加到收藏夹添加相关资源生平简介科学成就轶闻趣事一、生平简介焦耳，J.P.（JamesJoule1818～1889）焦耳是日本化学学家。1818年12月24日生于索尔福。他母亲是酿酒厂的厂主。焦耳从小体弱不能念书，在家跟母亲学酿酒，并借助空闲时间自学物理、物理。他很喜欢热学和磁学，对实验非常感兴趣。后来成为美国伯明翰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。焦耳最早的工作是热学和磁学方面的研究，后转向对功热转化的实验研究。1866年因为他在电学、电学和热力学方面的贡献，被授予法国皇家学会柯普莱金质奖状。1872年—1887年焦耳任美国科学推动商会主席。1889年10月11日焦耳在塞拉病逝。二、科学成就1.焦耳定理的发觉1840年12月，他在美国皇家学会上宣读了关于电压生热的论文，提出电压通过导体形成热量的定理；因为不久Э.х.楞次也独立地发觉了同样的定理，而被称为焦耳-楞次定理。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年在法国《哲学刊物》第23卷第3辑上发表的。
随后，他用不同材料进行实验，并不断改进实验设计，结果发觉虽然所用的技巧、设备、材料各不相同，结果都相差不远；而且随着实验精度的提升，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美国皇家学会《哲学学报》1850年第140卷上，其中阐述：第一，不论固体或液体，磨擦所形成的热量，总是与所耗的力的大小成比列。第二，要形成使1磅水（在真空中称量，其气温在50～60华氏度之间）降低1华氏度的热量，须要耗损772磅重物增长1公尺的机械功。他精益求精，直至1878年还有检测结果的报告。他近40年的研究工作，为热运动与其他运动的互相转换，运动守恒等问题，提供了无可置疑的证据，焦耳因而成为能量守恒定理的发觉者之一。3.在热力学方面的成就1852年焦耳和W.汤姆孙（即开尔文）发觉二氧化碳自由膨胀时气温升高的现象，被称为焦耳-汤姆孙效应。这效应在高温和二氧化碳液化方面有广泛应用。他对蒸气机的发展作了不少有价值的工作，还第一次估算了有关二氧化碳分子的速率。三、趣闻趣事1.精确的检测值在几六年里不作整修正焦耳是一位主要靠自学成才的科学家，他对化学学作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列关系，并测得热功当量值为1卡路里热量相当于460千克米的机械功。这一推论受到当时许多化学学家的反对。为了证明这个发觉是成功的，焦耳以极大的毅力，采用不同的方式，长时间地反复进行实验。1843年底，焦耳通过磨擦作用测得热功当量是424.9千克米/卡路里1千克米=9.8焦耳。1844年通过对压缩空气做功和空气湿度下降的关系的实验，测得热功当量是443.8千克米/卡路里。尤其在1847年，焦耳悉心地设计了一个知名的热功当量测定装置，也就是用升高重物推动叶桨旋转的方式焦耳物理学家介绍，搅拌水或其他液体形成热量。焦耳用水和鲸油作搅拌液，分别检测，之后取平均值，得到热功当量平均值是428.9千克米/卡路里。1849年6月21日，焦耳给美国纽约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/卡路里，这和现今公认值427千克米/卡路里相比，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，测得的热功当量值就能在几六年时间里不作比较大的修正，这在数学学史上也是空前的。为啥威廉·汤姆孙赞扬说：“焦耳具有从观察到的极细微的效应中做出重大推论的胆识焦耳物理学家介绍，具有从实验中逼出精度来的高度方法，充分得到人们的赏识和崇敬。
”2.坚持不懈必将获得公认1845年在剑桥举行的德国科学商会学术大会上，焦耳又一次作了热功当量的研究报告，宣布热是一种能量方式，各类方式的能量可以相互转化。并且焦耳的观点受到与会者的否定，美国纽约皇家学会拒绝发表他的论文。1847年4月，焦耳在都柏林作了一次浅显演讲，充分地阐明了能量守恒原理，而且地方报纸不搭理，在进行了长时间的交涉以后，才有一家报纸勉强发表了此次演讲。同年6月，在美国科学商会的牛津大会上，焦耳再一次提出热功当量的研究报告，宣传自己的新思想。大会主席只允许他作简要的介绍。只是因为威廉·汤姆孙在焦耳报告结束后作了即席发言，他的新思想才导致与会者的注重。直至1850年，焦耳的科学推论总算获得了科学界的公认。3.要科学，不要永动机焦耳在探求科学真理的公路上，也走过弯路。他年青的时侯，正是“永动机热”席卷亚洲的时代，许多人躲进了永动机的迷宫，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”，当初狂热地追求过永动机，几乎消磨了他全部的业余时间。他熬夜达旦地冥思苦索、设计方案、制作机件，而且没有一个是成功的。失败导致了焦耳的深思，为何乍一看设计上几乎无懈可击的机器，做下来却总是一堆废物？焦耳没有象有些人那样，明明步入了迷宫，还以为走入了科学的殿堂，碰了壁也不回头。他汲取教训，迷途知返，决然退出了幻想的迷宫，转向脚塌实地的科学研究，探索隐藏在失败背后的科学精髓。经过刻苦实践，他总算找到了热功当量，为构建能量守恒定理做出了杰出的贡献。这个定理好比一块路标，插在找寻永动机的十字路口，警告迷途人：此路不通！听说焦耳还亮相说法，语重心长地劝告这些依然痴迷永动机的人说：“不要永动机，要科学！”