Experimento De Joule

EXPERIMENTO DE JOULE
La cuestión del calor ha preocupado al hombre desde los albores la humanidad. No en vano las largas noches de invierno el calor de una fogata proporcionaba seguridad, calidez y calidad a la vida. Sin embargo la comprensión de la naturaleza del calor como una forma de transferencia de energía tuvo que esperar al siglo XIX para ser aclarada.
Joseph Black (1728-1799) fue elprimer científico en diferenciar entre el calor y la “intensidad” del calor (más tarde medida como temperatura) y reconoció en calor latente absorbido o liberado en las transiciones de fase, al descongelar hielo por calentamiento lento y observar que la temperatura del mismo no variaba. Fue también uno de los que propuso la teoría del calórico, la cual consideraba al calor como un fluidoimponderable. Antoine Lavoiser (1743-1794) fundador de la química moderna que desacreditó la teoría del flogisto al demostrar que la combustión fue una combinación con el oxígeno y no una perdida de flogisto. Realizó las primeras medidas calorimétricas, aunque defendió la teoría de calórico para referirse a la fuente de calor, cuya producción es uno de los rasgos más prominentes de la combustión. Así elcalor fue considerado un fluido imponderable (diferente de la materia ordinaria) llamado calórico (de hecho Lavoiser acuño el termino) que rodeaba la sustancia de los átomos y que podía ser obtenido en reacciones que producen calor como la combustión. De hecho la temperatura era considerada una manifestación del contenido calórico de los cuerpos materiales. Así, la unidad de calor era la caloría queera la cantidad de calor que había que suministrara un gramo de agua para aumentar 1 ºC su temperatura.
John Dalton (1766-1844) concibió cada átomo existiendo en una “atmosfera” de calor y en 1808 escribió:
La más probable opinión respecto a la naturaleza del calórico es que es en esencia un fluido de gran sutileza, las partículas del cual se repelen unas a otras, pero que son atraídas portodos los otros cuerpos
La teoría del calórico del calor fue aceptada por la mayoría de los científicos de la primera mitad del siglo XIX. En 1879, Benjamin Thompson (Conde de Rumford, 1753-1814) realizó las primeras observaciones que indicaban que la idea del calórico era incorrecta y no se ajustaba a la observación experimental. Mientras supervisa el torneado de los cañones de Baviera, observóque a causa del calor generado por el taladro se debía utilizar agua para refrigerar el proceso, pero que había que reemplazarla continuamente porque se evaporaba durante la operación. De acuerdo con la teoría del calórico, cuando el metal procedente del torneado se cortaba en trozos pequeños, su propiedad de retener el calor disminuía. Por lo tanto la teoría predecía que durante este proceso sedebería ceder calórico al agua, calentándose hasta la ebullición, fenómeno asó observado. Contrariamente a esta predicción, Thomson observó sin embargo que aun cuando la broca no estuviese lo suficientemente afilada como para cortar el metal (i.e. estuviera roma) del cañón, el agua seguía evaporándose en tanto la broca giraba. Aparentemente el calórico se producía simplemente por fricción y podíaproducirse interminablemente en contradicción con la teoría del calórico, la cual indicaba que los cuerpos solo almacenaban una cantidad determinada de substancia calórica, cuya cantidad global debía conservarse. En base a esta experiencia, Thomson sugirió que el calor no era una sustancia que se conserva, sino alguna forma de movimiento que era comunicada desde la broca al agua. Demostró que dehecho el calor producido era proporcional al trabajo realizado durante la operación del taladro.

Experimento de Joule. Equivalente mecánico del calor
Correspondió no obstante al científico británico James Prescott Joule (1818-1889) realizar las estimaciones cuantitativas precisas del equivalente mecánico del calor esto es entre el trabajo mecánico realizado y el calor producido. Joule demostró...