ANALISIS DEL EXPERIMENTO DE JOULE 04 OCTUBRE 2015

ANÀLISIS SOBRE LE EXPERIMENTO DE JOULE Y SU RELACION CON EL CALOR Y TRABAJO
En el experimento de Joule se determina el equivalente mecánico del calor, es decir, la relación entre la unidad de energía joule (julio) y la unidad de calor caloría.
El experimento de Joule es uno de los experimentos de la ciencia que cambiaron por completo el rumbo del mundo al brindar las herramientas paracomprender un fenómeno muy esquivo: ¿qué es y cómo se transfiere la energía? Dada la importancia que tuvo en la comprensión de estos conceptos que aún hoy siguen siendo objeto de estudio para muchas ciencias, aquí reproduciremos de la manera más sencilla posible este experimento e iremos explicando detalladamente las implicaciones, los por qué y los cómo que envuelve este tremendo avance de la ciencia.Dilatación térmica
Este experimento estableció que existía una relación entre dos tipos de energía que hasta entonces eran considerados como dos conceptos aparte: el trabajo y el calor. Aunque todavía no hay un acuerdo general entre todas las ramas de la ciencia que estudian la energía que defina satisfactoriamente este concepto para todas ellas, nos limitaremos a la definición propuesta por latermodinámica. La termodinámica es aquella rama que estudia la energía, sus manifestaciones, transformaciones y su transferencia. La definición termodinámica de la energía es: energía es todo aquello que tiene la capacidad de producir en los sistemas o desde ellos alguna forma de trabajo. El trabajo es consecuencia de una fuerza que provoca un desplazamiento ya sea desde los alrededores del sistemao dentro del mismo, ya sea de forma macroscópica (un pistón por ejemplo) o microscópico (el movimiento de los átomos dentro de un objeto).
La definición anterior no podía ser establecida y no pudo haberlo sido sin los experimentos de Joule.


El calor era considerado un fluido, algo así como un gas invisible que transfería el calor desde un objeto caliente hasta un objeto más frío o bien de unazona de mayor temperatura a una zona de menor temperatura. El experimento que demostraba la transferencia del calor y que pretendía justificar que el calor era un fluido consistía en colocar dos recipientes conectados y aislados del medio, con un gradiente o diferencia de temperatura entre ellos. Así, después de un tiempo de estar en contacto, el calor “fluía” desde el recipiente de mayortemperatura al de menor temperatura, provocando que el recipiente más caliente se enfriase y el recipiente más frío se calentase. Al final, ambos terminarán con una temperatura intermedia en común. Así, se pensaba que el calor fluía escapando del objeto más caliente al más frío, buscando el equilibrio térmico.
Con la definición anterior no se podía establecer que el calor y el trabajo mecánico tuviesenrelación directa, ya que una cosa era el trabajo mecánico y otra era el calor (que se consideraba un fluido). Sin embargo, el experimento de Joule demostró que existe una relación entre los diferentes tipos de energía y las distintas formas de trabajo que se manifiestan debido a la energía.
Si la energía era producto del calor y el calor era ajeno al sistema ya que se consideraba un fluido que“abandona” a los cuerpos más calientes, Joule demostró lo contrario con el experimento siguiente:

Experimento de Joule
  Los materiales que uso fueron los siguientes:
Un recipiente o contenedor aislante (un termo)
Un termómetro bastante sensible
Un peso enredado con hilo
 Nota: La parte más complicada de este experimento es construir el contenedor con material aislante. Para ello, debe de colocarseel peso con el hilo por dentro del contenedor con el líquido. El peso debe colocarse en un recipiente cerrado en el que solamente sobresalga el termómetro para poder leer la temperatura sin abrir el
sistema y el hilo para poder tirar de él sin abrir el sistema. Alrededor del recipiente, que debe estar lleno de agua (el que contiene el peso) se puede dejar aire, un espacio, y aislaremos este...