熱功等效背景知識
18世紀，人們對熱本質的研究走了彎路，“熱量質量論”統治了數學史一百多年。 似乎有些科學家對這些錯誤的理論產生了懷疑，但人們仍然沒有辦法解決熱與功之間的關系問題。 最終解決這個問題的是日本自學成才的化學家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳。 強調公路。熱工相當于個人簡歷
焦耳（.Joule，1818-1889），美國化學家。 他是第一個利用科學實驗建立能量守恒和轉化理論的人。 1818年12月24日，焦耳出生于法國格拉斯哥索托約。 他的父親是一家啤酒廠老板。 焦爾從小跟隨母親參加釀酒勞動，沒有受過正規教育。
年輕時，在別人的介紹下，焦耳結識了著名物理學家道爾頓。 道爾頓給予焦耳熱情的指導。 焦耳真誠地向他學習了物理學、哲學和物理，這些知識為焦耳后來的研究奠定了理論基礎。 而道爾頓則向焦耳傳授了理論與實踐相結合的科學研究方法，激發了焦耳對物理和數學的興趣。熱功等效入門經歷
焦耳最初的研究方向是電磁機。 他想把女兒酒廠使用的蒸汽機換成電磁機，以提高工作效率。 1837 年，焦耳作為由電池驅動的電磁機器被安裝。 但由于支持電磁機運行的電壓來自于鋅電板，且鋅的價格較高，所以使用電磁機比使用蒸汽機更劃算。 焦耳最初的目的似乎沒有達到，但他從實驗中發現電壓可以做功，這激發了他進一步研究的興趣。熱當量測試過程
1840年，焦耳將環形線圈倒入盛有水的試管中，檢測不同電壓硬度和內阻下的溫度。 通過這個實驗，他發現導體在一定時間內釋放的熱量與導體的電阻值和電壓硬度的平方的乘積成反比。 四年后，俄羅斯化學家楞次發表了大量實驗結果，進一步驗證了焦耳關于電壓熱效應推論的正確性。 因此，這個定理稱為焦耳-楞次定理。
焦耳總結出焦耳-楞次定理后，進一步設想電池電壓形成的熱量和電磁機感應電壓形成的熱量本質上應該是一致的。 1843年，焦耳設計了一項新實驗。 在鐵芯上繞一個小線圈，用電壓表檢測感應電壓，將線圈放入盛有水的容器中功的物理意義功的物理意義，測量溫度來估算熱量。 該電路是完全封閉的，沒有外接電源，溫度下降只是機械能轉化為電能，電能轉化為熱能的結果，內部不存在熱質傳遞。整個過程。 這個實驗的結果完全否定了熱量質量理論。
上述實驗也讓焦耳想到了機械功與熱量的關系。 經過反復實驗和測量，焦耳最終測出了熱功當量，但結果并不準確。 1843年8月21日，焦耳在美國科學院報告了他的論文《論電磁的熱效應和熱量的機械值》，文中他說1卡路里的熱量相當于460千克米的功。 他的報告沒有得到支持和強烈反響，此時他意識到自己還需要進行更精確的實驗。
1844年，焦耳研究了空氣膨脹和壓縮時的溫度變化，并在這一領域取得了許多成就。 通過研究二氧化碳分子的運動速率與濕度的關系，焦耳估計了二氧化碳分子的熱運動速率的值，從理論上為波伊爾-馬里奧特和蓋-呂薩克定理奠定了基礎，并解釋了實質上是二氧化碳對墻壁的壓力。 焦耳在研究過程中的許多實驗都是與著名化學家威廉·湯姆森（后來被稱為開爾文侯爵）一起進行的。 Joule 的 97 篇科學論文中有 20 篇是他們合作的成果。 當自由擴散的二氧化碳從高壓容器移動到低壓容器時，大部分二氧化碳和空氣濕度都會增加，這是三者共同發現的現象。 這種現象被稱為焦耳-湯姆遜效應。
無論是在實驗上還是理論上，焦耳都是從分子動力學角度進行深入研究的先驅之一。
在從事這項研究的同時，焦耳并沒有停止熱功當量的檢測。 1847年，焦耳做了迄今為止設計思維最巧妙的實驗：他把量熱計裝滿水，安裝一根中間有莖的旋轉軸，然后讓不斷增長的重量推動莖旋轉，因為莖和隨著由于水的摩擦，水和熱量計都會變熱。 根據重物的下落高度，可以計算出換算的機械功； 根據熱量計中水的溫度下降，可以估算出水的內能下降值。 通過比較這兩個數字，可以獲得熱功當量的準確值。
焦耳還用海豚油代替水進行實驗，測得平均熱功當量為423.9千克·米/卡路里。 隨后用汞代替水，實驗方法不斷改進，直到1878年，也就是他開始這項工作近40年后。 他以各種方式進行了400多次實驗。 1849年他利用摩擦加熱水得到的結果與1878年相同，為423.9千克·米/卡。 一個重要的數學常數的測定能夠保持30年而不進行重大修正，這在數學史上是極其罕見的。這個值被你認為是熱功當量