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最早测定热功当量的人焦耳的故事

发布时间:2020-12-25 15:23:18 阅读: 来源:熔接机厂家

詹姆斯普雷斯科特焦耳是英国物理学家,1818年12月24日生于英国索尔福,他从小体弱不能上学,是一位自学成才的科学家。19世纪40年代, 他对当时很流行的“热质说”持怀疑 态度,认为热是能的一种形式,并为此 做了大量实验。 焦耳最主要的贡献是他钻研并测定 了热和机械功之间的当量关系。自1840 年之后,焦耳多次发表文章,先后介绍了4种测定热功当量的方法,其中之一就是用通电金属丝放在水中加热。根据 电流做的功和水获得的热量来计算当量。他发现:通电导体所产生的热量,跟电流强度的平方、导休电姐和通电时间成正比。这就是后来以他的名字命名的焦耳定律。 关于热功当量关系最著名的是1847年发表的用摩擦加热液体的实验, 在这个实验中,焦耳测得热功当貴的平均值为423.9千克?米/千卡,和现 在公认值427千克?米/千卡非常接近。他近40年的研究工作,为热运动与 其他运动的相互转换,运动守恒等问题,提供了无可置疑的证据,焦耳因此成为能量守恒定律的发现者之一。 由于焦耳在热学、电学和热力学方面的贡献,1866年他被授予皇家学 会科普莱金质奖章。1872 到 1887年焦耳任英闻科学促进协会主席,1889年 10月11日在塞拉逝世。 詹姆斯·普雷斯科特·焦耳,FRS(James Prescott Joule;1818年12月24日-1889年10月11日),英国物理学家。他出生于曼彻斯特近郊的索尔福德。焦耳在研究热的本质时,发现了热和功之间的转换关系,并由此得到了能量守恒定律,最终发展出热力学第一定律。国际单位制导出单位中,能量的单位——焦耳,就是以他的名字命名。他和开尔文合作发展了温度的绝对尺度。他还观测过磁致伸缩效应,发现了导体电阻、通过导体电流及其产生热能之间的关系,也就是常称的焦耳定律。 詹姆斯·普雷斯科特·焦耳(jamesprescottjoule;1818年12月24日-1889年10月11日)英国物理学家。1818年12月24日生于索尔福。他父亲是酿酒厂的厂主。焦耳从小体弱不能上学,在家跟父亲学酿酒,并利用空闲时间自学化学、物理。他很喜欢电学和磁学,对实验特别感兴趣。 青年时期,在别人的介绍下,焦耳认识了着名的化学家道尔顿。道尔顿给予了焦耳热情的教导。焦耳向他虚心的学习了数学、哲学和化学,这些知识为焦耳后来的研究奠定了理论基础。而且道尔顿教诲了焦耳理论与实践相结合的科研方法,激发了焦耳对化学和物理的兴趣,并在他的鼓励下决心从事科学研究工作。后来成为英国曼彻斯特的一位酿酒师和业余科学家。焦耳可以说是一位靠自学成才的杰出的科学家。 焦耳最早的工作是电学和磁学方面的研究,后转向对功热转化的实验研究。1840年,焦耳把环形线圈放入装水的试管内,测量不同电流强度和电阻时的水温。12月焦耳在英国皇家学会上宣读了关于电流生热的论文,提出电流通过导体产生热量,通电导体所发出的热量与电流强度、导体电阻和通电时间的关系,此即焦耳定律。由于不久之后,俄国物理学家楞次也独立发现了同样的定律,该定律也称为焦耳-楞次定律。 1866年由于他在热学、电学和热力学方面的贡献,被授予英国皇家学会柯普莱金质奖章。由于他在热学、热力学和电方面的贡献,皇家学会授予他最高荣誉的科普利奖章(copleymedal)。后人为了纪念他,把能量或功的单位命名为“焦耳”,简称“焦”;并用焦耳姓氏的第一个字母“j”来标记热量。 焦耳的趣闻轶事 1.精确的测量值在几十年里不作大修正 焦耳是一位主要靠自学成才的科学家,他对物理学做出重要贡献的过程不是一帆风顺的。1843年8月,在考尔克的一次学术报告会上,焦耳作了题为《论磁电的热效应和热的机械值》的报告。他在报告中提出热量与机械功之间存在着恒定的比例关系,并测得热功当量值为1千卡热量相当于460千克米的机械功。这一结论遭到当时许多物理学家的反对。 为了证明这个发现是成功的,焦耳以极大的毅力,采用不同的方法,长时间地反复进行实验。1843年末,焦耳通过摩擦作用测得热功当量是424.9千克米/千卡1千克米=9.8焦耳。1844年通过对压缩空气做功和空气温度升高的关系的实验,测得热功当量是443.8千克米/千卡。尤其在1847年,焦耳精心地设计了一个著名的热功当量测定装置,也就是用下降重物带动叶桨旋转的方法,搅拌水或其他液体产生热量。焦耳用水和鲸油作搅拌液,分别测量,然后取平均值,得到热功当量平均值是428.9千克米/千卡。1849年6月21日,焦耳给英国伦敦皇家学会报告了这个结果。从1849到1878年,焦耳反复作了四百多次实验,所得的热功当量值几乎都是423.9千克米/千卡,这和现在公认值427千克米/千卡相比,只小0.7%。焦耳用惊人的耐心和巧夺天工的技术,在当时的实验条件下,测得的热功当量值能够在几十年时间里不作比较大的修正,这在物理学史上也是空前的。难怪威廉·汤姆孙称赞说:“焦耳具有从观察到的极细微的效应中作出重大结论的胆识,具有从实验中逼出精度来的高度技巧,充分得到人们的赏识和钦佩。” 2.坚持不懈终将获得公认 1845年在剑桥召开的英国科学协会学术会议上,焦耳又一次作了热功当量的研究报告,宣布热是一种能量形式,各种形式的能量可以互相转化。但是焦耳的观点遭到与会者的否定,英国伦敦皇家学会拒绝发表他的论文。1847年4月,焦耳在曼彻斯特作了一次通俗讲演,充分地阐述了能量守恒原理,但是地方报纸不理睬,在进行了长时间的交涉之后,才有一家报纸勉强发表了这次讲演。同年6月,在英国科学协会的牛津会议上,焦耳再一次提出热功当量的研究报告,宣传自己的新思想。会议主席只准许他作简要的介绍。只是由于威廉·汤姆孙在焦耳报告结束后作了即席发言,他的新思想才引起与会者的重视。直到1850年,焦耳的科学结论终于获得了科学界的公认。 3.要科学,不要永动机 焦耳在探索科学真理的道路上,也走过弯路。他年轻的时候,正是“永动机热”席卷欧洲的时代,许多人钻进了永动机的迷宫,妄想制造出一种不消耗能量永远做功的机器。焦耳也是个“永动机迷”,曾经狂热地追求过永动机,几乎消磨了他全部的业余时间。他通宵达旦地冥思苦索、设计方案、制作机件,但是没有一个是成功的。失败引起了焦耳的深思,为什么乍一看设计上几乎无懈可击的机器,做出来却总是一堆废物?焦耳没有象有些人那样,明明进入了迷宫,还以为走进了科学的殿堂,碰了壁也不回头。他吸取教训,迷途知返,毅然退出了幻想的迷宫,转向脚踏实地的科学研究,探求隐藏在失败背后的科学真谛。经过勤奋实践,他终于找到了热功当量,为建立能量守恒定律作出了杰出的贡献。这个定律好比一块路标,插在寻找永动机的十字路口,警告迷途人:此路不通!据说焦耳还现身说法,语重心长地告诫那些仍旧迷恋永动机的人说:“不要永动机,要科学!”世界上第一架航天飞机 企业号航天飞机英国著名化学家汉弗莱戴维出生在一个木器雕刻匠家庭,因为父亲突然去世,他只能中断学,在一位医生那里当学徒,配制药剂时和化学打一点交道。这期间他开始勤奋学,宄后阅读了著名化学家拉瓦锡的著作《化学槪论》、尼柯尔森的《化学辞典》,并立志从事化学研究。 1801年戴维被聘为英国皇家学院的主讲,主持电化学的研究。他在进行电化学研究时,用电解方法得到碱金属。1807年,載维用250对锌一铜原电池串联作为电源电解得到钠、钾; 1808年通过电解石灰(含钙)、苦土(含镁)、重晶石(含钡)、 汉弗茱戴维硫酸锶矿(含锶)徇到钙、镁、钡、锶,同年他乂发现和取得了新元索硅、硼。到此,在短短的两年时间里通过实验发现了8种元索,其中包括钾、钠、钙、钡、镁等亜要金属元索,在元尜发现史上他独占蝥头,成为发现元索圾多的化学家。他的这些发现震惊了当时的科学界,同时也为化学的发展作出了极大的贡献。 汉弗里·戴维爵士,第一代从男爵(Sir Humphry Davy, 1st Baronet,1778年12月17日-1829年5月29日),英国化学家。是发现化学元素最多的人,被誉为“无机化学之父”。一般认为戴维是灯泡和第一代矿工灯的发明者。 1778年12月17日,出生在英格兰彭赞斯附近的乡村。 1798年,到布里托尔一所气体疗病研究室当管理员。 1801年,被皇家学会聘请,担任化学讲师兼管实验室。 1803年,被选为英国皇家学会会员。 1807年,出任学会秘书。 1812年,受封为爵士,出版了《化学哲学原理》。 1813年,任命法拉第为他的助手,使这个贫穷的订书工逐渐成为著名的科学家。晚年的戴维曾说过:“我虽然在科学上有很多发现,但是我这辈子最大的发现,就是发现了法拉第。” 1820年,被选为皇家学会会长。 1829年,在日内瓦逝世,享年51岁。最早测定热功当量的人 焦耳的故事今天我们来介绍一下企业号航天飞机,世界上第一架航天飞机,一起来看看吧。 1977年8月12日上午,美国宇航局在加利福尼亚州莫哈维沙漠上空成功进行了世界上第一次航天飞机的试验飞行。 这架名为“企业号”的航天飞机由一架波音747型飞机托载飞行,到达6736米的高空后,指令长海斯点燃一组起爆器,使航天飞机脱离母机。然后,驾驶员驾驶它绕行一圈。最后,它在爱德华兹空军基地降落。 2012年6月6日,企业号由吊船运抵无畏号甲板,预备向公众开放参观 美国的航天飞机是一种兼有航天器和航空飞机特性的大型运载工具,人们常常称其为“空间渡船”。 航天飞机的研制成功,给人类探索太空带来了新的希望。 企业号航天飞机(Space Shuttle Enterprise,NASA内部编号OV-101),又译为进取号,是NASA打造的第一架航天飞机。“企业号航天飞机”实际上只是一个的航天的测试平台,没有引擎等相关部件,也没有执行太空任务的功能。 本来企业号要做为继哥伦比亚号的第二架航天飞机,但后来NASA发现改装测试平台STA-099(后来的挑战者)号更合适,再加上后期建造的奋进号,企业号就没有机会进入太空作业了。 进行第二次着陆测试的企业号,摄于1977年9月13日 这艘航天飞机原本为纪念美国建国200周年而命名为宪法号(Constitution),但后期以著名的电视连续剧《星际旅行》中的企业号星舰(USS Enterprise NCC-1701)命名。值得一提的是,该虚构星舰的命名是源自于美国海军的核动力航空母舰“企业号”(USS Enterprise CVN-65)。 在 加利福尼亚爱德华空军基地(Edwards AFB)的研究所里,企业号被使用于各种ALT(返回及着陆)测试,包括被航天飞机运输机(SCA)背负运输的飞行测试、自由飞行的着陆测试。在ALT测试以后,企业号被竖起来,装配燃料箱和助推火箭,在发射状态下进行各项指标测试。 在完成测试后并进行一系列海外的展示后,美国政府将企业号捐给史密森尼学会作为馆藏。起初,企业号被保存在华盛顿杜勒斯国际机场的机棚中。2003年,史蒂芬·F·乌德瓦-海兹中心(Steven F. Udvar-Házy Center,国家航空与太空博物馆位于杜勒斯机场的分馆)启用之后,企业号被移至馆中展览,成为该中心主要的馆藏之一。 2003年哥伦比亚号航天飞机灾难后,企业号上的隔热瓦曾被拆下,以进行测试调查哥伦比亚号失事原因。 2011年4月,美国国家航空航天局宣布企业号将会移至纽约港的无畏号海、空暨太空博物馆(Intrepid Sea, Air & Space Museum)展览。企业号在2012年4月27日由波音747运抵纽约,并在6月6日由吊船运抵无畏号的飞行甲板。地球自转最快和最慢的时候

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