(On the measure of moving force)”所影響。
焦耳察覺到了他的發(fā)現(xiàn)和熱動(dòng)力學(xué)理論之間的關(guān)系。他的實(shí)驗(yàn)筆記表明,他相信熱是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而不是平移運(yùn)動(dòng)的一種形式。
焦耳無法抗拒在弗蘭西斯·培根、艾薩克·牛頓爵士、約翰·洛克、倫福德伯爵和漢弗里·戴維爵士等前人那找到自己觀點(diǎn)的前例。雖然這些觀點(diǎn)都是有道理的,但焦耳還是根據(jù)倫福德發(fā)表的文章估計(jì)出一個(gè)熱功當(dāng)量值,1034ft·lbf/Btu。一些現(xiàn)代作者已經(jīng)從根本上批判了這個(gè)方法,認(rèn)為倫福德的實(shí)驗(yàn)無法代表著系統(tǒng)的定量測(cè)量。在焦耳的一篇個(gè)人筆記中,他斷言邁爾的測(cè)量并不比倫福德的更精確,可能希望邁爾沒有參加過他自己的工作。焦耳對(duì)解釋綠閃光現(xiàn)象也有所貢獻(xiàn),他在1869年給曼徹斯特文學(xué)與哲學(xué)學(xué)會(huì)的一封信中提到這個(gè)現(xiàn)象。
獲得榮譽(yù)
1850年焦耳當(dāng)選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。
1866年由于他在熱學(xué)、熱力學(xué)和電方面的貢獻(xiàn),皇家學(xué)會(huì)授予他最高榮譽(yù)的科普利獎(jiǎng)?wù)拢–opley Medal)。后人為了紀(jì)念他,把能量或功的單位命名為“焦耳”,簡(jiǎn)稱“焦”;并用焦耳姓氏的第一個(gè)字母“J”來標(biāo)記熱量。
1889年10月11日,焦耳在塞爾的家中逝世,被安葬在該市的布魯克蘭(英語(yǔ):Brooklands, Trafford)公墓。在他的墓碑上刻有數(shù)字“772.55”,這是他在1878年的關(guān)鍵測(cè)量中得到的熱功當(dāng)量值。墓碑上還刻有約翰福音的一段話,“趁著白日,我們必須做那差我來者的工;黑夜將到,就沒有人能做工了?!蔽挥谒鳡柕耐贡揪起^改為以他的名字命名。
曼徹斯特文學(xué)與哲學(xué)學(xué)會(huì)(Manchester Literary and Philosophical Society)主席,(1860);
英國(guó)科學(xué)協(xié)會(huì)(British Association for the Advancement of Science)主席,(1872、1887);
榮譽(yù)學(xué)位:LL.D.,都柏林三一學(xué)院,(1857);
DCL(Doctor of Civil Law),牛津大學(xué),(1860);
LL.D.,愛丁堡大學(xué),(1871)。
他在1878年收到了由王室專款(civil list)撥出的津貼,為“每年”£200,是為了獎(jiǎng)勵(lì)他在科學(xué)上的服務(wù);
皇家文藝學(xué)會(huì)的阿爾伯特獎(jiǎng)?wù)拢ˋlbert Medal (RSA)),(1880)。
盡管焦耳沒有葬于西敏寺,但還是在那為他舉行了紀(jì)念儀式。
由阿爾弗雷·德吉爾伯特(Alfred Gilbert)完成的塑像坐落在曼徹斯特市政廳(Manchester Town Hall)中,與道爾頓的塑像相對(duì)。
人物影響
無論是在實(shí)驗(yàn)方面,還是在理論上,焦耳都是從分子動(dòng)力學(xué)的立場(chǎng)出發(fā),進(jìn)行深入研究的先驅(qū)者之一。在從事這些研究的同時(shí),焦耳并沒有間斷對(duì)熱功當(dāng)量的測(cè)量。
在去世前兩年,焦耳對(duì)他的弟弟的說:“我一生只做了兩三件事,沒有什么值得炫耀的。”相信對(duì)于大多數(shù)物理學(xué)家,他們只要能夠做到這些小事中的一件也就會(huì)很滿意了。焦耳的謙虛是非常真誠(chéng)的。很可能,如果他知道了在威斯敏斯特教堂為他建造了紀(jì)念碑,并以他的名字命名能量單位,他將會(huì)感到驚奇,雖然后人決不會(huì)感到驚奇。
十八世紀(jì),人們對(duì)熱的本質(zhì)的研究走上了一條彎路:“熱質(zhì)說”在物理學(xué)史上統(tǒng)治了一百多年。雖然曾有一些科學(xué)家對(duì)這種錯(cuò)誤理論產(chǎn)生過懷疑,但人們一直沒有辦法解決熱和功的關(guān)系的問題;是英國(guó)自學(xué)成才的物理學(xué)家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳為最終解決這一問題指出了道路。
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