詹姆斯·普雷斯科特·焦耳-上海交通大学.PDF

詹姆斯·普雷斯科特·焦耳 简介 詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（JamesPrescottJoule ；1818 年12 月24 日－1889 年10 月11 日）， 英国物理学家，出生于曼彻斯特近郊的沙弗特（Salford ）。由于他在热学、热力学和电方面 的贡献，皇家学会授予他最高荣誉的科普利奖章 （CopleyMedal ）。后人为了纪念他，把能量 或功的单位命名为“焦耳”，简称“焦”；并用焦耳姓氏的第一个字母“J”来标记热量。 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。 1 第二，要产生使 1 磅水（在真空中称量，其温度在50～60 华氏度之间）增加1 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。 荣誉 1850 年焦耳当选为英国皇家学会会员。1866 年由于他在热学、热力学和电方面的贡献， 皇家学会授予他最高荣誉的科普利奖章（Copley Medal ）。后人为了纪念他，把能量或功的 单位命名为“焦耳”，简称“焦” ；并用焦耳姓氏的第一个字母“J”来标记热量。 评价 无论是在实验方面，还是在理论上，焦耳都是从分子动力学的立场出发，进行深入研究 的先驱者之一。在从事这些研究的同时，焦耳并没有间断对热功当量的测量。 在去世 前两年，焦耳对他的弟弟的说，“我一生只做了两三件事，没有什么值得炫耀的。”相信对于 大多数物理学家，他们只要能够做到这些小事中的一件也就会很满意了。焦耳的谦虚是非常 真诚的。很可能，如果他知道了在威斯敏斯特教堂为他建造了纪念碑，并以他的名字命名能 量单位，他将会感到惊奇，虽然后人决不会感到惊奇。 影响 十八世纪，人们对热的本质的研究走上了一条弯路，“热质说”在物理学史上统治了一百 多年。虽然曾有一些科学家对这种错误理论产生过怀疑，但人们一直没有办法解决热和功的 关系的问题，是英国自学成才的物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳为最终解决这一问题指出 了道路。 2 赫斯 个人履历 俄国化学家，1802 年8 月8 日生于瑞士日内瓦市一位画家家庭，三岁时随父亲定居俄 国莫斯科，因而在俄国上学和工作。1825 年毕业于多尔帕特大学医学系，并取得医学博士 学位。1826 年弃医专攻化学，并到瑞典斯德哥尔摩柏济力阿斯实验室进修化学，从此与柏 济力阿斯结成了深厚的友谊。回国后到乌拉尔作地质调查和勘探工作，后又到伊尔库茨克研 究矿物。1828 年由于在化学上的卓越贡献被选为圣彼得堡科学院院士，旋即被聘为圣彼得 堡工艺学院理论化学教授兼中央师范学院和矿业学院教授。1838 年被选为俄国科学院院士。 1850 年 12 月 13 日赫斯卒于圣彼得堡。赫斯早年从事分析化学的研究，曾对巴库附近的矿 物和天然气进行分析，做出了一定成绩，以后还曾发现蔗糖可氧化成糖二酸。1830 年专门 从事化学热效应测定方法的改进，曾改进拉瓦锡和拉普拉斯的冰量热计，从而较准确地测定 了化学反应中的热量。1