James Joule

A pesar de haber tomado algunos cursos de química, su formación fue esencialmente autodidacta, especialmente en el campo del electromagnetismo. En 1839 en el laboratorio de su casa, comenzó a estudiar sobre la eficiencia de los motores eléctricos, que lo llevaría a desarrollar sus conocimientos sobre el calor. Se dedicó, entonces, a la investigación científica sobre la base de mediciones muy exactas y precisas.

Luego de graduarse en Leiden, Joule regresó a Salford donde se dedicó a  administrar la fábrica de su padre. Pronto, sin embargo, la pasión por la ciencia le llevó a centrarse sólo en los estudios: se interesó, en particular, en el calor y su relación con la mecánica y la electricidad. Después de enviar a la Royal Society , en 1840, un artículo titulado "En la producción de calor mediante electricidad voltaica" en el que - habiendo investigado los efectos térmicos - mostraba que el calor producido por un conductor atravesado por una corriente eléctrica, es proporcional al cuadrado de la corriente misma y la resistencia del conductor (el fenómeno se llama ahora, de hecho,  ley de Joule), a los 25 años intentó definir la unidad de medida de la corriente eléctrica. 

Más tarde, en una conferencia en Irlanda enunció el principio equivalente mecánico del calor. Joule demostró que el trabajo mecánico y el calor pueden ser convertirse uno en el otro directamente, manteniendo inmutado su valor general: mientras que en las máquinas térmicas el trabajo (el efecto mecánico producido) proviene de una cantidad equivalente de calor, en las máquinas mecánicas e hidráulicas la fricción convierte el calor en trabajo, es decir, la potencia mecánica perdido.

Es así que Joule sienta las bases de la primera ley de la termodinámica, aunque en realidad en el comienzo, su descubrimiento - que pone en relieve  que el calor es una forma de energía mecánica e indirectamente demuestra el principio de conservación de la energía para los sistemas termodinámicos - no se recibió con especial interés en la comunidad científica (que se vería obligada a cambiar su opinión más adelante, hasta el punto de que la Real Sociedad premió en el Joule con la Medalla Real y la Medalla Copley). Los resultados de sus experimentos sobre el trabajo mecánico se presentaron en un artículo, "On the calorific effects of magneto-electricity and on the mechanical value of heat", que expuso en una reunión de la Asociación Británica en 1843, pero que pasó casi desapercibido.

En los seis años siguientes, aplicando variaciones en sus procedimientos, continuó sus mediciones obteniendo más y más demostraciones y pruebas concretas de sus primeras teorías. En 1845 construyó una máquina (ahora conocido como carrete de Joule) para medir el equivalente mecánico del calor producido, debido a la disipación de una cantidad conocida de energía mecánica. Con ella demostró que se ncesitan alrededor de 4:41 jules de trabajo para proporcionar una cantidad de calor que correspondiente a una caloría. En 1847 los resultados de sus estudios llamaron la atención de William Thomson (más tarde conocido como Lord Kelvin) que comprendió su significativa importancia y, gracias a su ayuda, el estudioso de Salford logró ser escuchado por su trabajo de 1849, cuando su artículo "Sobre el equivalente mecánico del calor" fue leído y aceptado para su publicación por la Royal Society.

A pesar de la importancia de sus descubrimientos, Joules siguió siendo un científico aislado, la mayor parte de su vida. Después de la muerte de su esposa y su hija en 1853, vivió prácticamente solo, con muy poco contacto con el mundo exterior. 

Después del descubrimiento - junto con Thomson en 1862 - del llamado efecto Joule-Thomson, desde 1872 su salud comenzó a deteriorarse: James Joule murió a la edad de setenta años el 11 de octubre de 1889 en su casa en Salt, en Cheshire.