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James Prescott Joule

Publié le 15/03/2012

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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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