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焦耳發明

發布時間:2021-08-18 09:17:30

⑴ 焦耳的主要貢獻是什麼

焦耳

焦耳(James Prescort Joule,1818~1889)英國傑出的物理學家。1818年12月24日生於曼徹斯特附近的索爾福德。父親是個富有的啤酒廠廠主。焦耳從小就跟父親參加釀酒勞動,學習釀酒技術,沒上過正規學校。16歲時和兄弟一起在著名化學家道爾頓門下學習,然而由於老師有病,學習時間並不長,但是道爾頓對他的影響極大,使他對科學研究產生了強烈的興趣。1838年他拿出一間住房開始了自己的實驗研究。他經常利用釀酒後的業余時間,親手設計製作實驗儀器,進行實驗。焦耳一生都在從事實驗研究工作,在電磁學、熱學、氣體分子動理論等方面均作出了卓越的貢獻。他是靠自學成為物理學家的。

焦耳是從磁效應和電動機效率的測定開始實驗研究的。他曾以為電磁鐵將會成為機械功的無窮無盡的源泉,很快他發現蒸汽機的效率要比剛發明不久的電動機效率高得多。正是這些實驗探索導致了他對熱功轉換的定量研究。

從1840年起,焦耳開始研究電流的熱效應,寫成了《論伏打電所生的熱》、《電解時在金屬導體和電池組中放出的熱》等論文,指出:導體中一定時間內所生成的熱量與導體的電流的二次方和電阻之積成正比。此後不久的1842年,俄國著名物理學家楞次也獨立地發現了同樣的規律,所以被稱為焦耳-楞次定律。這一發現為揭示電能、化學能、熱能的等價性打下了基礎,敲開了通向能量守恆定律的大門。焦耳也注意探討各種生熱的自然「力」之間存在的定量關系。他做了許多實驗。例如,他把帶鐵芯的線圈放入封閉的水容器中,將線圈與靈敏電流計相連,線圈可在強電磁鐵的磁場間旋轉。電磁鐵由蓄電池供電。實驗時電磁鐵交替通斷電流各15分鍾,線圈轉速達每分鍾600次。這樣,就可將摩擦生熱與電流生熱兩種情況進行比較,焦耳由此證明熱量與電流二次方成正比,他還用手搖、砝碼下落等共13種方法進行實驗,最後得出:「使1磅水升高1°F的熱量,等於且可能轉化為把838磅重物舉高1英尺的機械力(功)」(合460千克重米每千卡)。總結這些結果,他寫出《論磁電的熱效應及熱的機械值》論文,並在1843年8月21日英國科學協會數理組會議上宣讀。他強調了自然界的能是等量轉換、不會消滅的,哪裡消耗了機械能或電磁能,總在某些地方能得到相當的熱。這對於熱的動力說是極好的證明與支持。因此引起轟動和熱烈的爭議。

為了進一步說服那些受熱質說影響的科學家,他表示:「我打算利用更有效和更精確的裝置重做這些實驗。」以後他改變測量方法,例如,將壓縮一定量空氣所需的功與壓縮產生的熱量作比較確定熱功當量;利用水通過細管運動放出的熱量來確定熱功當量;其中特別著名的也是今天仍可認為是最准確的槳葉輪實驗。通過下降重物帶動量熱器中的葉片旋轉,葉片與水的摩擦所生的熱量由水的溫升可准確測出。他還用其他液體(如鯨油、水銀)代替水。不同的方法和材料得出的熱功當量都是423.9千克重·米每千卡或趨近於423.85千克重·米每千卡。

在1840~1879年焦耳用了近40年的時間,不懈地鑽研和測定了熱功當量。他先後用不同的方法做了400多次實驗,得出結論:熱功當量是一個普適常量,與做功方式無關。他自己1878年與1849年的測驗結果相同。後來公認值是427千克重·米每千卡。這說明了焦耳不愧為真正的實驗大師。他的這一實驗常數,為能量守恆與轉換定律提供了無可置疑的證據。

1847年,當29歲的焦耳在牛津召開的英國科學協會會議上再次報告他的成果時,本來想聽完後起來反駁的開爾文勛爵竟然也被焦耳完全說服了,後來兩人合作得很好,共同進行了多孔塞實驗(1852),發現氣體經多孔塞膨脹後溫度下降,稱為焦耳-湯姆孫效應,這個效應在低溫技術和氣體液化方面有廣泛的應用。焦耳的這些實驗結果,在1850年總結在他出版的《論熱功當量》的重要著作中。他的實驗,經多人從不同角度不同方法重復得出的結論是相同的。1850年焦耳被選為英國皇家學會會員。此後他仍不斷改進自己的實驗。恩格斯把「由熱的機械當量的發現(邁爾、焦耳和柯爾丁)所導致的能量轉化的證明」列為19世紀下半葉自然科學三大發現的第一項。

⑵ 科學家焦耳曾經是個永動機米奠定了什麼定律

科學家焦耳和科學家楞次共同奠定了焦耳-楞次定律。

⑶ 焦耳的貢獻有哪些

1840年12月,他在英國皇家學會上宣讀了關於電流生熱的論文,提出電流通過導體產生熱量的定律;由於不久 э . х . 楞次 也獨立地發現了同樣的定律,而被稱為焦耳-楞次定律。

焦耳的主要貢獻是他鑽研並測定了熱和機械功之間的當量關系。這方面研究工作的第一篇論文《關於電磁的熱效應和熱的功值》,是1843年在英國《哲學雜志》第23卷第3輯上發表的。

1852年焦耳和w. 湯姆孫(即開爾文)發現氣體自由膨脹時溫度下降的現象,被稱為焦耳-湯姆孫效應。這效應在低溫和氣體液化方面有廣泛應用。他對蒸汽機的發展作了不少有價值的工作。

(3)焦耳發明擴展閱讀

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),出生於曼徹斯特近郊的沙弗特,英國物理學家,英國皇家學會會員。

由於焦耳在熱學、熱力學和電方面的貢獻,皇家學會授予他最高榮譽的科普利獎章(Copley Medal)。後人為了紀念他,把能量或功的單位命名為「焦耳」,簡稱「焦」;並用焦耳姓氏的第一個字母「J」來標記熱量以及「功」的物理量。

焦耳在研究熱的本質時,發現了熱和功之間的轉換關系,並由此得到了能量守恆定律,最終發展出熱力學第一定律。國際單位制導出單位中,能量的單位——焦耳,就是以他的名字命名。

他和開爾文合作發展了溫度的絕對尺度。他還觀測過磁致伸縮效應,發現了導體電阻、通過導體電流及其產生熱能之間的關系,也就是常稱的焦耳定律。

⑷ 焦耳定律的由來

在焦耳年輕的時候,電動機剛發明不久,焦耳想用實驗測定這新機器有多大效用,在經濟上是否合算,這一思想導致了他後來的偉大發現。
焦耳一生的大部分時間是在實驗室中度過的。1840年,焦耳多次做過通電導體發熱的實驗。他把通電的電阻絲放入水中,確定了電流產生的熱量跟電流強度的平方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電的時間成正比的關系,這個規律就叫焦耳定律。
在這一發現的基礎上,焦耳繼續探討各種運動形式之間的能的數量和轉換的關系。1843年,焦耳宣布:自然界的能是不能毀滅的,那裡消耗了機械能,總能得到相當的熱,熱只是能的一種形式。這一宣布在當時立刻引起轟動。因為它打破了統治多年的所謂熱質說的機械唯物論觀念。
1847年,焦耳做了迄今仍被認為是最好的實驗:他在量熱器里裝了水,中間安上帶有葉片的轉軸,然後讓下降的重物帶動葉片旋轉,由於葉片和水的摩擦,水和量熱器都變熱了。根據重物下落的高度,以及量熱器內水的升高的溫度,就可以計算出熱功當量的值來。
焦耳還用鯨魚油代替水來作實驗,測得了熱功當量的平均值為428.9千克重米/千卡。接著又用水銀來代替水,不斷改進實驗方法,直到1878年,這時距他開始進行這一工作將近40年了,他已前後用各種方法進行了400多次的實驗。他在1849年用摩擦使水變熱的方法所得的結果跟1878年的是相同的,即為423.9千克重米/千卡。一個重要的物理常數的測定,能保持30年而不作較大的更正,這在物理學史上也是極為罕見的事。這個值當時被大家公認為熱功當量J的值,它比現在的J的公認值:427千克重米/千卡約小0.7%。在當時的條件下,能做出這樣精確的實驗來,說明焦耳的實驗技能十分高超。
1847年在牛津召開的英國科學協會的會議上,焦耳再次宣傳自己的理論,這位不屈不撓的實驗家,面對懷疑和非難,堅定地聲稱各種形式的能可以定量地相互轉化。1852年,焦耳和開爾文合作,發現了著名的湯姆孫(即開爾文)—焦耳效應。這是一個關於氣體受壓通過窄孔後膨脹降溫的效應,它為近代低溫工程提供了一種有效的降溫辦法。
直到1850年,來自不同途徑以不同方法獲得能量守恆和轉化定律的許多科學家都先後宣布了和焦耳相同的結論,焦耳所做的一切才得到了大家的公認。1850年焦耳成了英國皇家學會的會員。
焦耳於1889年10月11日逝世,後人為了紀念他,在國際單位制中,把功和能的單位定為「焦耳」。

⑸ 焦耳的貢獻

焦耳一般指詹姆斯·普雷斯科特·焦耳。

主要貢獻:
焦耳定律的發現
1840年12月,他在英國皇家學會上宣讀了關於電流生熱的論文,提出電流通過導體產生熱量的定律;由於不久 э . х . 楞次 也獨立地發現了同樣的定律,而被稱為焦耳-楞次定律。

熱功當量的測定
焦耳的主要貢獻是他鑽研並測定了熱和機械功之間的當量關系。這方面研究工作的第一篇論文《關於電磁的焦耳熱效應和熱的功值》,是1843年在英國《哲學雜志》第23卷第3輯上發表的。此後,他用不同材料進行實驗,並不斷改進實驗設計,結果發現盡管所用的方法、設備、材料各不相同,結果都相差不遠;並且隨著實驗精度的提高,趨近於一定的數值。最後他將多年的實驗結果寫成論文發表在英國皇家學會《哲學學報》1850年第140卷上,其中闡明:第一,不論固體或液體,摩擦所產生的熱量,總是與所耗的力的大小成比例。第二,要產生使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英尺的機械功。他精益求精,直到1878年還有測量結果的報告。他近40年的研究工作,為熱運動與其他運動的相互轉換,運動守恆等問題,提供了無可置疑的證據,焦耳因此成為能量守恆定律的發現者之一。

焦耳-湯姆孫效應
1852年焦耳和w. 湯姆孫(即開爾文)發現氣體自由膨脹時溫度下降的現象,被稱為焦耳-湯姆孫效應。這效應在低溫和氣體液化方面有廣泛應用。他對蒸汽機的發展作了不少有價值的工作。

⑹ 焦耳定律是誰發明的

愛因斯坦——提出相對論
愛迪生——發明N多,主要是電燈,留聲機。
安培——發現電流
貝爾——發明電話
法拉第——發現電磁感應
富蘭克林——發現雷電是放電現象
伽利略——發現擺的等時性;發現第一運動定律
焦耳——提出焦耳定律
瓦特——發明蒸汽機
牛頓——第二運動定律

⑺ 愛因斯坦,愛迪生,安培,貝爾,法拉第,富蘭克林,伽利略,焦耳,瓦特,牛頓都發明了什麼,發現了什麼

帕斯卡 牛頓
帕斯卡《1623--1662〉,法國數學家,物理學家,哲學家,近代概率論者的奠基者,他提出一個關於液體壓力的定律,後人稱為帕斯卡定律,科學界銘記帕斯卡的功績,國際單位規定壓強 單位 為帕斯卡。另外,他建立的直覺主義原則對於後來的一些哲學家,如 盧梭 和 柏格森 等 都有影響。

這樣一個偉大人物,他也是一個基督徒,他是一個宗教聖徒似人物。在《1651--1654》年間,他寫了大量的宗教著作,晚年的他,一直過著虔誠的基督徒的生活。

牛頓《1643--1727〉》英國的物理學家,數學家,天文學家,,他是最偉大的科學巨匠,他是歷史上最偉大的科學家。

這樣的一個智者,在他的晚年寫了大量的神學著作,表現對上帝的虔誠。他也為他的信仰,和眾多無神論者的科學家產生了對立的關系。可以說,牛頓是一位眾所周知的基督徒。

笛卡兒

牛頓曾說;如果我看得比迪卡要遠,是因為我站在巨人的肩膀上."
解析幾何創立者笛卡兒
和眾多的科學家一樣除牛頓外並列為處於世界第
二偉大的科學家的地位. 這 位 大科學家 和牛頓也在證明上帝的存在,在他的<<思辯哲學>>中,他三論上帝的存在.

哥白尼 富蘭克林 <值得注意的是,在中國作家所介紹的哥白尼傳給大家的印象好象 哥白尼是一個無神論者 似的,其實那些中國介紹者完全是不負責任的.讓我們看看 哥白尼他本人的真實日記到底寫了什麼.......

名著<<天才10種>>:哥白尼並沒有認為他的"信仰"和他的<<天體運行>>著作相矛盾.這一信仰認為上帝是最高藝術家,他創造了宇宙.相反,哥白尼通過科學企圖去更好地理解上帝的造物,而不是否認上帝創世的作用,他把這些公布在一本短短的小冊子里,這本小冊子1514年之前寫成,但發行不廣.

詳見<南海出版社>>的<<天才10種>>

當然"信仰"不是要讓人毫無異議地接納,不知變通地固守兒時信仰,不願接受新觀念,這等於給智力判死刑.宗教它是無遮掩的東西.它鼓勵人對它產生懷疑,提出問題.經由這種方式,才能讓人得到安寧,加強信仰的深度
.
富蘭克林在他<<富蘭克林自傳>>中說:我從小受過宗教的教育,但是多年來,我對一部分信條產生了懷疑.
然而,我一直信仰其中的一部分原則,例如:我從來沒有沒有懷疑過上帝創造了世界,以用慈愛統治了世界.對上帝所盡的最理想的義務,就是造福於人類,惡有惡報,善有善報,不是不報,時候未到········自傳寫到了————後來我成了徹頭徹尾的、基督徙了可詳見世界名著〈富蘭克林自傳〉
在名著中富蘭克林第一次談到上帝是這樣的::在許多、場合,我想我一個人應當為他的自豪感得到樂趣和安慰而感激上帝了。既然談到了上帝,我就要虔誠地說:多虧上帝的幫助,我才獲得了幸福和成功。這種信仰使我深信上帝的仁慈將繼續使我愉快,幸福,它將幫助我從所可能遇到的困境中解脫出來。

莎士比亞 雨果

名人的遺囑

維克多.雨果<1802--1885>.
維克多·雨果(Victor Hugo,1802-1885):維克多.雨果是法國浪漫主義學運動的領袖,是法國文學史上最偉大的作家之一,被稱為是法蘭西的莎士比亞.

以下內容是這位偉人的遺囑;
上帝,靈魂,職者,人類只要信仰這三重觀念就足夠了,我也不例個.這是真正的宗教.我在這種信仰中生活過,我也在這種信仰中死去........真理,光明,正義就是上帝.上帝就是光明. 8月31日

我把五萬法郎贈給窮人.我希望用窮人的樞車把我送進公墓,我無須任何教堂為我禱告,只求為普天下的靈魂祈禱.我相信上帝. <<8月32日追加遺囑>> <<可詳見<<名人的遺囑>>

莎士比亞的遺囑;
莎士比亞是 世界上是有史以來最偉大的戲劇家.

以下是他的遺囑的內容;

我是沃克里郡埃文河畔斯特拉特福的威廉.莎士比亞,身體健康,頭腦清醒,贊美上帝,現在以上帝的名義,正式以如下的方式和形式立下我最後的遺囑,也就是說首先,我把靈魂託付給我的造物主上帝.希望並且相信依靠我的 救世主 基督耶穌 的功績使我的靈魂能永遠存在.使人的身體回歸大地...................................1616年6月22日

以上的內容可詳見 2006年 時代文藝出版社<<名人的遺囑>>

⑻ 焦耳有哪些成就

能量守恆和轉換定律的發現者之一英國物理學家焦耳,1818年12月24日出生於英國曼徹斯特,父親是一個釀酒廠主。他從小就跟著爸爸釀酒,沒有接受過正規的教育。但是他從小勤奮好學,經常一邊勞動一邊識字,靠著自學而成為了物理學家。青年時,經別人介紹認識了著名化學家道爾頓,並在他的指導下學習了數學、哲學和化學,這些知識的學習為焦耳後來的研究奠定了基礎。

焦耳最初的研究方向是電磁機。因常在父親的釀酒廠工作,看到蒸汽機的效率太低,於是他就想將父親釀酒廠中應用的蒸汽機替換成電磁機以提高工作效率。1837年,焦耳裝成了用電池驅動的電磁機,但由於支持電磁機工作的電流來自鋅電池,而鋅的價格昂貴,用電磁機反而不如用蒸汽機合算。焦耳的最初目的雖然沒有達到,但他從實驗中發現電流可以做功,這激發了他進行深入研究的興趣。

從1840年起,焦耳開始研究電流的熱效應,不久與俄國的著名物理學家楞次各自獨立發現了焦耳-楞次定律,為揭示電能、化學能、熱能的等價性打下了基礎,敲開了通向能量守恆定律的大門。

1843年,焦耳鑽研並測量了熱和機械功之間的當量關系與熱功當量,為熱運動與其他運動的相互轉化,運動守恆等問題,提供了無可置疑的證據,他也因此成為能量守恆定律的發現者之一。這是焦耳一生最重要的貢獻。

盡管有許多無可辨駁的事實,但當焦耳用論文宣布熱是一種能量交換的形式時,一些大科學家都表示懷疑和不信任,認為各種形式之間的能量轉換是不可能的,為此他多次受到科學界的冷遇。但是,焦耳並沒有屈服,他以百折不撓的精神繼續做實驗,找數據。直到1850年,在其他的科學家用不同的方式得到了與焦耳結論相同的能量守恆和轉化定律時,焦耳的科學成果才最終獲得了科學界的公認。

1850年焦耳被選為英國皇家學會會員,1889年10月11日焦耳在塞爾逝世,終年71歲。為了紀念他對科學發展的貢獻,國際計量大會將能量、功、熱量的單位命名為焦耳。恩格斯把他的「由熱的機械當量的發現(邁爾、焦耳和柯爾丁)所導致的能量轉化的證明」列為19世紀下半葉自然科學三大發現的第一項。

⑼ 焦耳的成就

焦耳沒有上過學校,十五歲以前在家自學。因為家業的關系,他自小對釀酒很有興趣,更在家自學化學及物理學。他在16歲時跟著英國物理兼化學學家約翰·道爾頓學習。完成學業後,開始經營自家釀酒廠,他希望以電動機代替蒸汽機。他的第一件研究便是尋求了改進電動機效率,這使他注意到熱量產生的問題。
他的第一篇重要的論文於1840年被送到英國皇家學會,當中指出電導體所發出的熱量與電流強度、導體電阻和通電時間的關系,此即焦耳定律。1847年焦耳與英國著名物理學家凱爾文勛爵(Lord Kelvin 即William Thomson)合作進行能量守恆等問題的研究。1849年焦耳提出能量守恆與轉化定律:能量既不會憑空消失,也不會憑空產生,它只能從一種形式轉化成另一種形式,或者從一個物體轉移到另一個物體,而能的總量保持不變,奠定了熱力學第一定律(能量不滅原理)之基礎。
1850年焦耳當選為英國皇家學會會員。1866年由於他在熱學、熱力學和電方面的貢獻,皇家學會授予他最高榮譽的科普利獎章(Copley Medal)。後人為了紀念他,把能量或功的單位命名為「焦耳」,簡稱「焦」;並用焦耳姓氏的第一個字母「J」來標記熱

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