詹姆斯?焦耳的科研成果有哪些？

詹姆斯?焦耳(1818～1889)，英国实验物理学家。焦耳是位业余科学家，由于受到著名化学家道尔顿的引导，对实验产生了兴趣，为他的业余研究打下了良好的基础。

焦耳为了测定热功当量的值，反复进行实验，从1840年开始到1878年为止，前后大约用了40年的时间，做了400多次实验，用了多种方法，包括桨翼搅拌法、多孔塞法、压气机法、电热法等，实验结果越来越精确，无可辩驳地证明了能量守恒与转化定律。

1847年4月，焦耳在作《关于物质、活力和热》的讲演时，对他的实验结果作了通俗的解释：“经验已经证明，无论在哪里活力在表观上消失了，那么总会产生一种与之等当量的力，这种与活力等当量的力就是热。把活力变为热的最通常的办法就是摩擦。”1849年6月21日，他在皇家学会宣读论文《论热的机械当量》，并介绍了实验装置，宣布了实验结果：要使一磅水(在真空中测量温度在55～60℃之间)升高1华氏度的热量，需要花费772磅重物下降1英尺所做的功(此数值为424.3千克米/千卡)，实验结果处理得相当严密，在计算中甚至考虑到将重量还原为真空中的值，这个实验结果同30年后(1879年)由美国物理学家罗兰的测量结果相比，误差仅为1/400。由此看出焦耳实验的精确性，但他继续测量一直到1878年，最后的测量值为423.85千克米/千卡。

在1850年发表的《热的功当量》实验报告中，焦耳详细地介绍了实验装置、实验过程和实验结果。同年他当选为皇家学会会员，成果得到科学界的认同。焦耳的工作为热力学第一定律的建立奠定了基础，由此能量守恒和转化定律应运而生。