Биография Джеймса Прескотта Джоуля

24 Декабря 1818 – 11 Октября 1889 гг. (70 лет)

Детство и юность

Джеймс Джоуль родился 24 декабря 1818 года в Манчестере, Англия. Он был одним из пяти детей у своих родителей — отца Бенджамина Джоуля, зажиточного пивовара, и матери, Элис Прескотт Джоуль, дочери Джона Прескотта из Уигана.

Джеймс Джоуль был слабым и болезненным, из-за чего не мог посещать школу как все дети его возраста и получил своё начальное образование от своей тёти на дому.

В детстве ему очень нравилось электричество и электрические эффекты; он проводил испытания дома, и в один из таких экспериментов из-за собственной невнимательности он ударил током одного из слуг, который от электрического удара потерял сознание.

С ухудшением здоровья своего отца, Джеймс, которому на тот момент было всего 15 лет, и его старший брат Бенджамин были вынуждены начать работать на пивоварне. В это же время он учился у Джона Дальтона, известного английского химика.

Карьера

В 1838 году, в возрасте девятнадцати лет, Джоуль сконструировал электромагнитный двигатель.

В 1840 году он заменил паровые двигатели, используемые на пивоварне его отца, на новые — электрические, ради научного и экономического эксперимента, так как хотел добиться большей эффективности.

В 1841 году он провёл эксперимент по установлению зависимости между током, сопротивлением и выделяемым ими теплом в проводнике. Этот эксперимент получил название первого закона Джоуля (в русскоязычной терминологии — закон Джоуля-Ленца).

В 1845 году Джоуль показал миру эксперимент с гребным колесом, который помог ему понять идею сохранения энергии. Он говорил, что во время эксперимента механическая энергия превращается в тепло. Позже на базе этого открытия появился закон сохранения энергии.

В 1847 году, на одном из его докладов, он познакомился с Уильямом Томсоном, с которым совместно работал над несколькими исследованиями по тепловым эффектам. Вместе они представили миру эффект Джоуля-Томсона и абсолютную термодинамическую шкалу.

Основные работы

Джоуль изучал природу тепла и установил взаимосвязь тепла и механической работы.

Впоследствии эти изыскания получили название закона сохранения энергии, который затем был использован для формулировки первого закона термодинамики.

На базе этих научных исследований Джоуль сформулировал свой первый закон, в котором говорится о взаимодействии прохождения электрического тока через проводник и определённом количестве выделяемого вследствие этого тепла.

Закон гласит: тепло, которое выделяется вследствие генерации гальванического тока пропорционально квадрату интенсивности этого тока, умноженному на устойчивость к проводимости.

Его совместные работы с Уильямом Томсоном привели к выдающемуся открытию, известному как эффект Джоуля-Томсона. Эффект описывает изменение температуры газа или жидкости, которые проходят через изолированный от внешнего окружения клапан.

Совместно с Томсоном Джоуль также работал над абсолютной термодинамической шкалой, которая известна как шкала температур Кельвина, названная в честь Уильяма Томсона, который носил титул лорда Кельвина.

Награды и достижения

В 1852 году Джоуль получил медаль Королевского научного общества за публикацию работы с названием «О механическом эквиваленте тепла».

В 1860 году он был выбран президентом Манчестерского литературного и философского сообщества. Он также был президентом Британской ассоциации продвижения науки с 1872 по 1887 годы.

В 1880 году он получил медаль «Альберта» Королевского общества покровительства искусствам за установление взаимосвязи между теплом, электричеством и механической работой.

В честь Джеймса Джоуля в северной части Вестминстерского аббатства построен мемориал, а в Манчестерском здании муниципалитета установлена статуя.

Личная жизнь и наследие

В 1847 году Джоуль женился на Амелии Граймс, дочери Джона Граймса, который был руководителем таможни в Ливерпуле. У пары родилось двое детей — Бенджамин Артур и Элис Амелия.

В 1854 году его жена и сын погибли, а он до конца своей жизни прожил вдовцом, работая без устали.

Британское правительство назначило Джоулю пожизненную пенсию размером в 215 фунтов-стерлингов за его работу и достижения.

Его уникальные достижения в отрасли энергии и её аспектах до сих пор являются основой для многих исследователей.

Унифицированная единица подсчёта энергии и тепла системы СИ была названа в его честь.

Джеймс Джоуль умер после продолжительной болезни 11 октября 1889 года в Сейле, Англия.