James Prescott Joule

James Prescott JouleFRS(pronuncia-se /ˈdʒuːl/;Salford,24 de dezembrode1818– Sale,Trafford,11 de outubrode1889) foi umfísicobritânico.

James Prescott Joule
James Prescott Joule
Primeira lei da termodinâmica,lei de Joule
Nascimento	24 de dezembrode1818 Salford,Reino Unido
Morte	11 de outubrode1889(70 anos) Sale,Trafford,Reino Unido
Sepultamento	Brooklands
Nacionalidade	britânico
Cidadania	Reino Unido da Grã-Bretanha e Irlanda,Reino Unido
Progenitores	Benjamin Joule Alice Prescott
Cônjuge	Amelia Grimes
Alma mater	Universidade de Manchester
Ocupação	físico
Distinções	Medalha Real(1852),Medalha Copley(1870)
Campo(s)	física
Obras destacadas	termodinâmica
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Joule estudou a natureza docalor,e descobriu relações com otrabalho mecânico.Isso direcionou para a teoria da conservação da energia (aPrimeira Lei da Termodinâmica).A nomenclatura joule, para unidades de trabalho noSIsó veio após sua morte, em homenagem. Joule trabalhou comLorde Kelvin,para desenvolver aescala absoluta de temperatura,também encontrou relações entre o fluxo decorrenteatravés de umaresistência elétricae o calor dissipado, agora chamadaLei de Joule.

As ideias de Joule sobre energia não foram primordialmente aceitas, em partes porque elas dependiam de medições extremamente precisas, o que não era tão comum em física. No seu experimento mais bem conhecido (que envolvia a queda de um corpo que fazia girar uma haste com pás dentro de um recipiente com água, cuja temperatura ele mediu), era necessária a precisão de 1/200 grausFahrenheit,o que seus contemporâneos não achavam possível. Os trabalhos de Joule complementam o trabalho teórico deRudolf Clausius,que é considerado por alguns como coinventor do conceito de energia.

Resistências vieram, pois o trabalho de Joule contrariava o que todos da época acreditavam, que o calor era um fluido, o "calórico",e esse fluido não podia ser destruído nem mesmo criado. Joule, no entanto, dizia que o calor era apenas uma das formas de energia, e somente a soma de todas as formas é que permanecia conservada. Hoje em dia pode ser difícil entender tal atração na teoria do calórico, na época, essa teoria aparentava ter algumas vantagens óbvias. Joule estava propondo umateoria cinética do calor,que viria a requer um conceito a mais: se o calor é devido a agitação dasmoléculas,por que então essa agitação não perdia sua intensidade gradualmente? As ideias de Joule necessitavam que se acreditasse que as colisões entre as moléculas seriam perfeitamente elásticas, mas devemos lembrar que os conceitos deátomose moléculas ainda não eram completamente aceitos. A teoria de máquinas de calor deCarnotfuncionava perfeitamente e era baseada no fato da existência do calórico, e somente depois foi provado por Lorde Kelvin que a matemática de Carnot seria igualmente válida sem se assumir a existência do calórico.

A descoberta da conservação da energia foi uma das chaves para a nova ciência datermodinâmica.Joule e seus contemporâneos não entendiam inicialmente que os processos termodinâmicos deveriam ser irreversíveis. Eles viam a energia no universo como sendo um processo que poderia ser repetido indefinidamente através da reciclagem da mesma energia. Essa ideia, no entanto, só veio a cair com a descoberta daSegunda Lei da Termodinâmica,que diz que a energia percorre um único sentido, e a descoberta daentropia.

Primeiros anos

Desenho de Joule de 1892.

Filho de Benjamin Joule (1784-1858), um rico cervejeiro, Joule foi educado em casa, em Salford, até 1834 quando foi enviado, com seu irmão Benjamim, para estudar comJohn Daltonna Sociedade Literária e Filosófica de Manchester. Os dois só receberam educação por dois anos emaritméticaegeometria,até que Dalton foi forçado a se aposentar devido a umacidente vascular cerebral.Entretanto, a influência de Dalton deixou marcas duradouras assim como a de seus associados, oquímicoWilliam Henrye os engenheiros de ManchesterPeter EwarteEaton Hodgkinson.Joule foi posteriormente tutelado porJohn Dalton.Fascinado poreletricidade,ele e seu irmão faziam experiências dando choques elétricos em si e nos empregados da família.

Joule tornou-se um gerente da fábrica de cerveja e tinha um papel ativo até a venda do negócio em 1854. A ciência era um hobby, mas ele logo começou a investigar a viabilidade da substituição domotor a vaporda cervejaria pelo recém-inventadomotor elétrico.Em 1838, seus primeirosartigos científicossobre a eletricidade foram contribuições paraAnnals of Electricity,arevista científicafundada e conduzida porWilliam Sturgeon,colega de Davies. Ele descobriu aLei de Jouleem 1840e esperava impressionar aRoyal Society,mas notou, não pela última vez, que ele era visto como um mero amador provinciano. Quando Sturgeon se mudou para Manchester em 1840, Joule e ele se tornaram o núcleo de um círculo de intelectuais da cidade. Os dois compartilhavam simpatias similares de que ciência e teologia podem e devem ser integradas. Joule continuou a palestrar naGaleria Real Vitória de Prática Científicade Sturgeon.

Passou a perceber que a queima de umalibrade carvão em uma máquina a vapor produzia rendimento cinco vezes maior que uma libra dezincoconsumida em umacélula elétrica de Grove,uma primitivabateriaelétrica.O padrão comum de Joule de "rendimento econômico" foi a capacidade de obtenção de uma libra pela altura de um pé, apé-libra.

Joule foi influenciado pelas ideias deFranz Aepinuse tentou explicar os fenômenos da eletricidade e domagnetismoem termos deátomosrodeados por um "étercalorífico em um estado de vibração ".

Contudo, o interesse de Joule desviou-se da estrita questão financeira para o de quanto trabalho pode ser extraído de uma determinada fonte, levando-o a especular sobre a convertibilidade daenergia.Em 1843 publicou os resultados de experimentos mostrando que o efeito docalorque tinha quantificado em 1841 foi devido à geração de calor nocondutore não sua transferência de outra parte do equipamento.Esta foi uma objeção direta àteoria calóricaque dizia que o calor não pode ser nem criado nem destruído. A teoria calórica havia dominado o pensamento na ciência do calor desde que fora introduzida porAntoine Lavoisierem 1783. O prestígio de Lavoisier e o sucesso prático damáquina de calorda teoria calórica deSadi Carnotdesde 1824 garantiam que o jovem Joule, que não trabalhava nem naacademianem na profissão de engenheiro, teria um caminho difícil pela frente. Os defensores da teoria calórica prontamente apontaram para a simetria doefeito Peltier-Seebeckpara alegar que o calor e a corrente eram convertíveis, pelo menos aproximadamente, por umprocesso reversível.

Trabalhos publicados

• «On the Heat evolved by Metallic Conductors of Electricity, and in the Cells of a Battery during Electrolysis».Philosophical Magazine.19(124): 260. 1841.doi:10.1080/14786444108650416
• «On the Calorific Effects of Magneto-Electricity, and on the Mechanical Value of Heat».Philosophical Magazine.3.23(154): 435–443. 1843.doi:10.1080/14786444308644766
• «On the Changes of Temperature Produced by the Rarefaction and Condensation of Air».Proceedings of the Royal Society of London.5:517–518. 1844.doi:10.1098/rspl.1843.0031
• «On the Changes of Temperature Produced by the Rarefaction and Condensation of Air».Philosophical Magazine.3.26(174): 369–383. 1845.doi:10.1080/14786444508645153
• «On the Mechanical Equivalent of Heat».Notices and Abstracts of Communications to the British Association for the Advancement of Science.15.1845bAssociação Britânica em Cambridge, junho de 1845.
• «On the Existence of an Equivalent Relation between Heat and the ordinary Forms of Mechanical Power».Philosophical Magazine.3.27(179): 205–207. 1845c.doi:10.1080/14786444508645256
• «On the Mechanical Equivalent of Heat».Philosophical Transactions of the Royal Society of London.140:61–82. 1850.doi:10.1098/rstl.1850.0004
• The Scientific Papers of James Prescott Joule.Londres: Physical Society. 1884.OL239730M
• Joint scientific papers(em inglês). Londres: Taylor and Francis. 1887

• 
  Volumes I e II de "The Scientific Papers"
• 
  Folha de rosto do volume I de "The Scientific Papers"
• 
  Folha de rosto do volume I de "The Scientific Papers"
• 
  Folha de rosto do volume I de "The Scientific Papers"

Bibliografia

• Reynolds Osbourne (1892).Memoir of James Prescott Joule(em inglês). Manchester: Manchester Literary and Philosophical Society.Consultado em 11 de outubro de 2012
• C. Smith (1998).The Science of Energy: A Cultural History of Energy Physics in Victorian Britain(em inglês). Londres: Heinemann.ISBN0-485-11431-3
• Smith, C. & Wise, M.N. (1989).Energy and Empire: A Biographical Study of Lord Kelvin(em inglês). [S.l.]: Cambridge University Press.ISBN0-521-26173-2!CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
• James Prescott Joule and the Concept of Energy(em inglês). [S.l.]: Watson. 1979.ISBN0-88202-170-2
• James Walker (1950).Physics 4th Edition(em inglês). [S.l.]: Pearson.ISBN978-0-321-54163-5

Ligações externas

• Commons

• Smith, C. (2004)"Joule, James Prescott (1818–1889)",Oxford Dictionary of National Biography,Oxford University Press, <http:// oxforddnb /view/article/15139,acessado em 27 de julho de 2005> (subscrição requerida)
• «University of Manchester material on Joule»(PDF)(em inglês)- inclui fotografias da casa de Joule e sua sepultura

Precedido por William ParsonseGeorge Newport	Medalha Real 1852 comThomas Henry Huxley	Sucedido por Charles DarwineJohn Tyndall
Precedido por Henri Victor Regnault	Medalha Copley 1870	Sucedido por Julius von Mayer