Joulovy práce
James Prescott Joule se narodil roku 1818 blízko Manchesteru jako syn
zámožného majitele pivovaru. Na studiích byl žákem Johna Daltona. Již jako
dvacetiletý začal v laboratoři, kterou jeho otec zřídil při pivovaru, provádět samostatné
výzkumy. Ani v pozdějších letech, kdy se s úspěchem věnoval vedení pivovaru,
neustal ve své rozsáhlé práci na poli experimentální chemie a fyziky.
V
roce 1840 uveřejnil svou práci o tepelných účincích elektrického proudu a v ní
vyslovil tento zákon:
„Jestliže proud voltaické elektřiny protéká kovovým
vodičem, pak teplo, které se přitom za danou dobu vyvine, je přímo úměrné
odporu vodiče násobenému čtvercem elektrické intenzity (proudu).“
To
znamená, že platí:
Q =
I2.R / J
Toto
teplo, označované dnes běžně jako teplo Joulovo, lze považovat za
teplo tření, vznikající pohybem částic přenášejících proud vodičem.
Poté se
Joule v dlouhé řadě neobyčejně pečlivých experimentů věnoval proměřování
přeměny práce v teplo různými způsoby, jako je elektrický ohřev, stlačování
plynů, protlačování kapalin jemnými kapilárami a otáčení lopatkovým kolem ve
vodě a ve rtuti. Po zahrnutí všech korekcí dospěl ke konečnému závěru, že
vynaložením 772 ft lb (ft – stopa, lb – libra) práce se vyvine teplo potřebné k
ohřátí 1 Ib vody o 1°F (Fahrenheit). Odtud po přepočtu na jouly a kalorie plyne
hodnota J = 4,154 J.cal-1.
Ve svých
důsledcích vedly Joulovy závěry o ekvivalenci práce a tepla k tomu, že se v
dnešní soustavě jednotek SI používá pro teplo stejně jako pro práci (a pro
energii v jakékoliv formě) téže jednotky joule.
Jaroslava Vávrová
.