Біографія Джеймса Прескотта Джоуля
Джеймс Прескотт Джоуль – англійський фізик, який займався вивченням природи тепла та відкрив взаємозв’язок тепла та механічної роботи.
Дитинство і юність
Джеймс Джоуль народився 24 грудня 1818 року в Манчестері, Англія. Він був одним із п’яти дітей у своїх батьків — отця Бенджаміна Джоуля, заможного бровара, і матері, Еліс Прескотт Джоуль, дочки Джона Прескотта з Вігана.
Джеймс Джоуль був слабким і болючим, через що не міг відвідувати школу як усі діти його віку і здобув свою початкову освіту від своєї тітки вдома.
У дитинстві йому дуже подобалася електрика та електричні ефекти; він проводив випробування вдома, і в один із таких експериментів через власну неуважність він ударив струмом одного зі слуг, який від електричного удару знепритомнів.
З погіршенням здоров’я свого батька Джеймс, якому на той момент було лише 15 років, і його старший брат Бенджамін були змушені почати працювати на броварні. У цей час він навчався в Джона Дальтона, відомого англійського хіміка.
Кар’єра
У 1838 році, у віці 19 років, Джоуль сконструював електромагнітний двигун.
У 1840 році він замінив парові двигуни, що використовуються на пивоварні його батька, на нові — електричні, заради наукового та економічного експерименту, оскільки хотів досягти більшої ефективності.
У 1841 році він провів експеримент із встановлення залежності між струмом, опором і теплом, що виділяється ними в провіднику. Цей експеримент отримав назву першого закону Джоуля (у російськомовній термінології – закон Джоуля-Ленца).
У 1845 році Джоуль показав світові експеримент із гребним колесом, який допоміг йому зрозуміти ідею збереження енергії. Він казав, що під час експерименту механічна енергія перетворюється на тепло. Пізніше на основі цього відкриття виник закон збереження енергії.
У 1847 році, на одній із його доповідей, він познайомився з Вільямом Томсоном, з яким спільно працював над кількома дослідженнями з теплових ефектів. Разом вони представили світові ефект Джоуля-Томсона та абсолютну термодинамічну шкалу.
Основні роботи
Джоуль вивчав природу тепла та встановив взаємозв’язок тепла та механічної роботи.
Згодом ці дослідження отримали назву закону збереження енергії, який був використаний для формулювання першого закону термодинаміки.
На основі цих наукових досліджень Джоуль сформулював свій перший закон, в якому йдеться про взаємодію проходження електричного струму через провідник і певну кількість тепла, що виділяється внаслідок цього.
Закон говорить: тепло, яке виділяється внаслідок генерації гальванічного струму пропорційно квадрату інтенсивності цього струму, помноженого на стійкість до провідності.
Його спільні роботи з Вільямом Томсоном призвели до визначного відкриття, відомого як ефект Джоуля-Томсона. Ефект визначає зміну температури газу або рідини, які проходять через ізольований від зовнішнього оточення клапан.
Спільно з Томсоном Джоуль також працював над абсолютною термодинамічною шкалою, яка відома як шкала температур Кельвіна, названа на честь Вільяма Томсона, який мав титул лорда Кельвіна.
Нагороди та досягнення
В 1852 Джоуль отримав медаль Королівського наукового товариства за публікацію роботи з назвою «Про механічний еквівалент тепла».
У 1860 році він був обраний президентом Манчестерської літературної та філософської спільноти. Він також був президентом Британської асоціації просування науки з 1872 до 1887 року.
У 1880 році він отримав медаль «Альберта» Королівського товариства заступництва мистецтвам за встановлення взаємозв’язку між теплом, електрикою та механічною роботою.
На честь Джеймса Джоуля в північній частині Вестмінстерського абатства збудовано меморіал, а в Манчестерській будівлі муніципалітету встановлено статую.
Особисте життя та спадщина
У 1847 році Джоуль одружився з Амелію Граймс, дочкою Джона Граймса, який був керівником митниці в Ліверпулі. У пари народилося двоє дітей – Бенджамін Артур та Еліс Амелія.
У 1854 році його дружина та син загинули, а він до кінця свого життя прожив удівцем, працюючи невтомно.
Британський уряд призначив Джоулю довічну пенсію розміром 215 фунтів-стерлінгів за його роботу та досягнення.
Його унікальні досягнення у галузі енергії та її аспектах досі є основою для багатьох дослідників.
Уніфікована одиниця підрахунку енергії та тепла системи СІ була названа на його честь.
Джеймс Джоуль помер після тривалої хвороби 11 жовтня 1889 року в Сейлі, Англія.