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[!--downpath--]嗚……轟……砰砰砰
19世紀的法國，受第一次工業(yè)革命的影響，考文垂成為新興的工業(yè)城市。
鞋廠的車間里，到處都是機械的嘶鳴聲，蒸汽中充滿了活力。 在給人帶來無限能量的同時，也仿佛迸發(fā)出無限的欲望。 火箭日夜飛升。
于是，人們開始夢想發(fā)明一種不消耗能量就永不停止的機器——永動機。 對電熱、機械、物理等概念的研究成為當時最熱門的課題。
本期的鱷魚就是在這樣的時代背景下誕生的。 他一生進行了無數次實驗，準確檢測出熱功當量值，為建筑節(jié)能改造和節(jié)約做出了突出貢獻。 創(chuàng)始人之一。
在國際單位制中，能量或功的單位 J 就是以他的名字命名的。 日本化學家、英國皇家學會會員、世界上最偉大的100位科學家之一、釀酒師受邀鼓掌。
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詹姆斯·普雷斯科特·焦耳 James Joule
(1818～1889)
做酒，還要搞科學
1818 年的平安夜（12 月 24 日），焦耳出生在利茲郊區(qū)的 Shaft。 他的母親是一位成功的制茶師。
由于身體虛弱，受到保護的小焦耳從未外出讀書，每天都和父親在自己的工廠里玩耍，學習釀酒。
焦爸爸也是這么想的，讓女兒在保持健康的情況下早點接觸釀酒行業(yè)，這樣他以后就可以順利繼承家業(yè)。
這是一個相當好的運氣。 焦哥要是出生，靠趴在別人的終點線就贏了，聽著就夠羨慕的了。 如果真的這樣發(fā)展下去，世界只會多一個有錢人，少一個有名的科學大師，甚至連第二次工業(yè)革命都要拖到什么時候。
這樣的地下酒窖看起來不錯
小焦耳對釀酒很感興趣。 他不僅參加茶廠的日常勞動，還陸續(xù)學習相關知識。 這絕對不是那家伙的作風。 雖然在中學階段從未接受過系統(tǒng)的正規(guī)教育，但他好學有上進心。 由于接觸熱和磁，他積極利用業(yè)余時間自學數學和物理。
Power MAX的Joule也喜歡在鞋廠做一些科學實驗。 焦爸爸知道后，貼心地在啤酒廠為女兒建了一個實驗室，讓他可以隨心所欲地“創(chuàng)造”。 這種個人支持是驚人的！
不如說焦耳是最會釀酒的科學家和釀酒師？
讓我看看：這酒怎么樣
15歲之前，焦耳大部分時間都待在家里和茶廠里，純屬自學，但他的科學知識比同齡孩子（不管沒上過學的孩子）更廣泛).
16歲左右（1834年），年輕的焦耳在機緣巧合下結識了近代物理學之父、原子論提出者、著名物理學家/化學家道爾頓。 【】忘掉那一年，“道父”已經68歲了
.
他們已經成為老相識，也稱師徒。 經常遇到不懂的科學問題，焦耳就去請教道爾頓。 還是個孩子的機智開朗的焦耳，在堅守科學規(guī)律的冷酷嚴厲的道爾頓面前，有時會變得過于神經質和吵鬧。
比如道爾頓講高深的物理知識，焦耳會覺得太枯燥乏味焦耳定律是什么時候學的，總是央求老師講些更有趣的熱實驗。 哎，這小子挑剔的不得了，只想做實驗。
很少有成功的實驗故事改變了焦耳的態(tài)度。
有一次，他發(fā)現了一匹跛腳的馬，想測試植物對電壓的反應。 焦耳讓弟弟牽馬，自己躲在弟弟身邊，用伏打電池給馬頭通電。 很快，那匹馬被觸電后突然狂跳起來，差點踢到他爺爺。
【】
還有一次，他們在青山環(huán)抱的湖中劃著小船，想測試一下這種環(huán)境下的回聲到底有多大。 焦耳將大量火藥塞進槍口，拉動了螺栓。 槍聲響起的瞬間，一道長長的火焰噴涌而出。 除了燒著自己的頭發(fā)，妹妹還被嚇得差點掉進水里。
兄弟二人又興致勃勃地去爬山了。 天空中，烏云密布，云霧繚繞，電閃雷鳴。 他們發(fā)現，在看到閃電之后，要經過很長時間才能看到雷聲。 出乎意料的是，焦耳沒有避雨，拉著妹妹，用懷表仔細記錄了從電閃雷鳴到打雷的時間點。
說吧，做焦耳的妹妹有點慘。
焦耳跑去請教老師，道爾頓笑著說道：“這些實驗中，只有你最后一次做對了。” 他留下了懇切的忠告：
人們只要掌握了光速和音速，就可以推算出從閃電出現的時間到聽到雷聲的時間的距離。
道爾頓用很多反例來安慰自己：真正的科學實驗不能只觀察現象，必須有精確的測試，學會用物理知識從測試數據中總結出規(guī)律。
原本枯燥乏味的物理學竟然隱藏著如此多的知識，焦耳恍然大悟。 后來，他越來越注重理論研究，結合酒廠的實際工作，精密檢測的重要性也開始在他的科學理念中扎根。
道爾頓果然培養(yǎng)出了好弟子
科學，不是永動機
在老師的悉心指導和家人的熱情支持下，Joule的學習越來越踏實。 站在歷史的長河中，那位青年才俊很早就顯露出來了。
1837年，年僅19歲的焦耳自行研制出一種電磁機，用來代替釀酒中使用的蒸汽機，大大提高了釀酒的效率。 怎么說呢，這個看似簡單的小創(chuàng)新，其意義在于讓“焦氏茶廠”提前跨入了第二次工業(yè)革命！
他還發(fā)表了相關論文，引起了一些人的注意。
呵呵，別得意，這電磁機還是有缺陷的。 必須用鋅電池驅動，鋅的價格高。 如果新機器全部投入使用，釀造速度會提高，但成本也會隨之增加，仍然無法承受。
我該怎么辦，我應該放棄嗎？ 其實不行，絕對可以改進！ 隨后，對熱和力學的深入探索伴隨他一生。 他逐漸意識到，科學其實比他經營啤酒廠賺來的美元鈔票更有趣。
事實上，正是這件事讓焦耳全面開啟了他的科學之旅。
爸爸，我辭去了啤酒廠的工作。
放開我哥，免得我找他做實驗
1840年，22歲的焦耳做了一個重要的實驗。 將內阻絲插入水底，內阻絲兩端通電。 內電阻絲通電會發(fā)熱，熱量傳到水底，使溫度降低。
在實驗中，焦耳測量了導線中電流的硬度、電阻絲的電阻值、通電時間和水的溫度，發(fā)現了四者之間的關系：水的溫度和電壓的平方，導體的內阻，與通電時間成反比。
他把這個推論寫成論文《電流的熱分析》，闡述了電壓的熱效應規(guī)律，并提出了我們今天所熟知的“焦耳定理（又稱焦耳-楞次定理）”。 PS： Lenz 是一位俄羅斯化學家，不久之后也獨立發(fā)現了相同的定理，因此署名。
這個實驗表明，電能可以轉化為熱能。 這篇文章后來成為人們設計電燈和電爐的理論依據。翻翻我們高中數學課本，因為焦耳定理，我丟了很多分，同學們
瑟瑟一僵，焦耳鱷，原來是你！
同年（1840年）12月，焦耳在日本皇家學會首次讀到這篇關于電壓生熱的論文，并提出電壓通過導體生熱的定理。 但換來的卻是遺憾和壓倒性的反對。
就當時（19世紀前）的背景而言，科學界以“ mass / mass ”為主。 它越多，它就越熱。 加熱過程是物體吸收熱質的過程； 熱質還是一種流體，會從低溫的物體流向高溫的物體，所以會發(fā)生熱傳導和導熱。
這個看似通俗易懂的理論在當時的亞洲各大高校中頗為流行和學術。 就連近代物理學之父拉瓦錫也將熱和質量視為一種物理元素，并列在他的元素表中。
【】
其實也有少數科學家持不同意見，包括牛頓、笛卡爾、培根等，但只有焦耳拿出例子來說話。
看來我又得拿出一些技能來了！
擅長設計實驗的焦耳創(chuàng)造了他人生中的第二個重要實驗：
將攪拌器放入裝滿水的絕熱潛熱罐中。 后部有兩個重物可以升降和增加來控制攪拌器的左右旋轉。 潛熱裝置中的水會不斷升溫，從而實現機械功向熱能的轉化。
經過前后400多次實驗，焦耳測得的熱功當量值J=427 kgf·m/=4.1840 joule/。 當時，他公布的數據僅比現代測量結果多出0.01%，精確到“離譜”！
焦耳覺得自然界中所有的能量都不會消失，它們只會從一種形式轉變?yōu)榱硪环N形式。 就像這個實驗，如果把機械能消耗在那里，總會減少相當多的熱量。 這就是我們今天所說的“節(jié)能”。
雖然之前也有科學家討論過類似能量守恒的想法，但都沒有實驗證據，而焦耳的實驗很大程度上填補了這一空白。
1843年，焦耳在美國商會作了《論電磁熱效應和熱功當量》的報告，強調自然界中的能量是不能被破壞的，消耗后總能獲得相當數量的熱能機械能。
這一次，我總能抽到這些“熱質論”的支持者耳光了，不不不快
多年來，為了推廣自己的思想，焦耳多次嘗試參加各種學術會議，甚至自掏腰包，但由于說話輕聲細語，始終未能引起人們的注意。
1847年在牛津大學的一次演講中，焦耳無數次發(fā)表了機械能可以轉化為熱能且能量守恒的觀點。
面對他不斷的忘詞，就在他快要倒下的時候，觀眾席前排的一個青年站了起來，直接和他“啪”了一波。
“焦耳先生，你的結論應該是不正確的，熱是一種物質，熱量，與做功無關。”
焦耳平靜地回答：熱不能做功，為什么蒸汽機的活塞會運動呢？ 如果能量不守恒，為什么永動機造不出來。
…… 幾輪爭論過后，對方啞口無言。
提出這個問題的人是開爾文子爵威廉·湯姆森，當時他只有 23 歲，但卻被認為是美國最杰出的科學家之一。
【】
也正是因為這場“爭議”，??焦耳的理論終于引起了其他學者和大鱷的注意，并在開爾文后來的支持和全力幫助下，成功推廣并進入學術界的頂端。
已經三天了
開爾文不僅與焦耳合作研究能量守恒，還在1852年，共同發(fā)現了二氧化碳自由膨脹時溫度升高的現象，即焦耳-湯姆遜效應，廣泛應用于高溫和二氧化碳液化。
同時，焦耳還對蒸汽機的發(fā)展做了很多有價值的工作，估算了二氧化碳分子的運動速度。
時間來到1850年，能量守恒被科學界普遍接受。 人類幾千年來對永動機的盲目追求從此告一段落，對能量的認知有了質的飛躍。
焦耳的夏天終于來了。 同年，再次當選為德國皇家學會教授； 1866 年，他被授予最高榮譽科普利獎章，以表彰他在電學、熱力學和熱學方面的貢獻。
為了紀念這位科學大師，人們將能量或功的單位命名為“焦耳”（簡稱“Joule”），并用“J”作標記。
1889年10月11日，焦耳因多年病痛在家中去世。 他享年71歲，遺體葬于著名的威斯敏斯特教堂布魯克蘭茲公墓。
焦耳的話：
研究自然及其規(guī)律是一項基本而神圣的任務；
對于年輕一代的教育來說，這是非常重要的，甚至是必不可少的。
焦耳是從分子動力學的角度進行實驗和理論深入研究的先驅之一。 他關注電力和能源效率，擔心能源枯竭的長期危機，推動了技術創(chuàng)新浪潮和第二次工業(yè)革命的形成。
去世前三年焦耳定律是什么時候學的，焦耳對家人說：“我這輩子只做了兩三件事，沒有什么值得炫耀的。” 這份赤誠與真摯，伴隨著他一生的執(zhí)著與努力，造就了他碩果累累、回蕩在后世的豐碩成果。
這個世界上沒有永動機，但科學之山一定是永恒的，永無止境的，我們需要一直往下爬。
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文案/編輯 建強偉業(yè)_品軒·簡愛
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