Джеймс Джоуль – британский исследователь в области физики, глубоко изучавший законы термодинамики. Именем ученого названа единица измерения СИ – джоуль.
Всю свою научную жизнь Джеймс Джоуль посвятил изучению электричества и термодинамики, став одним из величайших физиков 19-го столетия. Его эксперименты с магнетизмом привели к ряду знаковых открытий, в числе которых важное место занимает теория энергии. Сегодня каждому известна международная единица измерения энергии джоуль, названная так в честь ее первооткрывателя.
Выдающиеся новаторские исследования ученого в области термодинамики поставили его в один ряд с самыми яркими представителями научного сообщества разных эпох. Однако успех сопровождал Джоуля далеко не всегда – долгие годы ему приходилось доказывать состоятельность своих теорий перед скептически настроенными коллегами.
Будущий ученый родился 24 декабря 1818 года в семье успешного пивовара из Солфорда, расположенного неподалеку от Манчестера. В раннем детстве у Джеймса обнаружились нарушения в опорно-двигательном аппарате, что вызвало искривление позвоночника. Из-за недуга мальчик не ходил в обычную школу, знания он получал от приходящих учителей. В свободное от уроков время помогал отцу на его фабрике.
Отсутствие общения со сверстниками сделало Джоуля несколько замкнутым ребенком. Возможно, в будущем это и стало причиной его сложной коммуникации с коллегами – представителями ученого сообщества.
Вместе с братом Бенджамином юноша постигал науки под руководством профессора физики и математики Джона Далтона. Именно под влиянием этого блестящего ученого Джоуль глубоко увлекся исследованиями и посвятил всю дальнейшую биографию изучению различных физических явлений.
Первые опыты молодой изыскатель проводил в подвале своего дома, где ему удалось организовать небольшую лабораторию. Позже Джеймс Джоуль стал студентом Манчестерского университета и продолжил постигать науку под руководством видных британских профессоров.
Благодаря глубокому изучению магнетизма и воздействия электрического тока юноша изобрел свой первый электродвигатель. Параллельно с этим он ставил эксперименты с применением термодинамики и электричества. Уже в двадцатилетнем возрасте Джоуль заменил паровой двигатель на винокурне своего отца, поставив вместо него электрический. Это изобретение позволило в разы сократить экономические издержки и сделать работу предприятия более эффективной.
Известный нам сегодня закон Джоуля – это результат многолетнего кропотливого труда британского ученого. В ходе исследовательской работы Джеймс неоднократно сталкивался с недоверием и критикой со стороны признанных обществом научных авторитетов. Всю жизнь физик был вынужден доказывать свою правоту и добиваться признания у скептически настроенных коллег.
Апогеем исследовательской деятельности для Джоуля стал 1850 год. В этот период он опубликовал ряд научных трудов в области измерения механического эквивалента тепловой энергии, в том числе описание работы своего прославленного лопаточного аппарата.
Знаменитый закон Джоуля был открыт в ходе долгих исследований тепла, выделяемого в электрических цепях. Джеймс заметил, что во время прохождения электрического тока по проводнику температура заметно повышается. Благодаря этому закону мы можем легко вычислить количество тепловой энергии, выделяемой проходящим через сопротивление электрическим током.
В начале 1850-х Джоуль и его соратник Уильям Томпсон установили, что, если позволить газу процесс расширения без выполнения другой внешней функции, его температура начинала снижаться. Сейчас это явление называется эффектом Джоуля-Томпсона и широко применяется при производстве кондиционеров и холодильного оборудования.
Научная жизнь 19-го века была весьма сложной, добиться успеха мог далеко не каждый исследователь. Родная страна Джоуля не присуждала научных степеней, профессиональной ученой квалификации в стране также не было. Лишь единицы из тех, кто публиковал исследовательские труды, могли рассчитывать на достойно оплачиваемую работу в научной сфере.
Джеймс был вынужден большинство своих опытов проводить в подвале своего дома, где он разместил небольшую лабораторию. Эксперименты ученый ставил в частном порядке, никакого финансирования ему не поступало.
И все же, физику удалось дожить до собственного признания в ученых кругах. В 1866 году он был награжден орденом Копли – высшей научной наградой британского Королевского общества. Помимо этого, исследователя дважды избирали главой Ассоциации развития науки страны.
В конце 1840-х Джоуль и его конкурент Юлиус Роберт Майер стали героями резонансной статьи, опубликованной изданием «Труды Французской академии наук». Между учеными развернулся спор о приоритете в открытии закона о сохранении энергии в термодинамических системах. Несмотря на то, что статья Майера на эту тему вышла первой, ее не восприняли всерьез – автор имел к науке лишь косвенное отношение, так как работал врачом. В то же время Джоуля уже поддерживали крупные ученые-физики, в том числе после его доклада в Британской научной ассоциации, который он представил в 1847 году. Впоследствии великие умы разделились на два лагеря, одинаково горячо поддерживающих приоритет Джоуля, или, наоборот, Майера.
В 1860 году история с авторством получила новый виток. В этот период закон получил всемирное признание, и страсти по приоритету разгорелись с новой силой. На стороне Майера выступали такие ученые, как Джон Тиндаль и Рудольф Клаузиус, которые на публичных лекциях доказывали приоритет врача. Позицию Джоуля отстаивали ученые Герман Гельмгольц и Питер Гатри Тэт. В результате многолетней научной дискуссии приоритет был признан за Майером.
За долгие годы научной деятельности британский физик опубликовал около ста трудов, 20 из которых были созданы в соавторстве с Лайоном Плэфэром и Уильямом Томсоном. В большинстве из совместных статей ученые рассматривали вопросы применения механической теории тепла к молекулярной физике, акустике и теории газов.
В 1844 году Джоуль познакомился с Амелией Граймс, которая через три года стала его супругой. В семье родилось двое детей, одновременно с этим Джеймс получил возможность открыть новую, более укомплектованную лабораторию. Счастливую личную жизнь разрушила смерть Амелии в 1854 году.
В последнее время ученый сильно болел, это и стало причиной его ухода 11 октября 1889 года. Джеймс Джоуль успел отметить 70-летний юбилей и вел уединенный образ жизни в британском Чешире.
В том же году состоялся второй Международный конгресс ученых-электриков, где именем физика назвали унифицированную единицу измерения энергии, работы, количества теплоты, ставшая одной из единиц системы измерения с собственным именем.
В городской ратуше Манчестера, напротив памятника ученому Дальтону, был установлен монумент памяти Джеймса Джоуля. Скульптурная композиция принадлежит авторству Альфреда Гильберта.
По решению Международного астрономического союза в 1970 году именем физика был назван один из кратеров на обратной стороне Луны.
Для нас важна актуальность и достоверность информации. Если вы обнаружили ошибку или неточность, пожалуйста, сообщите нам. Выделите ошибку и нажмите сочетание клавиш Ctrl+Enter.