Джеймс прескотт джоуль: биография и вклад в науку - наука

Содержание

Джеймс Прескотт Джоуль (1818–1889) был британским физиком, наиболее известным своими исследованиями в области электричества и термодинамики. Его исследования в области магнетизма привели его к открытию его связи с механической работой и привели к теории энергии. Международная единица энергии, тепла и работы, известная как джоуль или июль, названа в его честь.

Сегодня он признан одним из самых выдающихся физиков своего времени благодаря своим новаторским исследованиям в области термодинамики. Однако так было не всегда. Джоуля пришлось бороться за то, чтобы большую часть своей молодости научное сообщество приняло его всерьез. Несмотря на качество своей работы, ей было сложно привлечь финансирование и публиковаться в авторитетных журналах.

Он был застенчивым и скромным молодым человеком, поэтому ему требовалась поддержка более сильных личностей, которые помогли бы ему добиться признания в научном сообществе.В 1847 году он сотрудничал с Уильямом Томсоном, позже известным как лорд Кельвин, который, хотя и был на шесть лет моложе его, никогда не имел проблем с саморекламой.

Механический эквивалент

Нет ли иных способов оценить энергию количественно? Джоуль задавался этим вопросом, изучая возможность замены паровой машины электрическими моторами на пивоваренном заводе. Прежде всего он хотел сравнить эффективность обоих двигателей, для чего ему необходимо было знать, на какую механическую работу способна энергия пара.

В 1843 году Джоуль сконструировал аппарат, который позволил установить механический эквивалент тепла опытным путем. Падающий груз раскручивал мешалку, помещенную внутрь герметически закрытой емкости с водой.

Можно утверждать, что опыт Джоуля был первой практической попыткой изучить, что такое тепло и как оно связано с работой.

Предположение Джоуля состояло в том, что энергия движения падающего груза передается воде, которая должна нагреваться. В емкости был один фунт (440 г) воды, и Джоуль хотел измерить, какую работу придется совершить, чтобы нагреть этот объем на один градус Фаренгейта. Это число дало бы ему единицу теплоты. Результат первого эксперимента составил 838 футов на фунт-силу. Такая энергия высвобождается при падении груза весом один фунт с высоты 838 футов (255 м).

Последующие опыты уточнили результат, и в новой серии экспериментов с газом вместо воды получилось 772,7 фута на фунт-силу, что намного ближе к современному значению меры количества теплоты и механической работы, измеряемой в джоулях.

Предпосылки исследования

Бенджамин Либет был научным сотрудником отделения физиологии Калифорнийского университета в Сан-Франциско. Он был сыном украинских еврейских мигрантов, родился в Чикаго, закончил Чикагский Университет. В 70-е годы занимался исследованиями нейронной активности и порогов чувствительности. В 2003 году он стал первым в истории лауреатом виртуальной Нобелевской премии по психологии от Университета Клагенфурта «за его новаторские достижения в экспериментальном исследовании сознания, инициации действия и свободной воли».

Либет был своего рода первопроходцем в нейронауке и затронул очень острую проблему, придав ей новую глубину: ведь теперь свобода воли человека могла быть измерена. Он пришел к идее своего эксперимента после изучения опытов немецких нейрофизиологов Ганса Гельмута Кронхюбера и Людера Декке, 1964 г. Опыты был проведены во Фрайбургском университете и были взяты впоследствии Либетом за основу его собственного эксперимента с некоторыми изменениями.

Кронбюхер и Декке замеряли электрическую активность двигательной коры головного мозга при помощи электродов в теменной части черепа. Они заметили, что изменения электрической активности мозга предшествуют произвольному движению руки, опережая его примерно на секунду (800 мс). Эту задержку они назвали потенциалом готовности (Bereitschaftspotential), или премоторным потенциалом.

Открытие вызвало множество споров в научном сообществе. Нобелевский лауреат Кэрью Эклс высказал идею, что сознательное желание должно опережать произвольное действие на 1 секунду. Либет решил проверить это предположение.

Почему у мышей рай не состоялся?

Появление деструктивного поведения в условиях перенаселенности Кэлхун назвал «поведенческой воронкой». Впервые термин прозвучал 1 февраля 1962 в его статье «Плотность населения и социальная патология», опубликованной в еженедельном журнале Scientific American. Поведенческие паттерны мышей можно трактовать ровно так же, как и человеческие, а значит, людской рай невозможен, как и мышиный, говорилось в статье. В условиях чрезмерной перенаселенности привычные модели поведения живых существ неизбежно дают сбой и ведут к двум смертям – духа и плоти. Согласно теории Кэлхуна, первой смертью считается отказ от сложных поведенческих паттернов.

Человек, обладающий разумом, устроен гораздо сложнее мышей. Наш «дух», объясняет Кэлхун, привык подталкивать нас к соревнованию с другими членами популяции, чтобы отстаивать свое право играть определенные роли и занимать определенные социальные ниши. Если человек не преуспевает в этом, его дух умирает. Для мышей из «Вселенной-25» это стало причиной быстрой телесной смерти. Но разум человека делает эту причинно-следственную связь гораздо более опосредованной.

Это значит, что, умерев духовно, мы можем продолжать жить, есть и вполне успешно размножаться, оставаясь при этом чем-то вроде биологических роботов.

Опыты Джоуля

Первые точные опыты, доказывающие эквивалентность количества теплоты, переданного телу, и работы, были выполнены английским ученым Д. Джоулем в середине XIX в.

Интерес к проблеме впервые возник у Джоуля из знакомства с электрическими двигателями, которые только что были изобретены. Джоуль был человеком весьма практического склада ума, и его увлекла идея создать вечный источник энергии. Он изготовил вольтову батарею, запустил от нее примитивный электродвигатель собственной конструкции и увидел, что получить нечто из ничего не удается: цинк в батарее съедался и замена его обходилась довольно дорого. (Позже Джоуль доказал, к своему собственному удовольствию, что прокормить лошадь всегда дешевле, чем менять цинк в батареях, так что лошадь никогда не будет вытеснена электродвигателем.) Это побудило Джоуля исследовать связь между теплотой и энергией всех видов, и он решил выяснить, существует ли точное количественное соотношение между теплотой и механической энергией.

Джоуль провел много различных экспериментов. В одном из них он измерял увеличение температуры ртути в калориметре при вращении лопастей, которые приводились в движение опускающимися грузами (рис. 5.7). В начале и конце опыта грузы, лопасти и ртуть в калориметре (рис. 5.8) находились в покое, так что их кинетическая энергия за время опыта не менялась. Зная работу, совершаемую грузами при движении*, и измеряя увеличение температуры при трении лопастей о ртуть, Джоуль пришел к следующему результату: при совершении работы 4,2 Дж происходит такое же повышение температуры, как и при сообщении телу количества теплоты, равного 1 кал.

* Эта работа в условиях опыта Джоуля равнялась изменению потенциальной энергии грузов при движении их вниз.

Роберт Юлий Майер.

Роберт Юлий Майер (1814-1878) родился в Гейльбронне в семье аптекаря. По окончании средней школы Майер поступил в Тюбингенский университет на медицинский факультет. Здесь он не слушал математических и физических курсов, но зато основательно изучил химию у Гмелина. Закончить университет в Тюбингене без перерыва ему не удалось. За участие в запрещенной сходке он был арестован. В тюрьме Майер объявил голодовку и на шестой день после ареста был освобожден под домашний арест. Из Тюбингена Майер уехал в Мюнхен, затем в Вену. Наконец, в январе 1838 года ему разрешили вернуться на родину. Здесь он сдал экзамены и защитил диссертацию.

Вскоре Майер принял решение поступить на голландский корабль, отправляющийся в Индонезию, в качестве судового врача. Это путешествие сыграло важную роль в его открытии. Работая в тропиках, он заметил, что цвет венозной крови у жителей жаркого климата более яркий и алый, чем темный цвет крови у жителей холодной Европы. Майер правильно объяснил яркость крови у жителей тропиков: вследствие высокой температуры организму приходится вырабатывать меньше теплоты. Ведь в жарком климате люди никогда не мерзнут. Поэтому в жарких странах артериальная кровь меньше окисляется и остается почти такой же алой, когда переходит в вены.

У Майера возникло предположение: не изменится ли количество теплоты, выделяемое организмом, при окислении одного и того же количества пищи, если организм, помимо выделения теплоты, будет еще производить работу? Если количество теплоты не изменяется, то из одного и того же количества пищи можно получить то больше, то меньше тепла, так как работу можно превратить в тепло, например, путем трения.

Если количество теплоты изменяется, то работа и теплота обязаны своим происхождением одному и тому же источнику — окисленной в организме пище. Ведь работа и теплота могут превращаться одна в другую. Эта идея сразу дала возможность Майеру сделать ясным и загадочный опыт Гей-Люссака.

Первым осознал и сформулировал всеобщность закона сохранения энергии немецкий врач Роберт Майер. При исследовании законов функционирования человека у него возник вопрос, не изменится ли количество теплоты, выделяемое организмом при переработке пищи, если он при этом будет совершать работу. Если количество теплоты не изменялось бы, то из того же количества пищи можно было бы получать больше тепла путём перевода работы в тепло (например, через трение). Если же количество теплоты изменяется, то, следовательно, работа и тепло должны быть как-то связаны между собой и с процессом переработки пищи. Подобные рассуждения привели Майера к формулированию закона сохранения энергии в качественной форме:

Движение, теплота, и, как мы намерены показать в дальнейшем, электричество представляют собой явления, которые могут быть сведены к единой силе, которые изменяются друг другом и переходят друг в друга по определенным законам.

Ему же принадлежит обобщение закона сохранения энергии на астрономические тела. Майер утверждает, что тепло, которое поступает на Землю от Солнца, должна сопровождаться химическими превращениями или механической работой на Солнце:

Всеобщий закон природы, не допускающий никаких исключений, гласит, что для образования тепла необходима известная затрата. Эту затрату, как бы разнообразна она ни была, всегда можно свести к двум главным категориям, а именно, она сводится либо к химическому материалу, либо к механической работе

Герман Гельмгольц.

Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц родился 31 августа 1821 года в семье Потсдамского учителя гимназии. По желанию отца, в 1838 году Герман поступил в военно-медицинский институт Фридриха-Вильгельма для изучения медицины. Под влиянием знаменитого физиолога Иоганна Мюллера, Гельмгольц посвятил себя изучению физиологии и по прослушании курса института защитил в 1842 году докторскую диссертацию, посвященную строению нервной системы. В этой работе двадцатидвухлетний врач впервые доказал существование целостных структурных элементов нервной ткани, получивших позднее название нейронов.

В том же году Герман назначается ординатором в больницу в Берлине. С 1843 года начался служебный путь Гельмгольца в качестве потсдамского военного врача. Жил он в казарме и вставал в пять часов утра по сигналу кавалерийской трубы. Но эскадронный хирург гусарского полка находил время и для занятий наукой. В 1845 году он прощается с военной службой и едет в Берлин для подготовки к государственным экзаменам на звание врача. Гельмгольц усердно занимается в домашней физической лаборатории Густава Магнуса.

Герман Гельмгольц первым ввёл представление о потенциальной энергии. Рассуждения Майера и опыты Джоуля доказали эквивалентность механической работы и теплоты, показав, что количество выделяемой теплоты равно совершённой работе и наоборот, однако, формулировку в точных терминах закону сохранению энергии первым дал Герман Гельмгольц.

В отличие от своих предшественников, Гельмгольц связывал закон

сохранения энергии с невозможностью существования вечных двигателе. В своих рассуждениях он шёл от механистической концепции устройства материи, представляя её как совокупность большого количество материальных точек, взаимодействующих между собой посредством центральных сил. Исходя из такой модели, Гельмгольц свёл все виды сил (позднее получивших название видов энергии) к двум большим типам: живым силам движущихся тел (кинетической энергии в современном понимании) и силам напряжения (потенциальной энергии). Закон сохранения этих сил был им сформулирован в следующем виде: Во всех случаях, когда происходит движение подвижных материальных точек под действие сил притяжения и отталкивания, величина которых зависит только от расстояния между точками, уменьшение силы напряжения всегда равно увеличению живой силы, и наоборот, увеличение первой приводит к уменьшению второй. Таким образом, всегда сумма живой силы и силы напряжения постоянна.

В этой цитате под живой силой Гельмгольц понимает кинетическую энергию материальных точек, а под силой напряжения — потенциальную. Мерой произведённой работы Гельмгольц предложил считать половину величины mq² (где m — масса точки, q — её скорость) и выразил сформулированный закон в следующей математической форме:

понимая под Q_a и q_a скорости тела в положениях R_ab и r_ab соответственно, а под — «величину силы, которая действует по направлению r» и «считается положительной, если имеется притяжение, и отрицательной, если наблюдается отталкивание…»

Таким образом, главным нововведением Гельмгольца стало введение понятия потенциальных сил и потенциальной энергии, что позволило в дальнейшем обобщить закон сохранения энергии на все разделы физики. В частности, опираясь на закон сохранения энергии, он вывел закон электромагнитной индукции Фарадея.

Ресурсы / интернет

История открытия и изобретений http://invhistory.blogspot.com/
Сайт школьная Энциклопедия http://ency.info/

Современные подходы к структуре нормы права в различных правовых традициях
Принцип автоматического исполнения программ в ЭВМ
Принцип автоматического исполнения программ в ЭВМ.
Судебная власть в Российской Федерации
Язык как способ представления информации, двоичная форма представления информации, ее особенности и преимущества.
Язык как способ представления информации, двоичная форма представления информации, ее особенности и преимущества (Дисциплина: ИТ в дизайне)
Концепция управления Эмерсона Генри.
Фазы жизненного цикла проекта и их краткое содержание
Мотивация — от теории к практике (Понятие и сущность мотивации)
Основные понятия и сущность корпоративного управления..
Нейронные сети (базовые понятия искусственного нейрона)
Методика обучения двигательным действиям (Основные понятия и термины методики обучения двигательным действиям )

Мнимая обусловленность сознания

Никакой самодеятельности мозга, которым он якобы обусловливает сознание, здесь нет. Нам преподносят результаты эксперимента так, что якобы мозг сам решает, а потом отдаёт сигнал сознанию, дескать, это ты всё решило. (см. Черниговскую)

Но ведь мозг не делает ничего сверх той задачи, которая ему была сознательно поставлена. Он делает то, что предписано сознанием. Даже якобы опережая сознание, он делает именно то, что сознание от него ожидает. Он не проявляет никакой «свободы» или произвола. Я не понимаю, как этого можно не видеть, не будучи слепым.

Решив выполнить действие, мозг показывает принятое решение через «сознание». Сознание рефлектирует (т.е., отражает) то, что решил мозг. Оно отражает именно это решение, а не какое-то другое. Поэтому говорить, что мозг решает всё за нас, а нам после этого даёт лишь иллюзию того, что это решаем мы, совершеннейшая нелепица: в рефлексии нет ничего другого, что не было бы в решении мозга.

И совершенно естественно, что рефлексия происходит с задержкой. Ведь чтобы что-то отрефлектировать, должен появиться предмет рефлексии. Грубо говоря, чтобы сознательно что-то решить, нужно сначала решить, а потом это осознать, отрефлексировать. Причем, акт рефлексии — это не просто отражение как в зеркале. В нем имеют место акты сравнения, ведь сознание должно опознать именно эту конкретную активность мозга и не спутать ее с какой-то другой.

Поэтому сначала мозгу отдаётся команда принять решение, потом мозг выдаёт решение, и затем оно становится предметом рефлексии и осознаётся как таковое.

Суть эксперимента

Либет проводил измерения потенциала готовности при помощи осциллографа. Испытуемым предлагался круглый экран наподобие циферблата, на котором бегала по кругу световая точка с большой скоростью. К руке испытуемого крепились электроды. Затем он должен был следить взглядом за точкой и одновременно отслеживать, когда у него появится желание сделать какое-то произвольное действие, например, согнуть запястье. Необходимо было запомнить положение точки на экране в этот момент.

При этом испытуемых предупредили, что желание должно было возникнуть спонтанно. Не нужно было сознательно вызывать его или планировать. Время сокращения мышц руки фиксировалось с помощью электромиограммы. Для мониторинга активности мозга использовалась электроэнцефалограмма (ЭЭГ). Затем сравнивалось время появления намерения пошевелить рукой, данные электромиограммы и потенциал готовности.

До Миллера и Юри: историческая перспектива

Объяснение происхождения жизни всегда было предметом споров и споров. Во времена Ренессанса считалось, что жизнь возникла внезапно и из ничего. Эта гипотеза известна как спонтанное поколение.

Впоследствии критическое мышление ученых начало прорастать, и гипотеза была отвергнута. Однако вопрос, поставленный в начале, оставался размытым.

В 1920-х годах ученые того времени использовали термин «первичный суп» для описания гипотетической океанической среды, в которой, вероятно, возникла жизнь..

Проблема заключалась в том, чтобы предложить логическое происхождение биомолекул, которые делают возможной жизнь (углеводы, белки, липиды и нуклеиновые кислоты) из неорганических молекул.

Уже в 50-х годах, до экспериментов Миллера и Юри, группе ученых удалось синтезировать муравьиную кислоту из углекислого газа. Это грозное открытие было опубликовано в престижном журнале наука.

Из истории проблемы свободы воли

Сама идея отсутствия у человека свободы воли не является новой, она высказывалась и раньше, в философии и религии. Об иллюзорности свободы воли писал еще Артур Шопенгауэр: «Человек может делать то, что он желает, но не может желать, что ему желать».

В классическом анализе поступки человека диктуются, с одной стороны, бессознательными инстинктивными влечениями, с другой стороны — навязанными моральными нормами, и никакой свободы выбора у него нет. В бихевиоризме поведение человека можно свести к реакциям на определенные стимулы. Гуманистические психологи с этим были не согласны, в частности, Виктор Франкл считал, что влечения принадлежат человеку, но не управляют им.

И все же, в результаты эксперимента Либета было трудно поверить, ведь подобная информация низводит людей от высших существ, обладающих творческим, аналитическим умом и волей, до биороботов, которые думают по некой заданной программе. Тогда наше сознание — лишь фикция, игрушка, данная нам, чтобы мы не замечали, как обстоят дела в реальности.

В связи с этим возникает вопрос: а кто же управляет мозгом каждого человека? Если свободы воли нет, то чью же программу мы выполняем и кто вкладывает ее в наш мозг? Это открывает возможности для совершенно фантастических предположений, от неких высших существ другой цивилизации до «Матрицы», в которой все мы живем под контролем могучего искусственного интеллекта.

Кстати, в классической психиатрии идеи подобного рода, о внешнем управлении мозгом, «открытости» мыслей для внешнего доступа является основным определяющим симптомом шизофрении.

результаты

Первые дни смесь эксперимента была абсолютно чистой. В течение дня смесь начала приобретать красноватый цвет. В конце эксперимента эта жидкость приобрела интенсивный красный цвет, почти коричневый, и ее вязкость заметно возросла.

Эксперимент достиг своей основной цели, и сложные органические молекулы были получены из гипотетических компонентов первичной атмосферы (метан, аммиак, водород и водяной пар).

Исследователям удалось идентифицировать следы аминокислот, таких как глицин, аланин, аспарагиновая кислота и амино-н-масляная кислота, которые являются основными компонентами белков..

Успех этого эксперимента помог другим исследователям продолжить изучение происхождения органических молекул. Добавив модификации к протоколу Миллера и Юри, нам удалось воссоздать двадцать известных аминокислот.

Также было возможно генерировать нуклеотиды, которые являются основными строительными блоками генетического материала: ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота).

Механический эквивалент — тепло

Механический эквивалент тепла Е, величина обратная тепловому эквиваленту работы А.

Механический эквивалент тепла 157 Мешалка винтовая 239 ел.

Механическим эквивалентом тепла определяется количество работы, которую можно совершить, используя энергию 1 ккал. Обратная величина называется термическим эквивалентом работы.

Зависимое теиоемкоин воды от fi тепдовых мапшнах каждая превра.

Часто рассматривают механический эквивалент тепла и термический эквивалент работы как числа, имеющие некоторую ( дробную) размерность.

Величина 427 называется механическим эквивалентом тепла, а величина 1 / 427 — тепловым эквивалентом работы.

Это число называется механическим эквивалентом тепла.

Здесь числовой коэффициент 427 представляет собой механический эквивалент тепла: 1 ккал 427 нгм. Как видно из диаграммы на рис. 1 — 2, этот процесс связан с превращением влажного пара ( точка / Са) в воду ( точка Ь) и потому носит название конденсации пара. Процесс конденсации пара происходит в специальном аппарате — конденсаторе.

В одном из методов определения механического эквивалента тепла применяется калориметр, состоящий из теплоизолированного медного барабана, который может вращаться, преодолевая трение шелковой ленты, имеющей известное натяжение.

Подобно тому как размерную постоянную механического эквивалента тепла можно заменить безразмерной постоянной при измерении количества тепла в механических единицах, так и гравитационную постоянную можно считать абсолютной безразмерной постоянной. Следовательно, в этом случае изменение единицы массы полностью определяется изменением единиц измерения для длины и времени.

С — теплоемкость; / — — механический эквивалент тепла.

ПВ при их расширении; А — механический эквивалент тепла; р — конечное давление ПВ; vi и v % — соответственно начальный и конечный удельные объемы газов.

ДР — перепад давлений; А — механический эквивалент тепла; р — плотность расплава; ср — теплоемкость расплава.

Его оригинальные и точные исследования по определению механического эквивалента тепла были проведены в 1855 — 1858 гг. Метод этих исследований коренным образом отличался от методов других авторов. При этом Гирн провел определение механического эквивалента тепла не только в опытах по превращению работы в теплоту ( как Джоуль), но и в. В последних опытах, очень сложных по их постановке, Гирн получил механический эквивалент тепла, равный 413 кГ — м / ккал.

Критика эксперимента

Несмотря на то, что сам Либет, казалось бы, опроверг связь потенциала готовности и свободы воли, ведь если бы на самом деле было так, то все навязчивые действия и речь, как, например, при синдроме Туретта, также контролировались бы самим мозгом без участия сознания. Но ассоциация уже прочно укоренилась в общественном сознании и еще долго смущала умы людей.

Однако и с самим экспериментом Либета все далеко не так понятно и однозначно, как может показаться на первый взгляд. Конечно же, он подвергался критике и результаты его пытались оспорить.

В основном Либета критиковали за то, что он довольно небрежно использовал понятия «побуждение», «желание», «воля», «решение» как взаимозаменяемые, что и вызывало путаницу. А ведь это принципиально разные вещи. Мы можем иметь побуждение (urge) закричать или желание (wanting) ударить кого-то, но не сделать этого, приняв решение (decision) и подавив свой порыв усилием воли (will).

Второй спорный момент — это проявление свободы воли в эксперименте, а также отождествление свободы воли со свободой выбора. По сути, испытуемый проявил свободу воли, сделав выбор участвовать в эксперименте. Дальше же он соглашается делать какие-то действия в условиях, созданных экспериментатором. По сути, здесь нет никакой свободной воли, вся ситуация искусственно создана, и выбор лишь в том, пошевелить рукой или нет.

Предъявлялись претензии и к оборудованию — он использовал устаревшее устройство, электроэнцефалограф, который мог давать большие погрешности. Да и показания испытуемых, в какой момент у них появилось побуждение, и действительно ли оно было спонтанным, вряд ли могли считаться достоверным источником информации.

Далее для понимания критики необходима более серьезная философская база, но вкратце, суть в том, что Либет придерживается позиции инкомпатибилизма, в рамках которой свобода воли несовместима с детерминизмом, а его оппоненты (в первую очередь Альфред Меле) — позиции компатибилизма, суть которого в том, что физико-химическая детерминация психических процессов допускает существование у человека свободы воли.

Работа лектором

Но кем же работал Джеймс Джоуль? Интересные факты про этого человека редкость, но известно, что он был лектором. Уже известный нам Стерджен переехал в Манчестер и открыл там Галерею практических знаний, куда и пригласил Джоуля на место лектора. Удивительно, некоторых студентов обучал сам Джеймс Джоуль!

В своих исследованиях того времени ученый много времени уделял вопросу об экономической выгоде электромагнитных двигателей. Сначала он считал, что электромагниты имеют огромные возможности, но вскоре лично убедился в том, что паровые машины куда эффективнее. Результаты этого исследования Джоуль опубликовал, не скрывая собственного разочарования.

Открытия ученого происходили очень быстро. Уже в 1842 году он описывает магнитострикцию, которая заключается в том, что тела меняют свои размеры и объемы при разной степени намагниченности. Через год он заканчивает исследования по поводу тепловыделения в проводниках и публикует свои результаты. Они заключались в том, что выделяемое тепло берется не извне. Это полностью опровергало теорию теплорода, приверженцы которой тогда еще существовали.

В период с 1843 по 1850 год мужчина занимается проведением ряда исследований, совершенствуя свою технику и подтверждая многими опытами верность принципа сохранения энергии.