热功当量的测量

物理学中用焦耳作为能量的单位，这是一个基本的物理学常识了，你知道它为什么用焦耳吗？这是为了纪念英国物理学家焦耳而命名的。1818年12月24日，焦耳出生于英国曼彻斯特，父亲是一家酿酒厂的厂长。焦耳二十四、五岁就开始从事科学上的测量工作，他工作认真、细致，克服了许多困难，坚持近四十年，一共做了四百多次实验，为测定热功当量作出了贡献。寒冷的天气里，北风吹得两手冰凉，赶紧两手搓搓，不一会手心就热起来了，手渐渐暖和了，这是功转变成热的一个例子。爱思考的人们就要想到这样一个问题：物体具有做功的本领，机械功的大小是用W＝FS（W＝FScos? ）来计算的；电功是用W＝IVt来计算的。那么机械功转变为热，电功转变为热时，多少功能转化成多少热量呢？焦耳认为：热量和功这两个物理量之间存在着一个换算关系，通过这个关系，使这两个物理量能等同起来，这个量就称为热功当量。
     从此焦耳就把全部精力投入身到这个测量工作中去。焦耳用水、水银、鲸油等物质经过多次反复的实验，于 1843年第一次发表了他测定数值结果的论文。以后一直坚持研究，到1878年的35年期间，他共进行了四百多次测量，确定了热和功的换算数值。现在国际上统一规定，热功当量数值J＝4.184焦耳/卡。即1卡热量相当于4.184焦耳的功；或1焦耳＝0.2390卡。这样处理能量转换问题就方便多了。机械能和热能转换时，假如功用公斤米作为单位，热量用千卡为单位，热功当量J＝427公斤米/千卡。而电能与热能转换时，1度电相当于860千卡的热量，或者说1度电可以产生860千卡的热。焦耳于1889年10月11日在英国去世。