Джеймс Джоуль та його внесок у фізику

1.

Презентація на
тему:"Джеймс Джоуль:
Основатель теории
сохранения энергии"
ПІДГОТУВАЛИ:РОМАНОВ ВІКТОР ТА ЯЦУН ГОРДІЙ

2.

Короткий вступ до Джеймса Джоуля
та його внеску в фізику.
**Короткий вступ до Джеймса Джоуля та його внеску в фізику:**
Джеймс Прескотт Джоуль (1818–1889) – англійський фізик і інженер, який вніс
великий внесок у розвиток науки та вивчення енергії. Його ім'я вперше стало
відомим завдяки вивченню теплових явищ, що веде до формулювання теорії
збереження енергії. Найвизначніший експеримент Джоуля, пов'язаний із тепловим
ефектом при проходженні електричного струму через провідник, дав засновок для
розуміння електромагнетизму та термодинаміки.
Джеймс Джоуль став одним із піонерів в дослідженні теплових процесів, важливих
для розвитку теорії енергії та фізики взагалі. Його внесок у розуміння фізичних
законів, пов'язаних з перетворенням різних форм енергії, залишається
основоположним і впливає на сучасні дослідження в галузі термодинаміки, елект

3.

Уточнення, що Джеймс Джоуль був
англійським фізиком і інженером.
**Уточнення, що Джеймс Джоуль був англійським фізиком і
інженером:**
Джеймс Прескотт Джоуль, народився у 1818 році в Англії, був видатним
англійським фізиком і інженером XIX століття. Відзначаючись
винятковою обізнаністю в обох галузях, він величезним чином вплинув на
розвиток науки та технологій свого часу.
Як інженер, Джоуль виявився винятковим фахівцем в галузі текстильної
промисловості, роблячи сімейний бізнес одним з найвпливовіших
підприємств свого часу. Однак його справжнє покликання полягало в
науці. Він активно досліджував теплові явища, електромагнетизм та інші
фізичні принципи, виводячи цінні теорії, які виявилися
фундаментальними для подальших наукових відкриттів.

4.

Освіта та професійна діяльність.
Джеймс Прескотт Джоуль отримав свою освіту відомими навчальними закладами свого часу. Він навчався в школі
Джона Роджерса в Олтрінгемі та пізніше в Фернівортському коледжі в Манчестері. Його освітній шлях складався з
вивчення класичних наук, математики та фізики, встановлюючи твердий фундамент для його подальших досягнень у
науці.
Після завершення освіти Джоуль активно займався сімейним підприємством у сфері виробництва обладнання для
текстильної промисловості. Його інженерні здібності та інноваційний підхід дозволили підняти бізнес на новий рівень.
Проте основним внеском Джеймса Джоуля в історію стало його наукове дослідження в галузі фізики. Його роботи в
області теплопередачі, електромагнетизму та термодинаміки вивели його ім'я на світовий науковий рівень.
Зокрема, його експериментальні дослідження теплових явищ при проведенні електричного струму через провідник
визначили його як одного з основоположників теорії збереження енергії. Його наукова спадщина залишається
важливою для розвитку фізики і теплотехніки.

5.

Пояснення основних принципів теорії
збереження енергії, розроблених
Джоулем.
Джеймс Джоуль вніс значний внесок у формулювання та розвиток теорії збереження енергії, що відома також як закон збереження енергії. Основні принципи цієї теорії,
розроблені Джоулем, можна пояснити наступним чином:
1. Енергія є несхідна:
Джоуль вважав, що енергія не може бути ані створена, ані знищена. Все, що відбувається в природі, є лише перетворенням енергії з одного виду в інший.
2. Система та її оточення:
Теорія збереження енергії розглядає систему та її оточення. У замкнутій системі, де немає обміну маси з оточенням, загальна енергія залишається постійною.
3. Різні форми енергії:
Енергія може існувати у різних формах, таких як кінетична енергія руху, потенційна енергія положення, теплова енергія та інші. Згідно з теорією Джоуля, енергія може
перетворюватися із однієї форми в іншу, але її сума залишається незмінною.
4. Робота та теплопередача:
Джоуль розвинув концепцію роботи та теплопередачі як форм перетворення енергії. Він встановив, що робота, виконана над системою або виконана нею,
перетворюється в інші форми енергії, такі як теплова енергія.

6.

Відомий експеримент Джоуля,
пов'язаний з тепловим ефектом при
проведенні струму через провідник.
Відомий експеримент Джеймса Джоуля, який відіграв ключову роль у встановленні зв'язку між
електричним струмом та тепловою енергією, був проведений у 1841 році.
Джеймс Джоуль розмістив електричний опір (резистор) у вигляді довгого тонкого дроту в
ізольованому контейнері з водою. Потім він підключив дріт до джерела електричного струму і
дозволив струму протікати через дріт протягом тривалого часу.
Під час цього процесу Джоуль зауважив, що вода в контейнері прогрівається. Його спостереження
свідчило про те, що при проходженні електричного струму через провідник відбувається
перетворення електричної енергії в теплову енергію.
Цей експеримент дав можливість Джоулю встановити кількісне відношення між кількістю
електричної енергії (в роботі, витраченій на переміщення заряду) і кількістю теплової енергії, яка
виникає внаслідок нагрівання води. Це дослідження дало основу для розвитку концепції
електричної роботи і закону збереження енергії в системах, що працюють з електричним
струмом.

7.

Внесок Джоуля в розуміння ентропії
та основ термодинаміки.
Джеймс Джоуль мав значний внесок у розвиток розуміння ентропії та основ термодинаміки. Основні моменти його внеску
можна описати наступним чином:
1. Експериментальне визначення теплових потоків:
Джоуль вивчав теплові явища та проводив експерименти для визначення кількості тепла, що виділяється або поглинається під
час різних процесів. Один із його важливих експериментів стосувався розширення газу, під час якого він визначив величину
теплового ефекту.
2. Закон збереження енергії в теплових процесах:
Джоуль допоміг у встановленні тісного зв'язку між мехаічною роботою та тепловою енергією. Він вніс важливий внесок у
розуміння закону збереження енергії в теплових процесах, визначивши, що кількість виконаної роботи дорівнює кількості тепла,
що виділяється або поглиблюється в системі.
3. Фундаментальні роботи з термодинаміки:
Враховуючи результати своїх досліджень, Джоуль вніс вагомий внесок у розвиток термодинаміки. Він допоміг сформулювати
перший закон термодинаміки, який визначає взаємозв'язок між тепловими ефектами та виконаною роботою в системі.

8.

Значення внеску Джеймса Джоуля в
розвиток фізики.
Джеймс Джоуль вніс надзвичайно важливий внесок в розвиток фізики, особливо в галузі термодинаміки та
теплофізики. Основні аспекти його внеску визначаються наступним чином:
1. Теорія збереження енергії:
Великий внесок Джоуля включає формулювання та експериментальне доведення теорії збереження енергії. Його
роботи в цій галузі визначили основи для розуміння перетворення різних форм енергії та вивчення законів, які керують
цими процесами.
2. Закони термодинаміки:
Джоуль був одним з піонерів у встановленні основ термодинаміки. Він допоміг сформулювати перший закон
термодинаміки, що визначає взаємозв'язок між тепловими та механічними явищами в системі.
3. Розуміння ролі ентропії:
Джоуль вніс великий внесок у розвиток концепції ентропії, розглядаючи її як міру невпорядкованості системи. Це
допомогло визначити другий закон термодинаміки та з'ясувати важливі принципи, пов'язані з напрямком
термодинамічних процесів.