L'effetto Joule

Per effetto Joule si intende il fenomeno per cui un conduttore percorso da corrente si riscalda.

Per misurare l'aumento di temperatura del filo, possiamo immergerlo (opportunamente isolato) in un recipiente contenente acqua e isolato termicamente dall’ambiente esterno. Facciamo poi passare corrente nel filo per un certo intervallo di tempo: a causa del calore trasmesso dal filo, l'acqua aumenta la sua temperatura di una quantità che possiamo misurare con un termometro. Se misuriamo la differenza di potenziale e l’intensità di corrente possiamo ottenere la quantità di energia elettrica trasformata in energia interna dell’acqua.

La quantità di energia elettrica, espressa in termini di lavoro è (come abbiamo visto prima):

Dalla misurazione della variazione di temperatura dell’acqua, si determina che per innalzare di un grado la temperatura di un kilogrammo di acqua sono necessari 4186 J. Definendo la caloria come la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di un grammo di acqua di un grado, segue che 1 kcal = 4186 J. Volendo esprimere la quantità di energia elettrica ceduta all’ acqua in calorie Q, bisogna convertire il lavoro L, espresso in joule nel S.I., ovvero

j è una costante di conversione detta “equivalente meccanico della caloria”. Sperimentalmente vale appunto

Trasformazione di unità energia-calore:

1 cal = 4.186 J
1 J = 0.2389 cal
[1 kcal/h = 1.153 W]

Le applicazioni pratiche basate sull’effetto Joule sono numerosissime; dalla lampadina elettrica, al forno, al ferro da stiro, etc.