Джеймс Джоуль — имя, которое известно далеко за пределами Манчестера. Это известный британский физик, математик и пивовар, что может показаться весьма удивительным фактом. Именно его имя в современном мире стоит за созданием фундаментальных принципов современной физики. Далее на imanchester.info.
Ранние годы и становление будущего новатора
Джоуль родом из Салфорда, который находится в округе Манчестера. Он родился там в 1818 году в семье известного, успешного, уважаемого и богатого пивовара Бенджамина Джоуля. У его семьи были все возможности, чтобы уделить особое внимание образованию Джеймса. В частности, его семья обеспечила ему обучение у известного в 19 веке британского ученого, химика, физика и метеоролога. Он также восхищался деятельностью химика Уильяма Генри и манчестерских инженеров Питера Юарта и Итона Ходжкинсона. Джоуль обожал науку и исследования, а также все, что с ними было связано. Но больше всего он был очарован электричеством. Еще в юном возрасте он проводил различные эксперименты с электричеством, подвергая электрошоку своего брата, себя и слуг семьи.
Но когда Джоуль подрос, наука для него стала просто хобби, ведь ему пришлось унаследовать бизнес отца и руководить пивоварней.
Как производство пива совершило революцию в науке?
В середине 19 века Джоуль заинтересовался исследованиями замены паровых двигателей пивоварни. В частности, он изучал все возможные варианты повышения эффективности производства и замены парового двигателя, на давно изобретенный электродвигатель. И уже в 1841 году ему удалось открыть свой первый закон.
Первый закон Джоуля, также известный как закон сохранения энергии или просто закон сохранения, гласит о том, что энергия не может быть создана или уничтожена, а может только быть преобразована из одной формы в другую. Этот закон лег в основу принципов физики и термодинамики.
Суть закона Джоуля заключается в том, что полная энергия замкнутой системы, включая ее кинетическую энергию, потенциальную энергию и энергию взаимодействия, остается постоянной во времени, если на систему не действуют внешние силы. Это означает, что энергия может переходить из одной формы в другую, например, из механической в тепловую или химическую, но в общей сумме она сохраняется.
Первый закон, который составил Джоуль, стал основой для понимания многих физических процессов в 19 веке. В частности, к таким процессам можно отнести: теплопроводность, электрические цепи, механическую работа и другое. Данный закон нашел также широкое распространение в инженерии, технологиях и науке в целом. В современном мире первый закон Джоуля является ключевым, тем, на которых строится вся современная термодинамика. Его открытия не только заложили теоретическую основу промышленной революции, но и проложили путь развитию современной физики.
Следует отметить, что первые исследования и эксперименты Джоуля по преобразованию энергии были впервые опубликованы только в 1843 году.
Также Джоуль причастен к разработке абсолютной термодинамической температурной шкале.
Дальнейшая жизнь и почести Джоуля
С юных лет и до конца своей жизни Джоуль занимался наукой, проводил эксперименты и исследования в области физики. Он писал и издавал научные статьи, которые перевернули привычное на то время представление о естественных процессах.
Джоулю также приписывают объяснение феномена зеленой вспышки на закате. Он также причастен к:
- Опровержению теории калорийности;
- Первому закону термодинамики;
- Механическому эквиваленту тепла
- Магнитострикции;
- Циклу Джоуля;
- Эффекту Джоуля;
- Джоулеву расширению;
- Первому закону Джоуля;
- Второму закону Джоуля;
- Эффекту Джоуля — Томсона.
Джоуль умер в 1889 году в Сейле, Манчестер. На момент смерти выдающемуся ученому было 70 лет.
За годы своей жизни и активной деятельности в науке он сделал множество открытий. За что был награжден многими почестями, среди них: пенсия по гражданскому списку в размере 200 фунтов стерлингов в год заслуги перед наукой; медаль Альберта Королевского общества искусств за установление после самых кропотливых исследований истинной связи между теплом, электричеством и механической работой, что дает инженеру надежное руководство в применении науки в промышленных целях; медаль Копли за экспериментальные исследования по динамической теории тепла; Королевская медаль за статью о механическом эквиваленте тепла, напечатанную в журнале «Philosophical Transactions» за 1850 год. Он также был:
- Членом Королевского общества;
- Президентом Манчестерского литературно-философского общества;
- Президентом Британской ассоциации развития науки;
- Членом Института инженеров и судостроителей Шотландии.
В знак признания его вклада в науку единица энергии в Международной системе единиц (СИ) названа в его честь джоулем (Дж). Кроме того, открытия Джоуля о взаимном преобразовании различных форм энергии имели далеко идущие последствия для многих научных дисциплин от инженерии до биологии.
Более того в ратуше Манчестера была установлена статуя Джоуля, выдающегося деятеля региона. Наследие Джеймса Джоуля как физика-новатора и его закон сохранения энергии даже в 21 веке играют важную роль. Его исследования и открытия подчеркивают важность его проделанной работы в формировании нашего понимания мира природы.
