James Prescott Joule

James Prescott Joule [dʒuːl] wurde am 24. Dezember 1818 in Salford, Manchester, geboren und starb am 11. Oktober 1889 in Sale, London. Er war ein englischer Physiker und er maß das mechanische Wärmeäquivalent. Nach ihm ist die heute die gängige Einheit der Energie – das Joule (1 J) benannt.

James Prescott Joule

Grabstein von Joule mit dem Zahlenwert 772,55 des Wärmeäquivalents.

Leben

James Prescott Joule war der zweite Sohn eines wohlhabenden Brauereibesitzers. Er hatte einen älteren Bruder, namens Benjamin und zwei jüngere Schwestern, die Alice und Mary heißen . Wegen seiner angeborene Wirbelsäulenerkrankung wurden er und sein älterer Bruder Benjamin, bis er 15 Jahre alt war zu Hause von der Halbschwester seiner Mutter und Privatlehrern unterricht. Einer seiner Privatlehrer ab 1834, war der englische Naturforscher John Dalton, der sie zweimal in der Woche unterrichtete. Später fing er an in der Brauerei zu arbeiten. Mit 16 Jahren wurde James Prescott Joule zur Manchester Literary and Philosophical Society (Lit & Phil) geschickt, um in Chemie, Physik und Mathematik unterrichtet zu werden. Da er sehr experimentierfreudig war, verlor er seine Augenbrauen durch ein Experiment mit Sprengstoff und ließ Drachen bei Gewitter steigen. Er bat sogar ein Dienstmädchen ihr Empfinden zu berichten, während er ihr immer stärker werdende Elektroschocks gab und er hat erst aufgehört, als sie bewusstlos wurde. 1838 begann Joule mit elektromagnetischen Experimenten und sein Ziel war die genauere Untersuchung, welchen Wirkungsgrad ein Elektromotor erreichen kann. Dafür experimentierte er mit verschiedenen Eisensorten für Elektromagnete und deren magnetische Anziehungskraft. Am 18. August 1847 heiratete der Physiker Amelie Grimes. Sein erster Sohn hieß Benjamin Arthur Joule, seine Tochter hieß Alice Amelia und sein jüngster Sohn hieß Henry. Seine Tochter Amelie starb im Jahr 1854, sowie sein Sohn Henry nach paar Wochen starb. James Joule zog nach dem Tod seiner Frau, nach Manchester zu seinem Vater. Im Jahr 1858 kaufte er Immobilien in Old Trafford. Aufgrund der Beschwerden seiner Nachbarn über seine Experimente, zog er weg. 1872 befand sich Joule in einer gesundheitlich schlechten Verfassung. Nach paar Jahren befand er sich in finanziellen Schwierigkeiten. Die britische Königin Viktoria garantierte ihm, ab 1878 eine Versorgung von jährlich 200 Pfund, in dieser Zeit schwanden seine geistigen Kräfte. Am 11 Oktober 1889 starb der Physiker in seinem Haus in Sale und wurde auf dem Friedhof in Brooklands vergraben. Auf seinem Grabstein befindet sich, der Zahlenwert 772,55 der von ihm im Jahr 1878 gefundene Energiewert des Wärmeäquivalents, um ein Pfund Wasser um ein Grad zu erhitzen.

Joule als Brauer

Der Physiker James Joule übernahm und betrieb zusammen mit seinem Bruder Benjamin die Brauerei, die in Salford gelegen hat. Die Brauerei wurde vor mehr als 30 Jahren, vor James Joules Geburt, von seinem Großvater William gegründet. James Joule musste sich, aufgrund der Erkrankung seines Vaters und dem Rückzug seines Bruders, mit technischen und der kaufmännischen Seite der Bierherstellung auseinandersetzen. Aufgrund des Todes seines Vaters verkaufte James Joule im Jahr 1855 die Brauerei und dadurch konnte sich der Physiker ganz auf seine naturwissenschaftlichen Experimente konzentrieren.

Joulesche Gesetz

Ab dem Jahr 1840 widmete sich James Prescott Joule den Untersuchungen über die Wärmewirkung des elektrischen Stroms. Bei den Untersuchungen entdeckte er die Erwärmung des stromdurchflossenen Leiters, die joulische Wärme oder Stromwärme. Im Jahr 1840 formulierte er dann das joulische Gesetz, dieses besagt dass die im elektrischen Widerstand erzeugte Wärme proportional zu der dort umgesetzten Leistung und der Dauer ist. 1843 führte er dann den Joule-Versuch aus, um die existenz der Wärmeäquivalenz nachzuweisen. Diese wird in der nach im benannten Einheit Joule (J) gemessen.

Außerdem ist 1 Joule gleich der Energie, die benötigt wird, um:

• einen Körper mit der Gewichtskraft 1 Newton, um einen Meter anzuheben
• einen 2 Kilogramm schweren Körper aus der Ruhe auf eine Geschwindigkeit von 1 m/s zu beschleunigen
• eine Sekunde lang die Leistung von einem Watt (James Watt) zu erbringen (1 Wattsekunde)
• bei einer elektrischen Spannung von einem Volt (Alessandro Volta) für die Dauer einer Sekunde einen elektrischen Strom von einem Ampere (André-Marie Ampère) fließen zu lassen (1 Voltamperesekunde)
• in Gramm Wasser um ca. 0,239 Kelvin zu erwärmen

Quellen

https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/james-prescott-joule https://www.chemie-schule.de/KnowHow/James_Prescott_Joule#:~:text=Joule%20war%20der%20dritte%20Sohn%20eines%20Brauereibesitzers.&text=Ab%201834%20studierte%20Joule%20bei,seine%20Ehegattin%20verstarb%20bereits%201854. https://www.uni-flensburg.de/fileadmin/content/projekte/storytelling/biografien/biografien-deu/joule-biografie-de.pdf https://www.klassenarbeiten.de/referate/physik/jamesprescottjoule/jamesprescottjoule_7.htm https://www.spektrum.de/lexikon/physik/joulesche-waerme/7684 https://www.chemie-schule.de/KnowHow/Joule-Versuch https://de.wikipedia.org/wiki/Joule https://www.chemie-schule.de/KnowHow/Joulesches_Gesetz https://de.wikipedia.org/wiki/James_Prescott_Joule https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:James_Prescott_Joule_gravestone.JPG