檢視焦耳的原始碼

[[File:焦耳8.jpg|350px|缩略图|右|<big>焦耳</big>[http://image.yjcf360.com/u/cms/www/201811/121455001qdn.png 原图链接][http://yule.yjcf360.com/kaogutanmi/17401109.htm 来自 赢家娱乐 的图片]]]

'''焦耳'''（简称焦）是[[国际单位制]]中能量、[[功]]或[[热量]]的导出单位，符号为J。在[[经典力学]]里，1焦耳等于施加1牛顿作用力经过1米距离所需的能量（或做的机械功）。在[[电磁学]]里，1焦耳等于将1安培电流通过1欧姆电阻1秒时间所需的能量。焦耳是因纪念[[物理学家]]詹姆斯·焦耳而命名。

==焦耳的主要贡献==

焦耳的主要贡献是他研究了热和[[机械功]]之间的当量关系。焦耳最初的研究方向是电磁机，他想将父亲的酿酒厂中应用的蒸汽机替换成电磁机以提高工作效率。

1837年，焦耳制成了用电池驱动的电磁机，但由于支持电磁机工作的[[电流]]来自锌电池，而锌的价格昂贵，用电磁机反而比用[[蒸汽机]]成本高。焦耳虽然没有达到最初的目的，但他从实验中发现了电流可以做功的现象。

为进一步探索电流热效应的规律，焦耳把环形线圈放入装水的试管内，测量不同电流强度和[[电阻]]时的水温。通过这一实验，他发现导体在一定时间内放出的热量与[[导体]]的电阻及电流强度的平方之积成正比。此后不久，俄国物理学家楞次公布了他的大量实验结果，进一步验证了焦耳关于电流热效应结论的正确性。因此，该定律被称为焦耳—楞次定律。

在完成电流热效应的研究之后，焦耳又进行了功与热量的转化实验。焦耳认为，[[自然界]]的能量是不能消灭的，消耗了[[机械能]]，总能得到相应的[[热能]]。因此，做功和传递热量之间一定存在着确定的数量关系，即热功当量。

1843年，焦耳又设计了一个新实验想找到这一关系。他将一个小线圈绕在铁芯上，用电流计测量感生电流，把线圈放在装水的容器中，测量水温以计算热量。这样在没有外界电源供电的情况下，水温的升高只是机械能转化为[[电能]]、电能又转化为热的结果。

这个实验使焦耳想到了机械功与热的联系，经过反复的实验、测量，焦耳测出了热功当量，即1千卡的热量相当于460千克米的功。然而，此结果并不精确，焦耳又进行了更精确的实验。

1847年，焦耳设计了更巧妙的实验，他在量热器里装了水，中间安上带有叶片的转轴，然后让下降重物带动叶片旋转，由于叶片和水的摩擦，水和量热器都变热了。根据重物下落的高度，可以算出转化的机械功；根据量热器内水升高的温度，就可以计算水的内能的升高值。把两数进行比较就可以求出[[热功当量]]的准确值来。

随后，焦耳还用鲸鱼油或[[汞|水银]]代替水来做实验，他用各种方法进行了四百多次实验经过更精确地测量，得到的热功当量值为1卡=4.15焦耳，非常接近目前采用的1卡=4.184焦耳。在当时的条件下，能做出这样精确的实验来，是非常不容易的。焦耳准确地测定了热功当量，进一步证明了能的转化和[[守恒定律]]是客观真理。这一定律的确定，宣告了制造“永动机”的幻想彻底破灭