JAMES PRESCOTT JOULE: TIỂU SỬ VÀ NHỮNG ĐÓNG GÓP CHO KHOA HỌC - ARTE - 2025

James Prescott Joule (1818-1889) là nhà vật lý người Anh nổi tiếng với những nghiên cứu về điện và nhiệt động lực học. Các nghiên cứu của ông trong lĩnh vực từ tính đã giúp ông khám phá ra mối quan hệ của nó với công việc cơ học và đưa ông đến với lý thuyết năng lượng. Đơn vị quốc tế của năng lượng, nhiệt và công, được gọi là joule hoặc July, được đặt theo tên của ông.

Ngày nay, ông được công nhận là một trong những nhà vật lý đáng chú ý nhất trong thời đại của mình, nhờ những nghiên cứu tiên phong trong lĩnh vực nhiệt động lực học. Tuy nhiên nó không phải lúc nào cũng như vậy. Joule đã phải đấu tranh gần hết tuổi trẻ của mình để được giới khoa học coi trọng. Mặc dù chất lượng công việc của mình, cô ấy gặp khó khăn trong việc thu hút tài trợ và xuất bản trên các tạp chí danh tiếng.

Anh ấy là một thanh niên nhút nhát và khiêm tốn, đó là lý do tại sao anh ấy cần sự hỗ trợ của những cá tính mạnh mẽ hơn để giúp anh ấy làm cho mình có giá trị trong cộng đồng khoa học. Năm 1847, ông hợp tác với William Thomson, sau này được gọi là Lord Kelvin, người, mặc dù trẻ hơn ông sáu tuổi, nhưng không bao giờ gặp vấn đề với việc tự quảng cáo.

Thư mục

James Prescott Joule sinh năm 1818 tại Salford, gần Manchester; và qua đời ở Sale năm 1889. Ông lớn lên trong một gia đình giàu có sở hữu một nhà máy sản xuất bia do ông quản lý.

Anh không đến trường vì vấn đề sức khỏe, nhưng nhận các lớp học tại nhà riêng của mình cho đến khi anh 15 tuổi, ở độ tuổi đó anh phải bắt đầu làm việc tại nhà máy chưng cất rượu.

John Dalton, nhà hóa học nổi tiếng người Anh, là giáo sư toán học và vật lý của ông, và là người khuyến khích ông thực hiện nghiên cứu khoa học của mình. Ngoài ra, Dalton còn là thành viên của Hiệp hội Tiến bộ Khoa học Tự nhiên Hoàng gia London và quen biết với nhiều nhà khoa học hàng đầu thời đó.

Anh ấy đã gây ấn tượng với Joule trẻ tuổi đến mức, trong khi phát triển quan điểm của riêng mình về sự chuyển hóa năng lượng, anh ấy đã kiên quyết trên báo chí viết, ngay cả khi hầu hết các nhà khoa học khác không đồng ý với anh ấy.

Những năm đầu

James Joule gặp một số vấn đề về sức khỏe trong thời thơ ấu. Một điểm yếu ở cột sống gây ra biến dạng nhẹ. Vì lý do này, ông không đi học và nhận các lớp học tư nhân tại nhà, kết hợp với công việc của mình tại nhà máy chưng cất rượu của cha mình.

Do không tương tác với những đứa trẻ khác ở trường, anh ấy tỏ ra ngại ngùng khi ở bên. Trên thực tế, việc thiếu một nhân cách mạnh mẽ hơn có thể là nguyên nhân đằng sau việc nó không được cộng đồng khoa học công nhận.

Vì lý do này, anh cần sự hỗ trợ của các nhà khoa học khác, những người sở hữu những món quà mà anh thiếu. Tuy nhiên, phải đến năm 1847, William Thomson mới bước vào đời ông. Cho đến lúc đó Joule vẫn phải vật lộn để xuất bản các bài báo có tầm quan trọng khoa học lớn, nhưng ít hoặc không có tác động.

Học

Từ năm 1834 đến năm 1837, James và anh trai Benjamin đã nhận được các bài học riêng tại nhà riêng của họ. Giáo sư vật lý và toán học của ông là nhà hóa học người Anh John Dalton, người đã khuyến khích ông hướng tới nghiên cứu khoa học.

Đầu tiên, anh thực hiện các thí nghiệm của mình trong phòng thí nghiệm mà anh đã lắp đặt ở tầng hầm của ngôi nhà của mình, trong khi anh tiếp tục học tại Đại học Manchester.

Lúc đầu, ông nghiên cứu các khía cạnh liên quan đến từ tính trong dòng điện, và nhờ đó ông đã phát minh ra động cơ điện. Ông cũng tiến hành nghiên cứu trong lĩnh vực điện và nhiệt động lực học.

Ở tuổi 20, anh đã cố gắng thay thế động cơ hơi nước tại nhà máy bia của cha mình bằng một động cơ điện với ý tưởng tăng hiệu suất và tiết kiệm tiền cho công ty. Trong khi tiến hành nghiên cứu về nhiệt tỏa ra từ một mạch điện, ông đã xây dựng công thức mà ngày nay được gọi là định luật Joule.

Đóng góp cho khoa học

Tác phẩm của Joule là câu chuyện về cuộc đấu tranh liên tục chống lại một cơ sở khoa học phê bình không sẵn lòng chấp nhận bằng chứng cho đến khi không thể bỏ qua nó.

Công trình nghiên cứu khoa học của ông đạt đến đỉnh cao vào năm 1850. Trong năm đó, ông đã xuất bản một bài báo trong đó ông trình bày các phép đo nhiệt lượng tương đương cơ học mà ông đã sử dụng thiết bị bánh xe chèo nổi tiếng của mình.

Định luật Joule

Trong khi điều tra nhiệt lượng tỏa ra trong các mạch điện, ông đã tiếp xúc với định luật Joule nổi tiếng. Khi có dòng điện chạy qua vật dẫn thì nhiệt độ tăng. Định luật này cho phép chúng ta tính nhiệt lượng được tạo ra khi dòng điện chạy qua một điện trở.

Hiệu ứng Joule-Thomson

Năm 1852, Joule và William Thomson phát hiện ra rằng khi cho phép một chất khí nở ra mà không cần thực hiện bất kỳ tác động bên ngoài nào thì nhiệt độ của chất khí đó sẽ giảm xuống. Hiện tượng này, được gọi là hiệu ứng Joule-Thomson, là cơ sở cho các thiết bị làm lạnh và điều hòa không khí.

Định luật đầu tiên của nhiệt động lực học

James Joule đóng một vai trò quan trọng trong các nghiên cứu về cách bảo tồn năng lượng, hay định luật đầu tiên của nhiệt động lực học, như một nguyên lý vật lý phổ quát. Dựa trên kết luận của Joule rằng nhiệt và năng lượng là tương đương.

Nhận biết

Thế giới khoa học đầu thế kỷ 19 rất phức tạp. Bằng cấp khoa học không được trao ở Anh và không có bằng cấp khoa học chuyên nghiệp. Chỉ một số ít những người đã xuất bản các bài báo khoa học có công việc được trả lương trong lĩnh vực khoa học.

Bản thân Joule đã tiến hành hầu hết các thí nghiệm của mình trong tầng hầm của ngôi nhà của mình với tư cách là một cá nhân riêng tư và làm việc với một số ít tài nguyên theo ý của mình.

Tuy nhiên, vào năm 1866, Hiệp hội Hoàng gia đã trao cho ông sự công nhận cao nhất, huy chương Copley. Ngoài ra, ông được bầu làm chủ tịch của Hiệp hội vì sự tiến bộ của khoa học Anh vào năm 1872 và năm 1887.

Để vinh danh ông, đơn vị của Hệ thống Quốc tế dùng để đo năng lượng, công và nhiệt được gọi là joule.

Người giới thiệu

1. Esq, JPJ (1843). XXXII. về tác dụng tỏa nhiệt của điện từ và giá trị cơ học của nhiệt. Tạp chí Triết học London, Edinburgh và Dublin và Tạp chí Khoa học, 23 (152), 263-276.
2. James joule - MagLab. Truy cập ngày 8 tháng 7 năm 2019 từ nationalmaglab.org
3. James joule, william thomson và khái niệm về khí hoàn hảo. (2010). Ghi chú và Hồ sơ của Hiệp hội Hoàng gia, 64 (1), 43-57.
4. Sarton, G., Mayer, JR, Joule, JP, & Carnot, S. (1929). Sự phát hiện ra định luật bảo toàn cơ năng. Isis, 13 (1), 18-44.
5. Young, J. (2015). Nhiệt, công và chất lỏng vi tế: Một bình luận về joule (1850) 'Về tương đương cơ học của nhiệt'. Giao dịch triết học. Series A, Khoa học Toán học, Vật lý và Kỹ thuật, 373 (2039) doi: 10.1098 / rsta.2014.0348