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焦耳生于英国曼彻斯特近郊的沙弗特,是著名的科学、物理学家,是道尔顿的学生。焦耳发现能量守恒定律,发展出热力学第一定律,被称作焦耳定律,能量的单位焦耳也以他的名字命名。
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焦耳
焦耳定律 1840年1
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2月,他在
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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的定律。 焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。内容是:电流通过导体产生
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的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。焦耳定律数学表达式:Q=I?Rt(适用于所有电路);对于纯电阻电路可推导出:Q=W=Pt;Q=UIt;Q=(U?/R)t
焦耳的主要成就 除了焦耳定律的发现以外,他还有以下几个成就: 热功当量的测定 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。此后,他用不同材料进行实验,并不断改进实验设计,结果发现尽管所用的方法、设备、材料各不相同,结果都相差不远;并且随着实验精度的提高,趋近于一定的数值。 最后他将多年的实验结果写成论文发表在英国皇家学会《哲学学报》1850年第140卷上,其中阐明: 第一,不论固体或液体,摩擦所产生的热量,总是与所耗的力的大小成比例。 第二,要产生使1磅水(在真空中称量,其温度在50~60华氏度之间)增加1华氏度的热量,需要耗用772磅重物下降1英尺的机械功。他精益求精,直到1878年还
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有测量结果的报告。 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。 焦耳-汤姆孙效应 1852年焦耳和w. 汤姆孙(即开尔文)发现气体自由膨胀时温度下降的现象,被称为焦耳-汤姆孙效应。这效应在低温和气体液化方面有广泛应用。他对蒸汽机的发展作了不少有价值的工作。
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