∙ 1857 ∙ Фавр
При одном и том же токе и продолжительности работы батарея создавала механическую энергию или теплоту ∙ (4,17-4,54)
∙1857 ∙ Хирн
Сверление металла тупым сверлом ∙ 4,16
∙ 1861 ∙ Хирн
- Охлаждение водой металлического тормоза ∙ 4,23
- Нагревание воды при прохождении ее через узкую трубку под высоким давлением ∙ 4,16
- Расплющивание свинца. (Маятник-молот 300 кГ со скоростью 4,5 м/сек ударял по куску свинца 2,5 кГ на каменной наковальне массой 1 т. Свинец нагревался примерно на 5 °C.) ∙ 4,17
- Охлаждение сжатого воздуха при расширении в атмосферу ∙ 4,31
- Паровая машина (переход теплоты в механическую энергию). Арендовалась заводская паровая машина, для которой определялось полное количество тепла, переданное топкой пару; далее вычислялись затраты тепла на излучение, в конденсаторе и т д. и определялась полученная механическая энергия ∙ (4,12-4,23)
∙ 1858 ∙ Фавр
Трение металлов в ртути ∙ 4,05
∙ 1857–1859 ∙ Вебер, Фавр, Зильберман, Джоуль, Боша, Ленц и Вебер
Косвенные электрические методы. Измерялась теплота, выделяемая током в проводах или в химических батареях. Оценка механической энергии производилась косвенно по электрическим приборам (амперметру, вольтметру и/или омметру). Электрические единицы еще не были твердо установлены, так что результат ненадежен ∙ (3,9; 4,2; 4,2; 4,2; 4,1; 4,1; 3,9–4,7)
∙1865 ∙ Эдлунд
Расширение и сжатие металлов ∙ 4,35; 4,21; 4,30
∙1867 ∙ Джоуль
Количество тепле, выделенного известным током на известном сопротивлении ∙ 4,22
∙1867 ∙ Вебер
То же ∙ 4,21
∙1870 ∙ Виолле
Вращающийся в магнитном поле диск нагревался вихревыми электрическими токами. Измерялся механический момент и выделение тепла ∙ 4,26; 4,26; 4,27
∙ 1875 ∙ Пулуй
Трение металлов ∙ (4,167-4,180)
∙1878 ∙ Джоуль
Перемешивание воды крыльчаткой; усовершенствованная установка (среднее из 34 опытов) ∙ 4,158 (5)
* * *
Тем временем и другие экспериментаторы представили новые доказательства. Во Франции Хирн сделал схожие с Джоулем сравнения и, кроме того, добавил еще два новых, хотя и грубых, но важных опыта, поскольку они отличались от остальных. С помощью огромного железного молота в виде маятника он расплющивал кусок свинца о каменную наковальню. При этом измерялась кинетическая энергия маятника до удара с учетом остаточной кинетической энергии и потери ее сравнивались с теплотой, выделившейся в неупругом свинце. Хирн производил также и обратные измерения, когда теплота исчезала, а механическая энергия появлялась. Он арендовал обычную фабричную машину и замерял поступавшее количество тепла и выход механической энергии. Он определял теплоту горячего пара, вычитал из нее теплоту, растраченную в воздух, и т. д., и сравнивал остаток с увеличением механической энергии.
Посмотрите же теперь на все «улики» и судите сами. Получился длинный список результатов — от первых грубых прикидок до прецизионных измерений. Коэффициент перехода выражен в современных единицах — дж/Кал. Если вы рассмотрите работы самого Джоуля, то поймете, почему единица энергии названа его именем.
* * *
Итак, все было ясно. Оставалось лишь узнать самые «пустяки». Величина механического эквивалента J измерялась теперь с такой точностью, что нужно было пользоваться более точным значением ускорения силы тяжести g, а величина 1 Кал зависела от того, взвешивалась ли вода бронзовой гирей в 1 кг в воздухе или вакууме. Кроме того, стало ясно, что при повышении температуры воды от 10 до 11 °C и от 17 до 18 °C требуется разное количество тепла. Если, по определению, в качестве 1 Кал мы возьмем удельную теплоемкость при 20 °C (удобная комнатная температура), то при более низкой температуре она будет несколько больше. Так что для измерений с точностью до 0,1 % и выше. Мы должны договориться, при какой температуре определяется Калория.
За последние восемь лет было проделано много точных измерений величины J. Ниже приведены некоторые результаты, полученные при взвешивании в вакууме и использовании «двадцатиградусной Калории» (т. е. определенной нагреванием воды от 19,5 до 20,5 °C).