詹姆斯·普雷斯科特·焦耳 焦耳是19世纪英国物理学家，主要研究热力学和能量守恒。他的工作奠定了热力学第一定律的基础，并建立了热量与机械功之间的定量关系。他的姓氏成为能量和功的国际单位之一。 焦耳于1818年出生在英国曼彻斯特附近的一个酿酒商家庭。他的科学兴趣早期受到家庭酿酒业务中温度控制需求的启发，后来在著名化学家约翰·道尔顿的指导下学习基础科学。焦耳的家庭背景和早期教育为他提供了独特的实验条件，他利用酿酒厂的设施进行了一系列精密的测量实验。 焦耳最著名的贡献是确定了热功当量。他设计了一个实验，通过测量水中旋转桨叶产生的热量与所做的机械功之间的关系，得出了1卡路里热量相当于4.184焦耳功的精确数值。这个实验的关键在于他使用了温度计测量水溫的微小变化，并计算了重物下落时所做的机械功。 焦耳的研究与同时代的科学家如威廉·汤姆森（开尔文勋爵）产生了重要互动。他们合作发现了焦耳-汤姆森效应，描述了气体在膨胀过程中的温度变化规律。这一发现对制冷技术和低温物理学的发展产生了深远影响。 焦耳的工作最终促成了能量守恒定律的建立。他的实验证明了不同形式的能量可以相互转换，但总能量保持不变。这一原理成为热力学第一定律的核心内容，对工程学和物理学的发展产生了革命性影响。 焦耳的贡献使他成为英国皇家学会会员，并获得多项科学荣誉。他名字被永久铭记在国际单位制中，作为能量和功的基本单位。他的生平展示了如何通过精密的实验设计和坚持不懈的测量，推动基础科学理论的发展。