能量守恆，亦如我給你的愛永不消失

能量守恆，亦如我給你的愛永不消失

@焦耳

其實，我是個釀酒師

1818年，焦耳生於英國曼徹斯特，他的父親是一個釀酒廠主。焦耳自幼跟隨父親參加釀酒勞動，沒有受過正規的教育。

青年時期，在別人的介紹下，焦耳認識了著名的化學家道爾頓。道爾頓給予了焦耳熱情的指導。

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，在實驗中他發現電流可以做功，這激發了他進行深入研究的興趣。

1840年，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變化。通過這一實驗，他發現了焦耳定律，即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。

你們所知道的能量守恆

焦耳注意到各種生熱的自然「力」之間存在定量關係，他做了許多實驗，提出能量守恆定律：

能量既不會憑空消失，也不會憑空產生，它只能從一種形式轉化成另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而能量的總量保持不變。

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焦耳年輕的時候，正是「永動機」熱席捲歐洲的時代，許多人妄想製造出一種不消耗能量永遠做功的機器。

焦耳也曾經設計、製作過永動機，但是沒有一次成功過。接連的失敗引起了焦耳的深思，他重新確定探索方向，做了大量的功與熱量的實驗。

焦耳發現，能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到其他物體，而能量的總量保持不變。因此，永動機是不可能存在的，並且做功和傳遞熱量之間存在著確定的數量關係。

那麼1卡的熱量相當於多少焦耳的功呢？（人們把這一換算關係叫做熱功當量。）

為此，焦耳精心設計了量熱器，用不同方法進行實驗探索。

從1843年起，在近40年當中，焦耳做了400多次實驗，終於得出了比較精確的熱功當量值1卡＝4.15焦耳。

這一數值與今天公認的熱功當量值1卡＝4.18焦耳比較起來雖然小了些，但在當時的實驗條件下卻是件了不起的事。

焦耳的熱功當量值保持了30年沒有變化，這在物理學史上是極為罕見的。焦耳準確地測定了熱功當量，以無可辯駁的事實進一步證明了能量守恆定律是客觀真理。在實踐上，給製造永動機的幻想做了「不能實現」的最後判決。

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我們生活中的「焦耳」

我們生活中使用的電暖器、電熨斗、電飯鍋等家用電器，都是利用電流的熱效應來工作的。可以說，多虧了焦耳，我們才有這樣方便的生活。

除此以外，電網對抗冰雪天氣採用的「直流融冰」新技術的基本原理就是焦耳定律。由焦耳定律可知，Q=I2Rt，因為導線存在電阻，通電時就會產生熱量。雖然電阻並不大，但當導線上通過較大電流時，在單位時間內就能產生較多的熱量，數分鐘之後產生的熱量能使得輸電導線發熱，從而達到融冰效果。

後續

1850年，曾經的釀酒師焦耳，憑藉他在物理學上作出的重要貢獻，成為英國皇家學會會員，兩年後他接受了皇家勳章。許多外國科學院也給予他很高的榮譽。

55歲時，焦耳健康狀況惡化，研究工作減慢。1878年，焦耳六十歲時，發表了他的最後一篇論文。1889年10月11日，焦耳在索福特逝世。

後人為了紀念他，把能量或功的單位命名為「焦耳」。

儘管他可能一生都並未說出如文首那樣的情話，但他的發現卻給每一個家庭帶來了溫情。

編輯 匡吉 更多精彩請關注2月15日出版的《亮報》11版