Probablement, il n'y a personne qui ne connaisse pas le nom de James Joule. Les découvertes de ce physicien sont appliquées partout dans le monde. Quel chemin le scientifique a-t-il emprunté? Quelles découvertes a-t-il faites?
La vie d'un physicien hors pair
James Joule est né le 24 décembre 1818. La biographie du futur physicien commence dans la ville anglaise de Salford, dans la famille d'un propriétaire de brasserie prospère. Le garçon a appris à la maison, pendant un certain temps, il a appris la physique et la chimie par John Dalton. Grâce à lui, le physicien anglais est tombé amoureux de la science.
Joule n'était pas en bonne santé, beaucouptemps, il était assis à la maison, conduisant des expériences physiques et des expériences. Déjà à l'âge de 15 ans, en raison de la maladie de son père, il a dû diriger une brasserie avec son frère. Travailler à l'usine de son père ne lui a pas donné la possibilité d'aller à l'université, alors James Joule s'est entièrement consacré à son laboratoire d'origine.
De 1838 à 1847, le physicien étudie activementl'électricité et fait ses premières avancées scientifiques. Dans la revue Annals of Electricity, il publie un article sur l'électricité, et en 1841 il découvre une nouvelle loi physique qui porte désormais son nom.
En 1847, Joule conclut le premier etseul mariage avec Amelia Grimes. Bientôt, ils ont Alice Amelia et Benjamin Arthur. En 1854, sa femme et son fils sont tués. Joule lui-même décède en 1889 en Angleterre, dans la ville de Sale.
Tout au long de sa vie, il a publié environ 97 ouvrages surphysique, dont certains ont été co-écrits avec d'autres scientifiques: Lyon, Thomson, etc.
Premiers travaux et expériences
Regarder les moteurs à vapeur dans une brasseriepère, James Joule a décidé de les remplacer par des électriques pour plus d'efficacité. En 1838, il publie un article dans une revue scientifique dans lequel il décrit la structure d'un moteur électromagnétique inventé par lui. En 1840, de nouveaux moteurs électriques sont apparus à la brasserie et le physicien a continué à étudier le courant électrique et le dégagement de chaleur. Il s'est avéré plus tard que les moteurs à vapeur étaient beaucoup plus efficaces.
Au cours de ses expériences, Joule crée des thermomètres,capables de mesurer la température avec une précision de 1/200 degrés. Cela lui permet d'approfondir l'étude de l'effet thermique du courant. En 1840, grâce à d'autres observations, le physicien découvre l'effet de la saturation magnétique. La même année, il envoya à la Royal Society of Science l'ouvrage "Sur la formation de la chaleur au moyen du courant électrique". L'article n'a pas été apprécié. Seul le journal littéraire et philosophique de Manchester a accepté de le publier.
Loi Joule-Lenz
Article non reconnu par la London Scientific Societys'est avéré plus tard être l'une des principales réalisations du scientifique. Dans l'article, James Joule a parlé de la relation entre l'ampérage et la quantité de chaleur dégagée. Il a soutenu que la quantité de chaleur dégagée dans un conducteur est directement proportionnelle à la résistance du conducteur, au carré de la force et au temps de passage du courant.
A cette époque, une théorie similaire a été développée par EmiliusLenz. Le fait que la conductivité d'un conducteur métallique dépende de la température a été découvert par un physicien russe en 1832. Pour déterminer avec précision la température dans le conducteur, le scientifique a inventé un récipient spécial dans lequel de l'alcool était versé. Le fil par lequel le courant passait a été abaissé dans le navire. En outre, il a été contrôlé pendant combien de temps l'alcool va chauffer. Joule James Prescott a utilisé une méthode similaire, en utilisant uniquement de l'eau comme liquide.
Les résultats de nombreuses années de recherche Lenzpublié seulement en 1843, mais dans ses écrits il y avait une justification scientifique plus précise que celle de Joule, dont les travaux au début ne voulaient même pas être publiés. Compte tenu de la primauté de Joule et des calculs précis d'Emilia Lenz, il a été décidé de nommer la loi après les deux. Au fil du temps, la loi Joule-Lenz a jeté les bases de la thermodynamique.
Magnétostriction
Parallèlement aux propriétés du courant électriqueJames Joule étudie les phénomènes magnétiques. En 1842, il constate que le fer change de taille sous l'influence des ondes magnétiques. Si les tiges métalliques sont placées dans un champ magnétique, leur longueur sera légèrement plus longue.
La communauté scientifique a douté de l'existenceici toute découverte. Le changement de taille des tiges était si négligeable que l'œil humain ne pouvait pas l'attraper. Mais le physicien a développé une technique spéciale avec laquelle il a obtenu des preuves visuelles.
Plus tard, il s'est avéré que cet effet est possédé pard'autres métaux, et le phénomène lui-même s'appelait magnétostriction. Aujourd'hui, de nombreuses applications ont été trouvées pour la découverte de Joule. Par exemple, les métaux magnétostrictifs servent de matériau de guide d'ondes pour mesurer le niveau d'eau dans les réservoirs. Ce phénomène est également utilisé pour la fabrication d'étiquettes dans les systèmes antivol.
Expériences de gaz
Dans les années 40, James Joule étudie activementpropriétés d'un gaz, à savoir les phénomènes associés à son expansion et à sa contraction. Il a mené une expérience d'expansion d'un gaz raréfié, prouvant que son énergie interne ne dépend pas du volume. Seule la température du gaz est importante.
En 1848 Joule pour la première fois dans l'histoire de la physiquemesuré la vitesse des molécules de gaz. Cette expérience est devenue l'un des premiers travaux sur la théorie cinétique des gaz, donnant une impulsion à de nouvelles recherches dans ce domaine. Le travail de Joule a ensuite été poursuivi par l'écossais James Maxwell.
Pour une contribution scientifique significative en l'honneur du physicien anglais, l'unité de mesure du travail, la quantité de chaleur et d'énergie a été nommée Joule.
Joule et Thomson
Immense influence sur les activités de Joule et de sesla reconnaissance dans le monde scientifique a été rendue par William Thomson. Les scientifiques se sont rencontrés en 1847 lorsque Joule a présenté un rapport sur les mesures de l'équivalent mécanique de la chaleur à la British Association of Scientists.
Avant que Thomson Joule ne soit pris au sérieuxcercles scientifiques. Qui sait, peut-être n'aurions-nous pas appris les lois de la physique découvertes par lui si William Thomas n'avait pas expliqué leur importance aux «snobs» de la communauté britannique.
Ensemble, les physiciens ont étudié les propriétés des gaz, découvrant queavec un étranglement adiabatique, le gaz est refroidi. Autrement dit, la température du gaz (ou du liquide) diminue à mesure qu'il passe à travers le papillon (vanne isolée). Le phénomène s'appelle l'effet Joule-Thomson. Or ce phénomène est utilisé pour obtenir de basses températures.
Les scientifiques ont également travaillé sur l'échelle thermodynamique, du nom du titre de Lord Kelvin, qui appartenait à William Thomson.
La confession de James Joule
La renommée et la reconnaissance ont toujours dépassé l'anglaisla physique. Dans les années 50 du XIX siècle, il devient membre de la Royal Society of London et reçoit la Médaille royale. En 1866, il reçut la médaille Copley, puis la médaille Albert.
Joule est devenu président de la British Science Association à plusieurs reprises. Il a obtenu un doctorat en droit des universités de Dublin College, d'Édimbourg et d'Oxford.
Il y a une statue en son honneur à la mairie de Manchester et un mémorial à l'abbaye de Westminster. Il y a un cratère James Joule de l'autre côté de la lune.
Conclusion
Le célèbre scientifique dont le nom est donné aux loisphysique et les unités de mesure, pourraient ne pas avoir été reconnus. Grâce à sa persévérance et à son travail acharné, il ne s'est pas arrêté devant de nombreux refus. En fin de compte, il a prouvé son droit à sa place au soleil, ou du moins sur le cratère lunaire.
