Занимательная физика в вопросах и ответах. 
Сайт Елькина Виктора.
(Заслуженный учитель РФ. Учитель-методист.)       
Занимательная  физика   Биофизика   А знаете ли Вы?   Астрономия    Физика в походе   Физика и техника
  Физика и медицина    Физика  и  поэзия  Народная  мудрость  Занимательные опыты 
 Радиотехника для всех    Необычные явления   Форум   Бочка Паскаля

Джеймс Прескотт  Джоуль (1818–1889). 

      В 1843 году., независимо от Майера к открытию эквивалентности теплоты и работы, а затем и закону сохранения и превращения энергии пришел англичанин Джемс Прескотт Джоуль (1818— 1889). Начиная с 1841 г. Джоуль занимался исследованием выделе­ния теплоты электрическим током. В это время, в частности, он открыл закон, независимо от него установленный также Ленцем (закон Джоуля—Ленца). Иссле­дуя затем общее количество теп­лоты, выделяемой во всей цепи, включая и гальванический эле­мент, за определенное время, он определил, что это количество теплоты равно теплоте химиче­ских реакций, протекающих в эле­менте за то же время. У него, Джоуля, складывается мнение, что источником теплоты, выделенной в цепи электрического тока, являются химические процессы, проходящие в гальваническом элементе, а электрический ток как бы разносит эту теплоту по всей цепи. Он писал, что «электричество может рассматриваться как важный агент, который переносит, упорядочивает и изменяет химическое тепло»  Но источником электрического тока может служить также и «Электромагнитная машина». Как в этом случае нужно рассматривать теплоту, выделяемую электрическим током? Джоуль задается также вопросом: что будет, если в цепь с гальваническим элементом включить магнитоэлектрическую машину (т. е. электро­двигатель), как повлияет это на количество теплоты, выделяемой током в цепи?

     Продолжая исследования в этом направлении, Джоуль и пришел к новым важным результатам, которые изложил в работе «Тепловой эффект магнитоэлектричества и механическая ценность теплоты», опубликованной в 1843 г. Прежде всего Джоуль исследовал вопрос о количестве теплоты, выделяемой индукционным током. Для этого он поместил проволочную катушку с железным сердечником в труб­ку, которая была наполнена водой, и вращал ее в магнитном поле, образованном полюсами магнита (рис. 63). Измеряя величину ин­дукционного тока гальванометром, соединенным с концами прово­лочной катушки при помощи ртутного коммутатора, и одновремен­но определяя количество теплоты, выделенной током в трубке, Джоуль пришел к заключению, что индукционный ток, как и галь­ванический, выделяет теплоту, количество которой пропорционально квадрату силы тока и сопротивлению. Затем Джоуль включил проволочную катушку, помещенную в трубку с водой, в гальваническую цепь. Вращая ее в противополож­ных направлениях, он измерял силу тока в цепи и выделенную при этом теплоту за определенный промежуток времени, так что катуш­ка играла один раз роль электродвигателя, а другой раз — генератора электрического тока. Сравнивая затем количество выделенной

теплоты с теплотой химических реакций, протекающих в гальваническом элементе,  Джоуль пришел к заключению, что «теплота, обусловленная химическим действием, подвержена увеличению или уменьшению» и что «мы имеем, следовательно, в магнитоэлектричестве агента, способного обычным механическим средством уничтожать или возбуждать теплоту». Наконец, Джоуль заставлял вращаться эту трубку в магнитном поле уже под действием падающих грузов. Измеряя количество теп­лоты, выделившееся в воде, и совершенную при опускании грузов работу, он подсчитал механический эквивалент теплоты, который оказался равным 460 кГм/ккал.

    В том же году Джоуль сообщил об опыте, в котором механическая работа непосредственно превращалась в теплоту. Он измерил теплоту, выделяемую при продавливании воды через узкие трубки. При этом он получил, что механический эквивалент теплоты равен 423 кГм/ккал.

   В дальнейшем Джоуль вновь возвращался к экспериментальному определению механического эквивалента теплоты. В 1849 г. он проделал известный опыт по измерению механического эквивалента теплоты. С помощью падающих грузов он заставлял ось с лопастями вращаться внутри калориметра, наполненного жидкостью (рис. 64). Измеряя совершенную грузами работу и выделенную в калориметре теплоту, Джоуль получил механический эквивалент теплоты, равный 424 кГм/ккал.

   Открытие механического эквивалента теплоты привело Джоуля к открытию закона сохранения и превращения энергии. В лекции, прочитанной им в 1847 г. в Манчестере, он говорил:

«Вы видите, следовательно, что живая сила может быть превращена в теп­лоту и что теплота может превращаться в живую силу, или в притяжение на расстоянии. Все трое, следовательно, — именно, теплота, живая сила и притя­жение на расстоянии (к которым я могу причислить свет...) — взаимно превращаемы друг в друга. Причем при этих превращениях ничего не теряется».

Источник. История физики. ч.1.Спасский Б.И. М.: Высшая школа. 1977 г. стр.312-314.

назад

Занимательная  физика   Биофизика   А знаете ли Вы?   Астрономия    Физика в походе   Физика и техника
  Физика и медицина    Физика  и  поэзия  Народная  мудрость  Занимательные опыты 
 Радиотехника для всех    Необычные явления   Форум   Бочка Паскаля


Rambler's Top100

Hosted by uCoz