Joule James Prescott

Joule James Prescott

Joule 〈ghùl, la pronuncia più diffusa nel mondo; talora, anche, ghaul〉 James Prescott [STF] (Salford 1818 - Sale 1889) Autodidatta, membro della Royal Society di Londra (1850). ◆ [EMG] [TRM] Calore J.: quello che si sviluppa per l'effetto J. elettrotermico (v. oltre). ◆ [FTC] [TRM] Ciclo J.: v. refrigerazione: IV 769 b. ◆ [FML] [TRM] Coefficiente di J.-Thomson: in un'espansione J.-Thomson, la derivata della temperatura rispetto alla pressione, a entalpia costante: v. gassoso, stato: II 836 a. ◆ [FML] [TRM] Effetto J. di espansione: consiste nella diminuzione della temperatura di un gas che subisca un'espansione J., cioè adiabatica e senza lavoro esterno (v. oltre: Esperimento di J. e Legge di J.). ◆ [EMG] [TRM] Effetto J. elettrotermico: lo sviluppo di calore che s'accompagna a una corrente elettrica: v. corrente elettrica stazionaria: I 787 e. Il fenomeno fu descritto da J. in una comunicazione alla Royal Society nel dicembre 1840. Esso per sua natura è una degradazione in calore dell'energia, di qualità elevata, che ha creato il campo elettromotore della corrente (energia chimica, meccanica, di radiazioni) e quindi di norma la sua presenza è indesiderata e si parla generalm. di perdite per effetto J. (riscaldamenti, alterazioni chimico-fisiche, ecc.); esistono peraltro tutta una serie di applicazioni utili (riscaldatori elettrici di vario tipo, lampade elettriche, ecc.). ◆ [FSD] Effetto J. magnetostrittivo: il fenomeno per cui una sbarra di materiale ferri- o ferromagnetico s'allunga leggermente se magnetizzata lungo il suo asse, dovuto all'espansione e all'allineamento longitudinale dei domini ferromagnetici. ◆ [TRM] Effetto J., e J.-Thomson, termodinamico: lo stesso che espansione J. o J.-Thomson (v. oltre). ◆ [FML] [TRM] Espansione J.: l'espansione di un gas che avvenga adiabaticamente e senza lavoro esterno (v. oltre: Esperimento di J.: b) ◆ [FML] [TRM] Espansione J. libera: lo stesso che espansione J.-Thomson. ◆ [TRM] Espansione J.-Thomson: l'espansione di un gas che avvenga adiabaticamente e a entalpia costante (v. oltre: Esperimento di J.). ◆ [TRM] Esperimento di J.: (a) quello con cui J. determinò, nel 1843, l'equivalente termico dell'energia meccanica: v. Joule, esperimento di; (b) quello, effettuato nel 1853, che mise in luce l'effetto J. di espansione. (v. fig.). Un gas compresso viene introdotto in un recipiente con pareti isolanti e rigide, che, mediante un rubinetto, c, può essere messo in comunicazione con un altro recipiente simile, vuoto; ognuno dei due recipienti contiene un termometro; aperto il rubinetto, il gas subisce un'espansione J. e si raffredda, come indicano i termometri, a causa del fatto che parte dell'energia interna viene spesa per vincere le forze intermolecolari, tendenti a ostacolare l'espansione; un tale raffreddamento non si verificherebbe con un gas perfetto (v. oltre: Legge di J.). Se si assume come equazione di stato del gas reale quella di van der Waals, la diminuzione della temperatura assoluta T è ΔT=(an2/Cv✄)[(1/v₂✄)-(1/v₁✄)], essendo a il coefficiente che compare nella detta equazione di stato, n il numero di grammomolecole di gas, Cv✄ la capacità termica del gas a volume costante, v₁✄ il volume inziale e v₂✄ quello finale. Tale variazione termica è piuttosto piccola e quindi difficile da misurare con accuratezza; migliore, da questo punto di vista, è la disposizione adottata da J. in collaborazione con W. Thomson (poi Lord Kelvin) nel 1862 (esperimento di J.-Thomson o di J.-Kelvin). In questa disposizione la comunicazione tra i due recipienti è assicurata non da un rubinetto ma da un setto poroso e la situazione è stazionaria, in quanto appositi dispositivi provvedono a mantenere costante la pressione nell'uno e nell'altro recipiente, rifornendo di gas il primo e asportando gas dal secondo (oppure, alla costanza delle pressioni possono provvedere pistoni mobili che si muovano di conserva nello stesso verso; si realizza così un'espansione in cui resta costante non l'energia interna ma l'entalpia (espansione J.-Thomson), che è quella normalmente sfruttata nelle applicazioni (per es., per ottenere basse temperature: v. criogenia: I 816 a). ◆ [FML] [TRM] Legge di J.: l'energia interna di un gas perfetto è indipendente dal volume del gas: v. gassoso, stato: II 833 e. Ciò significa che un gas che si possa considerare perfetto, qual è un gas di densità sufficientemente piccola, non si raffredda in un'espansione J., che è a energia interna costante, ma in un'espansione J.-Thomson, che è a entalpia costante.