James Prescott Joule
Publié le 15/03/2012
Extrait du document
1818-1889
Le physicien anglais James Joule a laissé dans l'histoire de la science, la réputation du savant le plus enthousiaste au travail. Certes, Joule ne provenait pas des milieux académiques. Il resta un amateur toute sa vie, mais ses recherches appliquées furent récompensées par la découverte extrémement importante de la relation entre la force mécanique et la chaleur. Cette notion joue un rôle très important dans la thermodynamique actuelle (thermo = chaleur, dynamica = science du mouvement, en mécanique) et dans de nombreuses autres branches de la technique. Joule élabora également une théorie, qui fut utilisée ultérieurement pour atteindre des températures extrêmement basses, ouvrant ainsi la voie vers une nouvelle science, la cryogénie (science du comportement des corps à des températures très basses).
«
grande déception de Joule, les physiciens n'y prê
tèrent aucune attention.
Sa publication fut même
refusée par plusieurs grands journaux,
et Joule
dût faire connaître sa découverte
à l'occasion d'u
ne conférence publique, à Manchester, devant un
public très restreint.
La raison de ce manque d'intérêt pour une décou
verte aussi importante s'explique par le fait que
Joule était encore inconnu dans
les milieux scien
tifiques.
Il n'était qu'un amateur nanti.
Pourtant,
Ci-dessous: Instrument utilisé par
Joule pour établir la relation en tre le travail et la chaleur .
JI était
constitué d'un axe à aubes, enfer mé dans une cuve isolée conte nant de l'eau.
La chute d'un
poids faisait tourner l'axe.
La ré sistance de friction entre les aubes
et l'eau provoquait une augmen tation de la température de l'eau,
que l'on mesurait.
Le travail pro duit était égal à la quantité de
chaleur produite .
Ci-dessus, .
à droite: Un exemple
de chaleur, provoquée par une
réaction chimique.
Des allumettes
de sûreté contiennent
le plus sou vent du sulfure d'antimoine et
différents corps oxydants, tels
que
du chlorate de potassium .
Le
frottoir spécial prévu sur la boîte
contient du phosphore rouge.
l'histoire des sciences est jalonnée de succès rem
portés par des hommes tels que lui.
D'autre part,
les savants de l'époque de Joule savaient à quel
point
il était difficile de mesurer avec précision les
changements de chaleur.
Cependant,
la chance tourna pour Joule,
lorsqu'un jeune physicien, hautement coté,
Wil
liam Thomson, devenu plus tard Lord Kelvin,
s'intéressa
à son travail.
Il examina les méthodes et les résultats obtenus
par Joule et fit savoir que, d'après lui,
ils étaient
impressionnants et parfaitement justifiés.
La situation évolua rapidement en faveur de
Jou
le.
Les physiciens commencèrent à le prendre au
sérieux, et
ses travaux furent rapidement accep
tés.
Une nouvelle unité, égale à dix millions d'ergs
prit
le nom de joule .
L'équivalent mécanique de la
chaleur vaut
4,185 joules.
L'intérêt que montra Thomson pour
le travail de
Joule l'amena
à collaborer fructueusement avec
lui.
Ils démontrèrent que lorsqu'un gaz peut
se
dilater librement, on note une baisse de la tempé
rature.
Ce phénomène qui porte actuellement le nom
d'effet Joule-Thomson, s'explique par la faible
force d'attraction
des molécules de gaz entre elles.
Au moment de la dilatation, une petite perte
d'é
nergie thermique est absorbée par les molécules
qui s'éloignent
les unes des autres et dominent par
le fait même leur force d'attraction mutuelle.
Joule et Thomson publièrent leur découverte en
1852.
Vers la fin du XIXe siècle, leurs découvertes
servirent de base à la toute nouvelle technique du
froid .
Des gaz tels que l'hydrogène et l'hélium
sont liquéfiés au moyen de l'effet
Joule
Thomson.
Et la température extrêmement basse qu'il était
possible d'atteindre fut
le point de départ d'une
toute nouvelle orientation scientifique sur
le com
portement des corps à très basse température, la
science
de la cryogénie (littéralement: qui rend
froid).
Joule n'accepta jamais une chaire à l'Université.
A la fin
de sa vie, il fut élu membre de la Royal
Society de Londres et président de l'Association
pour
le Progrès scientifique.
Amateur enthou
siaste, Joule fut satisfait d'avoir apporté une con
tribution plus importante à la physique que la
plupart
des physiciens venant d'un milieu scienti
fique.
De plus, il fut admiré par les plus grands
physiciens de son temps..
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