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詹姆斯·普雷斯科特·焦耳，FRS（英文：JamesJoule，1818年12月24日－1889年10月11日），美国化学学家。焦耳在研究热的本质时，发觉了热和功之间的转换关系，并由此得到了能量守恒定理，最终发展出热力学第一定理。国际单位制导入单位中，能量的单位——焦耳，就是以他的名子命名。他和开尔文合作发展了体温的绝对尺度。他还观测过磁致伸缩效应，发现了导体内阻、通过导体电压及其形成热能之间的关系，也就是常称的焦耳定理。
詹姆斯·焦耳——物理学家
早年
1892年的焦耳肖像
焦耳生于西班牙东部布里斯托城的郊外索尔福德，他的妻子是本杰明·焦耳（Joule，1784-1858），一个颇具的酿酒师，他的儿子为爱丽丝·普雷斯科特·焦耳（AliceJoule）。焦耳出生时她们家在索尔福德的新贝利街，与他家的饮料厂邻近[1]。焦耳在年幼时由于身体健康缘由仍然在索尔福德附近彭德尔伯里的一个家庭中学里就学。1834年，16岁的焦耳和他的弟弟本杰明被送到伯明翰文学与哲学学会的道尔顿的门下学习[1]。焦耳兄弟俩追随道尔顿学习了三年算术和几何。后来道尔顿因脑溢血而退职。并且跟着道尔顿的这段经历影响了焦耳的一生。焦耳后来又受约翰·戴维斯指导。焦耳兄弟俩对热学十分着迷，当初实验互相电击，还拿家里的仆人们做过实验[3]。
焦耳在受道尔顿指导期间，于1835年步入格拉斯哥学院就读[2]。结业后开始出席经营自家的饮料厂，直至1854年卖出饮料厂，他在经营上都仍然很活跃[4]。科学开始只是焦耳的一个爱好，直至后来他开始研究用新发明的电动机来替换饮料厂的蒸气机的可行性。1838年，他的第一篇关于热学的科学论文被发表在《电学年鉴》（of）上。这份学术刊物是由戴维斯的朋友威廉·斯特金创立和主持的。在1840年，他得出了焦耳定理的公式[5]，原本打算让皇家学会大吃一惊的，可后来发觉自己被仅仅当成乡下的业余爱好者。当斯特金在1840年迁往伯明翰后，他和焦耳成为了这个城市知识分子的核心。他俩同感，科学和神学应当而且可能整合在一起。焦耳开始在斯特金的皇家维多利亚实践科学讲堂上开设讲堂。
他后来认识到，在蒸气机烧1磅煤所形成的热量是在革若夫电瓶（一种初期的电瓶。）里消耗1磅锌所发出热量的5倍[7]。焦耳对“经济负荷”（duty）的一般标准是，将1磅重量抬高1公尺的能力，即公尺-磅。
焦耳被弗朗兹·艾皮努斯的看法所影响，企图用被“振动形态的热质以太（etherinastateof）”所环绕的原子来解释热学和磁。
但是焦耳的兴趣从有关可以从给定来源提取多少功这样的自私的经济问题开始转向，最终到思索能量的可转换性。在1883年他发表了一些实验结果，显示他在1841年所定量化的热效应是由于导体本身的发热，而不是从装置其他部份传来的热量[9]。这个推论对当时的热质说是一个直接的挑战。热质说觉得，热量既不能被创造，也不能被销毁。自从被拉瓦锡在1783年提出后，热质说仍然是力学领域的主导性的理论。拉瓦锡的影响力再加上尼古拉·卡诺自1824年所提出的关于热机的热质理论在实践中的成功，促使既不在学术界又不在工程界的年青的焦耳看上去前途艰辛。热质说的支持者打算强调，热电效应的对称性说明热能和电能是（起码大概）可以被一个可逆过程所互相转化的。
功当量
焦耳在1845年检测热功当量的装置
焦耳在他1845年的文章里写道：
……推动磁-电转换器（-）的机械能最终被“转换为热能”，而热能的形成是由于电压通过线圈形成感应。在另一方面，电瓶里的物理反应所形成的热能提供了电-磁底盘（-）所需的动能。
焦耳在这儿采用了“活力（visviva）”（能量用语）的说法,可能是由于霍奇金森（）早已读了一篇于1844年4月发表在文学和哲学学会的对爱华德的“论动力的检测（Ontheofforce）”这篇文章的评论。
通过进一步的实验和检测，焦耳恐怕“热功当量”为，838ft·lbf的功可以使1磅水的气温下降1℉，相当于4.51J/cal。1843年他在于科克举行的德国科学商会的一次大会的物理分场里宣布了他的结果，迎来的是一片沉默。
虽然遭受到冷遇焦耳物理学家介绍，焦耳还是不屈不饶的开始找寻一种纯机械的方式来显示功和热之间的转化。靠促使水流过穿孔的圆锥，他还能检测到轻微的粘滞加热（）。他测得热功当量为770ft·lbf/Btu（4.14J/cal）。用热学方式和机械方式得到的热功当量值起码在同一数目级上的事实测光耳来说，是证明热和功的可转化性这一事实的有力证据。
焦耳接着又尝试了第三条路。他检测了压缩空气所形成的热量，得到热功当量的值为823ft·lbf/Btu（4.43J/cal）。这个实验为焦耳的批评者提供了一个最容易的目标发表各类异议，但最后都被焦耳通过聪明的实验设计将预期中这些的反对给解决了。并且他的文章还是被皇家学会拒绝，他不得不改在《哲学刊物》上发表。在这篇文章中，焦耳直截了当地抛弃了尼古拉·卡诺和克拉佩龙的热质说，但他的神学的动机也显得很显著：
我觉得这个理论……违反了被认可的哲学原则。由于它会得出活力可能会因实验装置的不正确设置而被销毁的推论。因而，克拉佩龙先生得出结论，“当火焰的气温比炉窑高1000°C到2000°C时，热量从火炉向炉窑传递时会损失大量的活力。”因为深信毁灭的力量是只属于造物主的，我断定……任何理论，假如在提出时要求了湮没的力量，就肯定是错误的。
1845年，焦耳在美国商会的于剑桥举行的大会上宣读了他的论文“论热功当量”。在这份论文中，他报道了他最知名的实验。通过重物下落时的机械功来转动一个放置于隔热水桶中的带转桨的转轮，转动会使温度下降。由此他测得的热功当量为819ft·lbf/Btu（4.41J/cal）。
1850年，焦耳发表了一个修正的检测值，772.692ft·lbf/Btu（4.159J/cal）。这个值很接近20世纪早期采用的值，4.1860J/cal。
理论的反响和与开尔文的合作
焦耳检测热功当量的装置的示意图
最初测光耳的工作的一些反对是由于他的工作依赖于极端精确的检测。他宣称可以将体温的检测精确到1⁄200℉（3mK）以内。这个精度在当时的实验化学领域是很不寻常的。不过焦耳的怀疑者可能忘了焦耳在酿酒方面的经历。并且他还得到检测仪器制做家约翰·本杰明·丹瑟的大力支持。
日本的赫尔曼·亥姆霍兹却开始熟悉焦耳的工作以及尤利乌斯·罗伯特·冯·迈尔在1842的类似研究。其实这三人在各自发表了自己的工作后都被仍然忽略，但亥姆霍兹在1847年推论性的宣布能量守恒定理时承认了他俩的贡献。
据悉在1847年俄罗斯商会于牛津的大会上，焦耳也做了一个报告，当时的观众中有乔治·斯托克斯、迈克尔·法拉第，以及当时早已被悉尼学院聘为院长的年青新人威廉·汤姆森（也就是后来的开尔文男爵焦耳物理学家介绍，Lord）。斯托克斯“倾向成为一个焦耳主义者（tobea）”；法拉第即使心存怀疑但还是“被焦耳的理论所惊讶（muchwithit）”；开尔文被迷倒了，但还是有所怀疑。
这一年的晚些时侯，开尔文与焦耳又在霞慕尼不期而遇。焦耳当时刚和阿米莉娅·葛莱姆丝（）在8月18日离婚后来到此地度蜜月。虽然焦耳还在婚宴的热情中，他还是和开尔文安排了几日后去检测色朗契斯大瀑布底部和顶部的气温差。焦耳觉得大瀑布冲下时的能量改变，会稍稍降低水的热量与湿度。并且在大自然下，还有许多其他的诱因会影响温度，所以她们没有收获。
尽管开尔文认为焦耳的结果须要理论的解释，但他还退后并为卡诺-克拉佩龙学派辩护。当开尔文在1848年报道绝对湿度时，他讲到，“热量（或则千卡）转化为机械能的效应不太可能且肯定没法否认”[16]。并且在他的一个页脚里暗示了他的最初的对热质说的怀疑，他参考了焦耳的“非常让人印象深刻的发觉”。当焦耳读到开尔文的一篇文章后寄信给他，宣称自己的实验早已显示了热量向功的转化，但还是在打算做更进一步的实验。让人惊讶的是，开尔文没有回寄给焦耳他自己文章的拷贝。开尔文在回信中提及，他正在打算自己的实验，但是希望能调和二人的观点。其实开尔文在以后的三年里并没有进行新的实验，但他越来越不满卡诺的理论，转而相信焦耳的观点。在1851的文章里，开尔文乐意做一个折中，承认“整个热的动能理论是基于……两个……前提，分别是焦耳和卡诺-克拉佩龙的理论（thewholeofthepowerofheatison…two…,duetoJoule,andtoand）”。
当焦耳一读到这篇文章，他马上寄信给开尔文谈了他的评论和问题。随即两人开始通过大量的通讯开始了颇具成果的合作。焦耳进行实验，开尔文剖析实验结果并建议进一步的实验。这个合作从1852年持续到1856年，她们的成果中包括有焦耳-汤姆孙效应。关于这个成果的发表论文促使焦耳的研究和分子运动论被广为接受。
分子运动论
动力学是有关运动的科学。焦耳是道尔顿的中学生，所以不奇怪他深坚信任原子理论，而虽然同时代的许多科学家还在怀疑该理论。他也是少数还能接受当时还在被忽略的约翰·赫帕斯的二氧化碳的动力学理论的人之一。他后来深深的被彼得·爱华德在1813年的一篇文章“论动力的检测（Ontheofforce）”所影响。
焦耳察觉到了他的发觉和热动热学理论之间的关系。他的实验笔记表明，他相信热是旋转运动而不是平移运动的一种方式。
焦耳难以抗拒在弗兰西斯·培根、艾萨克·牛顿爵士、约翰·洛克、伦福德伯爵和汉弗里·戴维爵士等前人那找到自己观点的前例。其实这种观点都是有道理的，但焦耳还是按照伦福德发表的文章恐怕出一个热功当量值，1034ft·lbf/Btu。一些现代作者早已从根本上批判了这个技巧，觉得伦福德的实验未能代表着系统的定量检测。在焦耳的一篇个人笔记中，他断定迈尔的检测并不比伦福德的更精确，可能希望迈尔没有出席过他自己的工作。焦耳对解释绿闪光现象也有所贡献，他在1869年给伯明翰文学与哲学学会的一封信中谈到这个现象。
荣誉与头衔
利兹市政厅内的焦耳雕像坐落塞尔的布鲁克兰（英文：,）墓地里的焦耳的石碑
在50多年的学术生涯中，焦耳所获得的荣誉和头衔有：
皇家学会教授（1850）
皇家奖状（1852）
科普利奖（1870）
格拉斯哥文学与哲学学会主席（1860）
美国科学商会主席（1872、1887）
荣誉学位：
LL.D.，伯明翰三一大学（1857）
DCL，牛津学院（1860）
LL.D.，蒙特利尔学院（1871）
由皇室专款拨出的津贴，每年200美元，以奖励他对科学的奉献（1878）
皇家文艺学会的阿尔伯特奖状（1880）
1889年10月11日，焦耳在塞尔的屋内去世[17]，被埋葬在该市的布鲁克兰墓地。在他的石碑上刻有数字“772.55”，这是他在1878年的关键检测中得到的热功当量值。石碑上还刻有约翰福音的一段话，“趁着白日，我们必须做那差我来者的工；黑夜将到，就没有人能做工了”（约翰9:4）。坐落索尔的威瑟斯本酒馆改为以他的名子命名。
虽然焦耳没有迁往西敏寺，但还是在那为他举办了记念典礼。
由阿尔弗雷德·吉尔伯特完成的雕像位于在都柏林市政厅中，与道尔顿的雕像相对。
代表作
Joule,J.P.TheofJamesJoule.:ofPallMall.1963.
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