1、 焦耳定律的發現
1840年12月,他在英國皇家學會上宣讀了關于電流生熱的論文,提出電流通過導體産生熱量的定律;由于不久э.х.楞次也獨立地發現了同樣的定律,而被稱為焦耳-楞次定律。
2、 熱功當量的測定
焦耳的主要貢獻是他鑽研并測定了熱和機械功之間的當量關系。第一,不論固體或液體,摩擦所産生的熱量,總是與所耗的力的大小成比例。第二,要産生使1磅水增加1華氏度的熱量,需要耗用772磅重物下降1英尺的機械功。他精益求精,直到1878年還有測量結果的報告。他近40年的研究工作,為熱運動與其他運動的相互轉換,運動守恒等問題,提供了無可置疑的證據,焦耳因此成為能量守恒定律的發現者之一。
3、 焦耳-湯姆孫效應
1852年焦耳和即開爾文發現氣體自由膨脹時溫度下降的現象,被稱為焦耳-湯姆孫效應。這效應在低溫和氣體液化方面有廣泛應用。他對蒸汽機的發展作了不少有價值的工作。
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