Михаил Стародумов - Замечательные изобретения известных людей авторство которых забыто

В 1649 году Декарт, измученный многолетней травлей за вольнодумство, поддался уговорам шведской королевы Кристины (с которой много лет активно переписывался) и переехал в Стокгольм. Почти сразу после переезда он серьёзно простудился и вскоре умер. Существует также версия о его отравлении, поскольку симптомы болезни Декарта были сходны с симптомами, возникающими при остром отравлении мышьяком. Поводом для отравления, по этой версии, послужило опасение католических агентов, что вольнодумство Декарта может помешать их усилиям по обращению королевы Кристины в католичество (это обращение действительно произошло в 1654 году).

К концу жизни Декарта отношение церкви к его учению стало резко враждебным. Вскоре после его смерти основные сочинения Декарта были внесены в «Индекс запрещённых книг», а Людовик XIV специальным указом запретил преподавание философии Декарта («картезианства») во всех учебных заведениях Франции.

Спустя 17 лет после смерти учёного его останки были перевезены из Стокгольма в Париж и захоронены в часовне аббатства Сен-Жермен-де-Пре. Хотя Национальный конвент ещё в 1792 году планировал перенести прах Декарта в Пантеон, сейчас, спустя два с лишним века, он всё так же продолжает покоиться в часовне аббатства.

Родился в семье зажиточного владельца пивоваренного завода в Солфорде близ Манчестера, получил домашнее образование, притом несколько лет его учителем по элементарной математике, началам химии и физики был Джон Дальтон — известный ученый, изучавший физику, химию и естественные науки. Он внес неоценимый вклад в научное будущее Джеймса, привив ему интерес к сбору численных данных и их логическому осмыслению.

С 1833 года Джеймс работал на пивоваренном заводе и параллельно с обучением и занятиями наукой до 1854 года участвовал в управлении предприятием, пока оно не было продано.

Первые экспериментальные исследования начал уже в 1837 году, заинтересовавшись возможностью замены паровых машин на пивоварне на электрические. В 1838 году по рекомендации одного из своих учителей, близким другом которого был изобретатель электродвигателя Стёрджен, Джоуль опубликовал первую работу по электричеству в научном журнале Annals of Electricity, организованном за год до этого Стёрдженом. Работа была посвящена устройству электромагнитного двигателя. В 1840 году Джоуль обнаружил эффект магнитного насыщения при намагничивании ферромагнетиков и в течение 1840–1845 годов экспериментально изучал электромагнитные явления.

Изыскивая способы измерения электрических токов, Джеймс Джоуль в 1841 году открыл названный его именем закон, устанавливающий квадратичную зависимость между силой тока и выделенным этим током в проводнике количеством теплоты (в русской литературе фигурирует как закон Джоуля — Ленца, так как 1842 году независимо этот закон был открыт российским физиком Ленцем). Открытие не было оценено Лондонским королевским обществом, и работу удалось опубликовать лишь в периодическом журнале Манчестерского литературного и философского общества.

В работах начала 1840-х годов Джоуль исследовал вопрос экономической целесообразности электромагнитных двигателей, поначалу полагая, что электромагниты могут быть источником неограниченного количества механической работы, но вскоре убедился, что с практической точки зрения паровые машины того времени были эффективнее. В 1841 году опубликовал выводы, что эффективность «идеального» электромагнитного двигателя на 1 фунт цинка (используемого в аккумуляторах) составляет всего лишь 20 % от эффективности парового на 1 фунт сжигаемого угля.

В 1842 году он обнаружил и описал явление магнитострикции, заключающееся в изменении размеров и объёма тела при изменении его состояния намагниченности. В 1843 году сформулировал и опубликовал окончательные результаты работ по исследованию тепловыделения в проводниках, в частности, экспериментально показал, что выделяемое тепло не забирается из окружающей среды, что бесповоротно опровергало теорию теплорода, сторонники которой ещё были в то время. В том же году заинтересовался общей проблемой количественного соотношения между различными силами, приводящими к выделению теплоты, и, придя к убеждению в существовании предсказанной Майером (1842) определённой зависимости между работой и количеством теплоты, начал искать численное соотношение между этими величинами — механический эквивалент тепла. В 1843–1850 годах провел серию экспериментов, каждый раз подтверждая принцип сохранения энергии количественными результатами.

В 1844 году семья Джоулей переехала в новый дом в Уэлли-Рэйдж, где для Джеймса была оборудована удобная лаборатория.

В 1847 году познакомился с Томсоном (будущий барон Кельвин, химик, механик и инженер), который дал высокую оценку экспериментальной технике Джоуля. Во многом под влиянием Джоуля были сформированы представления Томсона о молекулярно-кинетической теории. В первых же совместных работах Томсон и Джоуль создают термодинамическую температурную шкалу.

В 1848 году для объяснения тепловых эффектов при повышении давления Джоуль предложил модель газа как состоящего из микроскопических упругих шариков, столкновение которых со стенками сосуда и создаёт давление. Дал оценку скорости «упругих шариков» водорода около 1850 м/c. По рекомендации Клаузиуса эта работа была опубликована в «Философских трудах Королевского общества», и, хотя в ней впоследствии были выявлены серьёзные изъяны, она оказала значительное влияние на становление термодинамики.

К концу 1840-х годов работы Джоуля получили признание в научном сообществе, и в 1850 году он был избран действительным членом Лондонского королевского общества.

В работах 1851 года он достаточно точно теоретически рассчитал теплоёмкость некоторых газов. В 1852 году обнаружил, измерил и описал в серии совместных с Томсоном работ эффект изменения температуры газа при адиабатическом дросселировании, известный как эффект Джоуля — Томсона, ставший впоследствии одним из основных методов получения сверхнизких температур.

В 1850-е годы опубликовал большую серию статей о совершенствовании электрических измерений, предлагая конструкции вольтметров, гальванометров, амперметров, обеспечивающие высокую точность измерений.

В 1859 году исследовал термодинамические свойства твёрдых тел, измеряя тепловой эффект при деформациях, и отметил нестандартные в сравнении с другими материалами свойства каучука.

В 1860-е годы предлагал возможные объяснения природы атмосферных гроз, миражей, метеоритов.

В 1867 году Джоуль по схеме, предложенной Томсоном, проводил для Британской научной ассоциации измерения эталона механического эквивалента теплоты, но получил результаты, расходящиеся со значениями, получающимися из чисто механических опытов, однако уточнения условий механических экспериментов подтвердили точность измерений Джоуля, и в 1878 году эталон сопротивления был пересмотрен.