Joule


 

JAMES PRECOTT JOULE

(1818-1889)

 

 

Nos finais do século XVIII, Manchester era uma pequena cidade inglesa em plena revolução industrial que se transformou num centro industrial têxtil do algodão. Não tinha Universidade, mas em 1781 foi fundada a “Manchester Literary and Philosophical Society” (M.L.P.S.).

 

Em 24 de Dezembro de 1818, nasceu em Salford, Manchester, James Prescott Joule, filho do dono da maior fábrica de cerveja da cidade.

 

James Joule revelar-se-ia uma pessoa reservada e tímida, evitando exprimir-se em público, devido a uma deformidade na coluna vertebral, pelo que apenas deu seis conferências durante a sua vida.

 

Em 1840 enviou à Royal Society (R.S.) de Londres um texto intitulado “Sobre a produção de calor pela electricidade voltaica”, onde demonstra que a quantidade de calor produzida por segundo (potência) num fio percorrido por uma corrente eléctrica é igual ao quadrado desta multiplicado pela resistência eléctrica do fio (a Lei de Joule, como hoje é denominada).

 

Entretanto o pai montou um laboratório em casa para James. Além da sua dedicação à ciência, apoiada agora pelo seu laboratório, ajudava o pai na fábrica e, em 1841, foi eleito membro da M.L.P.S., onde lia e privava com outros membros, trocando ideias.

 

Ainda em 1841 fez experiências sobre os efeitos da corrente eléctrica no corpo humano, pondo em risco uma jovem criada participante na experiência ...

 

Em 1842 observou que o comprimento de uma amostra de níquel se modificava quando era magnetizada (efeito magnetostrictivo).

 

Durante muito tempo, a única forma de energia conhecida como tal era a mecânica. A natureza do calor esteve envolvida em controvérsia durante bastante tempo. Segundo a teoria calórica o calor era considerado como uma manifestação de um fluido imponderável existente nos corpos, denominado calórico. O cientista Rumford concluiu que não era possível o calor ser devido a um fluido dentro de um corpo, portanto de quantidade limitada, pois era possível produzir calor, por exemplo, por atrito de um corpo sobre outro de forma praticamente inesgotável.

 

Joule levantou a questão da existência de uma relação constante entre a potência mecânica e o calor, o chamado equivalente mecânico do calor.

 

Entretanto, em 1847, com 29 anos, Joule casou tendo tido um filho e uma filha.

 

Em 1848 calculou a velocidade das moléculas de um gás.

 

Em 1852 recebeu a Royal Medal da R.S. pelo texto “Sobre o equivalente mecânico do calor”, publicado nos “Philosophical Transactions” em 1850, ano em que Joule foi eleito membro da Sociedade.

 

O aparelho usado por Joule nas suas experiências era constituído por um recipiente de cobre cheio de água e por uma roda de palhetas de latão mergulhada na água. Cordas ligavam dois pesos à roda através de roldanas e de um dispositivo mecânico que a fazia rodar quando os pesos desciam por efeito da gravidade. As palhetas em rotação agitavam a água, aquecendo-a. A operação era efectuada durante cerca de 30 minutos, sendo registadas as temperaturas no início e no fim da experiência, assim como a energia mecânica despendida. O equivalente mecânico do calor era calculado dividindo o valor do trabalho mecânico pela diferença de temperaturas.

 

Com os seus trabalhos, Joule concluiu que existe uma conservação da energia, apesar de haver transformações de umas formas de energia noutras.

 

Desde 1852 Joule trabalhou com o físico William Thomson em vários estudos. Desta associação resultaria a descoberta do efeito Joule-Thomson, segundo o qual os gases sofrem um arrefecimento quando se expandem e que está na base da indústria de refrigeração.

 

Em 1854 perdeu a filha recém nascida e pouco depois a esposa.

 

Em 1870 recebeu a medalha Copley da R.S. pelas suas pesquisas experimentais sobre a teoria dinâmica do calor.

 

Joule foi presidente da B.A. em 1872 e em 1887. A B.A. procedeu à normalização das unidades de electricidade sob a direcção de Maxwell. Posteriormente, o "Joule" [1] foi adoptado como unidade de energia do sistema MKS, um justo reconhecimento dos seus trabalhos.

 

Morreu em Sale, Cheshire, Inglaterra, em 11 de Outubro de 1889, com 71 anos.

 

Em 1970 a Assembleia Geral da União Astronómica Internacional (IAU) adoptou o seu nome para a Crater Joule, na Lua.

 

Bibliografia

[1] James Joule (Les Cahiers de Science et Vie)

[2] James Joule – Anne Lamont

 

 

 

 

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[1] Ver rubrica “Lições de electricidade”

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