焦耳_百度文库

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  焦耳_小学作文_小学教育_教育专区。一、生平简介 焦耳,J.P.(James Prescott Joule1818~1889) 焦耳是英国物理学家。1818 年 12 月 24 日生于索尔福。他父亲是酿酒厂的 厂主。焦耳从小体弱不能上学

  一、生平简介 焦耳,J.P.(James Prescott Joule1818~1889) 焦耳是英国物理学家。1818 年 12 月 24 日生于索尔福。他父亲是酿酒厂的 厂主。焦耳从小体弱不能上学,在家跟父亲学酿酒,并利用空闲时间自学化学、 物理。他很喜欢电学和磁学,对实验特别感兴趣。后来成为英国曼彻斯特的一位 酿酒师和业余科学家。焦耳可以说是一位靠自学成才的杰出的科学家。 焦耳最早的工作是电学和磁学方面的研究,后转向对功热转化的实验研究。 1866 年由于他在热学、电学和热力学方面的贡献,被授予英国皇家学会柯 普莱金质奖章。 1872 年—1887 年焦耳任英国科学促进协会主席。 1889 年 10 月 11 日焦耳在塞拉逝世。 二、科学成就 ①焦耳定律的发现 1840 年 12 月,他在英国皇家学会上宣读了关于电流生热的论文,提出电流 通过导体产生热量的定律;由于不久 Э 。х 。楞次也独立地发现了同样的定律, 而被称为焦耳-楞次定律。 ②热功当量的测定 焦耳的主要贡献是他钻研并测定了热和机械功之间的当量关系。这方面研 究工作的第一篇论文《关于电磁的热效应和热的功值》,是 1843 年在英国《哲 学杂志》第 23 卷第 3 辑上发表的。此后,他用不同材料进行实验,并不断改进 实验设计,结果发现尽管所用的方法、设备、材料各不相同,结果都相差不远; 并且随着实验精度的提高,趋近于一定的数值。最后他将多年的实验结果写成论 文发表在英国皇家学会《哲学学报》1850 年第 140 卷上,其中阐明:第一,不论 固体或液体,摩擦所产生的热量,总是与所耗的力的大小成比例。第二,要产生 使 1 磅水(在线 华氏度的热量, 需要耗用 772 磅重物下降 1 英尺的机械功。他精益求精,直到 1878 年还有测量 结果的报告。他近 40 年的研究工作,为热运动与其他运动的相互转换,运动守 恒等问题,提供了无可置疑的证据,焦耳因此成为能量守恒定律的发现者之一。 ③在热力学方面的成就 1852 年焦耳和 W.汤姆孙(即开尔文)发现气体自由膨胀时温度下降的现象, 被称为焦耳-汤姆孙效应。这效应在低温和气体液化方面有广泛应用。他对蒸汽 机的发展作了不少有价值的工作,还第一次计算了有关气体分子的速度。 三、趣闻轶事 ①精确的测量值在几十年里不作大修正 焦耳是一位主要靠自学成才的科学家,他对物理学做出重要贡献的过程不 是一帆风顺的。1843 年 8 月,在考尔克的一次学术报告会上,焦耳作了题为《论 磁电的热效应和热的机械值》的报告。他在报告中提出热量与机械功之间存在着 恒定的比例关系,并测得热功当量值为 1 千卡热量相当于 460 千克米的机械功。 这一结论遭到当时许多物理学家的反对。 为了证明这个发现是成功的,焦耳以极大的毅力,采用不同的方法,长时 间地反复进行实验。1843 年末,焦耳通过摩擦作用测得热功当量是 424.9 千克米 /千卡 1 千克米=9.8 焦耳。1844 年通过对压缩空气做功和空气温度升高的关系的 实验,测得热功当量是 443.8 千克米/千卡。尤其在 1847 年,焦耳精心地设计了 一个著名的热功当量测定装置,也就是用下降重物带动叶桨旋转的方法,搅拌水 或其他液体产生热量。焦耳用水和鲸油作搅拌液,分别测量,然后取平均值,得 到热功当量平均值是 428.9 千克米/千卡。1849 年 6 月 21 日,焦耳给英国伦敦皇 家学会报告了这个结果。从 1849 到 1878 年,焦耳反复作了四百多次实验,所得 的热功当量值几乎都是 423.9 千克米/千卡,这和现在公认值 427 千克米/千卡相 比,只小 0.7%。焦耳用惊人的耐心和巧夺天工的技术,在当时的实验条件下,测 得的热功当量值能够在几十年时间里不作比较大的修正,这在物理学史上也是空 前的。难怪威廉·汤姆孙称赞说:“焦耳具有从观察到的极细微的效应中作出重 大结论的胆识,具有从实验中逼出精度来的高度技巧, 曝上港引进阿瑙托维奇遇难题 已锁定新外援充分得到人们的赏识和钦 佩。” ②坚持不懈终将获得公认 1845 年在剑桥召开的英国科学协会学术会议上,焦耳又一次作了热功当量 的研究报告,宣布热是一种能量形式,各种形式的能量可以互相转化。但是焦耳 的观点遭到与会者的否定,英国伦敦皇家学会拒绝发表他的论文。1847 年 4 月, 焦耳在曼彻斯特作了一次通俗讲演,充分地阐述了能量守恒原理,但是地方报纸 不理睬,在进行了长时间的交涉之后,才有一家报纸勉强发表了这次讲演。同年 6 月,在英国科学协会的牛津会议上,焦耳再一次提出热功当量的研究报告,宣 传自己的新思想。会议主席只准许他作简要的介绍。只是由于威廉·汤姆孙在焦 耳报告结束后作了即席发言,他的新思想才引起与会者的重视。直到 1850 年, 焦耳的科学结论终于获得了科学界的公认。 ③要科学,不要永动机 焦耳在探索科学真理的道路上,也走过弯路。他年轻的时候,正是“永动 机热”席卷欧洲的时代,许多人钻进了永动机的迷宫,妄想制造出一种不消耗能 量永远做功的机器。焦耳也是个“永动机迷”,曾经狂热地追求过永动机,几乎 消磨了他全部的业余时间。他通宵达旦地冥思苦索、设计方案、制作机件,但是 没有一个是成功的。失败引起了焦耳的深思,为什么乍一看设计上几乎无懈可击 的机器,做出来却总是一堆废物?焦耳没有象有些人那样,明明进入了迷宫,还 以为走进了科学的殿堂,碰了壁也不回头。他吸取教训,迷途知返,毅然退出了 幻想的迷宫,转向脚踏实地的科学研究,探求隐藏在失败背后的科学真谛。经过 勤奋实践,他终于找到了热功当量,为建立能量守恒定律作出了杰出的贡献。这 个定律好比一块路标,插在寻找永动机的十字路口,警告迷途人:此路不通!据 说焦耳还现身说法, 语重心长地告诫那些仍旧迷恋永动机的人说: “不要永动机, 要科学!”


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