Probablemente no haya ninguna persona que no conozca el nombre James Joule. Los descubrimientos de este físico se aplican en todo el mundo. ¿Qué camino tomó el científico? ¿Qué descubrimientos hizo?
Vida de un físico destacado
James Joule nació el 24 de diciembre de 1818. La biografía del futuro físico comienza en la ciudad inglesa de Salford, en la familia de un exitoso propietario de una cervecería. Al niño le enseñaron en casa, durante algún tiempo John Dalton le enseñó física y química. Gracias a él, el físico inglés se enamoró de la ciencia.
Joule no estaba bien de salud, muchovez que se sentaba en casa, realizando experimentos físicos y experimentos. A los 15 años, debido a la enfermedad de su padre, tuvo que dirigir una cervecería con su hermano. Trabajar en la fábrica de su padre no le dio la oportunidad de ir a la universidad, por lo que James Joule se dedicó por completo al laboratorio de su casa.
De 1838 a 1847, el físico estudia activamenteelectricidad y realiza sus primeros avances científicos. En la revista Annals of Electricity publicó un artículo sobre la electricidad, y en 1841 descubrió una nueva ley física que ahora lleva su nombre.
En 1847 Joule concluye la primera yúnico matrimonio con Amelia Grimes. Pronto tienen a Alice Amelia y Benjamin Arthur. En 1854, su esposa e hijo mueren. El propio Joule muere en 1889 en Inglaterra, en la ciudad de Sale.
A lo largo de su vida, ha publicado alrededor de 97 trabajos sobrefísica, algunos de ellos coescritos con otros científicos: Lyon, Thomson, etc. Por logros científicos sobresalientes y leyes abiertas de la física, recibió varias medallas y una pensión vitalicia del gobierno del Reino Unido de aproximadamente 200 libras.
Primeros trabajos y experimentos
Viendo motores de vapor en una cerveceríapadre, James Joule decidió reemplazarlos por eléctricos para mayor eficiencia. En 1838, publicó un artículo en una revista científica en el que describía la estructura de un motor electromagnético inventado por él. En 1840, aparecieron nuevos motores eléctricos en la cervecería, y el físico continuó estudiando la corriente eléctrica y la liberación de calor. Más tarde resultó que las máquinas de vapor eran mucho más eficientes.
Durante sus experimentos, Joule crea termómetros,que son capaces de medir la temperatura con una precisión de 1/200 grados. Esto le permite profundizar en el estudio del efecto térmico de la corriente. En 1840, a través de nuevas observaciones, el físico descubre el efecto de la saturación magnética. En el mismo año envió a la Royal Society of Science el trabajo "Sobre la formación de calor mediante corriente eléctrica". El artículo no fue apreciado. Solo la revista literaria y filosófica de Manchester accedió a publicarlo.
Ley de Joule-Lenz
Artículo no reconocido por la London Scientific SocietyPosteriormente resultó ser uno de los principales logros del científico. En el artículo, James Joule habló sobre la relación entre el amperaje y la cantidad de calor liberado. Argumentó que la cantidad de calor que se libera en un conductor es directamente proporcional a la resistencia del conductor, el cuadrado de la fuerza y el tiempo de paso de la corriente.
En este momento, Emilius desarrolló una teoría similar.Lenz. El hecho de que la conductividad de un conductor metálico depende de la temperatura fue descubierto por un físico ruso en 1832. Para determinar con precisión la temperatura en el conductor, el científico inventó un recipiente especial en el que se vertió alcohol. El cable a través del cual pasaba la corriente se introdujo en el recipiente. Además, se controló cuánto tiempo tardaría el alcohol en calentarse. Joule James Prescott usó un método similar, solo usando agua como líquido.
Resultados de muchos años de investigación Lenzpublicado sólo en 1843, pero en sus escritos había una justificación científica más precisa que la de Joule, cuya obra en un principio ni siquiera quiso ser publicada. Dada la primacía de Joule y los precisos cálculos de Emilia Lenz, se decidió nombrar la ley en honor a ambos. Con el tiempo, la ley de Joule-Lenz sentó las bases de la termodinámica.
Magnetostricción
Paralelo a las propiedades de la corriente eléctrica.James Joule estudia los fenómenos magnéticos. En 1842, se da cuenta de que el hierro cambia de tamaño bajo la influencia de ondas magnéticas. Si las varillas de metal se colocan en un campo magnético, su longitud será un poco más larga.
La comunidad científica dudaba de la existenciaaquí cualquier descubrimiento. El cambio en el tamaño de las varillas fue tan insignificante que el ojo humano no pudo captarlo. Pero el físico desarrolló una técnica especial, con la ayuda de la cual obtuvo evidencia visual.
Más tarde resultó que tal efecto es poseído porotros metales, y el fenómeno en sí se llamó magnetoestricción. Hoy en día, se han encontrado muchas aplicaciones para el descubrimiento de Joule. Por ejemplo, los metales magnetoestrictivos se utilizan como material de guía de ondas para medir el nivel del agua en los tanques. Este fenómeno también se utiliza para la fabricación de etiquetas en sistemas antirrobo.
Experimentos con gases
En los años 40, James Joule estudia activamentepropiedades de un gas, a saber, los fenómenos asociados con su expansión y contracción. Realizó un experimento con la expansión de un gas enrarecido, demostrando que su energía interna no depende del volumen. Solo la temperatura del gas es importante.
En 1848 Joule por primera vez en la historia de la física.midió la velocidad de las moléculas de gas. Esta experiencia se convirtió en uno de los primeros trabajos sobre la teoría cinética de los gases, lo que dio impulso a nuevas investigaciones en esta área. El trabajo de Joule fue continuado más tarde por el escocés James Maxwell.
Por una contribución científica significativa en honor al físico inglés, se nombró la unidad para medir el trabajo, la cantidad de calor y energía: Joule.
Joule y Thomson
Gran influencia en las actividades de Joule y susEl reconocimiento en el mundo científico fue otorgado por William Thomson. Los científicos se reunieron en 1847 cuando Joule presentó un informe sobre las mediciones del equivalente mecánico del calor a la Asociación Británica de Científicos.
Antes de que Thomson Joule no fuera tomado en serio encírculos científicos. Quién sabe, tal vez no hubiéramos conocido las leyes de la física descubiertas por él si William Thomas no hubiera explicado su importancia a los "snobs" de la comunidad británica.
Juntos, los físicos estudiaron las propiedades de los gases y descubrieron quecon estrangulamiento adiabático, el gas se enfría. Es decir, la temperatura del gas (o líquido) disminuye a medida que pasa por el acelerador (válvula aislada). El fenómeno se llama efecto Joule-Thomson. Ahora bien, este fenómeno se utiliza para obtener bajas temperaturas.
Los científicos también trabajaron en la escala termodinámica, que lleva el nombre del título de Lord Kelvin, que perteneció a William Thomson.
La confesión de James Joule
La fama y el reconocimiento aún superaron al inglésfísica. En los años 50 del siglo XIX, se convirtió en miembro de la Royal Society de Londres y fue galardonado con la Medalla Real. En 1866, recibió la medalla Copley, seguida de la medalla Albert.
Joule se convirtió en presidente de la British Science Association en varias ocasiones. Obtuvo un doctorado en derecho de las universidades de Dublin College, Edimburgo y Oxford.
Hay una estatua en su honor en el Ayuntamiento de Manchester y un monumento en la Abadía de Westminster. En el otro lado de la luna, hay un cráter James Joule.
Conclusión
El famoso científico cuyo nombre se le da a las leyesfísica y unidades de medida, podría no haber logrado el reconocimiento. Gracias a su perseverancia y arduo trabajo, no se detuvo ante numerosas negativas. Al final, demostró tener derecho a ocupar un lugar bajo el sol, o al menos en el cráter lunar.
