joule

betekenis & definitie

eenheid van energie, afgekort tot ‘J’, genoemd naar de Engelse natuurkundige James Prescott Joule (1818-’99). Een joule is ongeveer de hoeveelheid energie die nodig is om een gewicht van honderd gram een meter van de grond te tillen (1 joule = 0,239 calorie).

Joule, oorspronkelijk een bierbrouwer, studeerde in zijn vrije tijd wiskunde en chemie bij de Engelse natuur- en scheikundige John Dalton (1766-1844). Hij hield zich voornamelijk bezig met de warmteontwikkeling door elektrische stroom (elektrische kookplaat, dompelaar, straalkachel). Zijn onderzoek bracht hem tot de bepaling van de equivalentie van warmte en mechanische energie. In 1843 publiceerde hij zijn resultaten: On the calorie effects ofmagnetoelectricity and the mechanical value of heat. (Hooykaas) Later vond hij dat de warmteontwikkeling per seconde in een stroomdraad evenredig is aan de weerstand van de draad en het kwadraat van de stroomsterkte (wet van Joule). Niet alleen elektrische stroom kan in warmte worden omgezet, ook beweging kan dat doen en omgekeerd, zoals bij de stoommachine.

Joule’s volgende stap was de berekening van het warmte-equivalent: een temperatuurstijging van een graad Fahrenheit komt overeen met 838 voetponden energie. Tegenwoordig zeggen we: één calorie, de hoeveelheid warmte die nodig is om een gram water een graad Celsius in temperatuur te doen stijgen, komt overeen met 4,z joule, de energie die nodig is om een gewicht van 410 gram een meter omhoog te tillen.

Met de natuur- en wiskundige William Thomson (1824-1907), de latere Lord Kelvin, deed Joule onderzoekingen naar de afhankelijkheid van de energie van een gas van zijn volume. Joule is een van de grondleggers van de mechanische warmtetheorie. Als lid van de Royal Society deelde hij zijn resultaten in de verhandelingen van dit wetenschappelijk gezelschap mee. Van 1884 tot 1887 verschenen in twee delen in Londen zijn verzamelde werken: Scientific papers ofj. Prescott Joule.