James Prescott Joule

Joule'un, ısının mekanik eşdeğerini ölçmek için geliştirdiği cihazın şematik resmi.

James Prescott Joule (24 Aralık 1818, Manchester – 11 Ekim 1889). İngiliz fizikçi. Isının mekanik iş ile olan ilişkisini keşfetti. Bu keşif, enerjinin korunumu kuramını ve oradan da termodinamiğin birinci yasasının eldesini sağladı. SI sistemindeki iş birimi joule, onun adına ithafen verilmiştir. William Thomson ile mutlak sıcaklık ölçeğini geliştirmiştir. Bir direnç üzerinden geçen elektrik akımının ısı yaydığını bulmuştur (Joule yasası).

Isının mekanik eşdeğeri

Matematiksel formül:
Q = c Δt m = 4.18 F Δx = 4.18 W
Q = Isı (cal)
c = özısı (cal/g derece santigrad)
Δt = sıcaklık değişimi (derece santigrad)
m = kütle (g)
F = iş yapan korunumlu kuvvet (Newton)
Δx = yer değiştirme (metre)
W = fiziksel iş (joule)

Joule, yaptığı deneyler sonucunda, ısının mekanik eşdeğeri olarak; bir pound suyun sıcaklığını bir derece Fahrenheit artırmak için 838 ft·lb_f luk bir iş gerektiğini bulmuştur.^[1] Joule, bu sonuçları 1843'te düzenlenen "British Association for the Advancement of Science" toplantısında açıkladı ancak beklediği ilgiyi göremedi.

1845'te Joule, Cambridge'deki British Association toplantısında Isının Mekanik Eşdeğeri Üzerine adlı makalesini okudu.^[2] Bu çalışmasında, artan sıcaklığını ölçtüğü yalıtılmış bir su varilinde bir çarkı döndürmek için düşen bir ağırlığın kullanılmasını içeren en iyi bilinen deneyini bildirdi. Burada, 819 ft·lbf/Btu (4.41 J/cal) mekanik eşdeğerini tahmin etti.

1850'de Joule, yirminci yüzyıl tahminlerine daha yakın olan 772,692 ft·lbf/Btu (4,159 J/cal)'lik duyarlı bir ölçüm yayınladı.^[3]

Kaynakça

^ Joule'un birimi 5.3803×10^-3 J/kalori'ye karşı gelir. Joule'un tahmini değeri 4.51 J/cal idi, ki bu da 20. yüzyılın başlarında kabul edilen 4.1860 J/cal değerine yakındır (M.W. Zemansky (1968) Heat and Thermodynamics, 5. basım, s. 86)
^ Joule, J.P. (1845) "On the Mechanical Equivalent of Heat" 5 Şubat 2009 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi., Brit. Assoc. Rep., trans. Chemical Sect, s. 31, read before the British Association at Cambridge, June
^ Joule, J.P (1950) Philosophical Transactions of the Royal Society of London, cilt 140, Part 1, ss. 61-82