Experimento - Energia Cinética

Tanto o corante como o petróleo estão presos pela tensão superficial da água. O corante, porque está em solução e também em contato com a água do leite. O petróleo, por ser basicamente insolúvel em água, está preso pela água do leite (como gotas de óleo). O detergente quebra estas tensões da água deixando o material correr livre pelo leite. Este movimento seria a atividade cinética das moléculas.

O Aparelho de Joule

Para ter uma relação de equivalência entre unidades mecânica e térmica de energia, Joule criou um aparelho. Girando uma roda de cobre com oito palhetas em um recipiente com água, notou uma alteração de temperatura, resultante da energia mecânica despedida. (Para medir esta variação, pôs um termômetro na tampa do recipiente.)
O trabalho, em Física, é dado pelo produto da intensidade de uma força pela distância percorrida no seu ponto de aplicação. No engenho de Joule, o trabalho era feito por dois cilindros de metal que desciam ao longo de uma régua graduada, pondo em marcha um rolo verticalmente fixado no eixo da roda de palhetas. Ela girava, provocando o aumento de temperatura no interior do recipiente.
Medindo os aumentos de temperatura do líquido em função do trabalho, Joule pôde estabelecer o valor exato do equivalente mecânico do calor.

O Joule

Foi criada uma medida de energia, adotada pelo SI denominada Joule, em homenagem ao físico Britânico, James Joule.

Um joule é a energia necessária para ações como:

· Aplicar uma força de um newton pela distância de um metro, ou seja , 1 joule = 1 N × m .

· É a energia para movimentar um corpo de massa 2kg a uma velocidade de 1m/s.

· É o necessário para gerar um watt continuamente por um segundo, ou seja, 1 W × s (watts-segundo)

James Prescott Joule

James Prescott foi um físico britânico que estudou a natureza do calor. Nasceu em Salford no dia 24 de dezembro do ano de 1818 e morreu em Trafford no dia 11 de outubro de 1889.

O seu estudo direcionou para teoria de conservar energia. James trabalhou com Lorde Kelvin, para desenvolver a escala absoluta de temperatura, e encontrou relações entre o fluxo de corrente através de uma resistência elétrica e o calor dissipado chamado hoje lei de Joule.

Joule foi aluno de Jonh Dalthon. Fascinado pela eletricidade, Dalthon e seu irmão faziam experiências em si mesmo usando choques elétricos. O motor elétrico foi construído graças ao seu trabalho com a energia, que substituiu o motor a vapor usado até aquela época.

As idéias de Joule sobre o estudo da energia não foram inicialmente aceitas, pois dependia de medições muito precisas, o que naquela época era incomum em física. No seu estudo mais conhecido era necessária a precisão de 1/200 graus Fahrenheit, o que seus contemporâneos não achavam possível.

O trabalho de Joule contrariava o que todos da época acreditavam que o calor era um fluido, o calórico, e esse fluido não podia ser criado nem destruído. Mas Joule dizia que o calor era apenas uma das formas de energia, e só a soma de todas as formas é que permanecia conservada. Joule estava propondo a teoria cinética do calor, as idéias de Joule necessitavam que se acreditasse que as colisões entre as moléculas seriam perfeitamente elásticas, mas naquela época os conceitos de átomos e moléculas ainda não eram perfeitamente aceitos.

Joule e seus contemporâneos não entendiam inicialmente que os processos termodinâmicos (movimento da energia e como a energia cria movimento) deveriam ser irreversíveis. Eles achavam que a energia no universo era um processo que poderia se repetido indefinidamente através da reciclagem da mesma energia. Esse conceito, só passou a valer com a descoberta da segunda Lei da Termodinâmica, ou seja, a energia percorre um único sentido.