Probablemente no haya nadie que no conozca el nombre de James Joel. Los descubrimientos de este físico se utilizan en todo el mundo. ¿Qué camino tomó el científico? ¿Qué descubrimientos hizo?
La vida de un destacado físico
James Joule nació el 24 de diciembre de 1818. La biografía del futuro físico comienza en la ciudad inglesa de Salford, en la familia del exitoso dueño de una cervecería. La educación del niño tuvo lugar en casa, durante algún tiempo John D alton le enseñó física y química. Gracias a él, el físico inglés se enamoró de la ciencia.
Joule no tenía buena salud, pasaba mucho tiempo en casa, realizando experimentos físicos y experimentos. Ya a los 15 años, debido a la enfermedad de su padre, tuvo que administrar la cervecería junto a 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 estudió activamente la electricidad e hizo su primer progreso científico. En 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 contrajo su primer y único matrimonio con Amelia Grimes. Pronto tienenNacen Alice Amelia y Benjamin Arthur. En 1854 fallecieron su esposa y su hijo. El propio Joule muere en 1889 en Inglaterra, en la ciudad de Sale.
A lo largo de su vida, publicó alrededor de 97 artículos sobre física, algunos de ellos escritos conjuntamente con otros científicos: Lyon, Thomson, etc. Por logros científicos sobresalientes y leyes descubiertas de la física, recibió varias medallas y recibió un pensión vitalicia del gobierno del Reino Unido por un monto aproximado de 200 libras.
Primeros trabajos y experimentos
Mientras observaba las máquinas de vapor en la cervecería de su padre, James Joule decidió reemplazarlas por máquinas eléctricas para mayor eficiencia. En 1838, publicó un artículo en una revista científica en el que describe el dispositivo de un motor electromagnético que inventó. 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 los experimentos, Joule crea termómetros que pueden 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, gracias a nuevas observaciones, el físico descubre el efecto de la saturación magnética. En el mismo año, envió a la Royal Scientific Society el trabajo "Sobre la formación de calor por medio de la corriente eléctrica". El artículo no fue calificado. Solo el Manchester Literary and Philosophical Journal accedió a publicarlo.
Ley de Joule-Lenz
No reconocido por la Sociedad Científica de Londres, el artículo más tarde resultó ser uno de los principaleslogros del científico. En el artículo, James Joule habló sobre la relación entre la fuerza actual y la cantidad de calor liberado. Argumentó que la cantidad de calor que se libera en el conductor es directamente proporcional a la resistencia del conductor, el cuadrado de la fuerza y el tiempo de paso de la corriente.
En ese momento, Emilius Lenz desarrolló una teoría similar. El hecho de que la conductividad de un conductor metálico dependa 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 bajaba al interior del recipiente. A continuación, se hizo un seguimiento de cuánto tiempo se calentaría el alcohol. Joule James Prescott usó un método similar, pero usó agua como líquido.
Los resultados de muchos años de investigación que Lenz publicó recién en 1843, pero en sus escritos había justificaciones científicas más precisas que las de Joule, cuyo trabajo al principio ni siquiera quería ser impreso. Dada la primacía de Joule y los cálculos exactos de Emil Lenz, se decidió nombrar la ley con el nombre de ambos. Con el tiempo, la ley de Joule-Lenz sentó las bases de la termodinámica.
Magnetoestricción
En paralelo con 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 las ondas magnéticas. Si se colocan varillas de metal en un campo magnético, su longitud será un poco más larga.
La comunidad científica dudaba de la existencia de algún descubrimiento aquí. El cambio en el tamaño de las varillas fuetan insignificante que el ojo humano no podría captarlo. Pero el físico desarrolló una técnica especial con la que obtuvo evidencia visual.
Más tarde resultó que otros metales también tienen este efecto, y el fenómeno en sí se llamó magnetoestricción. Ahora, se han encontrado muchas aplicaciones para el descubrimiento del Joule. Por ejemplo, los metales magnetoestrictivos sirven como material de una guía de ondas para medir el nivel del agua en los tanques. Este fenómeno también se utiliza para hacer etiquetas en los sistemas antirrobo.
Experimentos con gases
En los años 40, James Joule estudió activamente las propiedades del gas, es decir, los fenómenos asociados con su expansión y contracción. Realizó un experimento con la expansión de un gas enrarecido, demostrando al mismo tiempo que su energía interna no depende del volumen. Solo importa la temperatura del gas.
En 1848, Joule midió la velocidad de las moléculas de gas por primera vez en la historia de la física. Esta experiencia fue uno de los primeros trabajos sobre la teoría cinética de los gases, lo que impulsó nuevas investigaciones en esta área. El trabajo de Joule fue continuado más tarde por el escocés James Maxwell.
Como una importante contribución científica en honor al físico inglés, se nombró julio a la unidad para medir el trabajo, la cantidad de calor y energía.
Joule y Thomson
William Thomson tuvo un gran impacto en las actividades de Joule y su reconocimiento en el mundo científico. Los científicos se conocieron 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 en los círculos científicos. Quién sabe, tal vez no hubiéramos conocido las leyes de la física que descubrió 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 que el gas se enfría durante el estrangulamiento adiabático. Es decir, la temperatura del gas (o líquido) disminuye durante el paso por el orificio (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, llamada así por el título de Lord Kelvin, que pertenecía a William Thomson.
Confesión de James Joule
La fama y el reconocimiento aún alcanzaron al físico inglés. En la década de 1950, se convirtió en miembro de la Royal Society of London y recibió la Royal Medal. En 1866 recibió la medalla Copley y más tarde la medalla Albert.
Varias veces Joule se convirtió en presidente de la Asociación Científica Británica. Recibió títulos de Doctor 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. Hay un cráter James Joule en la cara oculta de la Luna.
Conclusión
El famoso científico, cuyo nombre se le da a las leyes de la física y las unidades de medida, no pudo lograr el reconocimiento. gracias a suconstancia y trabajo, no se detuvo ante numerosos fracasos. Al final, demostró tener derecho a su lugar bajo el sol, o al menos en un cráter lunar.
