James Prescott Joule

Dit artikel is gesjreve (of begós) in 't Oeals. Laes hie wie v'r mit de versjillende saorte Limburgs ómgaon.

James Prescott Joule (Salford, 24 december 1818 – Sale, 11 oktober 1889) waas eine Ingelse natuurkundige.

Laeve en werk

Vreug jeug en opleiding

James Joule waas de zoon van'ne waalgesjteldje beerbroewer Benjamin Joule (1794 - 1858). Hae kreeg in eerste instantie thoes les, toet hae in 1834, op viefteenjaorige leeftied, same mit zien aajere broor Benjamin nao de Manchester Literary and Philosophical Society waerdje gesjtuurdj, wo ze waerdje ongerweze in raekene en maetkunde door John Dalton. Nao twee jaor mos dae 't ongerwies opgaeve, wie hae waerdje getroffe door ein beroerte — zien taak waerdje euvergenomme door de sjeikundige William Henry en de ingenieurs Peter Ewart en Eaton Hodgekinson. Vervolges waerdje Joule ongerweze door John Davis. James was gefascineerd door elektriciteit, en veurdje allerlei experimente oet same mit vader Benjamin door elkaar en 't bedenendj personeel elektrische sjokken toe te dene.

Beerbroeweriej

Nao zien opleiding kreeg James ein leidende functie toebedeildj binne de broeweriej, en zoew d'r actief zeen toet de verkoup in 1854. Hae beoefendje weitensjap es leefhöbberiej maar ongerzoch ouch de meugelikheid om de sjtoummesjiener van'ne broeweriej te vervange door elektrische apparate. In 1838 publiceerdje hae zien eerste artikels op elektrisch gebied in Annals of Electricity, 't weitensjappelik tiedsjrif det waas opgerich en besjtierdj waerdje door de collega van John Davis, William Sturgeon. Joule ontdekdje in 1840 de nao hem vernumpdje Wet van Joule. Toet zien teleursjtelling waas de Royal Society, 't weitensjappelik instituut van dae tied, neet onger de indrök, en waerdje hae besjouwdj es eine amateur van 't plattelandj.

Nao de verhoezing van Sturgeon nao Manchester vormdje hae same mit Joule 't middelpuntj van eine intellectuele kringk. Ze deildje onger meer de meining det theologie en weitensjap same koste en moste gaon. Joule ging colleesj gaeve op 't Royal Victoria Gallery of Practical Science van Sturgeon.

Omzetting van energie

Joule kwaam toet de conclusie det 't verbranje van ein pondj kaole ongeveer vief keer zoväöl arbeid verrichdje es ein pondj zink det weurtj verbroektj in ein graove cel, ein vreug elektriesje batteriej. Joules' algemeine sjtandaard veur de 'economische arbeid' waas de arbeid dae neudig is om ein pondj de heugte van eine voot op te hijse. Joule waerdje beïnvloedj door Franz Aepinus en probeerdje de elektrische en magnetische versjiensele te verklaore mit atome die waerdje omringk door ein califoric ether in a state of vibration (wermtedragendje ether dae triltj).

Eerst richdje Joule zich uitsjloetendj op'pe economisch relevante vraoge. Later kreeg hae belangsjtelling veur de vraog wieväöl arbeid ein energiebron kan levere en sjpeculeerdje hae euver de omzetting van versjillendje vorme van energie. Zo publiceerdje hae in 1843 de resultate van experimente die lete zeen det de verwerming die hae twee jaor eerder haaj gemaete waerdje veroorzaaktj door de geleider, en neet waerdje euvergebrach vanoet ein anger ongerdeil van'ne opsjtelling. Dit waas in sjtried mit de theorie van wermtevloeisjtof, die toet den es waor waerdje aangenomme. Dees sjteldje det wermte noch kan waere gecreëerdj, noch kan verdwiene. Dees theorie domineerdje de weitensjap sins inveuring door Antoine Lavoisier in 1783.

Joule werkdje neet aan ein universiteit en waas ouch geine ingenieur. Daorom kreeg Joule 't moeilijk om medesjtenjers te vinje veur zien theorieje. De veursjtenjers van'ne theorie van'ne wermtevloeisjtof weze biejveurbeeldj op'pe symmetrie van 't thermo-elektrisch effect, en bewaerdje det thermische processe reversibelwaare, of ten minste biej benadering. Elektriciteit en wermte zoewe volledig in ein omzitbaar zeen.

Mechanisch equivalent van wermte

Nao nog meer experimente vonj Joule 't mechanisch equivalent van wermte, det wiltj zegke de hoeväölheid bewaegingsenergie die overeinkumptj mit ein hoeväölheid wermte. Hae noom de opwerming van water es sjtandaard. Wieväöl mechanische arbeid mot men verrichte om ein pondj water ein graad Fahrenheit op te werme, waas de ongerzeuksvraog. Omdet zien waornumminge op zoväöl weersjtandj sjtuidje zoch Joule nao ein puur mechanische wieze om zien theorieje aan te tone. Dees vonj hae oeteindelik mit 't door ein zeef perse van water, wodoor door vrieving 't water lich weurdj verwermptj. De waarde veur de saortelike wermte die hae hiejbiej kreeg van water loog in dezelfdje orde van greutte es die hae vonj biej opwerming mit elektriciteit. Dit waas veur Joule ein bevestiging van zien theorie det arbeid kos waere omgezatj in wermte.

Hienao ging hae op zeuk nao ein derde methode om zien geliek te haole. Hij persdje noe ein gaas sae, en moot noe ouch weer ein saortelijke wermte in dezelfdje orde van greutte. Zien waornumminge waerdje nog sjteeds geweigerdj door de Royal Society, en hae mos 't doon mit ein publicatie in 't Philosophical Magazine. Naeve zien aafwiezing van'ne wermtevloeisjtofredeneringe van Carnot en Clapeyron maakdje hae ouch zien theologische motivatie dudelik in 't artikel.

Joule bedach nog meer experimente om de saortelike wermte te maete, meistal door ein veuraaf vasgesjteldje hoeväölheid arbeid oet te veure, en vervolges de temperatuursverangering te maete, en kwaam zo edere keer weer op ongeveer dezelfdje waerde oet. De waerde die Joule in 1850 wis te vinje veur de saortelike wermte van water, 819 ft*lbf/Btu (voot maol pondjkrach per British thermal unit, dit is 4,41 J/cal dus 4,41 Joule = 1 calorie). Dit ligk kort biej de waerde van 4,2 J/cal die in'ne twintjigste eeuw waerdje bepaoldj.

Erkenning

Nauwkeurigheid

Aanvankelik verzet taege Joules' werk kwaam doordet hae bewaerdje veur dae tied onwaarsjienlik nauwkeurig te kinne maete, toet op 1/1200 graad Fahrenheit. Joule haaj es broewer praktische vaardighede en apparatuur die mede-ongerzeukers misdje. Daonave waerdje hae geholpe door de weitensjappelikke instrumentemaker John Benjamin Dancer.

Wet van behoud van energie

Aanvankelik waerdje Joule en Julius Robert von Mayer, dae toet gelieksaortige bevinjinge waas gekomme, genegeerdj, toetdet de Duitse natuurkundige Hermann Helmholtz achter häör bevinjinge kwaam in 1842. Hae goof häör de neudige erkinning biej de publicatie van zien definitieve Wet van behoud van energie in 1847. Ongeveer in dezelfdje periode maakdje William Thomson (de latere Lord Kelvin), George Gabriel Stokes en Michael Faraday door ein prissentasie van Joule kennis mit zien ideeje. Stokes raakdje overtuugdj, Faraday waas onger de indrök, maar Thomson bleef sceptisch.

Aanvaarding door Thomson

Terwiel Joule op huwelijksreis waas in oktober 1847 ontmoedje hae Thomson nog ins. Ze ongernomme same ein (onpraktische) poging om 't temperatuursversjil te maete tösse de baove- en ongerkantj van ein waterval. (Immers, d'r waas werk verrichtj op 't water. Maar allein al door de verdamping van 't water, en dus de afkeuling van 't euvergeblevene, tiedes de val door 't grotere oppervlak zoewe de maetinge onbroekbaar zeen gewaes).

Ofsjoon Thomson aanveuldje det Joules experimente vroge om eine theoretische uitligk, bleef hae hardnekkig de theorie van Sadi Carnot en Clapeyron aanhange. In zien artikel euver de absolute temperatuur in 1848 sjreef Thomson:

(...) the conversion of heat (or caloric) into mechanical effect is probably impossible, certainly undiscovered".

Maar in eine vootnoot goof hae waal aan det hae lichte twiefels haaj euver de wermtevloeisjtoftheorie, wobiej hae verwees nao Joules' "zeer opmerkelikke bevinjinge".

Opvallend genog kreeg Joule dit artikel neet toegezonje van Thomson, en wie Joule 't oeteindelik te laeze kreeg op 6 oktober 1848 sjreef hae Thomson det zien ongerzeuk wermte-omzetting aangetoond haaj, en det hae verder experimente haaj geplandj. Thomson antjwaordje drie waeke later det hae zelf ouch van plan waas experimente oet te veure, en det hae haopdje det ze häör inzichte koste samevoege. Ofsjoon d'r de twee opvolgendje jaore gein experimente van dit saort zoewe waere uitgeveurdj door Thomson, greujdje zien ongenoege waal mit de theorie van Carnot en Clapeyron, en raakdje haej langzaamaan meer euvertuugdj van Joules' geliek. In 1851 sjreef hae dan ouch

the whole theory of the motive power of heat is founded on ... two ... propositions, due respectively to Joule, and to Carnot and Clausius

wat feitelijk een compromis is tussen de twee theorieën.

Wie Joule dit loos, sjreef hae Thomson aan mit zien vraoge en opmerkinge, waat 't begin beteikendje van ein langdoerige sjriftelike samewerking tösse de twee natuurkundige, wobiej Joule experimente oetveurdje en Thomson deze analyseerdje en verdere experimente adviseerde. Dees samenwerking doerdje van 1852 toet 1856, en brach onger meer de ontdekking van 't Joule-Thomson-effect voort, en de dao oet voortvloeiende publicatie deej väöl good veur de algemeiner acceptatie van Joules' werk en'ne kinetische theorie.

Kinetische theorie

Joule waas eine leerling van Dalton, en 't moog dan ouch gein verrassing zeen det hae ieen overtuugdje aanhenger waas van'ne atoomtheorie, hoewaal d'r in dae tied nog väöl weitensjappers ware die dao häör ernstige twiefels euver haje. Hae waas ouch eine van'ne weinige die ontvankelik ware veur 't nauweliks opgemerkdje werk van John Herapath euver de kinetische theorie van gaas. Daonaeve waas hae beïnvloed door 't artikel oet 1813 door Peter Ewart On the measure of moving force.

Eerbetoon

lid van'ne Royal Society (1850)
Royal Medal (1852)
Copley Medal (1870)
veurzitter van Manchester Literary and Philosophical Society (1860)
veurzitter van British Association for the Advancement of Science (1872)
eredoctoraten:
- Trinity College Dublin (1857) in'ne rechte
- Universiteit van Oxford (1860) in 't burgerlik rech
- Universiteit van Edinburgh (1871) in'ne rechte
ein sjtaotspensioen van £200 veuor zien deenste ten behoeve van'ne weitensjap
Albertmedaille van'ne Royal Society of Arts (1880)
ein sjtandbeeldj door Alfred Gilbert in 't sjtadhoes van Manchester, taegeneuver det van Dalton.

Werke

Joule besjtudeerdje de kinmerke van wermte, en ontdekdje de relatie mit energie. Dit leidje toet de wet van behoud van energie (eerste wet van'ne thermodynamica). De SI-eenheid veur energie, de joule, is nao hem genumpdj. Hae ontwikkeldje mit Lord Kelvin de absolute temperatuursjaol, besjreef magnetostrictie en vonj de relatie tösse elektrische sjtroum door ein elektrische weersjtandj en wermtedissipatie, bekindj es de wet van Joule.

Oetsjpraok

De naam Joule weurtj taegewoordig algemein oetgesjpraoke es "dzjoel", rijmendj op boel. In 't verleje echter ouch es "dzjaul(e)", rijmendj op Paul. Zelfs tiedes Joules' laeve waas d'r gein einduidigheid en waerdje versjillendje oetsjpraoke naeve ein gebroektj.

Kiek ouch

Watt

Bronne

Dit artikel sjtuitj in 't Hollands op nl.wikipedia.org