Джеймс Джоуль – ім’я, яке відоме далеко за межами Манчестера. Це видатний британський фізик, математик та бровар, що може здатися дуже дивовижним фактом. Саме його ім’я у світі стоїть за створенням фундаментальних принципів сучасної фізики. Далі на imanchester.info.
Ранні роки та становлення майбутнього новатора
Джоуль родом із Салфорда, який знаходиться в окрузі Манчестера. Він народився там у 1818 році в сім’ї відомого, успішного, шанованого та багатого броварника Бенджаміна Джоуля. Його сім’я мала всі можливості, щоб приділити особливу увагу освіті Джеймса. Зокрема, його сім’я забезпечила йому навчання у відомого у 19 столітті британського вченого, хіміка, фізика та метеоролога. Він також захоплювався діяльністю хіміка Вільяма Генрі та манчестерських інженерів Пітера Юарта та Ітона Годжкінсона. Джоуль любив науку та дослідження, а також усе, що з ними було пов’язано. Але найбільше він був зачарований електрикою. Ще в юному віці він проводив різні експерименти з електрикою, піддаючи електрошоку свого брата, себе і слуг сім’ї.
Але коли Джоуль підріс, наука для нього стала просто хобі, адже йому довелося успадкувати бізнес батька та керувати пивоварнею.
Як виробництво пива здійснило революцію у науці?
У середині 19 століття Джоуль зацікавився дослідженнями заміни парових двигунів броварні. Зокрема, він вивчав усі можливі варіанти підвищення ефективності виробництва та заміни парового двигуна на давно винайдений електродвигун. І вже у 1841 році йому вдалося відкрити свій перший закон.
Перший закон Джоуля, також відомий як закон збереження енергії або просто закон збереження, говорить про те, що енергія не може бути створена або знищена, а може бути перетворена з однієї форми в іншу. Цей закон ліг в основу принципів фізики та термодинаміки.
Суть закону Джоуля полягає в тому, що повна енергія замкнутої системи, включаючи її кінетичну енергію, потенційну енергію та енергію взаємодії, залишається постійною у часі, якщо на систему не діють зовнішні сили. Це означає, що енергія може переходити з однієї форми в іншу, наприклад, з механічної в теплову або хімічну, але в загальній сумі вона зберігається.
Перший закон, який розробив Джоуль, став основою розуміння багатьох фізичних процесів у 19 столітті. Зокрема, до таких процесів можна віднести: теплопровідність, електричні ланцюги, механічну роботу та інше. Цей закон також став вельми поширеним в інженерії, технологіях і науці загалом. У світі перший закон Джоуля є ключовим, тим, у якому будується вся сучасна термодинаміка. Його відкриття не тільки заклали теоретичну основу промислової революції, а й проклали подальший шлях розвитку сучасної фізики.
Слід зазначити, що перші дослідження та експерименти Джоуля щодо перетворення енергії були вперше опубліковані лише у 1843 році.
Також Джоуль причетний до розробки абсолютної температурної шкали.
Подальше життя та почесті Джоуля
З юних років і до кінця свого життя Джоуль займався наукою, проводив експерименти та дослідження в галузі фізики. Він писав і видавав наукові статті, які перевернули звичне на той час уявлення про природні процеси.
Джоулю також приписують пояснення феномена зеленого спалаху на заході сонця. Він також причетний до:
- Спростування теорії калорійності;
- Першого закону термодинаміки;
- Механічного еквівалента тепла;
- Магнітострикції;
- Циклу Джоуля;
- Ефекту Джоуля;
- Джоулевого розширення;
- Першого закону Джоуля;
- Другого закону Джоуля;
- Ефекту Джоуля – Томсона.
Джоуль помер у 1889 році в Сейлі, Манчестер. На момент смерті видатному вченому було 70 років.
За роки свого життя та активної діяльності в науці він зробив безліч відкриттів. За що був нагороджений багатьма почестями, серед них: пенсія за цивільним списком у розмірі 200 фунтів стерлінгів на рік за заслуги перед наукою; медаль Альберта Королівського товариства мистецтв за встановлення після найретельніших досліджень справжнього зв’язку між теплом, електрикою та механічною роботою, що дає інженеру надійне керівництво у застосуванні науки у промислових цілях; медаль Коплі за експериментальні дослідження з динамічної теорії тепла; Королівську медаль за статтю про механічний еквівалент тепла, надруковану в журналі “Philosophical Transactions” за 1850 рік. Він також був:
- Членом Королівського товариства;
- Президентом Манчестерського літературно-філософського товариства;
- Президент Британської асоціації розвитку науки;
- Членом Інституту інженерів та суднобудівників Шотландії.
На знак визнання його внеску в науку одиниця енергії у Міжнародній системі одиниць (СІ) названа на його честь Джоулем (Дж). Крім того, відкриття Джоуля про взаємне перетворення різних форм енергії мали далекосяжні наслідки для багатьох наукових дисциплін від інженерії до біології.
До того ж, в ратуші Манчестера була встановлена статуя Джоуля, як одного з видатних діячів регіону. Спадщина Джеймса Джоуля як фізика-новатора та його закон збереження енергії навіть у 21 столітті відіграють важливу роль. Його дослідження та відкриття підкреслюють важливість його виконаної роботи у формуванні нашого розуміння світу природи.
