زندگینامه جیمز ژول و نقش او در پیشبرد علم

0

جیمز ژول ۱۹۲۰۱۸۱۸ در سال ۱۸۴۰ خواص قانون ژول را کشف کرده در دهه ۱۸۴۰ اصل بقای (پایستگی انرژی تعیین‌شده در سال ۱۸۴۹ معادل مکانیکی گرما انتشار یافت و در سال ۱۸۵۲ تا ۱۸۵۹ همراه با ویلیام تامسون (که بعدها لرد کلوین نام گرفت) اثر ژول-تامسون را شرح داد.

در قرن نوزدهم دانشمندان هنوز به طور کامل خصوصیات گرما را درک نمی‌کردند. بر طبق تصور رایج، اشکال بسیار گذرایی از سیال بود که توسط ماده حفظ و آزاد می‌شد که «کالری» نامیده می‌شد. تدریجاً این نظریه که این فقط شکل دیگری از انژری است به عنوان حرکت مولکول‌ها عنوان شد و جمع‌آوری دلیل آغاز شد. بخش جزئی از آن که با کار این انگلیسی یعنی جیمز ژول مرتبط بود قابل فهم شد؛ او کسی بود که در ایجاد علم ترمودینامیک در حال شکل‌گیری سهم چشمگیری داشت.

ژول، ماءالشعیرساز

در واقع، حرفه جیمز ژول ماءالشعیرسازی بود و نه یک دانشمند تمام وقت. او به منظور کار کردن در طول زندگی‌اش در ماءالشعیرسازی پدر ثروتمندش از تحصیلات رسمی سودی نبرده بود و در واقع هرگز به دانشگاه و یا داشتن سمتی علمی در طول زندگی‌اش توجهٔ نکرد، چیزی که تمام یافته‌های وی را قابل ملاحظه‌تر می‌کرد.

علاقه وی به پدیده گرما منجر به این شد که پدرش برای وی آزمایشگاهی در نزدیکی ماءالشعیر سازی بسازد. این موضوع بر مطالعات ژول در باقیمانده طول دوران زندگی‌اش حکم‌فرما بود.

سفارش طراحی سایت در کارلنسر با قیمت توافقی
لیزر هموروئید درمان بواسیر در کلینیک تخصصی هموروئید تهران

درک گرما

جیمز ژول شروع به بررسی رابطهٔ بین جریان و مقاومت‌الکتریکی و گرمایی کرد که آن‌ها تولید می‌کردند. در سال ۱۸۴۰ این امر منجر به نخستین دستاورد اصلی وی یعنی ارائه «قانون ژول» شد که به زبان ریاضی رابطهٔ بین جریان و مقاومت‌الکتریکی موجود در سیمی حامل جریان را بر اساس مقدار گرمای آزادشده تعیین می‌کرد. این موضوع به‌طور عمده هنگامی اهمیت یافت که مفهومش این بود که شکلی از انرژی به شکلی دیگر تغییر می‌یابد: مانند انرژی‌الکتریکی به انرژی‌گرمایی، و این امر مفهوم کالری را تضعیف کرد. و گرمای ناشی از انرژی یا انجام کار ژول این مسیر تحقیق را طی دهه‌های بعد نیز دنبال کرد. او اثبات کرد که گرما می‌تواند از انواع بسیار مختلفی انرژی یا کار، از جمله انرژی مکانیکی به وجود آید. او آن را در قالب یک آزمایش به اثبات رساند که در آن وی یک چرخ پره‌دار را توسط یک دستگیره به درون آب برد و مشاهده شد که دمای آب در نتیجه این عمل افزایش می‌یابد. در واقع، یکی از مهارت‌های اصلی جیمز ژول توانایی وی در کمی کردن نسبت فرم‌های مختلف انرژی بود. او از آزمایش چرخ پره‌دارش به منظور دستیابی به تعدادی از کوشش‌های مکانیکی که استفاده از آن‌ها در راه افزایش دمای آب تا یک درجه فارنهایت لازم بود، بهره گرفت. بر این اساس، ارزشی را برای کار لازم به منظور تولید یک واحد گرما ارائه داد. پس از آن، نتایجش را در مقاله‌ای در سال ۱۸۴۹ با عنوان معادل مکانیکی گرما ارائه کرد که تحسین همگان را برای وی به همراه داشت.

گرما در گازها

جیمز ژول به مطالعه نقش گرما و حرکت در گازها ادامه داد. در سال ۱۸۴۸ اولین تخمین از سرعت حرکت که مولکول‌های گاز را فراهم آورد. از سال ۱۸۵۲ تا پایان این دهه همراه با ویلیام تامسون که بعدها لرد کلوین نام گرفت، به انجام آزمایش‌هایی در این زمینه ادامه داد و آن‌چه را شرح داد که به عنوان «اثر ژول-تامسون» معروف شد. این موضوع بیان می‌دارد که چگونه در واقع بسیاری از گازها هنگام انبساط به دلیل کار صورت گرفته به منظور دورکردن مولکول‌ها از هم، گرمای خود را از دست می‌دهند. این کشفی بود که بعدها استفاده کاربردی آن در رشد صنعت خنک سازی در این قرن گسترش یافت.

قانون ژول

ژول علاوه بر قانون اول ترمودینامیک (صفحات بعد قانونی را نیز کشف کرد که به نام خودش نامیده شده. این قانون تغییر انرژی‌الکتریکی به گرما را توصیف و بیان می کند که گرمای (Q) تولیدی هنگام عبور یک جریان الکتریکی (I) از یک مقاومت (R) برای مدتی (t) با رابطه Q = I2Rt نشان داده می‌شود. یکای SU برای انرژی و کار یعنی ژول نیز به نام وی نامیده شده است.

قانون اول ترمودینامیک

مهم‌ترین کشف ژول یافته‌ای بود که وی در طول آزمایش‌هایش در دهه ۱۸۴۰ به آن دست یافت. آن‌چه را که بعدها به عنوان قانون اول ترمودینامیک شهرت یافت، تعیین کرد: اصل بقای (پایستگی) انرژی. این یک دستاورد طبیعی از کار وی در مورد امکان تبدیل انرژی از یک شکل به شکل دیگر بود. ژول معتقد بود که طبیعت دارای مقدار مشخصی انرژی است که هرگز مقدار آن افزایش و یا کاهش نمی‌یابد بلکه فقط شکل آن تغییر می‌کند.

یولیوس روبرت فون مایر و هرمان لودویگ فردینانت فون هلمهوتس مستقل از ژول و از یک‌دیگر در همان دوران به نتایج مشابهٔ دست یافتند و کشف این قانون به آن‌ها نیز نسبت داده شده است.

حرفهٔ کاشف قانون اول ترمودینامیک ماءالشعیر سازی بود.

   

پستهای اخیر

ویندوز ۱۱ و اجرای اپلیکیشن‌های اندروید – شما کدام اپلیکیشن‌های اندروید را دوست دارید در ویندوز…

مایکروسافت دیروز ویندوز 11 را رونمایی کرد. در میان ویژگی‌های جدید، یک ویژگی خیلی برجسته و مهم امکان نصب و اجرای اپلیکیشن‌های اندروید بود. جالب است که چنین چیز مهمی به یاری خود فروشگاه گوگل، ممکن نشده و کاربران از طریق فروشگاه مایکروسافت…

ساتیا نادلا: ویندوز آماده پذیرش iMessage در ویندوز و اصلا هر اپلیکیشن سطح اولی از پلتفرم‌های دیگر…

بیشتر از چند ساعت از رونمایی مایکروسافت از ویندوز 11 و معرفی آن به آن جهان در یک همایش مجازی نمی‌گذرد. به همین مناسبت رئیس مایکروسافت -ساتیا نادلا- در گفتگویی با وال استریت ژورنال به مطالب جالبی در مورد ویندوز و تاثیر آن بر کاربران اشاره…

ویندوز ۱۱ معرفی شد: زیباتر، تجربه کاربری بهتر، امن‌تر با ویژگی‌های جدیدی برای گیمینگ و مالتی‌تسکینگ

مایکروسافت از جدیدترین نسخه سیستم‌عامل ویندوز خود رونمایی کرد. ویندوز ۱۱ یک رابط کاربری گرافیکی کاملا جدید و بازطراحی شده نسبت به ویندوز ۱۰ دارد و از آیکون‌ها، سایه‌ها، ترنسپرنسی‌ها، پوسته‌ها و نحوه تعامل جدیدی برخوردار است.…

پیکر بی‌جان جان مک‌آفی -خالق آنتی‌ویروس McAfee -در زندانی در اسپانیا پیدا شد – آیا او واقعا…

جان مک آفی، خالق نرم‌افزارهای آنتی‌ویروس McAfee و یکی از کارآفرینان مشهور دهه‌های پیشین و نیز یکی از فعال رمزارزها، ساعاتی پس از قرار  استرادش به امریکا، در یکی از زندان‌های اسپانیا خودکشی کرد. روز چهارشنبه، جسد مرده وی در سلول زندانش…

۱۲ کشور دارای بیشترین جمعیت تحصیل کرده در جهان

آموزش موفقیت آینده یک کشور را تعیین می‌کند. همه کشورها به اهمیت نقش آموزش و پرورش پی بردند اما در رشد افراد تحصیل‌کرده دچار افت و خیز یا پیشرفت و پسرفت هستند. گزارش سال ۲۰۱۷ یونسکو نشان می‌دهد تعداد دانشجویان در حال تحصیل در سراسر جهان…

گوگل عکس جالبی را که این زن از یک مرغ دریایی در حال خوردن چیپس گرفته بود، خرید

عکس‌های منظره یا خبری خوب گاهی اوقات حاصل کار فتوژورنالیست‌های خبره است که با برنامه قبلی و با استفاده از تجهیزات کامل در زمان مناسب در منطقه‌ای حاضر می‌شوند و یک عکس هوش‌ربا ثبت می‌کنند. اما گاهی هم عکس‌های فوق‌العاده‌ای به تصادف، وقتی…

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.