焦耳：不要永动机 要科学

伤我心太深

• 姓名：詹姆斯·普雷斯科特·焦耳
• 简介：詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（1818年12月24日－1889年10月11日），英国物理学家，出生于曼彻斯特。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。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。
• 名言：Q=I^2*Rt(J)
  

　　1818年12月24日,焦耳出生在英国曼彻斯特市一家啤酒厂主的家庭里，自幼焦耳就跟着父亲参加酿酒活动，没有进过学校。然而焦耳天资聪明，热爱读书，常常一边劳动一边认字，自学到不少知识。青年时期，在别人的介绍下，他幸运地认识了著名化学家道尔顿教授，道尔顿给予了焦耳悉心的教导，而焦耳则虚心的学习了数学、哲学和化学，这些知识为焦耳后来的研究奠定了理论基础。

　　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。

焦耳在做实验

　　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功呢？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，这在物理学史上是极为罕见的。

焦耳

　　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。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。

　　 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！”
　　1889年10月11日，焦耳因病去世，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。