24. prosince 1818 až 11. října 1889
britský fyzik

James Prescott Joule se narodil na Štědrý den roku 1818 v Salfordu ve Velké Británii jako čtvrtý syn Benjamina a Alice Joulových (rozená Alice Prescott, po které převzal druhé jméno). Rodina Jouleových byla bohatá, protože vlastnila pivovar v Manchesteru. James měl v dětství nemocnou páteř, což mělo velký vliv na jeho uzavřenější a stydlivější povahu. Nenavštěvoval normální školu, ale byl vyučován doma. Od čtrnácti let studoval na univerzitě v Manchesteru ale po dvou letech ji opustil kvůli studiu u významného britského chemika a fyzika Johna Daltona. Ten mu vštěpoval nejen základní matematické, fyzikální a chemické znalosti, ale i vlastnosti dobrého experimentátora – puntičkářství a přesnost. Při svých experimentech byl bezohledný nejen k sobě, ale i ke služebnictvu v otcově rezidenci. Sobě si jednou náhodou ustřelil obočí, na služce prováděl sérii elektrošoků až upadla do mdlob.


James Joule.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Pavel Trnka. Under Creative Commons.

Mezi lety 1837 až 1856 pracoval v otcově pivovaru, kde se jeho první výzkum soustředil na zlepšení efektivity elektrických motorů, které měly nahradit zastaralé parní stroje. Otec mu zařídil laboratoř, ve které se začal zabývat výzkumem elektromagnetických jevů. Poprvé na sebe upozornil jako dvacetiletý vynálezem elektrického motoru, ve kterém používal otáčivý pohyb vodiče s proudem v magnetickém poli. Své práce uveřejňoval ve vědeckých časopisech. Jedním z výsledků jeho výzkumů byl i poznatek z roku 1840, kdy objevil, že se tělesa dají zmagnetizovat jen do určitého stavu nasycení magnetismem, který není možno překročit. Delší dobu zkoumal, jaké teplo se vyvine při průchodu elektrického proudu vodičem, a objevil zákon dnes označovaný jako Joulův zákon. Svůj objev zveřejnil v Protokolech Royal Society v roce 1840. Tyto pokusy prováděl s primitivním kalorimetrem a s galvanometrem vlastní konstrukce. Zjistil, že „teplo buzené elektrickým proudem je úměrné počtu atomů rozložených chemicky“ [2]. O čtyři roky později potvrdil jeho pokusy Heinrich Lenz a proto se zákon dnes nazývá Joule–Lenzův.

Už od dětství měl zájem o vlaky a parní stroje. To zřejmě ovlivnilo jeho pozdější vztah k tepelné energii a k termodynamice. Jako jeden z prvních (při pokusech se zahříváním vodiče s proudem) si uvědomil, že při mechanické práci vzniká teplo. Nechal otáčet lopatkové kolo v nádobě s vodou, která se prací třecích sil ohřívala. Ve své první publikaci o teple z roku 1840 popsal, že elektrický odpor vodiče je závislý na jeho teplotě a na čtverci jeho průřezu. Ve svých pracech o elektrické, chemické a mechanické energii Joule vysvětlil, že produkované teplo je přímo úměrné produkované energii. V roce 1843 stanovil mechanický ekvivalent tepla. Výsledky pak uveřejnil ve stejném roce v díle O tepelném efektu magnetoelektřiny a mechanické hodnoty tepla. V tomto díle uveřejnil svou formulaci zákona zachování energie: „Prasíly přírody podle vůle Stvořitele jsou nezničitelné.“ [2]


Jouleova aparatura pro měření mechanického ekvivalentu tepla.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.

Kromě vědecké práce se Joule věnoval spolu se svým bratrem vedení pivovaru, který zdědili po otci. Když mu ale v roce 1854 zemřela manželka, rozhodl se pivovar prodat a věnovat se jen vědecké práci. Pracoval experimentálně i teoreticky na kinetické teorii látek. Vypočítal rychlost neuspořádaného tepelného pohybu molekul plynu, zkoumal závislost této rychlosti na teplotě, teoreticky zdůvodnil Boyle–Mariottův a Gay–Lussacův zákon, určil měrná tepla některých plynů a objasnil podstatu tlaku plynu na stěny nádoby. Na některých problémech spolupracoval s Williamem Thomsonem, lordem Kelvinem.

V roce 1850 byl Joule zvolen do Royal Society a v letech 1872 až 1887 byl prezidentem Britské asociace pro pokrok ve vědě. Celý svůj život zůstal pivovarníkem, nikdy se nestal profesorem. Celý svůj výzkum si sám financoval. Bohužel v roce 1875 mu peníze došly a od tohoto roku začaly jeho zdravotní problémy. V říjnu 1889 zemřel na některou formu degenerace mozku.

Použité zdroje

[1] BOREC, T. Dobrý den, pane Ampére. 1. vydání. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1980. ISBN 14–031–81.

[2] JÁCHIM, F. Fyzikální dílo Jamese Prescotta Joulea. Matematika a fyzika ve škole, prosinec 1988, roč. 19, č. 4, s. 271–273.

[3] Encyklopedická edice, listy, fyzici. ISBN 80–860–44–05–X.

Autor textu: 
Mgr. Magda Králová

Související exponáty Techmanie

Zadejte příjmení

Rezervace a nákup vstupenek

Recepce

Poradíme Vám s objednáním a nákupem vstupenek.