Biografia

James Prescott Joule (Salford, 1818 – Sale, 1889) fu un fisico inglese noto per essere tra i fondatori della termodinamica. Iniziò a fare i suoi studi sull’efficenza    dei motori elettrici nel 1839, nel laboratorio della sua abitazione. Questi studi lo portarono a sviluppare le sue conoscenze sul calore. Il fisico fu uno tra i primi a misurare in modo accurato i cambiamenti di temperatura e di quantità di calore scambiate tra diversi sistemi termodinamici. Joule era convinto che il calore fosse una forma di energia, e seguendo quest’ipotesi realizzò famosi esperimenti utilizzando il calorimetro a mulinello, che gli permise di scoprire il valore dell’equivalente meccanico della caloria. Questa macchina, infatti, formata da un calorimetro contenente acqua, all’interno del quale si trova un mulinello che è libero di ruotare attorno ad un asse verticale, permette di misurare il calore prodotto in conseguenza della dissipazione di una quantità nota di energia meccanica. Il mulinello è collegato attraverso un sistema di cavi e carrucole ad alcuni pesetti. Quando i pesi, inizialmente fermi, vengono messi in movimento, azionano, attraverso il sistema, la rotazione del mulinello che viene rallentata dall’attrito dell’acqua. Una volta che i pesi raggiungono il limite di discesa la loro differenza di energia potenziale si è convertita in calore. Questo valore si può determinare misurando la variazione di temperatura che subisce l’acqua durante l’esperimento. Successivamente Joule provò che per fornire una quantità di calore pari a una caloria occorrono circa 4,41J di lavoro. Il valore dell'equivalente meccanico della caloria oggi accettato è di 4,186 J/cal e in onore del fisico inglese si chiama Joule (J), unità di misura dell'energia del SI. Joule, inoltre, all’età di 25 anni, fece il primo tentativo di definire l’unità di misura della corrente elettrica e nel 1841 mandò alla Royal Society uno scritto in cui dimostrava che il calore prodotto da un conduttore attraversato dalla corrente elettrica è proporzionale alla resistenza del conduttore e al quadrato della corrente stessa (effetto Joule). Riuscì in seguito a dimostrare che calore e lavoro meccanico potevano convertirsi l’uno nell’altro, mantenendo il loro valore complessivo costante (principio equivalente meccanico del calore). Seguendo i suoi esperimenti, Joule riuscì infine a mettere le basi del primo principio della termodinamica.

Invenzioni: Forno elettrico