焦耳发表论文

焦耳发表论文

1843年8月21日，英国物理学家詹姆斯·焦耳(James Prescott Joule)在考尔克的一次学术报告会上，宣读了他的论文——《论电磁的热效应和热的机械值》，公布了他的实验发现：838磅的重物沿垂直方向举高1英尺所做的机械功，相当于1磅水的温度升高1华氏度所需的热量。焦耳得出结论，热量与机械功之间存在着恒定的比例关系，进而计算出了热功当量值460千克米1千卡，1千卡的热量相当于460千克米的机械功。同年，该论文发表于《哲学杂志》第23卷第3辑。

焦耳在皇家学会宣读了哪篇论文？宣布了什么样的实验结果？

1849年6月21日，焦耳在皇家学会宣读论文《论热的机械当量》，并介绍了实验装置，宣布了实验结果：要使一磅水（在真空中测量温度在55～60℃之间）升高1华氏度的热量，需要花费772磅重物下降1英尺所做的功（此数值为424.3千克米/千卡），实验结果处理得相当严密，在计算中甚至考虑到将重量还原为真空中的值，这个实验结果同30年后（1879年）由美国物理学家罗兰的测量结果相比，误差仅为1/400。由此看出焦耳实验的精确性，但他继续测量一直到1878年，最后的测量值为423.85千克米/千卡。

焦耳的贡献是什么？

焦耳的主要贡献是他钻研并测定了热和机械功之间的当量关系。这方面研究工作的第一篇论文《关于电磁的热效应和热的功值》，是1843年在英国《哲学杂志》第23卷第3辑上发表的。

焦耳（简称焦，符号为J），是能量和做功的国际单位。1焦耳能量相等于1牛顿力的作用点在力的方向上移动1米距离所做的功。

符号J为纪念英国物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳而命名。1焦=1牛·米，也等于1瓦的功率在1秒内所做的功，1焦=1瓦·秒。

焦耳热：

以毛细管电泳为例：毛细管电泳需要电场做功，有电场做功就会产生热量，这就是焦耳热。这种焦耳热视其程度不同，可形成不同的温度梯度，甚或引起溶液对流、出现气泡等。气泡会使电泳中断，而温度梯度和对流会大幅度降低分离效率。

在传统电泳中，为了避免对流，采用各种难流动或不流动物质作为电泳支持介质，如纤维素和凝胶等，这实际上是一种“堵”的方法。

与此相反，在毛细管电泳中则采用消除“源”的策略，即通过缩小毛细管内径来加快散热的速度，以达到克服焦耳热效应的目的。可以预见，不同毛细管的散热能力肯定各有差异，其分离效果也必然会各有差异，所以如果能够预先推出关于毛细管在电泳过程中的散热性能或温度分布，将会十分有用。

有关焦耳的科学研究故事

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　　焦耳(1818～1889)是英国人，1818年12月24日出生在曼彻斯特市一家啤酒厂主的家庭里，从小就跟着爸爸酿酒，没有进过学校。然而焦耳天资聪明，喜欢读书，常常一边劳动一边认字，自学到不少知识。后来，他幸运地认识了着名化学家道尔顿教授，便常常到他那里请教。从此，焦耳对自然科学，特别是实验科学产生了浓厚的兴趣。

　　有一次，焦耳与哥哥一块找来一匹跛马，把电流通到马身上，马受到刺激便狂跳起来。焦耳记下电流的大小和马的狂跳程度，说这是用马来观察电击实验。还有一次，焦耳用火药枪发出的巨响做回声实验。为使响声更大些，他向枪膛中装了三倍的火药，结果枪口喷出的火焰把焦耳的眉毛都烧光了。

　　24岁时，焦耳开始对通电导体放热的问题进行深入的研究。他把父亲的一间房子改成实验室，一有空便钻到实验室里忙个不停。焦耳首先把电阻丝盘绕在玻璃管上，做成一个电热器。然后把电热器放入一个玻璃瓶中，瓶中装有已知质量的水。给电热器通电并开始计时，用鸟羽毛轻轻搅动水，使水温度均匀。从插在水中的温度计，可随时观察到水温的变化。同时用电流计测出电流的大小。焦耳把这种实验做了一次又一次，大量数据使焦耳发现：电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。

　　焦耳把这一实验规律写成论文《关于金属导体和电池在电解时放出的热》，并于1841年发表在英国《哲学杂志》上。然而，论文并没有引起学术界的重视。因为在一些学者们看来，电与热的关系不能那么简单，况且焦耳只是一个酿酒师，又没有大学文凭。一年后，俄国彼德堡科学院院士楞次也做了电与热的实验，并得到与焦耳完全一致的结果。焦耳的论文才得到重视，后来人们把这个定律叫做焦耳定律。

　　外界的冷落与赞美都没有影响焦耳对真理的追求，他仍继续着自己的实验工作。在完成电流热效应的研究之后，焦耳又进行了功与热量的转化实验。焦耳认为，自然界的能量是不能消灭的，消耗了机械能，总能得到相应的热能。因此，做功和传递热量之间一定存在着确定的数量关系。那么1卡的热量相当于多少焦耳的功呢?(今天，人们把这一换算关系叫做热功当量。)焦耳想用实验找到这一关系。为此，他精心设计了量热器，用不同方法进行实验探索。从1843年起在近40年当中，焦耳做了400多次实验，终于得出了比较精确的热功当量值1卡=4.15焦耳。这一数值与今天公认的热功当量值1卡=4.18焦耳比较起来虽然小了些，但在当时的实验条件下却是件了不起的事。焦耳的热功当量值曾保持了30年没有变化，这在物理学是极为罕见的。

　　焦耳准确地测定热功当量，以无可辩驳的事实进一步证明了能的转化和守恒定律是客观真理。这一定律的确定，在理论上，不仅对自然科学的发展提供了一个坚实的理论基础，而且也为建立辩证唯物主义提供了有力的科学依据。在实践上，它给制造“永动机”的幻想做了“不能实现”的最后判决。总之，它使我们在扑朔迷离、千姿百态的物理现象中，不再无所适从，为人类认识自然、改造自然提供了强有力的武器。

　　为了纪念这位物理学家的伟大业绩，物理学将功的单位命名为焦耳。

对热学贡献最大的物理学家

焦耳。

焦耳是英国伟大的物理学家，在热学、热力学和电学方面有着突出的贡献，后人为纪念他，用他的名字命名功和各种能量的单位。

简介

焦耳在1818年出生于英格兰北部的曼彻斯特近郊的沙弗特，焦耳的父亲是一个富有的靓酒师，他们家在索尔福德的新贝利街这个街道与他家的啤酒厂十分的近。于是焦耳就在索尔德福附近的彭德尔伯里的一个家庭学校里学习。

焦耳因为从小就跟随他的父亲参加靓酒。所以也没有受过多少的正规教育。在焦耳青年的时候，在别人的介绍下焦耳认识了非常著名的化学家道尔顿。道尔顿给焦耳热情的教导不仅教给焦耳数学，哲学和化学方面的知识。而且这是知识也为后来焦耳研究奠定了理论基础。

道尔顿教会了焦耳理论与实践相结合的科研方法，这些都刺激到了焦耳对于化学和物理的兴趣，并且也使得焦耳下定决心从事科学研究工作。

在1840年的时候，焦耳发布了他一生中最重要的论文。这篇论文被送到了英国皇家学会。在这篇论文中焦耳指出了电导体与所发出的热量与电流强度，导体电阻和通电时间的关系。

在1834年的时候16岁的焦耳他都哥哥本杰明被送进了曼彻斯特文学与哲学学会。他们在道尔顿的门下学习。焦耳和他的哥哥跟随道尔顿学习了算术和几何，后来道尔顿因为中风而退休了，后来焦耳又受到了戴维斯的指导，焦耳和的哥哥对电学十分的着迷。

在1883年的时候焦耳发表了一些实验结果显示他在1841年所定量化的热效应是因为导体本身的发热，而不是装置和其他部分传来的热量。这个结论对当时的热质说是一个非常直接的挑战。热质说认为能量既不能被创造也不能被销毁。

自从拉瓦锡提出过后热质说就一直在热学领域起的主导性的理论。拉瓦锡的影响力再加上卡诺自在1824年所提出关于热机的热值理论在实践中的成功。这使得不在学术界又不在工程界的焦耳十分的坎坷。

在1837年的时候焦耳装成了用电池驱动的电磁机并且发表了关于这方面理论而被人们所关注了在1843年的时候焦耳设计了一个实验。他将一个小的线圈绕在铁芯上用电流测量感生电流他把线圈放在装水的容器中，测量水温来计算热量。

而这个电路是完全封闭的，没有外接的电源供电，整个过程不存在热质的转移这个实验完全的否定了热值说。

在1844年的时候焦耳研究了空气在膨胀和压缩时的温度变化。他在这方面取得了非常多的成就。通过对气体分子运动速度与温度的关系的研究，焦耳计算出了气体分子的热运动速度值，从理论上奠定了。波义耳-马略特和吕萨克定律的基础，并且解释了气体对器壁的压力的实质。

在1847年的时候焦耳做了迄今为止是设计思想最巧妙的实验。他在量热器里装满了水中间安上了带有叶片的转轴，然后让下降的重物带动叶片旋转，由于叶片与水的摩擦，水和量热器都变热了。

在1875年的时候，英国科学协会委托焦耳求得更精确地测量热功当量但是那时候焦耳的经济状况。十分不好，他只能从朋友那里得到一点生活的救济金。在他55岁的时候，由于身体状况恶化。研究工作的速度已经减慢了，在1878年的时候焦耳发表了最后一篇论文。在1889年的时候焦耳在索福特逝世。