Il dispositivo utilizzato da Joule per i suoi esperimenti

LA TERMODINAMICA: La termodinamica � la parte della fisica che studia le trasformazioni del lavoro in calore e viceversa. Essa è regolata da due principi. Il calore infatti � energia. Inizialmente si pensava che il calore avesse una materia corpuscolare. Fu James P. Joule il � primo a dimostrare che, da una certa quantit� di energia meccanica, si ottiene sempre la stessa quantit� di calore. In questo modo Joule dimostr� che il calore era fonte di energia e permise di certificare la validit� del principio di conservazione dell�energia. La dimostrazione avvenne tramite un dispositivo alquanto semplice.

Egli prese una botte termicamente isolata dotata di mulinelli a pale collegati ad un verricello sul quale erano arrotolati dei fili collegati a dei pesi. All�interno del cilindro vi era 1 kg di acqua e un termometro. Due pesi scendendo per effetto della forza peso facevano ruotare le pale del mulinello, che provocavano il movimento dell�acqua. durante la caduta l�en pot grav dei pesi si trasformava in en termica dell�acqua. Ci� comportava l�aumento della temperatura dell�acqua e riosserv� che per aumentare di 1� un kg di H2O era necessario che le pale compissero un lavoro dell�energia meccanica di 4186J.

Sappiamo che esiste la caloria, definita come la quantit� di calore necessaria per aumentare di 1� la temperatura di 1g di acqua distillata (da 14,4 a 15,5). Juole esegu� pi� volte questo tipo di prova e ottenne sempre gli stessi risultati. Egli stabil�, ricorrendo alla conversione in chilocalorie, che 1Kcal equivale al lavoro di 4186J. Si pu� dunque dire che:

1�=4186J

1 Kcal=4186J

1cal=4,186J

La scoperta di Joule (sull�equivalente meccanico del calore) sulla equivalenza tra il calore e il lavoro premise di fare quadrare i bilanci energetici che a volte sembravano non tornare a causa delle dissipazioni per attrito. L�energia meccanica che sembrava andasse persa si trasforma in realt� in energia termica.