James Prescott Joule (1818 ~ 1889) fue un destacado físico británico. Nacido en 1818-12 en Salford, cerca de Manchester. El padre es un rico propietario de una bodega. Joule participó en el trabajo enológico con su padre desde que era niño, aprendió tecnología enológica y nunca asistió a una escuela formal. A la edad de 16 años, siguió a su hermano mayor para estudiar con el famoso químico Dalton. Sin embargo, debido a que el maestro estaba enfermo, no estudió durante mucho tiempo, pero Dalton tuvo una gran influencia sobre él y le hizo tener un gran interés por la investigación científica. En 1838, compró una casa y comenzó su propia investigación experimental. A menudo utiliza su tiempo libre después de elaborar cerveza para diseñar y fabricar instrumentos experimentales y realizar experimentos. Joule se dedicó a la investigación experimental durante toda su vida e hizo destacadas contribuciones a la teoría del electromagnetismo, el calor y la dinámica molecular de los gases. Se convirtió en un físico autodidacta. Joule comenzó sus estudios experimentales con mediciones de efectos magnéticos y eficiencia del motor. Había pensado que los electroimanes serían una fuente inagotable de trabajo mecánico y pronto descubrió que las máquinas de vapor eran mucho más eficientes que los motores eléctricos recién inventados. Fueron estas exploraciones experimentales las que lo llevaron a su investigación cuantitativa sobre la conversión de calor en energía. A partir de 1840, Joule comenzó a estudiar los efectos térmicos de la corriente eléctrica y escribió artículos como "Sobre el calor generado por la electricidad voltaica" y "Calor liberado por conductores metálicos y baterías durante el proceso de electrólisis", señalando que el calor generado por un conductor dentro de un cierto período de tiempo está relacionado con la corriente El cuadrado de es proporcional al producto de la resistencia del conductor. Poco después, en 1842, el famoso físico ruso Leng Ci descubrió de forma independiente la misma ley, por lo que se la llamó ley de Joule-Lenz. Este descubrimiento sentó las bases para revelar la equivalencia de la energía eléctrica, la energía química y la energía térmica, y abrió la puerta a la ley de conservación de la energía. Joule también observó la relación cuantitativa entre las diversas "fuerzas" naturales que producen calor. Hizo muchos experimentos. Por ejemplo, colocó una bobina con núcleo de hierro en un recipiente de agua cerrado y la conectó a un galvanómetro sensible. La bobina puede girar entre los campos magnéticos de un electroimán potente. El electroimán funciona con una batería. En el experimento, el electroimán encendió y apagó la corriente alternativamente durante 15 minutos y la velocidad de la bobina alcanzó 600 veces por minuto. De esta manera podemos comparar el calentamiento por fricción con el calentamiento por corriente eléctrica, y Joule demostró que el calor es proporcional al cuadrado de la corriente. También experimentó con tres métodos, incluido darse la mano y dejar caer pesas, y finalmente concluyó que "el calor necesario para elevar 1 libra de agua 1°F es igual a 65,438 para levantar 838 libras y puede convertirse en". escribió Un artículo sobre los efectos térmicos de la magnetoelectricidad y el valor mecánico del calor se presentó en la reunión del Grupo de Física y Matemáticas de la Asociación Británica de Ciencias el 21 de agosto. Subrayó que la energía en la naturaleza se convierte de manera equivalente y no se destruye. Dondequiera que se consume energía mecánica o electromagnética, siempre se gana una cantidad considerable de calor en alguna parte. Esta es una excelente demostración y apoyo del poder del calor. Causó revuelo y acalorada controversia. Para convencer aún más a los científicos influenciados por la teoría calórica, dijo: "Tengo la intención de rehacer estos experimentos con equipos más eficientes y precisos, más tarde cambió el método de medición, por ejemplo, al trabajo requerido para comprimir una cierta cantidad de calor". la comparación del aire con el calor generado por compresión para determinar el equivalente mecánico del calor; el equivalente mecánico del calor se determina por el calor liberado por el movimiento del agua a través de un tubo delgado, el más famoso de ellos, el experimento de la hélice; considerado el más preciso. La caída del peso hace que las aspas del calorímetro giren, y el calor generado por la fricción entre las aspas y el agua se puede medir con precisión mediante el aumento de temperatura del agua. También utilizó otros líquidos como aceite de ballena y mercurio en lugar de agua. El equivalente mecánico del calor obtenido mediante diferentes métodos y materiales es de 423,9 kg/m/kcal o cerca de 423,85 kg/m/kcal. Entre 1840 y 1879, Joule pasó casi 40 años estudiando y midiendo el equivalente mecánico del calor. Realizó más de 400 experimentos utilizando diferentes métodos y concluyó que el equivalente mecánico del calor es una constante universal y no tiene nada que ver con la forma en que se realiza el trabajo. Los resultados de sus propias pruebas de 1878 fueron los mismos que los de 1849. Más tarde supe que este valor es 427 kg de peso corporal m por kilocaloría. Se puede ver que Joule merece ser un verdadero maestro de los experimentos. Sus constantes experimentales proporcionaron evidencia incuestionable de las leyes de conservación y transformación de la energía. En 1847, cuando Joule, de 29 años, volvió a informar sus resultados en la reunión de la Asociación Británica de Ciencias en Oxford, Lord Kelvin, que quería refutar después de escuchar, quedó completamente convencido por Joule. Más tarde, los dos cooperaron muy bien. * * * realizó un experimento con un tapón poroso (1852) y descubrió que la temperatura del gas descendía después de que el tapón poroso se expandía. Este es el efecto Joule-Thomson. Estos resultados experimentales de Joule se resumieron en su importante trabajo sobre el equivalente mecánico del calor, publicado en 1850.
Su experimento ha sido repetido por muchas personas desde diferentes ángulos y métodos, y la conclusión es la misma. Joule fue elegido miembro de la Royal Society en 1850. Desde entonces, ha seguido mejorando sus experimentos. Engels consideró "la prueba de la transformación de energía provocada por el descubrimiento del equivalente mecánico del calor (Meyer, Joule, Keldin)" como el primero de los tres principales descubrimientos de las ciencias naturales en la segunda mitad del siglo XIX. Defina Joule, la unidad (J) de energía, trabajo y calor. 1J = 1N·m, igual a. O el trabajo realizado al mover el punto de aplicación de una fuerza de 1 Newton 1 metro en la dirección de la fuerza, o la energía liberada por 1 vatio de trabajo mecánico durante 1 segundo.
Georg Simon Ohm (1787 ~ 1854) nació en Horun, Baviera. El padre de Ohm era un hábil cerrajero y estaba muy interesado en la filosofía y las matemáticas. Ohm estudió matemáticas bajo la educación de su padre desde que era un niño y recibió formación en habilidades mecánicas, lo que fue de gran ayuda para su trabajo de investigación posterior, especialmente sus instrumentos caseros. ¡La investigación de Ohm se llevó a cabo principalmente mientras era profesor de física en una escuela secundaria de 1817 a 1827!
Recibió educación clásica en la escuela secundaria en 1800. En 1803, fue admitido en la Universidad Ho Run y enseñó en una escuela secundaria antes de graduarse. En 1811, Aum regresó a Horun para completar sus estudios universitarios y aprobó el examen para obtener un doctorado en filosofía en 1813. En 1817 se publicó su libro "Libro de texto de geometría". Ese mismo año postulé para enseñar física y matemáticas en el nivel preparatorio en la Universidad de Colonia. En los laboratorios bien equipados de nuestra escuela, hemos realizado muchas investigaciones experimentales y hemos completado una serie de inventos importantes. Su principal contribución fue el descubrimiento experimental de la fórmula de la corriente eléctrica, que más tarde se conoció como ley de Ohm. En 1826, redactó los resultados de esta investigación en un artículo titulado "Determinación de la ley de conductividad de los metales" y lo publicó en la Revista Alemana de Química y Física. Ohm derivó teóricamente la ley de Ohm en su libro "Investigación matemática sobre circuitos de potencia" publicado en 1827. También hizo contribuciones a la acústica. En 1833 ingresó en el Politécnico de Nuremberg como profesor de física. En 1841, Ohm recibió la Medalla Coheli de la Royal Society de Londres y fue elegido miembro extranjero de la Sociedad al año siguiente. En 1852 fue nombrado profesor de la Universidad de Munich. En memoria de él, la gente llamó a la unidad de resistencia ohmios. Su definición es: cuando una corriente constante de 1 amperio pasa entre dos puntos del circuito, si el voltaje entre los dos puntos es de 1 voltio, entonces la resistencia del conductor entre los dos puntos se define como 1 ohmio [1].
A partir de 1805, Ohm ingresó en la Universidad de Horun. En 1806, se vio obligado a abandonar la escuela debido a dificultades económicas familiares y enseñó en una escuela privada suiza. A través de su autoestudio, regresó a la Universidad de Horut en 1811 y obtuvo con éxito un doctorado en el tema de la luz y el color y recibió una cátedra. Después de la universidad, Ohm se ganó la vida enseñando. Comenzó a estudiar electromagnetismo en 1820.
El trabajo de investigación de Ohm se llevó a cabo en condiciones muy difíciles. No sólo estaba ocupado enseñando, sino que también le faltaban libros, materiales e instrumentos. Sólo podía utilizar su tiempo libre para diseñar y fabricar instrumentos y realizar experimentos relevantes. En 1826, Ohm descubrió una ley importante en la electricidad: la ley de Ohm, que fue su mayor contribución. Esta ley nos parece sencilla hoy en día, pero su proceso de descubrimiento no es tan sencillo como la mayoría de la gente imagina. Ohm trabajó muy duro para esto. En ese momento, la gente no tenía muy claros los conceptos de intensidad de corriente, voltaje y resistencia, especialmente el concepto de resistencia, por supuesto, era imposible medirlo con precisión. Además, el propio Ohm tuvo pocas oportunidades de interactuar con los físicos contemporáneos durante su investigación, y todos sus descubrimientos se completaron de forma independiente.
Los experimentos iniciales de Ohm consistieron principalmente en estudiar la conductividad de varios cables metálicos y observar los ángulos de deflexión de las agujas magnéticas de varios conductores. Más tarde, en el experimento de cambiar la fuerza electromotriz en un circuito, descubrió la dependencia entre la fuerza electromotriz y la resistencia. Esta es la ley de Ohm. Esta ley se puede expresar de dos formas: una es la ley de Ohm para ciertos circuitos, la corriente a través de algunos circuitos es igual al voltaje a través del circuito, dividido por la resistencia del circuito, la otra es la ley de Ohm para todo el circuito; es decir, la corriente a través de un circuito cerrado es igual a la fuerza electromotriz de la fuente en un circuito dividida por la resistencia total en el circuito.
Cuando los resultados de la investigación de Ohm se publicaron por primera vez, no atrajeron la atención de la comunidad científica y fueron atacados por algunas personas. El trabajo de Ohm no fue reconocido generalmente hasta 1841, cuando la Royal Society le otorgó la Medalla Kopler. El Premio Kopler era el máximo honor científico de la época. Ohm murió en Manasés, Alemania, en julio de 1854.