JAMES PRESCOTT JOULE: BIOGRAFIJA IN PRISPEVKI K ZNANOSTI - ARTE - 2025

James Prescott Joule (1818-1889) je bil britanski fizik, najbolj znan po svojih raziskavah na področju električne energije in termodinamike. Njegove študije na področju magnetizma so ga pripeljale do odkritja njegovega odnosa do mehaničnega dela in ga pripeljale do teorije energije. Po njem se imenuje mednarodna enota za energijo, toploto in delo, znana kot joule ali julij.

Danes je zaradi pionirskih raziskav v termodinamiki znan kot eden najznamenitejših fizikov svojega časa. Vendar ni bilo vedno tako. Joule se je moral boriti, da bi ga večji del mladosti znanstvena skupnost jemala resno. Kljub kakovosti svojega dela je težko pritegnila sredstva in objavila v uglednih revijah.

Bil je sramežljiv in ponižen mladenič, zato je potreboval podporo močnejših osebnosti, da bi mu pomagal biti cenjen v znanstveni skupnosti. Leta 1847 je sodeloval z Williamom Thomsonom, kasneje znanim kot Lord Kelvin, ki, čeprav šest let mlajši od njega, nikoli ni imel težav s samopromocijo.

Bibliografija

James Prescott Joule se je rodil leta 1818 v Salfordu blizu Manchestera; in umrl v Saletu leta 1889. Odraščal je v premožni družini, ki je imela v lasti tovarno piva, ki jo je uspel upravljati.

Šole ni obiskal zaradi zdravstvenih težav, pouk pa je dobil v svojem domu do svojega 15. leta, pri kateri starosti je moral začeti delati v destilarni.

John Dalton, slavni britanski kemik, je bil njegov profesor matematike in fizike in ga je spodbudil k izvajanju svojih znanstvenih raziskav. Poleg tega je bil Dalton član kraljevega londonskega združenja za napredek naravoslovja in je poznal številne vodilne znanstvenike tistega časa.

Navdušil je mladega Joula v tolikšni meri, da je bil, čeprav je razvijal lastne poglede na energetsko preobrazbo, v pisnem tisku naklonjen, tudi ko se skoraj vsi drugi znanstveniki niso strinjali z njim.

Zgodnja leta

James Joule je imel v otroštvu nekaj zdravstvenih težav. Šibkost hrbtenice je povzročila rahlo deformacijo. Zaradi tega ni obiskal šole in doma je dobil zasebne razrede, ki jih je združil z delom na očetovi destilarni.

Ker v šoli ni sodeloval z drugimi otroki, je bil sramežljiv, ko je bil v družbi. Pravzaprav je pomanjkanje močnejše osebnosti morda v ozadju njegovega nepriznanja v znanstveni skupnosti.

Zaradi tega je potreboval podporo drugih znanstvenikov, ki so posedovali darove, ki so mu manjkali. Vendar je šele leta 1847 v njegovo življenje zaživel William Thomson. Do takrat se je Joule boril za objavo člankov velikega znanstvenega pomena, vendar z malo ali nič vpliva.

Študije

Od leta 1834 do 1837 sta James in njegov starejši brat Benjamin prejemala zasebne lekcije v svojem domu. Njegov profesor fizike in matematike je bil britanski kemik John Dalton, ki ga je spodbudil k znanstvenemu raziskovanju.

Sprva je svoje poskuse izvajal v laboratoriju, ki ga je namestil v kleti svoje hiše, medtem ko je nadaljeval študij na univerzi v Manchestru.

Sprva je preučeval vidike, povezane z magnetizmom, med električnimi tokovi in ​​zahvaljujoč temu si je izmislil električni motor. Izvajal je tudi raziskave na področju električne energije in termodinamike.

Pri 20 letih mu je uspelo nadomestiti parni stroj v očetovi pivovarni z električnim z namenom povečati učinkovitost in prihraniti denar podjetja. Medtem ko je raziskal toploto, ki se sprošča iz električnega tokokroga, je formuliral tisto, kar je danes znano kot Jouleev zakon.

Prispevki k znanosti

Joulejevo delo je zgodba o nenehnem boju proti kritični znanstveni ustanovi, ki ni hotela sprejeti dokazov, dokler jih ni bilo mogoče prezreti.

Njegova znanstvena raziskava je doživela vrhunec leta 1850. Istega leta je objavil članek, v katerem je predstavil meritve mehaničnega ekvivalenta toplote, za kar je uporabil svoj znameniti aparat z veslastim kolesom.

Joule's Law

Medtem ko je raziskal toploto, ki se oddaja v električnih tokokrogih, je razkril dobro znan Joulov zakon. Ko skozi prevodnik teče električni tok, pride do zvišanja temperature. Ta zakon nam omogoča, da izračunamo toploto, ki nastaja, ko električni tok teče skozi upor.

Joule-Thomson učinek

Leta 1852 sta Joule in William Thomson odkrila, da se temperatura plina, ko se dovoli širjenje plina, ne da bi opravili zunanja dela, zniža. Ta pojav, ki so ga poimenovali učinek Joule-Thomson, je bil osnova za hlajenje in klimatske naprave.

Prvi zakon termodinamike

James Joule je igral ključno vlogo v študijah, kako ohraniti energijo ali prvi zakon termodinamike, kot univerzalno načelo fizike. Temelji na sklepu Jouleja, da sta toplota in energija enakovredni.

Priznanja

Znanstveni svet zgodnjega 19. stoletja je bil zapleten. V Britaniji znanstvene stopnje niso bile podeljene in ni bilo strokovnih znanstvenih kvalifikacij. Le majhna manjšina tistih, ki so objavljali znanstvene članke, je imela plačano službo v znanosti.

Sam Joule je večino svojih poskusov vodil v kleti svojega doma kot zasebnik in sodeloval z nekaj razpoložljivimi sredstvi.

Vendar pa mu je leta 1866 Kraljevsko društvo podelilo najvišje priznanje, Copleyjevo medaljo. Poleg tega je bil leta 1872 in 1887 izvoljen za predsednika Britanskega združenja za napredek znanosti.

V njegovo čast se enota mednarodnega sistema, ki se uporablja za merjenje energije, dela in toplote, imenuje joule.

Reference

1. Esq, JPJ (1843). XXXII. na kalorične učinke magneto-električne energije in na mehansko vrednost toplote. London, Edinburgh in Dublin Philosophical Magazine in Journal of Science, 23 (152), 263-276.
2. James joule - MagLab. Pridobljeno 8. julija 2019 z nationalmaglab.org
3. James joule, william Thomson in koncept popolnega plina. (2010). Zapisi in zapisi kraljeve družbe, 64 (1), 43–57.
4. Sarton, G., Mayer, JR, Joule, JP, & Carnot, S. (1929). Odkritje zakona ohranjanja energije. Isis, 13 (1), 18–44.
5. Young, J. (2015). Toplota, delo in subtilne tekočine: komentar joula (1850) "O mehanskem ekvivalentu toplote". Filozofski posli. Serija A, Matematične, fizikalne in inženirske vede, 373 (2039) doi: 10.1098 / rsta.2014.0348