James Prescott Joule
Physicien britannique
1818 - 1889

 

Met en évidence l'équivalence mécanique - chaleur

et la conservation de l'énergie

 

En 1836 Wheatstone vient de faire construire une ligne de télégraphie filaire de 2 km au nord de Londres. Les besoins en pile stables et fiables se font sentir.

Joule travaille sur l'équivalent mécanique - chaleur qui va le conduire à énoncer la première loi de la thermodynamique sur la conservation de l'énergie. Pour vaincre le scepticisme des savants de l'époque il crée le dispositif expliqué à droite .

Joule s'attache également à établir la relation entre la quantité de chaleur dégagée par une résistance électrique et le courant qui la traverse.

Joule va également travailler avec Lord Kelvin à établir une échelle des températures absolues . Il travaillera également sur la magnétostriction effet dont il démontre l'existence en 1847 en mesurant la variation de longueur d'un morceau de fer sous l'effet du champ électrique

Le nom de Joule a été donné à l'unité d'énergie. En électricité:
C'est l'énergie dissipée par un courant électrique de 1 Ampère dans un résistance qui produit une différence de potentiel de 1 volt pendant une seconde

et la loi de Joule en électricité :
la puissance Pen W dissipée dans une résistance parcourue par un courant électrique  est P = U. I or U=R.I d'où
            P = R. I 2
L'énergie qui est la puissance multipliée par le temps
            E = P . T
            E =  R. I 2. T

 

Rappel sur les mesures anglaises:

Température le degré Fahrenheit. L'échelle des températures en degrés Fahrenheit
glace fondante          32ºF  correspond à 0ºC
ébullition de l'eau    212ºF   correspond à 100ºC

il en découle que une variation de 1ºF correspond à 1/1,8 ºC soit 0,555 ºC
inversement une variation de 1 ºC correspond à 1,8ºF

La conversion des températures :
T ºF = ( T ºC x 1,8 ) + 32
T ºC = ( T ºF  - 32 ) / 1,8

Unité d'énergie la BTU
La BTU ( British Thermal Unit ) est l'énergie nécessaire pour élever la température d'une livre (453,6 g) d'eau de 1  ºF
en France la calorie est l'énergie nécessaire ou élever de 1 ºC la température de 1 g d'eau et 1 cal = 4,18 Joules
Formule de conversion
1 BTU = 1/1,8 ºC x 453,6g = 252 cal  et 252 x 4,18 = 1053 Joules

 

Numéro de la Fiche 20
Dernière mise à jour 14-01-2013