Efecto Joule

El efecto Joule y la ley de Joule son varios efectos físicos diferentes descubiertos o caracterizados por el físico inglés James Prescott Joule . Estos efectos físicos no son lo mismo, pero en la literatura se les suele denominar "efecto Joule" o "ley de Joule". Estos efectos físicos incluyen:

• " Primera ley de Joule " (calentamiento Joule), una ley física que expresa la relación entre el calor generado y la corriente que fluye a través de un conductor.
• La segunda ley de Joule establece que la energía interna de un gas ideal es independiente de su volumen y presión, dependiendo únicamente de su temperatura.
• La magnetostricción es una propiedad de los materiales ferromagnéticos que provoca que cambien de forma cuando se les somete a un campo magnético.
• El efecto Joule (durante la expansión de Joule ), el cambio de temperatura de un gas (generalmente enfriándose) cuando se le permite expandirse libremente.
• El efecto Joule-Thomson es el cambio de temperatura de un gas cuando se le fuerza a pasar a través de una válvula o un tapón poroso , manteniéndolo aislado para que no se intercambie calor con el ambiente.
• El efecto Gough-Joule o efecto Gow-Joule, que es la tendencia de los elastómeros a contraerse si se calientan mientras están bajo tensión.

Entre 1840 y 1843, Joule estudió minuciosamente el calor producido por una corriente eléctrica . A partir de este estudio, desarrolló las leyes de calentamiento de Joule , la primera de las cuales se conoce comúnmente como el efecto Joule . La primera ley de Joule expresa la relación entre el calor generado en un conductor y el flujo de corriente, la resistencia y el tiempo. ^{[ 1 ]}

El efecto de magnetostricción describe una propiedad de los materiales ferromagnéticos que provoca que cambien de forma al ser sometidos a un campo magnético. Joule fue el primero en observar el cambio en la longitud de varillas ferromagnéticas en 1842. ^{[ 2 ]}

En 1845, Joule estudió la expansión libre de un gas en un volumen mayor. Esto se conoció como expansión de Joule . ^{[ 3 ]} El enfriamiento de un gas al permitirle expandirse libremente se denomina ocasionalmente efecto Joule. ^{[ 4 ]}

Si una banda elástica se estira primero y luego se somete a calentamiento, se contraerá en lugar de expandirse. Este efecto fue observado por primera vez por John Gough en 1802 y fue investigado más a fondo por Joule en la década de 1850, cuando se conoció como el efecto Gough-Joule . ^{[ 5 ] [ 6 ]} Ejemplos en la literatura:

• Revista Popular Science, enero de 1972: «Un trozo de caucho estirado se contrae al calentarse. Al hacerlo, ejerce un aumento medible en su fuerza de tracción. Esta sorprendente propiedad del caucho fue observada por primera vez por James Prescott Joule hace aproximadamente cien años y se conoce como el efecto Joule ». ^{[ 7 ]}
• El caucho como material de ingeniería (libro), de Khairi Nagdi: «El efecto Joule es un fenómeno de importancia práctica que los diseñadores de máquinas deben tener en cuenta. La forma más sencilla de demostrar este efecto es suspender un peso de una banda elástica lo suficientemente elástica como para estirarla al menos un 50 %. Cuando una lámpara infrarroja calienta la banda elástica estirada, esta no se estira debido a la dilatación térmica , como cabría esperar, sino que se contrae y levanta el peso». ^{[ 8 ]}

• Efecto Joule-Thomson