James Prescott Joule, un físico inglés del siglo XIX, estableció las bases de la termodinámica al demostrar que el calor es una forma de energía y formular el equivalente mecánico del calor. Realizó importantes experimentos sobre la electricidad, el magnetismo y la expansión de gases, dejando un legado significativo en la física. A pesar de haber sido subestimado durante su vida, su trabajo ha tenido un impacto duradero en la comprensión de la energía y sus transformaciones.

1. James Prescott Joule Susana Yuste Fernández 1ºBCN C.T.S

2. Índice Biografía Experimentos llevados a cabo Honores Legado de Joule a la sociedad Conclusión Bibliografía

3. Biografía Nació en Salford, Reino Unido en 1818 Nació en el seno de una familia dedicada a la fabricación de cervezas. En la adolescencia se refugió en los libros y descubrió su interés por la ciencia Recibió clases particulares en su hogar por el propio John Dalton. El joven Joule compaginaba las clases y el trabajo en la destilería. Acabó sus estudios en la Universidad de Manchester. El interés de Joule giraba en torno al problema de la conexión entre la energía y el calor. Él pensaba que el calor era una forma de la energía en movimiento.

4. Biografía En 1840, comenzó a hacer mediciones para comprobar que le calor era una forma más de energía. En 1843, obtuvo el valor numérico del equivalente mecánico del calor 0,424 lo que le permitía la conversión de las unidades mecánicas y térmicas. En 1847, descubre que cualquier cantidad de energía siempre producía la mima cantidad de calor. Así descubrió el equivalente mecánico del calor, y el valor de una caloría. A Joule no le fue fácil anunciar su descubrimiento, porque era un simple cervecero. Finalmente consiguió dar una conferencia en Manchester para hacerlo público.

5. Biografía Así quedó establecida que cualquier forma de energía podía convertirse en una cantidad fija y limitada de calor. Esta idea se le ocurrió a Mayer en 1842 y a Helmholtz, en 1847. Aunque los tres lanzaron las mismas ideas, el mérito suele atribuírsele a Joule porque fue quien le proporcionó una mayor solidez. De este modo se descubrió el primer principio de termodinámica .

6. Biografía Joule también estudió aspectos relativos al magnetismo, descubriendo así el fenómeno de magnetostricción. En 1848, realizó otro experimento referente a la teoría cinética de los gases. Se convirtió en ayudante de William Thomson y como fruto de esa colaboración se descubrió el efecto Joule-Thomson. Muere en Sale, Reino Unido en 1889.

7. Experimentos llevados a cabo Equivalente mecánico del calor Efecto Joule Expansión de un gas en el vacío Efecto de Joule-Thomsom Fenómeno de la magnetostricción

8. Equivalente mecánico del calor

9. Conclusiones El bloque desciende con velocidad constante y pierde energía potencial, como consecuencia el agua movida por las paletas se calienta debido a la fricción Joule encontró que la disminución de energía potencial es proporcional al incremento de temperatura del agua. 4,18 J de energía elevan 1 ºC la temperatura de 1gramo de agua. 1 caloría=4,186J

10. Efecto Joule “ En todo hilo conductor recorrido por una corriente eléctrica, se produce un desprendimiento de calor equivalente al trabajo realizado por el campo eléctrico para transportar las cargas de un extremo a otro del hilo” En 1841, enunció la ley relativa al desprendimiento de calor en un conductor por el paso de la corriente eléctrica. Aplicaciones : Electrodomésticos y las calefacciones eléctricas, en los que el efecto útil buscado es el calor que desprende el conductor por el paso de la corriente. En la mayoría de las aplicaciones es un efecto indeseado y es la razón por la que los aparatos eléctricos y electrónicos necesitan un ventilador que disipe el calor generado y evite el calentamiento excesivo de los diferentes dispositivos.

11. Expansión de un gas en el vacío Una de las técnicas consiste en permitir al gas realizar una expansión libre, es decir, expandirse en un recipiente al que se le ha hecho el vacío antes. Se puede considerar que el experimento es una transformación adiabática y que el trabajo intercambiado es nulo. Realizado el experimento Joule enunció la siguiente ley : «la energía interna de un gas perfecto ,U, no depende más que de su temperatura». Este es el resultado de la experiencia sobre la expansión de los gases sin trabajo exterior. A B V Pared adiabática

12. Efecto de Joule-Thomsom

13. Efecto de Joule-Thompsom Descubrieron que la temperatura de un gas desciende cuando se expande sin realizar ningún trabajo. Aplicaciones: es la base a la refrigeración normal y a los sistemas de aire acondicionado.

14. -Fenómeno de magnetostricción Aparece en los materiales ferromagnéticos, en los que su longitud depende de su estado de magnetización. Joule observó que al someter una barra de hierro a un campo magnético longitudinal, se producía un alargamiento en la dirección del campo al mismo tiempo, que se contraía transversalmente. Este fenómeno físico explica el ruido en los auto transformadores.

15. Honores y obras. A lo largo de su vida fue galardonado con varios honores tanto de universidades como de sociedades científicas de todo el mundo. Sus Escritos científicos (2 volúmenes) se publicaron en 1885 y en 1887. En su honor la unidad de la energía en el sistema internacional recibe el nombre de Joule (Julio) . Entre sus obras también destaca "Sobre la producción de calor mediante electricidad voltaica" (1840).

16. Legado de Joule a la sociedad El gran legado que Joule dejó a la humanidad es el siguiente: concluyó en que la cantidad de calor que se requiere para obtener a cambio una cierta cantidad de energía era independiente del tipo de trabajo realizado, el ritmo del trabajo o la forma de realizarlo. Su fama fue principalmente por haber hecho más que cualquier otra persona para establecer la idea de que el calor es una forma de energía. Este importante físico, que hizo más que cualquier otro para establecer la idea de que el calor es una forma de energía, también contribuyó bastante con la física dejando otras muchas leyes: expansión de un gas en el vacío, la relativa al desprendimiento de calor en un conductor por el paso de la corriente eléctrica, etc. También calculó la velocidad media de las moléculas gaseosas, hizo importantes ensayos sobre la acción del magnetismo en la dilatación del acero y del hierro, e inventó un instrumento para medir exactamente las corrientes eléctricas.

17. CONCLUSIONES Me ha parecido un trabajo bastante difícil, pero también muy interesante, porque gracias a experimentos se demuestran hechos y fenómenos de la vida cotidiana. Respecto a J.P. Joule, me parece que, en un primer momento, fue un físico al que no se le valoró como merecía cuando realizaba sus descubrimientos, porque no era ni profesor , ni miembro de ninguna sociedad erudita y simplemente se dedicaba a la fabricación de la cerveza. Con sus experimentos y descubrimientos he aprendido bastantes cosas relacionados con la energía, el calor y el trabajo.

18. Bibligrafía http://www.wikipedia.org http://www.monografías.com http://www.sea-acustica.es http://fmc.unizar.es http://curiosoperoinutil.blogspot.com Msn Encarta Enciclopedia Salvat.

19. FIN