کالری (واحد انرژی) توسط چه کسی ابداع شد؟

0

سال اکتشاف: ۱۸۴۳

این کشف چه می‌گوید؟

تمام شکل‌های انرژی برابر و قابل تبدیل به یکدیگرند.

چه کسی آن را کشف کرد؟

جیمز ژول James Joule

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

ما می‌دانیم که کارهای مکانیکی، الکتریسیته، شتاب، گرما، نیروی مغناطیسی و غیره، قابل تبدیل به یکدیگرند. همیشه در این روند مقداری انرژی تلف می‌شود. این دانش نقش بزرگی در گسترش صنایع و فناوری ما داشته. ۲۰۰ سال قبل این نظریه به فکر هیچ‌کس نرسیده بود.

جیمز ژول کشف کرد که هر شکلی از انرژی می‌تواند به مقدار برابری از گرما تبدیل شود. او نخستین دانشمندی بود که مفهوم اشکال مختلف انرژی و چگونگی تبدیل آن‌ها به یکدیگر بررسی کرد. کشف ژول پایه قانون حفظ انرژی و مایه گسترش علم ترمودینامیک شد.


جیمز ژول به سال ۱۸۱۸ در لانکشایر انگلستان در خانواده‌ای ثروتمند به دنیا آمد. او به مطالعه علوم نظر معلمان خصوصی پرداخت و در ۲۰ سالگی در کارخانه‌های عصاره‌کشی خانواده به کار پرداخت و تلاش کرد که نیروی محرکه کارخانه را از بخار الکتریسیته مبدل کند. او به مطالعه موتورها و مدارهای الکتریکی پرداخت و متوجه شد که سیم‌های الکتریکی هنگام انتقال جریان داغ می‌شوند. او متوجه شد مقداری از الکتریسیته به گرما تبدیل می‌شود.

برای او مهم بود مقدار این کمبود و نحوه تبدیل آن را مشخص کند. او زیاد به مسائل ایمنی خود و دیگران توجه نداشت. بارها خدمتکار او بر اثر تکانه‌های الکتریکی به زمین افتاده و بیهوش شده بود. گرچه او نتوانست کارخانه‌اشان را با نیروی برق به کار اندازد، این آزمایش‌ها توجه او را به تبدیل اشکال انرژی به یکدیگر معطوف کرد.

ژول عمیقاً مذهبی بود و اعتقاد داشت میان نیروهای طبیعت یکپارچگی وجود دارد. او گمان می‌کرد که گرما شکل طبیعی و نهایی برای محاسبه اشکال متفاوت و برابر از انرژی است.

ژول توجه خود را معطوف کرد به تبدیل انرژی مکانیکی به گرما. در زندگی واقعی هر جسم در حال حرکت (با انرژی مکانیکی شتاب) سرانجام متوقف می‌شود. چه اتفاقی برای انرژی آن می‌افتد؟ او یک رشته آزمایش انجام داد و از آب برای اندازه‌گیری مقدار تبدیل حرکت مکانیکی به گرما استفاده کرد.

دو تا از آزمایش‌های ژول بسیار معروف شدند. اول، او یک سیلندر مسی پر از هوا را در ظرف آبی فرو برد و درجه حرارت آب را اندازه گرفت و سپس هوا را به داخل سیلندر تلمبه کرد تا فشار درون آن به ۲۲ اتمسفر رسید. قانون گازها می‌گفت کار مکانیکی که انجام شده تا این فشار هوا را تولید کند موجب تولید گرما هم می‌شود. اما آیا به راستی چنین بود؟ ژول افزایش دمایی برابر ۲۸۵/۰ درجه فارنهایت را در آب اندازه گرفت. بله، انرژی مکانیکی به گرما مبدل شده بود.

بعد ژول چند پدال را – مثل پارو -به میله‌ای فلزی متصل کرد و در آب فرو برد و پدال‌ها را به گردش درآورد. انرژی مکانیکی می‌باید به گرما مبدل شود اما آیا به راستی چنین بود؟

ژول نتوانست تغییر دما را اندازه‌گیری کند، پس رو به جیوهٔ مایع آورد و همین آزمایش را انجام داد. به هم زدن جیوه باعث تولید گرما شد.

ژول متوجه شد تمام انواع انرژی قابل تبدیل به مقدار برابر گرماست. او نتیجه آزمایش‌های خود را به سال ۱۸۴۳ منتشر کرد و برای انرژی گرمایی ضابطه مشخصی ارائه کرد و آن را ژول نامید، هرچند زیست‌شناسان ترجیح می‌دهند از واحد دیگری به نام کالری استفاده کنند (یک کالری = ۱۸/۴ ژول). با این کشف که هر نوع انرژی قابل تبدیل به مقدار برابری گرما است، ژول راه را برای مطالعه انرژی، مکانیک و فناوری هموار کرد.


مقدار کالری که روی بسته‌بندی‌های غذایی نوشته شده کیلوکالری است. کیلوکالری ۱۰۰۰ برابر واحدی است که در شیمی و فیزیک استفاده می‌شود. کالری مقدار انرژی مورد نیاز برای بالا بردن درجه حرارت یک گرم آب به مقدار یک درجه سلسیوس است. اگر طی حرکات ورزشی مثلاً ۳۵۰۰ کالری بسوزانید حدود ۶۰۰ گرم وزن کم می‌کنید. ورزش‌های سخت و سنگین‌تر تقریباً باعث می‌شود ۱۰۰۰ کالری در ساعت انرژی مصرف شود.

   

پستهای اخیر

با ویژگی شگفت‌انگیز «Live Text» در iOS 15 از هر متنی عکس بگیرید و جای دیگری کپی کنید

شاید «Live Text» جالب‌ترین ویژگی در سیستم‌عامل‌های iOS 15 و macOS Monterey و iPadOS 15 باشد که به تازگی از سوی اپل معرفی شدند. این ویژگی کلمات را از درون تصاویر بیرون کشیده و به شما اجازه می‌دهد در برنامه‌ها، یادداشت‌ها، ایمیل‌ها و جاهای…

گالری عکس: تصور کنید که مشهورترین بناهای باستانی و ساختمان‌های مشهور، محلشان کاملا عوض می‌شد!

بسیاری از ما دست‌کم یک بنای باستانی مشهور دنیا را از نزدیک دیده‌ایم. حتی اگر بازدیدی از نزدیک رخ نداده باشد، باز هم همه می‌داند که برج ایفل کجاست، مجسمه آزادی در کجا واقع است و محیط پیرامونش تقریبا چطوری است. اما برای کی لحظه چشم‌هایتان…

السالوادور نه تنها معامله با بیت‌کوین را قانونی اعلام کرد؛ بلکه دنبال استخراج بیت‌کوین با انرژی آتش…

السالوادور اولین کشور در جهان است که یک رمزارز را پول رایج کشور شناخته و معامله با آن را آزاد و قانونی دانسته است. السالوادور با تصویب این قانون، تاریخ‌ساز شد ولی «نایب بوکله»، رئیس‌جمهور این کشور به همین اقدام بسنده نمی‌کند و دنبال…

فیلم سواران عدالت، وقتی گیک‌ها به جنگ قاتل‌ها می‌روند – Riders of Justice

دوران خوشی را که در دبیرستان عاشق احتمالات شده بودم، از یاد نمی‌برم. کلی کتاب خارج درس هم خریده بودم و به عنوان سرگرمی به مسائلشان فکر می‌کردم. اما اگر خوب فکر کنید ریاضیات یا همین دانش احتمالات می‌توانند با تحلیل دقیق اتفاقات دنیای…

برندگان جایزه عکاسی پولیتزر ۲۰۲۱: عکس‌های خبرگزاری AP از ناآرامی‌های آمریکا در پی قتل جورج فلوید و…

در پست قبلی فهرستی از برندگان پولیتزر 2021 را برایتان نوشته بودم. اما در این پست، به بازتاب بخش عکاسی پولیتزر 2021 می‌پردازم. در پولیتزر، برندگان بخش عکاسی در دو بخش اعلام می‌شوند: 1- در بخش عکاسی خبری فوری، برنده مسابقه اعضای…

فهرست برندگان جایزه پولیتزر ۲۰۲۱ اعلام شد: به رخ کشیدن شکوه روزنامه‌نگاری و رسانه‌های منتقد در برابر…

دنبال کردن اخبار مربوط به جایزه پولیتزر را همیشه دوست داشته‌ام. چون نگاهی به فهرست برندگان این جایزه معتبر روزنامه‌نگاری در هر سال، به ما خاطرنشان می‌کنند که روزنامه‌نگاری و کار رسانه وقاعی تا چه حد می‌تواند تاثیرگذار باشد و با کارهای…

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.