Джеймс Пре́скотт Джо́уль (англ. James Prescott Joule, МФА: [ˈdʒuːl], нар.24 грудня 1818 — †11 жовтня 1889) — англійський фізик, що зробив значний внесок у становлення термодинаміки, і пивовар.
Джеймс Прескотт Джоуль | |
---|---|
James Prescott Joule | |
![]() | |
Народився | 24 грудня 1818 Солфорд, Ланкашир |
Помер | 11 жовтня 1889 (70 років) , Великий Манчестер |
Поховання | d |
Країна | ![]() |
Діяльність | фізик |
Alma mater | Манчестерський університет |
Галузь | фізика |
Посада | секретар[d], президент[d], президент[d], президент[d] і президент[d] |
Вчителі | Джон Дальтон |
Членство | Лондонське королівське товариство Американська академія мистецтв і наук Національна академія наук США d Туринська академія наук[1] |
Відомий завдяки: | закон збереження енергії, закон Джоуля-Ленца |
Батько | d[2] |
Мати | d[2] |
У шлюбі з | d |
Нагороди | |
член Лондонського королівського товариства | |
![]() |
Джоуль вивчав природу тепла і визначив кількість теплоти, що виділяється при механічній роботі. Це привело його до відкриття закону збереження енергії і, врешті, до формулювання першого закону термодинаміки. Йому також належить пріоритет (1840) у визначенні кількості теплоти, що виділяється при проходженні струму через провідник (закон Джоуля — Ленца). Джоуль відкрив явище магнітного насичення феромагнетиків (1840) і магнетострикцію (1842). Він першим обчислив швидкість руху молекул газу і встановив її залежність від температури, тиск газу вважав результатом ударів часток цього газу у стінки посудини (1848). Це поклало початок становленню кінетичної теорії газів. Разом із лордом Кельвіном він працював над розробкою абсолютної шкали температури та досліджував (1853—1854) явище охолодження газу при його повільному стаціонарному адіабатичному протіканні через пористу перегородку (ефект Джоуля — Томсона).
На його честь названа одиниця вимірювання енергії — джоуль, що застосовується у міжнародній системі SI.
Життєпис
Народився Джеймс Прескотт Джоуль 24 грудня 1818 року в місті Солфорд. Його батько був багатим пивоваром, тому до 15 років Джоуль виховувався в сім'ї і здобув домашню освіту. Протягом декількох років його вчив математиці, фізиці, основам хімії відомий фізик і хімік Джон Дальтон, під впливом якого Джоуль вже у віці 19 років почав експериментальні дослідження. Саме Дальтон прищепив Джоулю любов до науки і пристрасть до збору та осмислення чисельних даних, на яких засновані наукові теорії і закони. Але математична підготовка Джоуля була слабкою, що надалі дуже заважало йому в дослідженнях і, можливо, не дало йому зробити ще значніші відкриття.
У 1838 році в журналі «Аннали електрики» («Annals of Electricity») з'явилася його стаття з описом електромагнітного двигуна, в 1840 році він виявив ефект магнітного насичення, в 1842-му — явище магнетострикції.
У Джоуля не було жодної професії і жодної іншої роботи, окрім допомоги в управлінні батьковим заводом. Аж до 1854 року, коли завод нарешті був проданий, Джоуль працював на ньому і уривками, ночами, займався своїми дослідами. Після 1854 року у Джоуля з'явилися і час, і кошти, щоб побудувати у власному будинку фізичну лабораторію і повністю присвятити себе експериментальній фізиці. Згодом Джоуль мав матеріальні труднощі і для продовження досліджень звернувся по фінансову допомогу до королеви Вікторії.
Протягом 1837—1847 років Джоуль увесь вільний час присвятив різноманітним експериментам із перетворення різних форм енергії — механічної, електричної, хімічної — у теплову енергію. Він розробив термометри, що вимірювали температуру з точністю до однієї двохсотої градуса, що дозволило йому проводити вимірювання з найкращою для того часу точністю. Під впливом робіт Майкла Фарадея Джоуль розпочав вивчати теплові ефекти струму, результатом чого стало відкриття закону, що називається тепер законом Джоуля — Ленца. Згідно з цим законом, кількість теплоти, що виділяється у провіднику зі струмом, є пропорційною до електричного опору провідника і сили струму у квадраті.
У 1843 році Джоуль зайнявся новою проблемою: доказом існування кількісного співвідношення між «силами» (як тоді називали енергію) різної природи, що приводять до виділення тепла. Перші його досліди полягали у вимірюванні кількості тепла, що виділяється в посудині з водою, у якій під дією вантажу, що опускається, обертався електромагніт, а сама посудина була поміщена в магнітне поле. У цих дослідах він уперше визначив механічний еквівалент теплоти (4,5 Дж/кал у сучасних одиницях), а в подальші роки досліджував теплові ефекти при продавлюванні рідини через вузькі отвори (1844), стисненні газу (1845) тощо. Усі ці досліди привели Джоуля до відкриття закону збереження енергії. Згодом його ім'ям була названа одиниця вимірювання всіх видів енергії (джоуль) — механічної, теплової, електричної, випромінення тощо.
У червні 1847 року Джоуль зробив доповідь на зборах , у якій він повідомив про найточніші вимірювання механічного еквівалента теплоти. Доповідь стала поворотним пунктом у його кар'єрі. 1850 року Джоуль був обраний членом Лондонського королівського товариства. Він став одним із найавторитетніших учених свого часу, володарем багатьох титулів та нагород.
У 1847 році Джоуль познайомився з Вільямом Томсоном, відомим як лорд Кельвін, і досліджував разом із ним поведінку газів у різних умовах. Результатом цієї співпраці стало відкриття ефекту охолоджування газу при повільному адіабатичному протіканні його через пористу перегородку (ефект Джоуля — Томсона). Цей ефект використовується для скраплення газів. Крім того, Джоуль разом із лордом Кельвіном побудував термодинамічну температурну шкалу, розрахував теплоємність деяких газів, обчислив швидкість руху молекул газу і встановив її залежність від температури.
У 1854 році Джоуль продав завод, що залишився йому від батька, і цілком присвятив себе науці. Невтомно працюючи все в тій же області, Джоуль до смерті оприлюднив 97 наукових робіт, з яких близько 20 зроблені у співавторстві з Вільямом Томсоном і Л. Плефером; більшість із них стосується застосування механічної теорії тепла до теорії газів, молекулярної фізики і акустики і належать до класичних робіт з фізики.
Помер Джоуль у [en] 11 жовтня 1889 року. Похований там же, на кладовищі району Бруклендс, на його могильній плиті вигравіюване число 772.55, що відповідає значенню механічного еквівалента теплоти у фунтах-футах на британську теплову одиницю. У Вестмінстерському абатстві є меморіал Джоуля, а в Манчестерській ратуші стоїть статуя Джоулю роботи .
Механічний еквівалент теплоти
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOWpMMk16TDBwdmRXeGxKVEkzYzE5QmNIQmhjbUYwZFhOZkpUSTRTR0Z5Y0dWeUpUSTNjMTlUWTJGdUpUSTVMbkJ1Wnk4eU1qQndlQzFLYjNWc1pTVXlOM05mUVhCd1lYSmhkSFZ6WHlVeU9FaGhjbkJsY2lVeU4zTmZVMk5oYmlVeU9TNXdibWM9LnBuZw==.png)
Експериментальне визначення механічного еквівалента теплоти відіграло вирішальну роль у встановленні і підтвердженні закону збереження і перетворення енергії.
Починаючи з 1843 року, Джоуль шукає підтвердження принципу збереження енергії й намагається якнайточніше обчислити механічний еквівалент теплоти. У перших дослідах вимірює нагрівання рідини, у яку занурений соленоїд із залізним осердям, що обертався у магнітному полі електромагніта з проведенням вимірювань для випадків замкнутої та розімкнутої обмотки електромагніта. Згодом удосконалює експеримент, виключивши обертання уручну через урухомлення електромагніта тягарцем, що опускався. За результатами вимірювань формулює залежність:
|
Результати експериментів публікує у 1843 році у статті «Про тепловий ефект магнітоелектрики та механічному значенні тепла». 1844 року формулює перший варіант закону теплоємності складних кристалічних тіл, знаний як [ru], який у 1864 отримав остаточне формулювання й експериментальне підтвердження у публікаціях [en].
Згодом (1844), Джоуль дослідним шляхом визначає тепловиділення при протисканні рідини через вузькі трубки, у 1845 році визначає теплоту при стисненні газу, а у досліді 1847 року порівнює затрати енергії на обертання мішалки у рідині з теплотою, яка утворилась внаслідок цього.
У працях 1847—1850 років дає точніші значення механічного еквівалента теплоти. Він скористався металевим калориметром із крильчаткою. На вал крильчатки намотувалась нитка з двома кінцями, що звисають і до яких кріпились тягарці. В експерименті визначалась кількість теплоти, що виділялась від тертя при обертанні крильчатки у рідкому середовищі. Ця кількість теплоти порівнювалась із роботою, виконаною тягарцями при опусканні.
Еволюція значень механічного еквівалента теплоти, отримана Джоулем експериментально (в футо-фунтах або футо-фунт-силі на британську теплову одиницю):
- 838 (4,51 Дж/кал), 1843;
- 770 (4,14 Дж/кал), 1844;
- 823 (4,43 Дж/кал), 1845;
- 819 (4,41 Дж/кал), 1847;
- 772,692 (4,159 Дж/кал), 1850.
Останнє значення близьке до результатів точних вимірювань, проведених у XX столітті.
Визнання і нагороди
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOW1MMlk1TDBwaGJXVnpYMHB2ZFd4bFgzTjBZWFIxWlY5TllXNWphR1Z6ZEdWeVgwTnBkSGxmU0dGc2JGOHlNREExTVRBeU1DNXFjR2N2TWpJd2NIZ3RTbUZ0WlhOZlNtOTFiR1ZmYzNSaGRIVmxYMDFoYm1Ob1pYTjBaWEpmUTJsMGVWOUlZV3hzWHpJd01EVXhNREl3TG1wd1p3PT0uanBn.jpg)
Джоуль був членом Лондонського королівського товариства, отримав почесні звання доктора honoris causa Триніті коледжу в Дубліні (1857), Оксфордського університету (1861), Единбурзького (1871) і Лейденського (1875) університетів; у 1878 році йому призначена урядом довічна пенсія в 200 фунтів стерлінгів.
Твори Джоуля зібрані в двотомнику під назвою «Scientific papers by J. P. Joule» (2 т., Лондон, 1884—1887).
Серед нагород і почестей, яких був удостоєний учений, — золота медаль Лондонського королівського товариства (1852), медаль Коплі (1866), [en] (1880). У 1872 і 1877 роках Джоуль був обраний президентом Британської асоціації з розповсюдження наукових знань.
На честь фізика названо астероїд 12759 Джоуль
Див. також
Бібліографія
З 97-ми опублікованих наукових праць значна частина робіт присвячена удосконаленню дослідницької та вимірювальної апаратури. Опубліковані статті зібрані у двотомнику, що виданий Фізичним товариством у Лондоні (1884—1887) і перекладені у 1872 році Германом Шпренгелем німецькою. Основні праці:
- Joule, J. P. On Electro-Magnetic Forces // Annals of Electricity. — 1838. — Т. V. — С. 187. — «Про електромагнітні сили».
- Joule, J. P. On the Producing of Heat by Voltaic Electricity // Proceedings of the Royal Society. — 1840 (December, 17). — «Про виділення тепла електрикою».
- Joule, J. P. On New Class of Magnetic Forces // Annals of Electricity. — 1841. — Т. VIII. — С. 219. — «Про новий клас магнітних сил».
- Joule, J. P. On the Electric Origin of the Heat of Combustion // Philosophical Magazine Series 3. — 1841. — Т. XX. — С. 98. — «Про електричну природу тепла згоряння».
- Joule, J. P. On the Electrical Origin of Chemical Heat // Philosophical Magazine Series 3. — 1843. — Т. XXII. — С. 204. — «Про електричну природу хімічного тепла».
- Joule, J. P. On the Heat evolved during the Electrolysis of Water // Memoirs of the Manchester Literary and Philosophical Society. — 1843. — Т. VII. — С. 87. — «Про тепло, зо виділяється при електролізі води».
- Joule, J. P. On the Calorific Effects of Magneto-Electricity, and on the Mechanical Value of Heat // Philosophical Magazine Series 3. — 1843. — Т. XXIII. — С. 263, 347, 435. — «Про тепловий ефект магнітоелектрики й про механічний еквівалент тепла».
- Joule, J. P. On the Changes of Temperature Produced by the Rarefaction and Condensation of Air // Philosophical Magazine Series 3. — 1845. — Т. XXVI. — С. 369. — «Про змінени температури при розрідженні та конденсації повітря».
- Joule, J. P. On the Existence of an Equivalent Relation between Heat and the ordinary Forms of Mechanical Power // Philosophical Magazine Series 3. — 1845. — Т. XXVII. — С. 205. — «Про існування еквівалентного співвідношення між теплом і звичайними формами механічної енергії».
- Joule, J. P. On the Mechanical Equivalent of Heat, as determined from the Beat evolved by the Agitation of Liquids. // Reports of British Association. — 1847. — С. 55. — «Про механічний еквівалент тепла, визначений за тертям, що виникає при перемішуванні рідин».
- Joule, J. P. On Matter, Living Force, and Heat // Manchester Courier. — 1848 (May, 5). — «Про матерію, живу силу й теплоту».
- Joule, J. P. On the Mechanical Equivalent of Heat, and on the Constitution of the Elastic Fluids. // Reports of British Association. — 1848. — С. 21. — «Про механічний еквівалент тепла й про будову пружних рідин».
- Joule, J. P. On Mechanical Appearnce of Lighting // Philosophical Magazine Series 3. — 1850. — Т. XXXVII. — С. 127. — «Про механічне явище світіння».
- Joule, J. P. On the Heat disengaged in Chemical Combinations // Philosophical Magazine Series 4. — 1852. — Т. III. — С. 481. — «Про тепло, яке вивільняється при хімічних реакціях».
- Joule, J. P. On the Fusion of Metals by Voltage Electricity // Manchester Memoirs. — 1856. — Т. XIV. — С. 173. — «Про плавлення металів електрикою».
- Joule, J. P.,. On an Improved Galvanometer // Philosophical Magazine Series 4. — 1857. — Т. XV. — С. 432. — «Про удосконалений гальванометр».
- Joule, J. P.,. On some Thermo-Dynamic Properties of Solids // Philosophical Transactions. — 1859. — Т. CXLIX. — С. 91. — «Про деякі термодинамічні властивості твердих тіл».
- Joule, J. P.,. On Thermal Effects of Compressing Fluids // Philosophical Transactions. — 1859. — Т. CXLIX. — С. 133. — «Про температурні ефекти при стисканні рідин».
- Joule, J. P. On a Sensitive Barometer // Proceedings of the Manchester Literary and Philosophical Society. — 1863. — Т. III. — С. 47. — «Про чутливий барометр».
- Joule, J. P. On an Apparcctus for determining the Horizontal Magnetic Intensity in Absolute Measure // Proceedings of the Manchester Literary and Philosophical Society. — 1867. — Т. VI. — С. 129. — «Про прилад для визначення горизонтальної напруженості магнітного поля в абсолютних величинах».
- Joule, J. P. On the Alleged Action of Cold in rendering Iron and Steel brittle // Proceedings of the Manchester Literary and Philosophical Society. — 1871. — Т. X. — С. 91. — «Про передбачуваний вплив холоду на підвищення крихкості чавуну і сталі».
Література
- Joule J. P. The Scientific Papers of James Prescott Joule. — London: Dawsons of Pall Mall, 1963.
- On the Mechanical Equivalent of Heat and On the Existence of an Equivalent Relation between Heat and the ordinary Forms of Mechanical Power
- at London Science Museum
- Some Remarks on Heat and the Constitution of Elastic Fluids [ 3 березня 2021 у Wayback Machine.], Joule's 1851 estimate of the speed of a gas molecule.
- — includes photographs of Joule's house and gravesite
- Dictionary of National Biography (1892) — entry for Joule
- . Electrical Engineer. London (October 18): 311—312. 1889. Архів оригіналу за 5 листопада 2015. Процитовано 16 травня 2008.- obituary with brief comment on Joule's family
- Джоуль Дж. Об определении механического эквивалента тепла. — В сб.: Классики физической науки. М., 1983.
- Храмов Ю. А. История физики. — К. : Фенікс, 2006. — 1176 с. — .
- Храмов Ю. А. Физики: Биографический справочник. — К. : Наукова думка, 1977. — 512 с.
- Голин Г. М., Филонович С. Р. Джоуль. Об определении механического эквивалента тепла (предисловие) // Классики физической науки. — М. : Высшая школа, 1989. — С. 382—385. — 50 000 прим. — .
Примітки
- www.accademiadellescienze.it
- Pas L. v. Genealogics.org — 2003.
- Joule's Story [ 23 липня 2013 у Wayback Machine.] на сайті «Joule's Brewery's». (англ.)
- 100 великих научных открытий / Д. К. Самин. — М. : Вече, 2002. — С. 90—93. — 25 000 прим. — .
- Donald S. L. Cardwell. James Joule: A Biography. — Manchester University Press, 1991. — С. 57. — .
- Joule, J. P (1843). On the calorific effects of magneto-electricity, and on the mechanical value of heat. Philosophical Magazine, Series 3. 23: 263—276.
- Голін, Філонович, 1989, с. 382.
- База даних малих космічних тіл JPL: Джеймс Прескотт Джоуль (англ.) .
- The Scientific Papers of James Prescott Joule / James Prescott Joule. — London : The Society, 1884. — Т. 1. — 702 с.
- The Scientific Papers of James Prescott Joule / James Prescott Joule. — London : Taylor and Francis, 1887. — Т. 2. — 420 с.
Посилання
- Джоуль // Універсальний словник-енциклопедія. — 4-те вид. — К. : Тека, 2006.
Вікіцитати містять висловлювання від або про: Джеймс Прескотт Джоуль |
Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Джеймс Прескотт Джоуль |
- Джеймс Прескотт Джоуль [ 8 червня 2009 у Wayback Machine.] на krugosvet.ru
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Dzhejms Pre skott Dzho ul angl James Prescott Joule MFA ˈdʒuːl nar 24 grudnya 1818 11 zhovtnya 1889 anglijskij fizik sho zrobiv znachnij vnesok u stanovlennya termodinamiki i pivovar Dzhejms Preskott DzhoulJames Prescott JouleNarodivsya24 grudnya 1818 1818 12 24 Solford LankashirPomer11 zhovtnya 1889 1889 10 11 70 rokiv Velikij ManchesterPohovannyadKrayina Velika BritaniyaDiyalnistfizikAlma materManchesterskij universitetGaluzfizikaPosadasekretar d prezident d prezident d prezident d i prezident d VchiteliDzhon DaltonChlenstvoLondonske korolivske tovaristvo Amerikanska akademiya mistectv i nauk Nacionalna akademiya nauk SShA d Turinska akademiya nauk 1 Vidomij zavdyaki zakon zberezhennya energiyi zakon Dzhoulya LencaBatkod 2 Matid 2 U shlyubi zdNagorodiKorolivska medal 1852 chlen Londonskogo korolivskogo tovaristva medal Alberta 1880 Chlen Amerikanskoyi akademiyi mistectv i nauk d chlen Londonskogo korolivskogo tovaristvaVislovlyuvannya u Vikicitatah Dzhejms Preskott Dzhoul u Vikishovishi Dzhoul vivchav prirodu tepla i viznachiv kilkist teploti sho vidilyayetsya pri mehanichnij roboti Ce privelo jogo do vidkrittya zakonu zberezhennya energiyi i vreshti do formulyuvannya pershogo zakonu termodinamiki Jomu takozh nalezhit prioritet 1840 u viznachenni kilkosti teploti sho vidilyayetsya pri prohodzhenni strumu cherez providnik zakon Dzhoulya Lenca Dzhoul vidkriv yavishe magnitnogo nasichennya feromagnetikiv 1840 i magnetostrikciyu 1842 Vin pershim obchisliv shvidkist ruhu molekul gazu i vstanoviv yiyi zalezhnist vid temperaturi tisk gazu vvazhav rezultatom udariv chastok cogo gazu u stinki posudini 1848 Ce poklalo pochatok stanovlennyu kinetichnoyi teoriyi gaziv Razom iz lordom Kelvinom vin pracyuvav nad rozrobkoyu absolyutnoyi shkali temperaturi ta doslidzhuvav 1853 1854 yavishe oholodzhennya gazu pri jogo povilnomu stacionarnomu adiabatichnomu protikanni cherez poristu peregorodku efekt Dzhoulya Tomsona Na jogo chest nazvana odinicya vimiryuvannya energiyi dzhoul sho zastosovuyetsya u mizhnarodnij sistemi SI ZhittyepisNarodivsya Dzhejms Preskott Dzhoul 24 grudnya 1818 roku v misti Solford Jogo batko buv bagatim pivovarom tomu do 15 rokiv Dzhoul vihovuvavsya v sim yi i zdobuv domashnyu osvitu Protyagom dekilkoh rokiv jogo vchiv matematici fizici osnovam himiyi vidomij fizik i himik Dzhon Dalton pid vplivom yakogo Dzhoul vzhe u vici 19 rokiv pochav eksperimentalni doslidzhennya Same Dalton prishepiv Dzhoulyu lyubov do nauki i pristrast do zboru ta osmislennya chiselnih danih na yakih zasnovani naukovi teoriyi i zakoni Ale matematichna pidgotovka Dzhoulya bula slabkoyu sho nadali duzhe zavazhalo jomu v doslidzhennyah i mozhlivo ne dalo jomu zrobiti she znachnishi vidkrittya U 1838 roci v zhurnali Annali elektriki Annals of Electricity z yavilasya jogo stattya z opisom elektromagnitnogo dviguna v 1840 roci vin viyaviv efekt magnitnogo nasichennya v 1842 mu yavishe magnetostrikciyi U Dzhoulya ne bulo zhodnoyi profesiyi i zhodnoyi inshoyi roboti okrim dopomogi v upravlinni batkovim zavodom Azh do 1854 roku koli zavod nareshti buv prodanij Dzhoul pracyuvav na nomu i urivkami nochami zajmavsya svoyimi doslidami Pislya 1854 roku u Dzhoulya z yavilisya i chas i koshti shob pobuduvati u vlasnomu budinku fizichnu laboratoriyu i povnistyu prisvyatiti sebe eksperimentalnij fizici Zgodom Dzhoul mav materialni trudnoshi i dlya prodovzhennya doslidzhen zvernuvsya po finansovu dopomogu do korolevi Viktoriyi Doslidnij prilad Dzhoulya dlya vivchennya tepla 1845 Protyagom 1837 1847 rokiv Dzhoul uves vilnij chas prisvyativ riznomanitnim eksperimentam iz peretvorennya riznih form energiyi mehanichnoyi elektrichnoyi himichnoyi u teplovu energiyu Vin rozrobiv termometri sho vimiryuvali temperaturu z tochnistyu do odniyeyi dvohsotoyi gradusa sho dozvolilo jomu provoditi vimiryuvannya z najkrashoyu dlya togo chasu tochnistyu Pid vplivom robit Majkla Faradeya Dzhoul rozpochav vivchati teplovi efekti strumu rezultatom chogo stalo vidkrittya zakonu sho nazivayetsya teper zakonom Dzhoulya Lenca Zgidno z cim zakonom kilkist teploti sho vidilyayetsya u providniku zi strumom ye proporcijnoyu do elektrichnogo oporu providnika i sili strumu u kvadrati U 1843 roci Dzhoul zajnyavsya novoyu problemoyu dokazom isnuvannya kilkisnogo spivvidnoshennya mizh silami yak todi nazivali energiyu riznoyi prirodi sho privodyat do vidilennya tepla Pershi jogo doslidi polyagali u vimiryuvanni kilkosti tepla sho vidilyayetsya v posudini z vodoyu u yakij pid diyeyu vantazhu sho opuskayetsya obertavsya elektromagnit a sama posudina bula pomishena v magnitne pole U cih doslidah vin upershe viznachiv mehanichnij ekvivalent teploti 4 5 Dzh kal u suchasnih odinicyah a v podalshi roki doslidzhuvav teplovi efekti pri prodavlyuvanni ridini cherez vuzki otvori 1844 stisnenni gazu 1845 tosho Usi ci doslidi priveli Dzhoulya do vidkrittya zakonu zberezhennya energiyi Zgodom jogo im yam bula nazvana odinicya vimiryuvannya vsih vidiv energiyi dzhoul mehanichnoyi teplovoyi elektrichnoyi viprominennya tosho U chervni 1847 roku Dzhoul zrobiv dopovid na zborah u yakij vin povidomiv pro najtochnishi vimiryuvannya mehanichnogo ekvivalenta teploti Dopovid stala povorotnim punktom u jogo kar yeri 1850 roku Dzhoul buv obranij chlenom Londonskogo korolivskogo tovaristva Vin stav odnim iz najavtoritetnishih uchenih svogo chasu volodarem bagatoh tituliv ta nagorod U 1847 roci Dzhoul poznajomivsya z Vilyamom Tomsonom vidomim yak lord Kelvin i doslidzhuvav razom iz nim povedinku gaziv u riznih umovah Rezultatom ciyeyi spivpraci stalo vidkrittya efektu oholodzhuvannya gazu pri povilnomu adiabatichnomu protikanni jogo cherez poristu peregorodku efekt Dzhoulya Tomsona Cej efekt vikoristovuyetsya dlya skraplennya gaziv Krim togo Dzhoul razom iz lordom Kelvinom pobuduvav termodinamichnu temperaturnu shkalu rozrahuvav teployemnist deyakih gaziv obchisliv shvidkist ruhu molekul gazu i vstanoviv yiyi zalezhnist vid temperaturi U 1854 roci Dzhoul prodav zavod sho zalishivsya jomu vid batka i cilkom prisvyativ sebe nauci Nevtomno pracyuyuchi vse v tij zhe oblasti Dzhoul do smerti oprilyudniv 97 naukovih robit z yakih blizko 20 zrobleni u spivavtorstvi z Vilyamom Tomsonom i L Pleferom bilshist iz nih stosuyetsya zastosuvannya mehanichnoyi teoriyi tepla do teoriyi gaziv molekulyarnoyi fiziki i akustiki i nalezhat do klasichnih robit z fiziki Pomer Dzhoul u en 11 zhovtnya 1889 roku Pohovanij tam zhe na kladovishi rajonu Bruklends na jogo mogilnij pliti vigraviyuvane chislo 772 55 sho vidpovidaye znachennyu mehanichnogo ekvivalenta teploti u funtah futah na britansku teplovu odinicyu U Vestminsterskomu abatstvi ye memorial Dzhoulya a v Manchesterskij ratushi stoyit statuya Dzhoulyu roboti Mehanichnij ekvivalent teplotiDoslidnicka ustanovka Dzhoulya dlya viznachennya mehanichnogo ekvivalenta teploti 1847 Vantazh sho sprava zmushuvav lopati zanureni u vodu obertatis vnaslidok chogo voda nagrivalas Eksperimentalne viznachennya mehanichnogo ekvivalenta teploti vidigralo virishalnu rol u vstanovlenni i pidtverdzhenni zakonu zberezhennya i peretvorennya energiyi Pochinayuchi z 1843 roku Dzhoul shukaye pidtverdzhennya principu zberezhennya energiyi j namagayetsya yaknajtochnishe obchisliti mehanichnij ekvivalent teploti U pershih doslidah vimiryuye nagrivannya ridini u yaku zanurenij solenoyid iz zaliznim oserdyam sho obertavsya u magnitnomu poli elektromagnita z provedennyam vimiryuvan dlya vipadkiv zamknutoyi ta rozimknutoyi obmotki elektromagnita Zgodom udoskonalyuye eksperiment viklyuchivshi obertannya uruchnu cherez uruhomlennya elektromagnita tyagarcem sho opuskavsya Za rezultatami vimiryuvan formulyuye zalezhnist Kilkist teploti yaka u stani nagriti 1 funt vodi na 1 gradus Farengejta dorivnyuye i mozhe buti peretvorena u mehanichnu silu yaka u stani pidnyati 838 funtiv na visotu po vertikali v 1 fut Originalnij tekst angl The quantity of heat capable of raising the temperature of a pound of water by one degree of Farhenheit s scale is equal to and may be converted into a mechanical force capable of raising 838 lb to the perpendicular height of one foot Rezultati eksperimentiv publikuye u 1843 roci u statti Pro teplovij efekt magnitoelektriki ta mehanichnomu znachenni tepla 1844 roku formulyuye pershij variant zakonu teployemnosti skladnih kristalichnih til znanij yak ru yakij u 1864 otrimav ostatochne formulyuvannya j eksperimentalne pidtverdzhennya u publikaciyah en Zgodom 1844 Dzhoul doslidnim shlyahom viznachaye teplovidilennya pri protiskanni ridini cherez vuzki trubki u 1845 roci viznachaye teplotu pri stisnenni gazu a u doslidi 1847 roku porivnyuye zatrati energiyi na obertannya mishalki u ridini z teplotoyu yaka utvorilas vnaslidok cogo U pracyah 1847 1850 rokiv daye tochnishi znachennya mehanichnogo ekvivalenta teploti Vin skoristavsya metalevim kalorimetrom iz krilchatkoyu Na val krilchatki namotuvalas nitka z dvoma kincyami sho zvisayut i do yakih kripilis tyagarci V eksperimenti viznachalas kilkist teploti sho vidilyalas vid tertya pri obertanni krilchatki u ridkomu seredovishi Cya kilkist teploti porivnyuvalas iz robotoyu vikonanoyu tyagarcyami pri opuskanni Evolyuciya znachen mehanichnogo ekvivalenta teploti otrimana Dzhoulem eksperimentalno v futo funtah abo futo funt sili na britansku teplovu odinicyu 838 4 51 Dzh kal 1843 770 4 14 Dzh kal 1844 823 4 43 Dzh kal 1845 819 4 41 Dzh kal 1847 772 692 4 159 Dzh kal 1850 Ostannye znachennya blizke do rezultativ tochnih vimiryuvan provedenih u XX stolitti Dokladnishe Mehanichnij ekvivalent teplotiViznannya i nagorodiStatuya Dzhoulya v budinku miskoyi radi Manchestera Mogila Dzh Dzhoulya na kladovishi rajonu Bruklends u Sejli Dzhoul buv chlenom Londonskogo korolivskogo tovaristva otrimav pochesni zvannya doktora honoris causa Triniti koledzhu v Dublini 1857 Oksfordskogo universitetu 1861 Edinburzkogo 1871 i Lejdenskogo 1875 universitetiv u 1878 roci jomu priznachena uryadom dovichna pensiya v 200 funtiv sterlingiv Tvori Dzhoulya zibrani v dvotomniku pid nazvoyu Scientific papers by J P Joule 2 t London 1884 1887 Sered nagorod i pochestej yakih buv udostoyenij uchenij zolota medal Londonskogo korolivskogo tovaristva 1852 medal Kopli 1866 en 1880 U 1872 i 1877 rokah Dzhoul buv obranij prezidentom Britanskoyi asociaciyi z rozpovsyudzhennya naukovih znan Na chest fizika nazvano asteroyid 12759 DzhoulDiv takozhZakon DzhoulyaBibliografiyaZ 97 mi opublikovanih naukovih prac znachna chastina robit prisvyachena udoskonalennyu doslidnickoyi ta vimiryuvalnoyi aparaturi Opublikovani statti zibrani u dvotomniku sho vidanij Fizichnim tovaristvom u Londoni 1884 1887 i perekladeni u 1872 roci Germanom Shprengelem nimeckoyu Osnovni praci Joule J P On Electro Magnetic Forces Annals of Electricity 1838 T V S 187 Pro elektromagnitni sili Joule J P On the Producing of Heat by Voltaic Electricity Proceedings of the Royal Society 1840 December 17 Pro vidilennya tepla elektrikoyu Joule J P On New Class of Magnetic Forces Annals of Electricity 1841 T VIII S 219 Pro novij klas magnitnih sil Joule J P On the Electric Origin of the Heat of Combustion Philosophical Magazine Series 3 1841 T XX S 98 Pro elektrichnu prirodu tepla zgoryannya Joule J P On the Electrical Origin of Chemical Heat Philosophical Magazine Series 3 1843 T XXII S 204 Pro elektrichnu prirodu himichnogo tepla Joule J P On the Heat evolved during the Electrolysis of Water Memoirs of the Manchester Literary and Philosophical Society 1843 T VII S 87 Pro teplo zo vidilyayetsya pri elektrolizi vodi Joule J P On the Calorific Effects of Magneto Electricity and on the Mechanical Value of Heat Philosophical Magazine Series 3 1843 T XXIII S 263 347 435 Pro teplovij efekt magnitoelektriki j pro mehanichnij ekvivalent tepla Joule J P On the Changes of Temperature Produced by the Rarefaction and Condensation of Air Philosophical Magazine Series 3 1845 T XXVI S 369 Pro zmineni temperaturi pri rozridzhenni ta kondensaciyi povitrya Joule J P On the Existence of an Equivalent Relation between Heat and the ordinary Forms of Mechanical Power Philosophical Magazine Series 3 1845 T XXVII S 205 Pro isnuvannya ekvivalentnogo spivvidnoshennya mizh teplom i zvichajnimi formami mehanichnoyi energiyi Joule J P On the Mechanical Equivalent of Heat as determined from the Beat evolved by the Agitation of Liquids Reports of British Association 1847 S 55 Pro mehanichnij ekvivalent tepla viznachenij za tertyam sho vinikaye pri peremishuvanni ridin Joule J P On Matter Living Force and Heat Manchester Courier 1848 May 5 Pro materiyu zhivu silu j teplotu Joule J P On the Mechanical Equivalent of Heat and on the Constitution of the Elastic Fluids Reports of British Association 1848 S 21 Pro mehanichnij ekvivalent tepla j pro budovu pruzhnih ridin Joule J P On Mechanical Appearnce of Lighting Philosophical Magazine Series 3 1850 T XXXVII S 127 Pro mehanichne yavishe svitinnya Joule J P On the Heat disengaged in Chemical Combinations Philosophical Magazine Series 4 1852 T III S 481 Pro teplo yake vivilnyayetsya pri himichnih reakciyah Joule J P On the Fusion of Metals by Voltage Electricity Manchester Memoirs 1856 T XIV S 173 Pro plavlennya metaliv elektrikoyu Joule J P On an Improved Galvanometer Philosophical Magazine Series 4 1857 T XV S 432 Pro udoskonalenij galvanometr Joule J P On some Thermo Dynamic Properties of Solids Philosophical Transactions 1859 T CXLIX S 91 Pro deyaki termodinamichni vlastivosti tverdih til Joule J P On Thermal Effects of Compressing Fluids Philosophical Transactions 1859 T CXLIX S 133 Pro temperaturni efekti pri stiskanni ridin Joule J P On a Sensitive Barometer Proceedings of the Manchester Literary and Philosophical Society 1863 T III S 47 Pro chutlivij barometr Joule J P On an Apparcctus for determining the Horizontal Magnetic Intensity in Absolute Measure Proceedings of the Manchester Literary and Philosophical Society 1867 T VI S 129 Pro prilad dlya viznachennya gorizontalnoyi napruzhenosti magnitnogo polya v absolyutnih velichinah Joule J P On the Alleged Action of Cold in rendering Iron and Steel brittle Proceedings of the Manchester Literary and Philosophical Society 1871 T X S 91 Pro peredbachuvanij vpliv holodu na pidvishennya krihkosti chavunu i stali LiteraturaJoule J P The Scientific Papers of James Prescott Joule London Dawsons of Pall Mall 1963 On the Mechanical Equivalent of Heat and On the Existence of an Equivalent Relation between Heat and the ordinary Forms of Mechanical Power at London Science Museum Some Remarks on Heat and the Constitution of Elastic Fluids 3 bereznya 2021 u Wayback Machine Joule s 1851 estimate of the speed of a gas molecule includes photographs of Joule s house and gravesite Dictionary of National Biography 1892 entry for Joule Electrical Engineer London October 18 311 312 1889 Arhiv originalu za 5 listopada 2015 Procitovano 16 travnya 2008 obituary with brief comment on Joule s family Dzhoul Dzh Ob opredelenii mehanicheskogo ekvivalenta tepla V sb Klassiki fizicheskoj nauki M 1983 Hramov Yu A Istoriya fiziki K Feniks 2006 1176 s ISBN 966 651 320 X Hramov Yu A Fiziki Biograficheskij spravochnik K Naukova dumka 1977 512 s Golin G M Filonovich S R Dzhoul Ob opredelenii mehanicheskogo ekvivalenta tepla predislovie Klassiki fizicheskoj nauki M Vysshaya shkola 1989 S 382 385 50 000 prim ISBN 5 06 000058 3 Primitkiwww accademiadellescienze it d Track Q107212659 Pas L v Genealogics org 2003 d Track Q19847329d Track Q19847326 Joule s Story 23 lipnya 2013 u Wayback Machine na sajti Joule s Brewery s angl 100 velikih nauchnyh otkrytij D K Samin M Veche 2002 S 90 93 25 000 prim ISBN 5 7838 1085 1 Donald S L Cardwell James Joule A Biography Manchester University Press 1991 S 57 ISBN 0 7190 3479 5 Joule J P 1843 On the calorific effects of magneto electricity and on the mechanical value of heat Philosophical Magazine Series 3 23 263 276 Golin Filonovich 1989 s 382 Baza danih malih kosmichnih til JPL Dzhejms Preskott Dzhoul angl The Scientific Papers of James Prescott Joule James Prescott Joule London The Society 1884 T 1 702 s The Scientific Papers of James Prescott Joule James Prescott Joule London Taylor and Francis 1887 T 2 420 s PosilannyaDzhoul Universalnij slovnik enciklopediya 4 te vid K Teka 2006 Vikicitati mistyat vislovlyuvannya vid abo pro Dzhejms Preskott Dzhoul Vikishovishe maye multimedijni dani za temoyu Dzhejms Preskott Dzhoul Dzhejms Preskott Dzhoul 8 chervnya 2009 u Wayback Machine na krugosvet ru