Номер 1, страница 178 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

Подготовьте доклад о жизни и деятельности Д. Джоуля и Э. Ленца.

Джеймс Прескотт Джоуль (1818–1889)

Джеймс Прескотт Джоуль — выдающийся английский физик, чей вклад в науку стал основой для первого начала термодинамики и закона сохранения энергии. Он родился 24 декабря 1818 года в городе Солфорд (Англия) в семье состоятельного владельца пивоварни. Из-за слабого здоровья Джоуль получил образование на дому. Одним из его учителей был знаменитый химик и физик Джон Дальтон, который пробудил в молодом Джоуле глубокий интерес к научным исследованиям. Большинство своих знаменитых экспериментов Джоуль провёл в собственной лаборатории, которую он оборудовал сначала на пивоваренном заводе, а затем в своём доме.

Научная деятельность Джоуля была сосредоточена на изучении природы тепла и его связи с другими формами энергии. В 1841 году он открыл закон, описывающий тепловое действие электрического тока. Джоуль экспериментально установил, что количество теплоты $Q$, выделяемое в проводнике, прямо пропорционально квадрату силы тока $I$, сопротивлению проводника $R$ и времени $t$ протекания тока. Этот закон, известный как закон Джоуля–Ленца, математически выражается формулой: $Q = I^2Rt$.

Самым известным достижением Джоуля является экспериментальное определение механического эквивалента теплоты. В серии meticulously выполненных опытов, наиболее знаменитый из которых — эксперимент с вращением лопастей в сосуде с водой под действием падающих грузов, он с высокой точностью измерил, какое количество механической работы требуется для повышения температуры определённого количества воды на один градус. Эти эксперименты неопровержимо доказали, что теплота является формой энергии, а не некой невесомой жидкостью ("теплородом"), как считалось ранее. Работа Джоуля заложила экспериментальный фундамент для закона сохранения энергии.

В сотрудничестве с Уильямом Томсоном (будущим лордом Кельвином) Джоуль открыл эффект Джоуля–Томсона — явление изменения температуры газа при его медленном протекании через пористую перегородку без совершения внешней работы. Это открытие легло в основу современных технологий сжижения газов и холодильной техники. В знак признания его огромного вклада в науку, единица измерения энергии, работы и количества теплоты в Международной системе единиц (СИ) была названа в его честь — джоуль (Дж).

Эмилий Христианович Ленц (1804–1865)

Эмилий Христианович Ленц (при рождении Генрих Фридрих Эмиль Ленц) — выдающийся российский физик, один из основоположников электротехники. Он родился 12 февраля 1804 года в Дерпте (ныне Тарту, Эстония). После окончания Дерптского университета он в качестве физика принял участие в кругосветной экспедиции Отто фон Коцебу (1823–1826), в ходе которой провёл ценные океанографические и геофизические наблюдения. Вернувшись в Россию, он посвятил себя научной и преподавательской деятельности, став академиком Петербургской академии наук, а позднее — ректором Санкт-Петербургского университета.

Главным вкладом Ленца в мировую науку является сформулированное им в 1833 году правило для определения направления индукционного тока. Правило Ленца гласит: возникающий в замкнутом проводящем контуре индукционный ток имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует изменению магнитного потока, которым этот ток вызван. Этот фундаментальный принцип является прямым следствием закона сохранения энергии в приложении к электромагнитным явлениям и дополняет закон электромагнитной индукции Фарадея.

В 1842 году, независимо от Джеймса Джоуля, Ленц экспериментально исследовал тепловое действие тока. Он пришёл к аналогичным выводам, установив количественную связь между выделяемым в проводнике теплом и силой протекающего тока. Поскольку открытие было сделано обоими учёными практически одновременно и независимо друг от друга, закон о тепловом действии тока справедливо носит двойное имя — закон Джоуля–Ленца. Формула, выведенная обоими учёными, является одной и той же. Кроме того, Ленц внёс значительный вклад в изучение зависимости электрического сопротивления проводников от температуры.

Ответ: Джеймс Прескотт Джоуль и Эмилий Христианович Ленц — два выдающихся физика XIX века, чьи исследования заложили основы учения об электричестве и термодинамике. Джоуль экспериментально доказал, что теплота является формой энергии, и установил её количественный эквивалент с механической работой, что легло в основу закона сохранения энергии. Ленц сформулировал фундаментальное правило, определяющее направление индукционного тока, которое также является проявлением закона сохранения энергии в электромагнетизме. Оба учёных независимо друг от друга открыли закон, описывающий тепловое действие электрического тока, который сегодня известен как закон Джоуля–Ленца ($Q = I^2Rt$).