James Prescott Joule

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Referência : Ribeiro, D., (2014) James Prescott Joule, Rev. Ciência Elem., V2(4):069
Autores: Daniel Ribeiro
Editor: Eduardo Lage
DOI: [http://doi.org/10.24927/rce2014.069]


Figura 1 James Prescott Joule (1818 – 1888).
James Prescott Joule (1818 – 1888) foi um físico inglês que estabeleceu que as diversas manifestações de energia – mecânica, elétrica e calor – são, na sua essência, a mesma coisa e podem ser transformadas umas nas outras. Desta forma, Joule foi o responsável pela formação das bases para a lei da conservação da energia, a primeira lei da termodinâmica.


Joule descendia de uma família com passado rural, porém, o seu avô tinha-se tornado rico ao fundar uma cervejaria. James foi o segundo dos cinco filhos de Benjamim e Alice Prescott Joule. Juntamente com seu irmão mais velho, James recebeu, inicialmente, educação em casa. De 1834 a 1837, os dois irmãos tiveram aulas privadas de matemática elementar, filosofia natural, e algumas aulas de química, lecionadas por John Dalton, na época com cerca de setenta anos de idade.

Em 1840, Joule descreveu a sua lei no artigo “Sobre a produção de calor por eletricidade voltaica”, indicando que o calor produzido por uma corrente elétrica num fio é proporcional ao produto da resistência do fio pelo quadrado da intensidade de corrente. Em 1843, publicou um estudo onde eram introduzidos melhoramentos à determinação do equivalente mecânico do calor, questão com a qual ocupou muitos anos da sua carreira de investigador. Ao utilizar diferentes materiais, estabeleceu também que o calor era uma manifestação de energia independente da substância que era aquecida, contribuindo, desta forma, para o descrédito da teoria do calórico.

Em 1852, Joule e William Thomson (mais tarde Lord Kelvin, 1824 – 1907) descobriram que, quando um gás se expande sem a realização de trabalho externo, a temperatura do gás diminui. Este efeito, conhecido como “efeito Joule-Thomson”, foi utilizado para construir uma grande indústria de refrigeração, no século XIX. Em homenagem a Joule, o valor do equivalente mecânico do calor é, geralmente, representado pela letra J, e a unidade de energia do Sistema Internacional de Unidades é o joule.

A carreira científica de Joule apresenta dois períodos de caráter muito distinto. Durante a década de 1837-1847, teve uma atividade criativa poderosa que o levou ao reconhecimento da lei geral de conservação da energia e ao estabelecimento da natureza dinâmica do calor. Após a aceitação por parte do mundo científico das suas novas ideias e da sua eleição para a Royal Society (1850), desfrutou de uma posição de grande autoridade na crescente comunidade de cientistas.

Joule continuou por quase trinta anos uma série de engenhosas investigações experimentais; nenhuma deles, porém, foi comparável aos resultados da sua juventude. A sua insuficiente instrução em matemática não lhe permitia manter-se a par do rápido desenvolvimento da termodinâmica, para a qual deu importantes contributos. Em meados do século, a liderança na área da física passou para uma nova geração de físicos que possuía uma sólida formação matemática, absolutamente necessária para as novas ideias que surgiriam.


Referências



Criada em 05 de Setembro de 2012
Revista em 16 de Setembro de 2014
Aceite pelo editor em 16 de Setembro de 2014