Джеймс Прескотт Джоуль (краткая биография)

Отец основатель термодинамики.

Ранние годы, семья, образование

Джеймс Прескотт Джоуль родился 24 декабря 1818 года в Солфорде, Ланкашир, Англия. Отец Бенджамин Джоуль хозяин пивной мануфактуры. Мать Алиса Прескотт домохозяйка. Маленький Джими находился на домашнем обучении из-за постоянных проблем со здоровьем. Он изучал арифметику, геометрию, химию на частных уроках под руководством великого ученого Джона Дальтона. Позже ему преподавал известный ученый и лектор Джон Дэвис. В пятнадцать лет он принят на работу в их семейную пивоварню. Джеймсу нравилось экспериментировать с электричеством, и однажды слуга потерял сознание, когда в результате эксперимента он случайно ударил его током. Джоуль начал независимые исследования электричества под влиянием Уильяма Стерджена, типичного представителя тех ученых-любителей, чья изобретательская деятельность нашла поддержку у торговцев расширяющихся промышленных городов Англии. В 1838 году, молодой Джоуль, за свой счет, создал электромагнитный двигатель.

Научные достижения и признания

Ученая карьера Джоуля представляет собой два последовательных периода. В десятилетие с 1837-1847, он проявил мощную творческую деятельность, это признание общего закона сохранения энергии и установлению связи с динамической природы тепла. После принятия научным миром его новых идей, он занял позицию большого авторитета у молодого поколения ученых. В 1841, он установил связь между потоком тока через сопротивление и генерируемым теплом, открыт Закон Джоуля. Затем он провел эксперименты, используя лопастное колесо и калориметр, и в 1843 году Джоуль объявил о своем определении объёма работы, достаточной для производства единицы тепла. В 1847 году, Джоуль встретил Уильяма Томпсона и работал вместе с ним над проведением тепловых воздействий. В 1852 году они обнаружили эффект Джоуля-Томсона, который показал, что когда газ расширяется, без производства работы, его температура падает. Эта концепция была позже использована в современной холодильной технике. Джоуль провел обширные исследования свойств ферромагнитных материалов, которое заставляет их изменять свою форму при воздействии магнитного поля. Он был первым ученым, обнаружившим это свойство в 1842 году во время эксперимента с образцом никеля. Ему также приписывают первое в истории вычисление скорости молекулы газа. В 1867 году Джоуль был вынужден выполнить два высокоточных определения эквивалента от имени Комитета Английской ассоциации по стандартам электрического сопротивления. Первый эксперимент, основанный на тепловом воздействии токов, был разработан Томсоном для проверки предложенного стандарта сопротивления. Поскольку его результат показал 2-процентное расхождение с первоначальным определением калориметра гребного колеса, Джоуля попросили повторить последнее. Он делал это в кропотливых экспериментах с 1875 по 1878 год и полностью подтвердил свою прежнюю ценность. Таким образом, результаты Джоуля показали необходимость улучшения стандарта сопротивления. Это был последний вклад Джоуля в науку, начатую его новаторской работой. Джоуль проводил в течение почти тридцати лет множество экспериментальных исследований; однако ни один из них не был сопоставим с достижениями его молодости. Его недостаточное математическое образование не позволяло ему быть в курсе всех аспектов термодинамики. Здесь судьба Джоуля была похожа на судьбу его немецкого соперника Роберта Майера. К середине 19 века эпоха пионеров была закрыта, и руководство перешло к новому поколению физиков, которые обладали серьезной математической подготовкой, для дальнейших разработок по физике. Джоуль был избран в ученое королевское собрание в 1850. В 1852 году ему вручили орден за издание «О механическом эквиваленте тепла». В 1870, он удостоен медалью «За экспериментальные исследования по динамической теории тепла». В 1860, он возглавил сообщество философов и литераторов в колледже Манчестера. Он был почетным членом Института инженеров и кораблестроителей в Шотландии, а так же многих других университетов Европы. Британское правительство предоставило ему двести фунтов пожизненной пенсии за его вклад в науку. Его беспрецедентные исследования в области энергетики и ее измерений все еще составляют основу для многих исследований, проводимых сегодня.

Семья и последние годы ученого

В 1847 году Джоуль женился на Амелии Граймс, в браке родились два сына и дочь. Супруга и его старший сын умерли в 1854 году, и он всю оставшеюся жизнь жил один. Джеймс Прескотт Джоуль скончался 11 октября 1889 Чешир, Англия, после длительной болезни, был похоронен на кладбище Брук-лендс. На могильном камне написано число «772,55» в его климактерическом измерении механического эквивалента тепла. Мемориал посвященный Джоулю был построен в северном хоре Вестминстерского аббатства. В Манчестер Холле есть его статуя.