最早測定熱功量的人 英國物理學家焦耳

最早測定熱功量的人是誰？詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（JamesPrescottJoule，1818年12月24日—1889年10月11日），出生於曼徹斯特近郊的沙弗特，英國物理學家，英國皇家學會會員。下面就跟本站一起具體看看最早測定熱功量的人等相關內容。

人物經歷

家世背景

詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（JamesPrescottJoule）1818年12月24日出生於英格蘭北部曼徹斯特近郊的沙弗特（Salford）。

他的父親是本傑明·焦耳（BenjaminJoule，1784-1858），一個富有的釀酒師（Brewing），他的母親為愛麗絲·普雷斯科特·焦耳（AlicePrescottJoule）。

焦耳出生時他們家在索爾福德的新貝利街，與他家的啤酒廠毗鄰。焦耳在年幼時因為身體健康原因一直在索爾福德附近彭德爾伯裡（Pendlebury）的一個家庭學校裡就學。

焦耳自幼跟隨父親參加釀酒勞動，沒有受過正規的教育。青年時期，在別人的介紹下，焦耳認識了著名的化學家道爾頓。道爾頓給予了焦耳熱情的教導，教給了他數學、哲學和化學方面的知識，這些知識為焦耳後來的研究奠定了理論基礎。而且道爾頓教會了焦耳理論與實踐相結合的科研方法，激發了焦耳對化學和物理的興趣，並在他的鼓勵下決心從事科學研究工作。

學習生涯

1840年他的第一篇重要的論文於被送到英國皇家學會，當中指出電導體所發出的熱量與電流強度、導體電阻和通電時間的關係，即焦耳定律。焦耳提出能量守恆與轉化定律：能量既不會憑空消失，也不會憑空產生，它只能從一種形式轉化成另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而能的總量保持不變，奠定了熱力學第一定律（能量不滅原理）之基礎。

1834年，16歲的焦耳和他的哥哥本傑明被送到曼徹斯特文學與哲學學會（ManchesterLiteraryandPhilosophicalSociety）的道爾頓的門下學習。焦耳兄弟倆跟隨道爾頓學習了兩年算術和幾何。後來道爾頓因中風而退休。但是跟隨道爾頓的這段經歷影響了焦耳的一生。焦耳後來又受約翰·戴維斯（JohnDavies(lecturer)）指導。焦耳兄弟倆對電學非常著迷，曾經實驗過相互電擊，還拿家裡的僕人們做過實驗。

焦耳在受道爾頓指導期間，於1835年進入曼徹斯特大學就讀。畢業後開始參加經營自家的啤酒廠，直到1854年賣出啤酒廠，他在經營上都一直很活躍。科學開始只是焦耳的一個愛好，直到後來他開始研究用新發明的電動機來替換啤酒廠的蒸汽機的可行性。

1838年，他的第一篇關於電學的科學論文被髮表在《電學年鑑》（AnnalsofElectricity）上。這份學術期刊是由戴維斯的同事威廉·斯特金（WilliamSturgeon）創辦和主持的。

1840年，他得出了焦耳定律的公式，本來準備讓皇家學會大吃一驚的，可後來發現自己被僅僅當作鄉下的業餘愛好者。當斯特金在1840年搬到曼徹斯特後，他和焦耳成為了這個城市知識分子的核心。他倆同感，科學和神學應該並且可能整合在一起。焦耳開始在斯特金的皇家維多利亞實踐科學講座（RoyalVictoriaGalleryofPracticalScience）上開辦講座。

他後來認識到，在蒸汽機燒1磅煤所產生的熱量是在革若夫電池（英語：Grovecell）（一種早期的電池）裡消耗1磅鋅所發出熱量的5倍。焦耳對“經濟負荷”（economicalduty）的通常標準是，將1磅重量抬升1英尺的能力，即英尺-磅（英語：Foot-pound(energy)）。

焦耳被弗朗茲·艾皮努斯（FranzAepinus）的想法所影響，試圖用被“振動形態的熱質以太（calorificetherinastateofvibration）”所環繞的原子來解釋電學和磁。

然而焦耳的興趣從有關可以從給定來源提取多少功這樣的狹隘的經濟問題開始轉向，最終到思考能量的可轉換性。

1883年他發表了一些實驗結果，顯示他在1841年所定量化的熱效應是因為導體本身的發熱，而不是從裝置其他部分傳來的熱量。這個結論對當時的熱質說是一個直接的挑戰。熱質說認為，熱量既不能被創造，也不能被銷燬。自從被拉瓦錫在1783年提出後，熱質說一直是熱學領域的主導性的理論。拉瓦錫的影響力再加上尼古拉·卡諾自1824年所提出的關於熱機的熱質理論在實踐中的成功，使得既不在學術界又不在工程界的年輕的焦耳看起來前途坎坷。熱質說的支持者準備指出，熱電效應的對稱性說明熱能和電能是（至少大約）可以被一個可逆過程所相互轉化的。