Joule De James Prescott

Joule De James Prescott (, , ) era , carregado dentro Salford, perto .

James Joule
Joule De James

O joule estudou a natureza de , e descoberto seu relacionamento ao trabalho mecânico (veja ). Isto conduziu à teoria de (a primeira lei de ). do trabalho, , é nomeado após ele, e pronunciado para rimar com a "ferramenta."trabalhou com para desenvolver a escala absoluta de , fêz observações sobre magnetostrição, e encontrado o relacionamento entre o fluxo de atual com a e o calor dissiparam-se, chamado agora Lei do joule.

Índices

Vida

Anos adiantados

O filho do joule de Benjamin (), um rico , era tutored no repouso até quando foi emitido, com seu irmão mais velho Benjamin, ao estudo com no Sociedade literária e filosófica de Manchester. O par recebeu somente uma instrução de dois anos dentro e quando Dalton foi forçado a se aposentar devido a a curso. Entretanto, influência de Dalton feito impressões duráveis como isso de seus associados Henry De William e Peter Ewart e Eaton Hodgkinson. O joule era tutored subseqüentemente perto John Davis. O joule foi fascinado perto , ele e seu irmão que experimentam dando os choques elétricos a se e aos empregados da família.

O joule assentou bem em um gerente do brewery e fêz exame de um papel ativo até a venda do negócio dentro . A ciência era um passatempo mas começou logo investigar a praticabilidade de substituir o brewery com novo-inventado . Em , seu primeiro papéis científicos na eletricidade foram contribuídos a Annals da eletricidade, fundado e operado pelo colega de Davis Esturjão De William. Descobriu Lei do joule em [ 1 ] e esperado imprimir Sociedade Real mas encontrado, não para a primeira vez, foi percebido como um mero provincial dilettante. Quando o esturjão se moveu para Manchester em 1840, o joule e transformaram-se o núcleo de um círculo dos intelectuais da cidade. Os sympathies similares compartilhados par isso e poderia e deve ser integrado. O joule foi sobre lecture no esturjão Galeria real de Victoria da ciência prática.

Em seu lecture de Manchester, motivated na parte por um desejo de homem de negócio quantify da decisão, e na parte por seu inquisitiveness científico, ajustou-se para fora para determinar que motor principal teve ' o dever econômico mais grande '[ 2 ]. Foi sobre realiza isso a de queimadura libra do carvão em um motor de vapor produziu cinco vezes mais dever quanto uma libra de consumido em um elétrico . O padrão comum do joule ' do dever econômico ' era a abilidade de levantar uma libra, uma altura de uma , pé-[ 3 ].

O joule foi influenciado pensar de Franz Aepinus e tentado explicar o phenomenona da eletricidade e nos termos de cercado pelo "calorific em um estado da vibração ".

Entretanto, interesse do joule desviado da pergunta financeira estreita àquele do quanto trabalho poderia ser extraído de uma fonte dada, conduzindo a lhe speculate sobre o convertibility de . Em publicou resultados das experiências mostrando isso quantified em 1841 era devido à geração do calor no condutor e não sua transferência de uma outra peça do equipamento[ 4 ]. Este era um desafio direto ao teoria caloric qual prendeu que o calor poderia nenhuns ser criado ou destruído. A teoria caloric tinha dominado pensar na ciência do calor desde introduzido perto dentro . Prestige e o sucesso prático de Lavoisier de Sadi Carnot' teoria caloric de s do desde assegurou esse o joule novo, trabalhando fora de qualquer um academia ou , teve uma estrada difícil adiante. Os supporters da teoria caloric apontaram prontamente à simetria do Efeito de Peltier-Seebeck-Seebeck para reivindicar que o calor e a corrente eram convertible no, ao menos aproximadamente, processo reversível.

O equivalente mecânico do calor

O joule escreveu em his :

"... o poder mecânico exercido em girar uma máquina magnetelétrica é convertido no calor evoluído pela passagem das correntes da indução através de suas bobinas; e, na outra mão, que o poder motive do motor eletromagnético está obtido à custa do calor devido às reações químicas da bateria por que é trabalhado."

O joule aqui adota a língua de viva do vis (energia), possivelmente porque Hodgkinson tinha lido uma revisão de Ewart Na medida de força movente à sociedade literária e de Philosphical em abril .

Umas experiências e umas medidas mais adicionais por Joule conduziram-lhe estimar equivalente mecânico do calor como o ft·lbf 838 do trabalho para levantar a temperatura de uma libra de por um grau [ 5 ]. Anunciou seus resultados em uma reunião da seção química do Associação britânica para o avanço da ciência em em 1843 e foi encontrado com pelo silêncio.

O joule era undaunted e começou-a procurar uma demonstração puramente mecânica da conversão do trabalho no calor. Forçando a água através de um cilindro perfurado, podia medir o ligeiro do líquido. Obteve um equivalente mecânico de 770 ft·lbf/ (4.14 J/). O fato que os valores obtiveram ambos por meios elétricos e puramente mecânicos estava ao menos no acordo ao ordem de valor isso, ao joule, compelia a evidência da realidade do convertibility do trabalho no calor.

Joule's apparatus for measuring the mechanical equivalent of heat
Instrumento do joule para medir o equivalente mecânico do calor

O joule tentou agora uma terceira rota. Mediu o calor gerado de encontro ao trabalho feito em comprimir a . Obteve um equivalente mecânico de 823 ft·lbf/Btu (4.43 J/cal).[ 6 ] Em muitas maneiras, esta experiência ofereceu o alvo o mais fácil para críticos do joule mas o joule dispôs das objeções antecipadas pela experimentação inteligente. Entretanto, seu papel foi rejeitado pelo Sociedade Real e teve que ser satisfeito com publicar no Compartimento Filosófico. No papel era forthright em sua rejeção do raciocínio caloric de Carnot e Émile Clapeyron mas his tornam-se também evidentes:

"eu conceive que esta teoria... é oposto aos princípios reconhecidos da filosofia porque conduz à conclusão àquele viva do vis pode ser destruído por uma disposição imprópria do instrumento: Assim o Sr. Clapeyron extrai o inference que ' a temperatura do fogo que é 1000°C a 2000°C mais altamente de que isso da caldeira lá é uma perda enorme viva do vis na passagem do calor da fornalha à caldeira.' acreditando que o poder destruir pertence ao criador sozinho mim afirme... que toda a teoria que, quando realizada, exijir o annihilation da força, é necessariamente errônea."

Em , leu seu papel No equivalente mecânico do calor à reunião britânica da associação dentro [ 7 ]. Neste trabalho, relatou sua experiência mais best-known, envolver o uso de um peso de queda girar uma roda de pás em um tambor isolado da água, o cujo aumentasse a temperatura ele mediu. Estimou agora um equivalente mecânico de 819 ft·lbf/Btu (4.41 J/cal).

Trabalho

Recepção e prioridade

Para a prioridade excedente da controvérsia com Mayer, veja Equivalente mecânico do calor: Prioridade

Muita da resistência inicial ao trabalho do joule stemmed de sua dependência upon extremamente . Reivindicou poder medir temperaturas a dentro 1/200 de a . Tal precisão era certamente uncommon na física experimental contemporary mas seus doubters podem ter negligenciado sua experiência na arte de brewing e de seu acesso a suas tecnologias práticas.[ 8 ] Foi suportado também capaz perto instrumento científico- fabricante Dancer De John Benjamin.

Entretanto, dentro , Hermann Helmholtz tornaram-se cientes ambos o trabalho e o similar do joule de Julius Robert von Mayer. Embora ambos os homens tinham sido negligenciados desde suas publicações respectivas, Helmholtz definitive do creditou-os ambos.

Também em 1847, outras de apresentações do joule na associação britânica dentro foi atendido perto George Gabriel Stokes, , e o precocious e maverick William Thomson, para tornar-se mais tarde Senhor Kelvin, de que tinha sido apontado apenas professor filosofia natural no . Stokes era "inclined ser um Joulite" e Faraday "foi golpeado muito com ele" dúvidas though abrigadas. Thomson intrigued mas skeptical.

Unanticipated, Thomson e joule encontrou-se com mais tarde esse ano dentro Chamonix. Amelia casado joule Grimes sobre e o par eram sobre . O entusiasmo marital notwithstanding, o joule e o Thomson arranjou para tentar mais tarde uma experiência alguns dias medir a diferença da temperatura entre o alto e o fundo do Cascata de Sallanches cachoeira, embora este pouco prático subseqüentemente provado.

Embora Thomson sentiu que os resultados do joule exijiram a explanação teórica, recuou em a spirited a defesa da escola de Carnot-Clapeyron. Em his de temperatura absoluta, Thomson escreveu:

"... a conversão do calor (ou o caloric) no efeito mecânico são provavelmente impossível, certamente undiscovered "

- mas uma nota de rodapé sinalizou suas primeiras dúvidas sobre a teoria caloric, consultando às descobertas "muito notáveis" do joule. Surprisingly, Thomson não emitiu a joule uma cópia de seu papel mas quando o joule a leu eventualmente escreveu a Thomson sobre , que reivindica que seus estudos tinham demonstrado a conversão do calor no trabalho mas que planeava umas experiências mais adicionais. Thomson respondeu no 27o, revelando que planeava suas próprias experiências e as esperava para um reconciliation de suas duas vistas. Embora Thomson não conduziu nenhuma experiência nova, sobre os dois anos seguintes tornou-se descontentado cada vez mais com teoria de Carnot e convencido do joule. Em his , Thomson era disposto ir não mais adicional do que um acordo e declarado "a teoria inteira do poder motive do calor é fundado sobre... dois... propositions, dívida respectivamente ao joule, e a Carnot e a Clausius ".

Assim que o joule lesse o papel escreveu a Thomson com seus comentários e perguntas. Começou assim um fruitful, embora pela maior parte epistolary, a colaboração entre os dois homens, experiências conduzindo do joule, Thomson analisando os resultados e sugerindo umas experiências mais adicionais. A colaboração durou de a , suas descobertas including Efeito de Joule-Thomson, e os resultados publicados fizeram muito para trazer a aceitação aproximadamente geral do trabalho do joule e .

Teoria cinética

O joule era uma pupila de Dalton e não é nenhuma surpresa que tinha aprendido uma opinião firme no , mesmo que houvesse muitos cientistas de seu tempo que eram ainda skeptical. Tinha sido também um de poucos povos receptivos ao trabalho negligenciado de John Herapath no teoria cinética dos gáses. Era mais adicional influenciado profundamente perto Peter Ewart' s Na medida de força movente.

O joule percebeu o relacionamento entre suas descobertas e a teoria cinética do calor. Seus cadernos do laboratório revelam que acreditou o calor para ser um formulário de rotatório, melhor que movimento translational.

O joule não podia resistir encontrar antecedentess de suas vistas dentro , , , Benjamin Thompson, Contagem Rumford e senhor . Embora tais vistas são justificadas, o joule foi sobre estimar um valor para o equivalente mecânico de um calor de 1034 pés- das publicações de Rumford. Alguns escritores modernos criticaram esta aproximação nas terras que as experiências de Rumford em nenhuma maneira representaram medidas quantitative sistemáticas. Em uma de suas notas pessoais, o joule contends que a medida de Mayer não era não mais do que Rumford, talvez na esperança que Mayer não tinha antecipado seu próprio trabalho.

Honras

Uma estátua do joule no Cidade Salão De Manchester.

O joule morreu no repouso dentro Venda e é enterrado no cemetery de Brooklands lá. O gravestone é inscrito com o número "772.55", his climacteric do equivalente mecânico do calor, e com uma citação do , "eu devo trabalhar os trabalhos dele que me emitiram, quando for dia: o cometh da noite, quando nenhum homem puder trabalhar "(9:4).

Notas

  1. ^ É importante realiza que o uso dos termos como trabalho, força, energia, poder, etc.. nos 18os e 1øs séculos por trabalhadores científicos não reflete necessariamente o uso moderno estandardizado. Cuidado deve ser tomado pelo leitor.
  2. ^ Joule, J.P. (1841) "no calor evoluíram por condutores metálicos da eletricidade" Compartimento Filosófico, 19, 260; Papéis Científicos 65
  3. ^ A unidade do joule do pé- corresponde a uma medida moderna de . A energia requerida para levantar uma massa, m, com uma altura h é mgh, onde g é acceleration devido à gravidade. A unidade do joule está dimensional correta se interpretado como força do pé-. Where SI unitssão empregados, tal energia é dado nos termos do eponymous : 1 libra-pé = 1.356 J.
  4. ^ Joule, J.P. (1843) Compartimento Filosófico, 23, 263; Papéis Científicos 123
  5. ^ A unidade do joule corresponde a 5.3803×10-3 J. Assim a estimativa do joule era 4.51 J/cal, comparados ao valor aceitado pelo começo do de 4.1860 J/cal (M.W. Zemansky (1968) Calor e thermodynamics, ö ed., p.86).
  6. ^ Joule, J.P. (1845) "no rarefaction e na condensação do ar" Compartimento Filosófico, Papéis Científicos 172
  7. Joule, J.P. (1845) "No equivalente mecânico do calor" Brit. Assoc. Representante. transporte. Produto químico Sect. p. 31. Lido antes da associação britânica em Cambridge, junho 1845.
  8. ^ Sibum (1994)

Bibliografia

Trabalhos

  • Joule, J.P. (1965). Os papéis científicos do joule de James Prescott, Dawson: Londres.

Biografia

  • Bottomley, J.T. (1882) "Joule De James Prescott", , 26, · 617-20
  • Cardwell, D.S.L. (1991). Joule De James: Uma Biografia, Imprensa Da Universidade De Manchester. ISBN 0719034795.
  • Forrester, J. (1975) "chemistry e o conservation de energia: o trabalho do joule de James Prescott ", Estudos no history e na filosofia da ciência, 6, 273-313
  • Raposa, R. de "joule James Prescott, 1818-1889", dentro Norte, J. (1969). cientistas de Mid-décimo-século, Elsevier. ISBN 0719034795., pp72-103
  • Reynolds, O. (1892) Memoir do joule de James Prescott
  • Sibum, H.O. (1994) "reworking o valor mecânico do calor: instrumentos da precisão e dos gestos da exatidão em Victorian adiantado Inglaterra ", Estudos no history e na filosofia da ciência, 26, 73-106
  • Smith, C. (2004) "Joule, James Prescott (1818-1889)", Dicionário de Oxford da biografia nacional, Imprensa Da Universidade De Oxford, <HTTP://www.oxforddnb.com/view/article/15139, alcançado 27 julho 2005> (subscrição requerida)
  • Smith, C. & Sábio, M.N. (1989). Energia e império: Um estudo biographical do senhor Kelvin, Imprensa Da Universidade De Cambridge. ISBN 0521261732.
  • Steffens, H.J. (1979). Joule de James Prescott e o conceito da energia, Watson. ISBN 0882021702.

Ligações externas

 

  > Português > en.wikipedia.org (Traduzido por computador no português)