Історично склалося багато часу, щоб зрозуміти, яка природа тепла. Спочатку вважалося, що тепло - це рідина (яку називають калорійною), яка пронизує тіла і відповідає за тепло, яким вони обмінюються при контакті.

У 19 столітті Джоуль задумав експеримент, щоб показати, що тепло - це не що інше, як форма енергії, і що його можна отримати з механічної енергії. Цей експеримент відомий як джоулів експеримент для визначення механічний еквівалент тепла.

До експерименту Джоуля тепло і енергія вважалися двома різними величинами, тому одиниці вимірювання, в яких їх вимірювали, також були різними. Одиницею теплоти, яка використовувалася, була калорійність.

Одна калорія - це кількість тепла, необхідна для підвищення температури грама дистильованої води з 14,5єС до 15,5єС.

Своїм експериментом Джоуль вирішив показати, що температуру води можна підвищити, передаючи їй механічну енергію. Пристрій, яким він користувався, показано на наступному малюнку. Всередину ємності вводиться 1 кг води при 14,5 єС.

термодинаміки

Контейнер прикріплений до лопатей, з'єднаних мотузкою з масою, яка може впасти. Коли маса падає з постійною швидкістю, лопаті обертаються, перетворюючи гравітаційну потенційну енергію маси в енергію обертання лопатей. Завдяки такому обертанню вода підвищує температуру (обертання лопатей перетворюється на тепло).

Джоуль виявив, що для підвищення температури кілограма води до 15,5 ° С (тобто для досягнення енергії в 1000 калорій) потенційна енергія маси повинна була зменшитися на 4180 Джоулів. Отже, еквівалентність між одиницями тепла та енергії така:

Відкриття Джоуля призвело до теорії збереження енергії, яка в свою чергу призвела до розвитку першого принципу термодинаміки.

Сторінку зробили Тереза ​​Мартн Блас та Ана Серрано Фернндес - Політехнічний університет Мадрида (UPM) - Іспанія.