Effet Joule

L'effet Joule et la loi de Joule sont des effets physiques différents découverts ou caractérisés par le physicien anglais James Prescott Joule . Ces effets physiques ne sont pas identiques, mais tous sont fréquemment ou occasionnellement désignés dans la littérature sous le nom d'« effet Joule » ou de « loi de Joule ». Ces effets physiques comprennent :

• « Première loi de Joule » (échauffement par effet Joule), loi physique exprimant la relation entre la chaleur générée et le courant circulant dans un conducteur.
• La deuxième loi de Joule stipule que l' énergie interne d'un gaz idéal est indépendante de son volume et de sa pression, et ne dépend que de sa température.
• Magnétostriction , propriété des matériaux ferromagnétiques qui les amène à changer de forme lorsqu'ils sont soumis à un champ magnétique.
• L'effet Joule (lors de la dilatation Joule ), le changement de température d'un gaz (généralement en refroidissement) lorsqu'il est autorisé à se dilater librement.
• L' effet Joule-Thomson est le changement de température d'un gaz lorsqu'il est forcé à travers une valve ou un bouchon poreux tout en le gardant isolé de sorte qu'aucun échange de chaleur ne soit effectué avec l'environnement.
• L' effet Gough-Joule ou effet Gow-Joule, qui est la tendance des élastomères à se contracter s'ils sont chauffés alors qu'ils sont sous tension.

Entre 1840 et 1843, Joule a étudié attentivement la chaleur produite par un courant électrique. À partir de cette étude, il a développé les lois de Joule sur le chauffage , dont la première est communément appelée l' effet Joule . La première loi de Joule exprime la relation entre la chaleur générée dans un conducteur et le flux de courant, la résistance et le temps.

L' effet de magnétostriction décrit une propriété des matériaux ferromagnétiques qui les amène à changer de forme lorsqu'ils sont soumis à un champ magnétique. Joule a été le premier à observer le changement de longueur des tiges ferromagnétiques en 1842.

En 1845, Joule a étudié la libre dilatation d'un gaz dans un volume plus grand. Ce phénomène est devenu connu sous le nom de détente Joule . Le refroidissement d'un gaz en lui permettant de se dilater librement est parfois appelé effet Joule.

Si une bande élastique est d'abord étirée puis soumise à la chaleur, elle va se rétrécir au lieu de se dilater. Cet effet a été observé pour la première fois par John Gough en 1802, et a été étudié plus en détail par Joule dans les années 1850, date à laquelle il est devenu connu sous le nom d' effet Gough-Joule .
Exemples dans la littérature :

• Magazine Popular Science, janvier 1972 : « Un morceau de caoutchouc étiré se contracte lorsqu'il est chauffé. Ce faisant, il exerce une augmentation mesurable de sa force de traction. Cette propriété surprenante du caoutchouc a été observée pour la première fois par James Prescott Joule il y a environ cent ans et est connue sous le nom d' effet Joule . »
• Le caoutchouc comme matériau d'ingénierie (livre), par Khairi Nagdi : « L' effet Joule est un phénomène d'importance pratique que les concepteurs de machines doivent prendre en compte. La manière la plus simple de démontrer cet effet est de suspendre un poids sur un élastique suffisamment pour l'allonger d'au moins 50 %. Lorsqu'une lampe infrarouge réchauffe l'élastique étiré, il ne s'allonge pas en raison de la dilatation thermique, comme on pourrait s'y attendre, mais il se rétracte et soulève le poids. »