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焦耳Joule, James Prescott (1818.12.24~1889.10.11) ... 焦耳(James Prescott Joule,l818~1889)，英國物理學家。

1849年6月21日焦耳將 ... 生平簡敘 宏泰自然科學中心-宏泰物理-歷史的物理 回首頁 網站地圖 相關連結 問與答 聯絡我們 登入系統 最新消息 訊息公告 沿革 魏老師的話 本班特色 設備介紹 活動剪影 上課實景 課本的秘密 最新課程 課程介紹 師資介紹 名師開講 榮譽榜 學生感言 生活的物理 歷史的物理 動畫的物理 檔案下載 線上題庫 生活的物理歷史的物理動畫的物理 台中儒林補習班 高中職網路博覽會 國立故宮博物院 國家兩廳院 基測推動委員會 國中多元進路宣導 大學入學考試中心 大學多元入學升學 大學招生委員會 大學網路博覽會 首頁>歷史的物理列表>歷史的物理 焦耳Joule,JamesPrescott(1818.12.24~1889.10.11) 發佈者：系統管理員(2012-05-1416:39:10) 最後修改者：系統管理員(2012-05-1423:57:09) 焦耳(JamesPrescottJoule,l818~1889)，英國物理學家。

1849年6月21日焦耳將自己測定熱功當量的實驗論文提交給了皇家學會。

從而第一個用實驗驗證了能量守恆與轉化定律。

這個定律可敘述為：能量既不會憑空消失，也不會憑空產生，它只能從一種形式轉化成另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而能的總量保持不變。

生平簡敘 　　焦耳1818年12月24日生於英國曼徹斯特附近索爾福德的一個啤酒廠廠主家庭。

  　　從童年時代時，焦耳就在家裡接受父母的啟蒙教育，後來一邊跟父親學習釀酒技術一邊自學。

  　　1834年，父親把年近70的著名化學家道爾頓請到家中，給16歲的焦耳當家庭教師，指導他學習初等數學、自然哲學和化學。

從1837年開始，焦耳對物理學產生了濃厚的興趣，他先研究電學和磁學方面的問題確定一定的電流所產生的熱量。

並於這一年發表了關於這一問題的論文，從而引起了人們的注意。

  　　　1839年，焦耳把釀酒廠的一間房子布置成實驗室，在裡面做了一系列物理實驗，取得了不少重要成果，為他建立熱的動力學說打下了堅實基礎。

1840年12月，焦耳在英國皇定學會上宣讀了關於電流生熱的論文，提出電流通過導體產生熱量的定律，由於不久冷次也獨立地發現了同樣的定律，因而被稱為焦耳一冷次定律。

  　　1843年，焦耳在一位朋友的鼓勵下，前往蘇格蘭報考自然哲學教授，因他很少接受正規教育，沒有正式學歷，遭到拒絕，焦耳沒有氣餒，他繼續研究熱功關係。

  　　1847年焦耳有幸會見了英國著名物理學家湯木生(開爾文勛爵)，他們之間建立了友誼，並合作進行能量守恆等問題的研究。

他對蒸汽機的發展做了不少有價值的工作，1848年他發表了一篇關於氣體運動論的論文，文中他第一次計算了有關氣體分子的速度。

  　　1852年焦耳和湯木生發現氣體自由膨脹時溫度下降的現象，被稱為焦耳一湯木生效應。

這效應在低溫和氣體液化方面有廣泛的應用。

  　　1850年，焦耳當選為英國皇家學會會員。

1866年，由於他在熱學、熱力學和電方面的貢獻，皇家學會授予他科普利獎章。

1872~1887年，焦耳任英國科學技術協會主席。

  　　1889年10月11日，焦耳在英格蘭紫郡的塞爾逝世，享年71歲。

後人為了紀念他，把能量或功的單位命名為"焦耳"，簡稱"焦"；並且用焦耳的拉丁文拼法的第一個字母J來標記熱功當量。

重大貢獻 1.能量守恆與轉化定律 2.J=4.203焦耳/卡   科學貢獻 　　焦耳在物理學上的主要貢獻，就是研究並測量了熱和機械功之間的當量關係(熱功當量的概念，是由邁爾在1842年提出的)。

他在這方面研究工作的第一篇論文《電磁的熱效應和熱的功值》，是1843年在英國《哲學雜誌》第二十三卷第三輯上發表的。

他用磁電機發出的電流通入導體以產生熱量，比較在通路時轉動磁電機所做的功，和在斷路時所做的功之差，與所得的熱量來決定熱功當量的數值。

其測量結果為J=4.432焦耳/卡。

後改變測量的方法，將壓縮某定量空氣所需要的功與壓縮時產生的熱量作比較。

  　　經過多次實驗，於1845年發表論文，指出測定結果為J=4.281焦耳/卡。

後又根據水通過細管運動放出的熱量來測定熱功當量，測定結果為J=4.167焦耳/卡。

不久，又改用轉動手輪推動流體摩擦測定熱功當量的新方法。

這就是物理教課書介紹的測量方法。

焦耳自己描述了儀器裝置和實驗結果：這個實驗"是一個在水罐中水平操作的鋼製划水輪，運動可以通過重物、滑輪等工具傳到罐中的槳"，"槳在水罐中轉動時，遇到的阻力很大，所以重物【各4磅(合1816克)】下落的速率很慢，大約l英尺/秒(合30.48釐米/秒)，滑輪離地的高度是12碼(合10,97米)，結果在重物落到盡頭時，滑索須重新繞起，以使槳可以再行轉動。

這樣操作16次以後，就用一個靈敏度很高、很準確的溫度計測量水所提高的溫度"。

焦耳對此實驗連續做了9次，實驗過程中都排除大氣的冷效應和熱效應。

測定結果為J=4.792焦耳/卡。

  　　又過了一段時間，焦耳利用同樣的實驗設備，不僅用水進行測定，又用鯨腦油進行實驗，做了大量實驗後，得到的平均值為J=4.203焦耳/卡。

焦耳測定熱功當量數值的重要實驗論文，是在1849年6月21日提交皇家學會的，並刊登於1850年《哲學學報》第140卷。

在論文的最後，焦耳總結了論文所述的實驗，證明了下述兩點： 　　第一，不論固體或液體，摩擦所生的熱量，總是與所消耗的功成比例的。

　　第二，要使1磅(合454克)水[在真空裡稱量，其溫度在50~60℉之間]增加1℉的熱量，需要耗用77.2磅重物下降l英尺的機械功。

即J=4.157焦耳/卡。

　　儘管做了這麼多的工作，但焦耳仍不滿足，他精益求精，直到1878年還有新的測量結果的報告。

自1843年起，在前後近40年的時間裡，焦耳共進行了400多次實驗，為能量守恆與轉化定律提供了無可置疑的證據，因而焦耳也是科學界公認的能量守恆與轉化定律的發現者之一。

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