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| − | '''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'''（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]]<ref>[https://www.icourse163.org/course/preview/PKU-1003512002/?tid=1003747003 电磁学]，中国大学MOOC(慕课)</ref> 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。 |
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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。 | 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。 | + | 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<ref>[http://www.itfly.pc-fly.com/a/taishizhuangji/article-195057-1.html prescott 詹姆斯 . 焦耳]，飞来科技，2016-08-30 </ref> 。 |
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。 | 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。 | ||
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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 | 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 | ||
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| + | <center>身体需要的能量 可能量到底是什么 能量就是热量 | ||
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| + | <center>雷电一次闪电能发出1亿焦耳的热量，为什么科学家不利用它？ | ||
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於 2020年4月7日 (二) 18:08 的最新修訂
焦耳（簡稱焦）是國際單位制中能量、功或熱量的導出單位，符號為J。在經典力學里，1焦耳等於施加1牛頓作用力經過1米距離所需的能量（或做的機械功）。在電磁學[1]里，1焦耳等於將1安培電流通過1歐姆電阻1秒時間所需的能量。焦耳是因紀念物理學家詹姆斯·焦耳而命名。
焦耳的主要貢獻
焦耳的主要貢獻是他研究了熱和機械功之間的當量關係。焦耳最初的研究方向是電磁機，他想將父親的釀酒廠中應用的蒸汽機替換成電磁機以提高工作效率。
1837年，焦耳製成了用電池驅動的電磁機，但由於支持電磁機工作的電流來自鋅電池，而鋅的價格昂貴，用電磁機反而比用蒸汽機成本高。焦耳雖然沒有達到最初的目的，但他從實驗中發現了電流可以做功的現象。
為進一步探索電流熱效應的規律，焦耳把環形線圈放入裝水的試管內，測量不同電流強度和電阻時的水溫。通過這一實驗，他發現導體在一定時間內放出的熱量與導體的電阻及電流強度的平方之積成正比。此後不久，俄國物理學家楞次公布了他的大量實驗結果，進一步驗證了焦耳關於電流熱效應結論的正確性。因此，該定律被稱為焦耳—楞次定律[2]。
在完成電流熱效應的研究之後，焦耳又進行了功與熱量的轉化實驗。焦耳認為，自然界的能量是不能消滅的，消耗了機械能，總能得到相應的熱能。因此，做功和傳遞熱量之間一定存在着確定的數量關係，即熱功當量。
1843年，焦耳又設計了一個新實驗想找到這一關係。他將一個小線圈繞在鐵芯上，用電流計測量感生電流，把線圈放在裝水的容器中，測量水溫以計算熱量。這樣在沒有外界電源供電的情況下，水溫的升高只是機械能轉化為電能、電能又轉化為熱的結果。
這個實驗使焦耳想到了機械功與熱的聯繫，經過反覆的實驗、測量，焦耳測出了熱功當量，即1千卡的熱量相當於460千克米的功。然而，此結果並不精確，焦耳又進行了更精確的實驗。
1847年，焦耳設計了更巧妙的實驗，他在量熱器里裝了水，中間安上帶有葉片的轉軸，然後讓下降重物帶動葉片旋轉，由於葉片和水的摩擦，水和量熱器都變熱了。根據重物下落的高度，可以算出轉化的機械功；根據量熱器內水升高的溫度，就可以計算水的內能的升高值。把兩數進行比較就可以求出熱功當量的準確值來。
隨後，焦耳還用鯨魚油或水銀代替水來做實驗，他用各種方法進行了四百多次實驗經過更精確地測量，得到的熱功當量值為1卡=4.15焦耳，非常接近目前採用的1卡=4.184焦耳。在當時的條件下，能做出這樣精確的實驗來，是非常不容易的。焦耳準確地測定了熱功當量，進一步證明了能的轉化和守恆定律是客觀真理。這一定律的確定，宣告了製造「永動機」的幻想徹底破滅
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參考文獻
- ↑ 電磁學，中國大學MOOC(慕課)
- ↑ prescott 詹姆斯 . 焦耳，飛來科技，2016-08-30