experimento de joule

EXPERIMENTO DE JOULE: EQUIVALENTE MECÁNICO DEL CALOR
     
1. ANTECEDENES: DEL CALORICO A 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 tuvoque esperar al siglo XIX para ser aclarada.
Joseph Black (1728-1799) fue el primer científico en diferenciar entre el calor y la “intensidad” del calor (más tarde medida como temperatura) y reconoció encalor 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 lateoría del calórico, la cual consideraba al calor como un fluido imponderable. 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 pérdida de flogisto. Realizó las primeras medidas calorimétricas, aunque defendió la teoría de calórico para referirse a la fuente de calor, cuyaproducción es uno de los rasgos más prominentes de la combustión. Así el calor 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 contenidocalórico de los cuerpos materiales. Así, la unidad de calor era la caloría que era 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, laspartículas del cual se repelen unas a otras, pero que son atraídas por todos 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 observaciónexperimental. Mientras supervisa el torneado de los cañones de Baviera, observó que 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 calordisminuía. Por lo tanto la teoría predecía que durante este proceso se debería 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 podía producirse 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 demovimiento que era comunicada desde la broca al agua. Demostró que de hecho el calor producido era proporcional al trabajo realizado durante la operación del taladro.
2. 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...