James Prescott Joule

1. James Prescott Joule Bojan Krevh, RGNF, ak.god. 2010./’11.

2. James Prescott Joule • rođen je 24.12. 1818. u New Bailey Street, Salford, UK • sin imućnog vlasnika pivovare, Benjamina Joulea • podučavan je privatno u domu Broomhill, nedaleko Salforda • 1834. Joule i njegov stariji brat Benjamin odlaze u Manchester Literary and Philosophical Society gdje ih je dalje podučavao John Dalton

3. John Dalton, istaknuti znanstvenik i Jouleov učitelj

4. Joule je preuzeo brigu o pivovari i vodio je sve do prodaje, 1854. • Znanost mu je u to doba bila samo hobi: pokušavao je zamijeniti parne strojeve u pivovari novim, električnim • 1838. izašao je njegov prvi znanstveni tekst o elektricitetu u časopisu Annals of Electricity kojeg su osnovali John Davies (Jouleov učitelj nakon Daltona) i William Sturgeon • Joule i Sturgeon dijelili su iste stavove o tome da bi vjera i znanost trebali biti povezani, a ne suprostavljeni • Joule je kasnije prihvatio posao predavača u Sturgeonovoj školi Royal Victoria Gallery of Practical Science • 1847. oženio se Ameliom Grimes, kćeri Liverpoolskog carinika • Preminuo je 1889. doma, u Sale-u, Cheshire i pokopan je na gradskom groblju Brooklandu

5. Na nadgrobnom kamenu mu stoji broj 772.55 u čast njegovom otkriću o mehaničkom ekvivalentu topline te citat iz biblijskoj Evanđelja po Ivanu "Dok je dan, treba da radimo djela onoga koji me posla. Dolazi noć, kad nitko ne može raditi.” (9:4)

6. Jouleov memorijal u Westminster Abbey-u, iako nije tamo pokopan Kip Alfreda Gilberta u Manchester Town Hall, stoji nasuprot kipa Johna Daltona.

7. Jouleov kružni proces Jouleov kružni proces sastoji se od dvije izobare i dvije adijabate. Plinu se u zagrijaču Za dovodi toplina Q pri konstantnom tlaku i uz povećanje volumena od V1 do V2. Pri tome se temperatura povećava od T1 na T2 . Toplinu zagrijaču predaju, npr. plinovi izgaranja ili se ona odvodi, npr. iz nuklearnog reaktora. Tako zagrijani plin struji u ekspanzijski stroj, npr. turbinu i tu adijabatski ekspandira do tlaka p0=p3 pa prilikom ekspanzije predaje mehaničku energiju (mehanički rad) rotoru turbine. Nakon ekspanzije u turbini, plin dolazi u izmjenjivač topline Zbu kojem se hladi pri konstantnom tlaku pomoću vode ili zraka kojima predaje toplinu Q0. Kada je postigao temperaturu T4 , plin se komprimira adijabatski u kompresijskom stroju, kompresoru, do tlaka p1=p. Temperatura T2 je najviša, a T4 najniža u procesu. Da bi se osigurao prijelaz topline između ogrjevnog spremnika i plina, odnosno između plina i rashladnog spremnika, mora temperatura Tgbiti nešto veća od temperature T2, odnosno Thnešto manja odT4. Dakle, toplina se odvodi i dovodi u Jouleovom procesu uz konstantni tlak.

8. Jouleov kružni proces

9. Jouleova toplina Prolaskom električne struje kroz vodič otpora R, elektroni se ubrzavaju i sudaraju s česticama materije, gubeći pri tom brzinu, kinetičku energiju. Odbijaju se, mijenjaju smjer kretanja, neki se čak i vraćaju. No, pod stalnim djelovanjem električnog polja elektroni će ipak biti usmjeravani u jednom pravcu. Kako se energija prema Mayer-ovom zakonu ne može uništiti, svakim sudarom elektroni izgubljenu kinetičku energiju predaju objektu s kojim se sudaraju (čestica materije), pretvarajući tako električnu energiju u toplinu. Dobivena količina toplinske energije može se izmjeriti i to tako da se s jedne strane mjere toplinske veličine a s druge strane sve električne veličine. Uređaj za navedeno mjerenje zove se kalorimetrijska bomba.

10. Mehanički ekvivalent topline-radnja od 427 kpm povisi temperaturu 1 kg vode za 1 °C, a takoličina topline je 1 kcal = 4.1868 kJ Jouleov mjerni aparat