Biyografi

James Joule Kimdir?

Joule’un keşifleri, ısı ve mekanik teorisi arasındaki ilişkiyi ve elektrik enerjisinden ısı üretim hızını nicel olarak tanımlayan Joule yasasını ortaya çıkarmasıyla sonuçlandı. Başlangıçta, pek çok 19. yüzyıl bilim insanı Joule’ün çalışmalarına kuşkuyla yaklaştı, ancak çabaları modern termodinamik anlayışının temelini oluşturdu. Joule’un önemli bilimsel katkılarından dolayı SI birimi “joule” olarak seçildi.

Joule, 24 Aralık 1818’de Lancashire, Salford’da doğan bir İngilizdir. Ailesi, başarılı bir aile bira fabrikasına sahip olmaları nedeniyle oldukça zengindi. Gençlik yıllarında, ünlü kimyager John Dalton ile birlikte Manchester Üniversitesi’nde çalışmaya başladı, ancak Dalton’un sağlık sorunları nedeniyle bu ilişki kısa sürdü.

James Joule

Ancak, birlikte geçirdikleri kısa süre boyunca, Dalton’un nicel deneylere verdiği önem, Joule’un bilimsel yaklaşımına kalıcı bir etki bıraktı. Joule, eğitimine John Davis’in öncülüğünde Royal Victoria Gallery for the Couragement and Illustration of Practical Science’da devam etti.

Joule’un bilime olan ilk ilgisi, elektromanyetik motorların buhar motorlarına kıyasla güçlü yönleri ve zayıflıklarıyla ilgiliydi. Aile bira fabrikasıyla olan bağlantısı, onu bu alana yönlendirmesine yardımcı oldu, çünkü daha verimli motorlar, işin karlılığını önemli ölçüde artırabilirdi.

Joule’ün ilk yayınlanan makalesi, 1838’de “Annals of Electricity” dergisinde yayınlanan “Description of an electro-magnetic engine” adlı makaleydi. Buhar motorlarının o dönemde mevcut elektromanyetik motorlardan çok daha iyi göründüğünü fark etmesi, deneyimsel bir yolculuğa çıkarak elektromanyetik motorun performansını geliştirmek için demirin düzenini değiştirmeye çalıştı.

Joule’un deneylere olan bağlılığı, sonunda 1840’ta kendi adını taşıyan yasayı formüle etmesine yol açtı. Joule yasasına göre, bir elektrik telinde üretilen ısı, akımın karesiyle direnç arasında doğru orantılıdır. Bu yasa genellikle P=I2R şeklinde ifade edilir, burada P güç kaybını, I akımı amper cinsinden ve R direnci ohm cinsinden temsil eder.

Joule, “On the Production of Heat by Voltaic Electricity” adlı bilimsel çalışmasında Joule yasayını yayınladı, bu çalışma Proceedings of the Royal Society’de kısaltılmış olarak yayınlandı. Ancak, genç yaşta olması ve başkalarının onun çalışmalarının sadece bir hobi olduğunu düşünmesi, Cemiyet üyelerinin Joule’un çalışmalarının önemini hemen anlamasını engelledi.

Joule, aldığı soğuk karşılama ve elektirik ve ısıyla ilgili yaptığı ek deneylerle yoluna devam etti. Kısa bir süre sonra Royal Victoria Gallery’de dersler vermeye başladı ve 1843’te enerjinin dönüştürülebilirliği konusunda spekülasyonlara başladı. Aynı yıl, ısı biriminin hesaplamalarını yayınladı ve bu birimin mekanik eşdeğerini belirlemek için gereken iş miktarını inceledi.

Joule kariyeri boyunca, ısının mekanik eşdeğerini belirleme yöntemlerini sürekli olarak geliştirdi ve birimin değerini birçok kez revize etti. Son hesaplamasına göre, bir birim yaklaşık olarak 772 fit pound güce eşitti. Yani, Joule’e göre bir pound suyun sıcaklığını tek bir Fahrenheit derece yükseltmek için gereken ısı, yaklaşık olarak 772 pound bir ayak yüksekliğindeki mekanik bir güce eşdeğerdi (ve dönüştürülebilirdi).

1840’ların sonunda, Joule Amelia Grimes ile evlendi. Bu dönemde, Joule’un çalışmaları, daha sonra Lord Kelvin olarak bilinen William Thomson ile tanışması ve işbirliği yapması sayesinde daha fazla dikkat çekmeye başladı. Thomson, Joule’un İngiliz Bilim İlerleme Derneği’ndeki derslerine katılarak onun termodinamik deneylerine büyük ilgi gösterdi. Ancak bu deneylerin o zamanlar yaygın olarak kabul edilen kalori teorisiyle açıkça çeliştiği görüldü. Kalori teorisi, ısıyı daha sıcak cisimden daha soğuk cisimlere akan bir sıvı olarak tanımlayan Antoine Lavoisier tarafından önerilmişti.

Joule ve Thomson arasındaki yazışmalar ve birlikte gerçekleştirdikleri deneyler, teknik iyileştirmeler ve Thomson’un önerileriyle birlikte, sonunda Thomson’u Joule’ün mekanik ısı teorisini tamamen desteklemeye yönlendirdi. İkili arasındaki ilişki, Joule-Thomson etkisinin keşfiyle de zirveye çıktı. Joule-Thomson etkisi, gazın serbestçe genişlemesine izin verildiğinde sıcaklıkta nasıl değişiklik yaşadığını açıklayan bir fenomendi ve bu etki, soğutma işlemlerinin temelini oluşturdu.

Joule’un kariyerinin ikinci bölümünde, ilk yıllarında kendisine gösterilmeyen ilgi ve takdirin çoğunu kazandı. 1850’de, ısının mekanik eşdeğerine dair en tutarlı hesaplamalarından birini yayınladıktan sonra Joule, 1852’de Kraliyet Madalyası ve 1870’de Copley Madalyası ile ödüllendirilerek Royal Society’nin bir üyesi oldu. Trinity College Dublin, Oxford Üniversitesi ve Edinburgh Üniversitesi gibi kurumlar tarafından kendisine fahri doktora unvanları verildi ve Royal Society of Arts tarafından Albert Madalyası (1880) ile onurlandırıldı.

Ancak, Joule’un termodinamik çalışmalarının önceliği konusunda bazı tartışmalar yaşandı. Alman fizikçi Julius Robert von Mayer, Joule’nin mekanik ısı teorisini açıklamasından en az bir yıl önce, ısı ve işin eşdeğerliği konusunda bir öneri sunduğunu iddia etti. Joule, anlaşmazlığı mümkün olduğunca dostça çözmek için, kendi önceliğini deneysel olarak teoriyi doğrularken ileri sürdü, ancak sonunda Mayer’in daha önce teorinin geliştirildiği iddiasını kabul etti. Bununla birlikte, bu tavizlere rağmen, çoğu yayın Joule’u temel olarak kabul ederek, 11 Ekim 1889’da evinde vefat eden Joule’u önde gelen bir bilim insanı olarak anmaktadır.

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu