تأثير جول
تأثير جول وقانون جول إنگليزية: Joule effect هما من بين الآثار الفيزيائية المختلفة التي اكتشفها أو وصفها الفيزيائي الإنجليزي جيمس پرسكوت جول. هذه الآثار الفيزيائية ليست متطابقة، ولكن جميعها يشار إليها في الأدب بشكل متكرر أو أحياناً بـ "تأثير جول" أو "قانون جول". وتشمل هذه الآثار الفيزيائية ما يلي:
- "قانون جول الأول" (تسخين جول)، هو قانون فيزيائي يعبر عن العلاقة بين الحرارة التي تُولد والتيار الذي يمر عبر الموصل.
- ينص "قانون جول الثاني" على أن الطاقة الداخلية للغاز المثالي لا تعتمد على حجمه وضغطه، وإنما تعتمد فقط على درجة حرارته.
- التقبض المغناطيسي، وهو خاصية في المواد الحديدية المغناطيسية تتسبب في تغير شكلها عند تعرضها لحقل مغناطيسي.
- تأثير جول-طومسون (أثناء تمدد جول)، وهو تغير في درجة حرارة الغاز (عادة تبريد) عندما يُسمح له بالتمدد بحرية.
- تأثير غوف-جول أو تأثير جو-جول، تميل فيه اللدائن إلى الانكماش عند تسخينها بينما تكون تحت توتر.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
قانون جول الأول
بين عامي 1840 و1843، درس جول بعناية الحرارة التي ينتجها التيار الكهربائي. ومن خلال هذه الدراسة، وضع قوانين جول للتسخين، والتي يشار إليها الأولى منها عادة تأثير جول. يعبر قانون جول الأول عن العلاقة بين الحرارة المولدة في الموصل وتدفق التيار والمقاومة والزمن.[1]
التقبض المغناطيسي
يصف تأثير التقبض المغناطيسي خاصية للمواد الحديدية المغناطيسية تجعلها تتغير في شكلها عند تعرضها لحقل مغناطيسي. قدم جول أول تقرير عن ملاحظته لتغير طول القضبان الحديدية المغناطيسية في عام 1842.[2]
تمدد جول
في عام 1845، درس جول التمدد الحر للغاز في مساحة أكبر. أصبح هذا معروفاً بتمدد جول.[3] يشار أحياناً إلى تبريد الغاز عن طريق السماح له بالتمدد بحرية بفعل تأثير جول.[4]
تأثير جول-گوف
إذا تمدد حزام مطاطي أولاً ومن ثم تعرض للتسخين، فإنه سينكمش بدلاً من التمدد. لقد لوحظ هذا التأثير لأول مرة بواسطة جون گوف في عام 1802، وتمت دراسته بشكل أعمق من قبل جول في الخمسينات من القرن التاسع عشر، حين أصبح معروفاً باسم تأثير گوف-جول.[5][6]
أمثلة في الأدب:
- مجلة بوبيولار ساينس، يناير 1972: "ينكمش قطعة من المطاط الممددة عند التسخين. وعند ذلك، يحدث زيادة قابلة للقياس في الشد. لقد لوحظت هذه الخاصية المذهلة للمطاط لأول مرة من قبل جيمس بريسكوت جول قبل حوالي مائة عام، وتعرف بـ تأثير جول."[7]
- مادة المطاط كمادة هندسية (كتاب)، للمؤلف خيري ناقدي: "تعتبر ظاهرة تأثير جول ظاهرة ذات أهمية عملية يجب على مصممي الآلات أن يأخذوها في الاعتبار. أبسط طريقة لاستعراض هذا التأثير هي تعليق وزن على حزام مطاطي يكون كافيًا لتمدده بنسبة تصل إلى 50 على الأقل. عندما يسخن مصباح الأشعة تحت الحمراء الحزام المطاطي الممدد، لا يتمدد بسبب التمدد الحراري، كما قد يتوقع، بل ينكمش ويرفع الوزن."[8]
انظر أيضاً
المراجع
- ^ Crew, Henry (1910). General physics: an elementary text-book FOR colleges, 2nd Edition. The University of Michigan: The Macmillan Company. pp. 402–404.
- ^ Joule, J.P. (1847). "On the Effects of Magnetism upon the Dimensions of Iron and Steel Bars". The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science. Taylor & Francis. 30, Third Series: 76–87, 225–241. Retrieved 2009-07-19. Joule observed in this paper that he first reported the measurements in a "Conversazione" in Manchester, England, in (Sturgeon's) Annals of Electricity, Magnetism, and Chemistry 8, 219-224 (1842)
- ^ Longair, M. S. (2003). Theoretical concepts in physics: an alternative view of theoretical reasoning in physics, 2nd Ed. Cambridge University Press. p. 217. ISBN 978-0-521-52878-8.
- ^ "Thermodynamics of cooling" (PDF). The University of Sydney. 2005. Archived from the original (PDF) on 2011-06-11. Retrieved 2009-07-22.
- ^ "John Gough and his Observation of Rubber Thermodynamics". Yale University. 1998-10-06. Archived from the original on 2011-06-07. Retrieved 2009-07-19.
- ^ Loadman, John (2005). Tears of the Tree: The Story of Rubber -- A Modern Marvel. Oxford University Press. p. 165. ISBN 978-0-19-856840-7.
- ^ Kouhoupt, Rudy (January 1972). Heat Runs. Popular Science. Retrieved 2009-07-20.
- ^ Nagdi, Khairi (1992). Rubber as an Engineering Material. Hanser Verlag. pp. 33–34. ISBN 978-3-446-16282-2.