Gracias a este experimento se demostró que existe una estrecha relación entre los diversos tipos de energía y las distintas maneras de trabajo que se manifiestan debido a la energía.
Si la energía era derivada del calor y este era ajeno al sistema ya que se consideraba un fluido que “abandona” a los cuerpos más calientes, el experimento de Joule demostró lo contrario con:
- Un termómetro bastante sensible
- Un recipiente o contenedor aislante (un termo)
- Un peso enredado con hilo
La parte más difícil del proceso es la construcción del contenedor con material aislante.
Pasos del experimento
Colocar el peso con el hilo por dentro del contenedor con el líquido. El peso debe ponerse en un recipiente cerrado en el que únicamente sobresalga el termómetro con el que se leerá la temperatura sin abrir el sistema y el hilo para poder halarlo.- Alrededor del recipiente, el cual debe estar lleno de agua, se puede dejar aire, un espacio, y se aislar dicho recipiente. Pese a que no se logre un sistema completamente aislante, este experimento es más bien de tipo explicativo y no para calcular nada, de manera que con algo relativamente sencillo debería ser suficiente.
También podría servir un recipiente como un frasco dentro de un termo, o bien un termo recubierto de unicel. Asimismo, funcionaria un vaso de unicel pequeño dentro de otro más grande completamente cerrado.
Como realizar el experimento de Joule
Ya con el recipiente armado dentro del contenedor aislado, se procede a reproducir el experimento de Joule. Para ello se debe tirar y dejar caer el peso a través del hilo que se amarró tantas veces como sea necesario. Lo que se está produciendo es trabajo mecánico por lo que se debe observar como gradualmente y luego de algún tiempo empieza a elevarse la temperatura del agua.
Al observar esto, es posible llegar entonces a la misma conclusión a la que llegó James Prescott Joule, que es más o menos la siguiente:
Cundo se aísla un sistema se está asegurando que el calor no puede entrar o salir del mismo, lo cual garantiza que si existe un cambio en la energía del sistema debe ser producto del trabajo que se está llevando a cabo a través de la energía cinética o de movimiento que se esté imprimiendo al agua mediante el sistema.
Si el calor está imposibilitado para “fluir” desde o hacia el sistema debido a que este se encuentra aislado, entonces el incremento en la temperatura se denota en un tipo muy específico de energía que conocido como calor, y es consecuencia del movimiento del peso.