James Prescott Joule
(1818-1889). James Prescott Joule ısı, mekanik enerji, elektrik enerjisi gibi enerji türlerinin tümünün aynı şeyin değişik biçimleri olduğunu ve bunların birbirine dönüştürülebileceğini deneysel olarak ortaya koyan İngiliz fizikçidir. İş ile enerji arasındaki bağıntıyı bulan da odur. Uluslararası Birimler Sistemi’nde iş ve enerji birimi olan joule (jul), onun adından gelir.
Joule, İngiltere’nin kuzeyinde bir sanayi merkezi olan Salford’da doğdu. Üniversite öğrenimi görmedi ama 1835’te kısa bir süre ünlü kimyacı John Dalton’un yanında çalıştı. Zengin bir biracı olan babasının desteği sayesinde tüm zamanını bilimsel araştırmalara ayırma olanağını elde etti ve ilk bilimsel makalesini 1838’de, henüz 20 yaşındayken yayımladı.
İş ile o işin yapılabilmesi için gereken enerji arasındaki bağıntıyı inceleyen Joule, bu amaçla bir dizi deney gerçekleştirdi. Bu deneylerde, bir cismin yüksekten düşmesi, bir çarkın su içinde dönmesi ya da bir sıvının bir tüpün içinden hızla akması sırasında oluşan sürtünmeden doğan ısıyı ölçtü. Joule, bu duyarlı ölçümler sonucunda, türü ne olursa olsun belirli bir miktardaki işin her zaman aynı miktarda ısı ürettiğini buldu. Böylece Joule, bir birim ısı elde etmek için gerekli olan iş miktarının her zaman aynı olduğunu ve bunun bir formülle belirtilebileceğini gösterdi. 1843’te yayımladığı çalışmasında, ısı ile iş arasındaki bağıntıyı verdi ve bunu “ısının mekanik eşdeğeri” olarak adlandırdı.
Joule, her çeşit işin ısıya dönüştürülebileceğini kanıtlayarak, ısının bir enerji türü ve ısıtılan maddeden bağımsız olduğunu gösterdi. Bu kuramıyla, ısıyı bir madde olarak kabul eden dönemin egemen düşüncesini çürüttü. Joule bu çalışmalarıyla mekanik enerjinin ısıya dönüştürülebileceğini ortaya koymuştu.
Gerçekten, uygun yöntemler kullanılarak her tür enerji, başka bir enerji türüne dönüştürülebilir. Bu olguya “enerjinin dönüştürülebilirliği” ilkesi denir. Daha sonraları, temel fizik yasalarından biri olan “enerjinin korunumu” yasası da Joule’ün bu buluşu temel alınarak geliştirilmiştir.
Joule 1852’de, meslektaşı William Thomson (daha sonra Lord Kelvin adını aldı) ile birlikte, gazların herhangi bir dış iş üretm eden genleşmesi durumunda soğuduğunu buldu. “Joule-Thomson etkisi” ya da “Joule-Kelvin etkisi” olarak adlandırılan bu olay, soğutma sanayisinin gelişmesinde büyük rol oynadı. Klima sistemlerinde de bu etkiden yararlanılmıştır.
Joule bilimsel bir öğrenim görmediğinden başlangıçta İngiliz bilim adamları onun buluşlarına fazlaca bir ilgi göstermediler. Kraliyet Derneği Joule’ün ilk çalışmalarını yayımlamayı kabul etmedi. Ama 1850’ye gelindiğinde artık Joule’ün fiziğe katkılarını küçümsemek olanaksızlaşmıştı. Joule, Kraliyet Derneği’ne üye seçildi ve derneğin en büyük ödülleri olan Altın Madalya ve Copley Madalyası ile ödüllendirildi. 1885-87 arasında Joule tüm bilimsel araştırmalarını yayıma hazırladı ve Londra Fizik Derneği bunları iki cilt halinde yayımladı.
