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FísicaBiografía

Joule, James Prescott (1818-1889).

Físico británico, a quien se le debe la teoría mecánica del calor. Nace en Salford (Manchester) el 24 de diciembre de 1818 en el seno de una familia dedicada a la fabricación de cervezas. De carácter tímido y humilde, recibe clases particulares en su propio de hogar de física y matemáticas, siendo su profesor el químico británico John Dalton; compagina estas clases con su actividad profesional, trabaja junto a su padre en la destilería, la cual llega a dirigir. Dalton le alienta hacia la investigación científica y realiza sus primeros experimentos en un laboratorio cercano a la fabrica de cervezas.

Estudia aspectos relativos al magnetismo especialmente los relativos a la imantación del hierro por la acción de corrientes eléctricas, que le llevan a la invención del motor eléctrico.
Descubrió el fenómeno de magnetostricción, que aparece en los materiales ferromagnéticos, en los que su longitud depende de su estado de magnetización.

Pero su área de investigación más fructífera es la relativa a las distintas formas de energía: con sus experimentos verifica que al fluir una corriente eléctrica a través de un conductor, éste experimenta una un incremento de temperatura; a partir de ahí dedujo que si la fuente de energía eléctrica es una pila electroquímica, la energía habría de proceder de la transformación llevada a cabo por las reacciones químicas, que la convertirían en energía eléctrica y de esta se transformaría en calor. Si en el circuito se introduce un nuevo elemento, el motor eléctrico, se origina energía mecánica. Ello le lleva a la enunciación de el principio de conservación de la energía, y aunque hubo otros físicos de renombre que contribuyeronn al establecimiento de este principio como Meyer, Thomson y Helmholtz, fue Joule quien le proporcionó una mayor solidez.

Analiza la posible relación existente entre estas energías térmica y mecánica; para ello construye un dinamómetro mediante un sistema de poleas sumergidas en agua, las cuales se
accionaban por la acción de un peso al descender por una polea.

Con ello pudo calcular el trabajo de caída del peso, y de ahí medir el calentamiento producido en el agua como consecuencia del rozamiento de las paletas. De esta manera, en 1843 Joule obtuvo el valor del equivalente mecánico del calor, que concluyó que era de 0,424 igual a una caloría, lo que permitía la conversión de las unidades mecánicas y térmicas; este es un valor muy similar al considerado actualmente como de 0,427. En estos trabajo Joule se basa en la ley de conservación de la energía descubierta en 1842.

A él se le debe la ley que lleva su nombre y que se enuncia en 1840, como la cantidad de calor generado por el paso de la corriente eléctrica es proporcional a la resistencia de éste y
al cuadrado de la intensidad de la corriente que lo recorre.

A pesar de que en 1848, ya había publicado un articulo refrene a la teoría cinética de los gases donde por primera vez se estimaba la velocidad de las moléculas gaseosas, abaldonó su linea de investigación y prefirió convertirse en ayudante de William Thomson (Lord Kelvin), y como fruto de esta colaboración descubren el efecto Joule-Thomson, según él cual es posible enfriar un gas en expansión si se lleva a cabo el trabajo necesario para separar las moléculas del gas. Ello posibilito posteriormente la licuefacción de los gases. Ello lleva a la ley de la energía interna de un gas perfecto, según la cual la energía interna de un gas perfecto es independiente de su volumen y dependiente de la temperatura.

En 1879, define como unidad de energía térmica la cantidad de energía requerida para conseguir que un kilogramo de agua incremente su temperatura de 15,5 a 16,5 C.

Muere en Sale (Londres), el 11 de octubre de 1889.

La unidad de la energía en el sistema internacional recibe el nombre de julio en su honor.

Autor

  • Rosario Domingo Navas