|
|
استراحة 1 جول = 1 نيوتن . 1 متر
أو بكلام آخر، فإن الجول هو ناتج تسليط قوة مقدارها 1 نيوتن عبر مسافة متر واحد. هذه العلاقة كانت نتيجة لملاحظات وأبحاث مطولة اقترنت بالثورة الصناعية خلال القرن التاسع العشر وبمحاولة تفسير الطاقة التي أنتجتها معجزة ذلك الزمان: المحرك البخاري. أراد العلماء أن يقدموا تعريفاً لـ «الحرارة» التي كانت شكلاً من أشكال الطاقة وناتجاً من نواتج تشغيل المحرك البخاري. ظهرت محاولات إيجاد تعريف فيزيائي للحرارة قبل ذلك عند الفرنسي سادي كانو، وزميله لافوازييه الذي أطاحت مقصلة الثوار برأسه. وفي أمريكا، اقترح ضابط بريطاني يُدعى بنيامين طومسون أن تكون الحرارة ناجمة عن الحركة المتسارعة لجزيئات المادة. ولم يقتنع المعاصرون بهذه الفكرة الواعدة. ولد جول عام 1818م ونشأ في مانشستر التي كانت عاصمة أوروبا الصناعية حينها، ما يعني أنه كان محاطاً بالمحركات البخارية منذ أن وعى على الدنيا. وحين قرر أن يتخصص في العلوم، اتجه نحو دراسة العلاقة بين الحرارة والطاقة، ميكانيكية كانت أو كهربائية. في عام 1845م أجرى جول بحثاً بعنوان «المكافئ الميكانيكي للحرارة» وقدَّمه في جلسة الجمعية البريطانية في كامبريدج، واقترح فيه أن مقداراً محدداً من الشغل الميكانيكي سينتج عنه مقدار محدد من الحرارة، معبراً عن الشغل الميكانيكي بواسطة السقوط من ارتفاع يؤدي لتدوير مروحة مغمورة في برميل من الماء. في تلك التجربة أدى الاحتكاك الناتج عن دوران المروحة في الماء إلى تسخين الماء، الذي ارتفعت حرارته. وقام جيمس جول بتسجيل التغير في درجة حرارة الماء والتغير في ارتفاع الكتلة. عن طريق تلك القياسات استطاع حساب المكافئ الميكانيكي للحرارة. لم يؤخذ جول بجدية بين أقرانه نظراً لأنه لم يكن يحمل شهادة جامعية. لكن زميلاً إيرلندياً له اسمه وليام واطسون تحمس لكتابات سادي كانو القديمة، ورأى أن جول ربما يكون يفكر بالاتجاه الصحيح. قرر طومسون بعد سنوات أربع من الدراسة أن أفكار كل من جول وكانو مكملة لبعضها، فصقلها ليقدِّم للعالم ما يُعرف اليوم بالقانونين الأول والثاني للديناميكا الحرارية. فتحت هذه الاكتشافات لطومسون أبواب المجد ولُقِّب باللورد كالفن.. لتنسب له لاحقاً الوحدة المعيارية لقياس درجة الحرارة المطلقة (الكالفن). أما جول فعاش حياة متواضعة وبقي اسمه معلقاً حتى العام 1879م حين تمت نسبة الوحدة العالمية للطاقة (الجول) إليه تقديراً لدوره التاريخي في صياغة مفاهيم الفيزياء الحديثة. |
|
