آفاق علمية وتربوية موقع متخصص بالثقافة العلمية والتربوية
حين كان جيمس بريسكوت جول Joule Prescott James ( 1818 – 1889 ) في السابعة عشرة من عمره، كان من حسن حظه أن تلقى تعليمه على يدي جون دالتون John Dalton، أب النظرية الذرية للمادة.
وفي غضون السنوات الخمس اللاحقة، أقدم جول على إجراء سلسلة من الدراسات ظل يتابعها طيلة نصف قرن تقريبا . فبعد أن قرأ كيف تمكن الكونت رمفورد من إيجاد علاقة بين الحرارة والطاقة الميكانيكية في عام 1798، عزم على بيان ما إذا كانت كمية الحرارة الناتجة عن مقدار معين من الشغل هي ثابتة دائما ، بالرغم من اختلاف الطرق المستعملة لتوليدها.
ففي تجاربه الأولى، عمد الى قياس كمية الطاقة الميكانيكية اللازمة لتشغيل مولد للكهرباء. وقاس كمية الحرارة الناتجة عن مقادير معينة من الكهرباء بعد تمريرها في سلك . وقام أيضا بضخ ماء في أنابيب رفيعة ، وقارن كمية الحرارة الناتجة عن احتكاك الماء في الأنابيب مع مقدار الشغل اللازم لتشغيل المضخة. كما ضغطها ، وعن سوائل مختلفة عند تحريكها في أوان معزولة، وعن قرصين حديديين عند احتكاكهما ببعضهما تحت الماء .
ثم انه درس أيضا تجارب رمفورد المتعلقة بالخزق ، وحسب العلاقة بين الطاقة الميكانيكية التي بذلتها الأحصنة لتشغيل مخرطة رمفورد والحرارة الناتجة عن عملية الخزق. وهي حسابات لم يحاول رمفورد نفسه أن يجربها قط.
وبعد جهد استمر ثماني سنوات قاس في تجاربه اللاحقة، كمية الحرارة الناتجة عن الغازات عندما لخص جول نتائجه جميعا، واقترح قيمة لما نشير اليه اليوم باسم المكافيء الميكانيكي الحراري،equivalent of heat Mechanicalواذا عبرنا عن هذه النتيجة بالوحدات المعاصرة، التي تحمل اسم هذا العالم البارز تقديرا لجهوده ، نجد أن نتيجته، وهي 4.150 جول من الطاقة الميكانيكية لكل سعر من الحرارة، لا تختلف كثيرا عن القيمة المقبولة اليوم، وهي 4.184 جول لكل سعر .
وسرعان ما أدت بحوث جول في الحرارة إلى وضعه نظرية حركية Theory Kinetic للمادة تربط تأثيرات الحرارة على المادية بحركات الجسيمات في المادة وقوة التجاذب بينها.
وقد بلغ حماس جول لعمله أن امضي بعضا من فترة شهر عسله التي قضاها في سويسرا، ليقيس ارتفاع درجة حرارة الماء في شلال عند وصول الماء الى قاع الشلال . ولا يذكر التاريخ في هذا الشأن ما إذا كانت عروسه فعلا قد شاطرته هذا الحماس المنقطع النظير نحو عمله .
مصدر الصورة
technicaleducationmatters.org
