о Джоуля дослідження були розпочаті петербурзьким академіком Е.Х. Ленцем, який опублікував свою роботу в 1843 р. під заголовком В«Про закони виділення тепла гальванічним струмомВ». Ленц згадує про роботу Джоуля, публікація якого випередила публікацію Ленца, але вважає, що, хоча його результати в В«основному збігаються з результатами ДжоуляВ» [7; с. 277], вони вільні від тих обгрунтованих заперечень, які викликають роботи Джоуля. p align="justify"> Ленц ретельно продумав і розробив методику експерименту, випробував і перевірив тангенс-гальванометр, який служив у нього вимірником струму, визначив застосовується їм одиницю опору (нагадаємо, що закон Ома до цього часу ще не ввійшов у загальне вживання) , а також одиниці струму і електрорушійної сили, висловивши останню через одиниці струму і опору. Ленц ретельно вивчив поведінку опорів, зокрема досліджував питанні існування так званого В«перехідного опоруВ» при переході з твердого тіла в рідину. Це поняття вводилося деякими фізиками в епоху, коли закон Ома ще не був загальновизнаним. Потім він перейшов до основного експерименту, результати якого сформулював у наступних двох положеннях: нагрівання дроту гальванічним струмом пропорційно опору дроту; нагрівання дроту гальванічним струмом пропорційно квадрату службовця для нагрівання струму. Точність і докладність дослідів Ленца забезпечили визнання закону, що увійшов в науку під назвою закону Джоуля - Ленца. p align="justify"> Джоуль зробив свої експерименти з виділення тепла електричним струмом вихідним пунктом подальших досліджень з'ясування зв'язку між теплотою і роботою. Вже на перших дослідах він став здогадуватися, що теплота, що виділяється в дроті, що сполучає полюси гальванічної батареї, породжується хімічними перетвореннями в батареї, тобто став прозрівати енергетичний сенс закону. Щоб з'ясувати далі питання про походження В«джоулева теплаВ» (як тепер називається теплота, що виділяється електричним струмом), він став досліджувати теплоту, що виділяється індукованим струмом. У роботі В«Про тепловий ефекті магнітоелектрічества і механічному ефекті теплотиВ», почуте на зборах Британської Асоціації в серпні 1843, Джоуль сформулював висновок, що теплоту можна створювати за допомогою механічної роботи, використовуючи магнітоелектрічество (електромагнітну індукцію), і ця теплота пропорційна квадрату сили індукційного струму.
Обертаючи електромагніт індукційної машини за допомогою падаючого вантажу, Джоуль визначив співвідношення між роботою падаючого вантажу і теплотою, що виділяється в ланцюзі. Він знайшов в якості середнього результату зі своїх вимірів, що В«кількість тепла, яке в змозі нагріти один фунт води на один градус Фаренгейта, може бути перетворено в механічну силу, яка в змозі підняти 838 фунтів на вертикальну висоту в один футВ» [1; с. 127]. Перекладаючи одиниці фунт і фут в кілограми і метри і градус Фаренгейта в градус Цельсія, знайдемо, що механічний еквівалент тепла, обчислений Джоулем, дорівнює 460 кгс-м/ккал. Цей висновок призводить Джоуля до іншого, більш загального висновку, який він обіцяє перевірити в подальших експериментах: В«Могутні сили природи ... неразрушими, і ... у всіх випадках, коли витрачається механічна сила, виходить точне еквівалентну кількість теплоти В»[4; с. 33]. Він стверджує, що тваринна теплота виникає в результаті хімічних перетворень в організмі і що самі хімічні перетворення є результатом дії хімічних сил, що виникають з В«падіння атомівВ» Таким чином, в роботі 1843 Джоуль приходить до тих же висновків, до яких раніше прийшов Майєр .
Джоуль продовжував свої експерименти і в 60-х і в 70-х роках. У 1870 р. він увійшов до складу комісії з визначення механічного еквівалента теплоти. До складу цієї комісії входили В. Томсон, Максвелл і інші вчені. Але Джоуль не обмежився роботою експериментатора. Він рішуче встав на точку зору кінетичної теорії теплоти і став одним з основоположників кінетичної теорії газів. Про цю роботу Джоуля буде сказано пізніше. На відміну від своїх попередників Гельмгольц пов'язує закон з принципом неможливості вічного двигуна (perpetuum mobile). Цей принцип брав ще Леонардо да Вінчі, вчені XVII в. (Згадаймо, що Стевін обгрунтував закон похилій площині неможливістю вічного руху), і, нарешті, у XVIII ст. Паризька Академія наук відмовилася розглядати проекти вічного двигуна. Гельмгольц вважає принцип неможливості вічного двигуна тотожним принципом, що В«всі дії в природі можна звести привабливі або отталківательних силиВ». Матерію Гельмгольц розглядає як пасивну і нерухому. Для того щоб описати зміни, що відбуваються у світі, її треба наділити силами як притягальними, так і отталківательних. В«Явища природи, - пише Гельмгольц, - повинні бути зведені до рухів матерії з незмінними рушійними силами, які залежать тільки від просторових взаєминВ» [6; с. 434]. Різними шляхами йшли відкривачі закону збереження і перетворення енергії до його встановлення. ...
