Homenagem do Dia: James Prescott Joule


O físico inglês James Joule (1818-1889) era filho de um rico fabricante de cerveja que incentivou os estudos científicos do filho e montou em casa um laboratórios para ele. Exceto por alguns conhecimentos de ciências transmitidos pelo químico John Dalton, da Universidade de Manchester, Joule aprendeu praticamente tudo sozinho. Em 1833, com a aposentadoria do pai por motivos de saúde, Joule assumiu a cervejaria aos 15 anos de idade. Contando com uma renda pessoal, continuou seus estudos científicos.
Joule passou uma década medindo cuidadosamente o calor, com o objetivo de descobrir o relacionamento entre esse e o movimento mecânico. Embora os cientistas concordassem que o movimento mecânico podia ser transformado em calor, eles não conheciam o fator de conversão. Em uma experiência, Joule mediu a energia mecânica usada para virar uma manivela presa a pás que agitavam a água. Quando um peso caía por um certa distância, fazia virar a roda de pás, agitando a água. Ele relacionou o aumento da temperatura da água com a distância que o peso caía, para calcular o equivalente mecânico do calor: jogar um peso de 100 libras (45,36 quilos) por 7,78 pés (2,371 metros) fazia subir a temperatura de uma libra (453,6 gramas) de água em 1º Fahrenheit (0,5556ºC). Joule projetou termômetros capazes de ler centésimos de Fahrenheit e baseou suas descobertas em mudanças mínimas de temperatura. Sua experiência levou à primeira determinação do equivalente mecânico do calor – chamado de equivalente de Joule.

Uma das Fórmulas do Efeito Joule


Ele também conduziu pesquisas e experiências sobre a relação entre o calor e a eletricidade. Em seu ensaio "Sobre a produção de Calor por Eletricidade Voltaica", chegou à fórmula conhecida como lei de Joule: o calor produzido é diretamente proporcional à resistência do condutor multiplicada pelo quadrado da corrente.


A Lei de Joule (ou efeito de Joule)

   Lei de Joule (também conhecida como efeito de Joule) é uma lei física que expressa a relação entre o calor gerado e a corrente elétrica que percorre um condutor num determinado tempo.
Ela pode ser expressa por:

                             Q = I2*R*t
em que:
  • Q é o calor gerado por uma corrente constante percorrendo uma determinada resistência elétrica por determinado tempo.
  • I é a intensidade da corrente elétrica que percorre o condutor com determinada resistência R.
  • R é a resistência elétrica do condutor.
  • t é a duração ou espaço de tempo em que a corrente elétrica percorreu ao condutor.

Joule e o físico escocês William Thomson trabalharam juntos e mostraram que quando um gás se expande livremente, sua temperatura cai. O efeito Joule-Thomson é a lei fundamental em que se baseiam a refrigeração e o condicionamento de ar. O trabalho de Joule estabeleceu a primeira lei da termodinâmica, comumente chamada de lei da conservação da energia: a energia não pode ser criada ou destruída; pode apenas ser transferida ou transformada de um objeto para outro.


A unidade métrica para trabalho e energia recebeu o nome de Joule em sua homenagem.




Fonte: ahistoria

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