જૂલ, જેમ્સ પ્રેસ્કૉટ

January, 2012

જૂલ, જેમ્સ પ્રેસ્કૉટ (જ. 24 જુલાઈ 1818, માન્ચેસ્ટર નજીક સૅલફૉર્ડ; અ. 11 ઑક્ટોબર 1889, સેલ) : ઉષ્માગતિશાસ્ત્ર(thermo-dynamics)નો પ્રથમ નિયમ શોધનાર બ્રિટિશ ભૌતિકશાસ્ત્રી. તેમના પિતા દારૂ ગાળવાની ભઠ્ઠી ચલાવતા હતા અને તેમને વારસામાં તે વ્યવસાય મળ્યો હતો; પરંતુ જૂલને વિજ્ઞાનમાં અને ખાસ કરીને ચોક્કસ પરિમાણાત્મક ભૌતિક માપનમાં વધુ રસ હોવાથી, પ્રારંભિક અભ્યાસ ઘર આગળ કરી, જ્હૉન ડૉલ્ટન પાસે ભૌતિકશાસ્ત્રનો અભ્યાસ માન્ચેસ્ટરમાં કર્યો. 1838માં વિદ્યુતચુંબકીય એન્જિનની શોધ કરી અને તે જ વર્ષના ‘Annals of Electricity’માં આ શોધનું સવિસ્તર વર્ણન કર્યું. 1840માં તેમણે શોધી કાઢ્યું કે વિદ્યુતપ્રવાહ દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ઉષ્મા (H), વિદ્યુતવાહક તારના અવરોધ (R) અને વિદ્યુતપ્રવાહ(i)ના વર્ગના ગુણાકારના સમપ્રમાણમાં હોય છે. [H α i2R]; અને તે જ વર્ષે પ્રસિદ્ધ થયેલા તેમના પ્રકાશનમાં આ સિદ્ધાંતનો ઉલ્લેખ કર્યો.

જેમ્સ પ્રેસ્કૉટ જૂલ

વર્ષો સુધી ઉષ્માગતિશાસ્ત્ર પર કામ કર્યું અને પોતાના સંશોધન દ્વારા વિદ્યુત, રાસાયણિક અને યાંત્રિક ઊર્જાનો પણ અભ્યાસ કર્યો. આ અભ્યાસ દરમિયાન તેમણે પ્રતિપાદિત કર્યું કે ઊર્જાનો ક્યારેય નાશ થતો નથી. પ્રક્રિયામાં વપરાયેલ ઊર્જા, બીજા સ્વરૂપે પ્રાપ્ત થતી હોય છે. તેમણે દર્શાવ્યું કે ઊર્જાના દરેક સ્વરૂપમાં ઉદભવતી ઊર્જા, પ્રક્રિયામાં ખર્ચાતી ઊર્જાના સમપ્રમાણમાં હોય છે. ઉષ્માનો યાંત્રિક તુલ્યાંક (mechanical equivalent of heat) શોધવા માટે વર્ષો સુધી પ્રયોગ કર્યા. અંતે 1848માં ‘તુલ્યતા ગુણાંક’નું મૂલ્ય શોધ્યું. આ ગુણાંકને એક એકમ કે એક કૅલરી ઉષ્મા ઉત્પન્ન કરવા માટેની જરૂરી ઊર્જા તરીકે ઓળખાવ્યો. તેની ગણિતીય સમજૂતી એટલે 1 ગ્રામ પાણીનું તાપમાન 1° સે. જેટલું વધારવા માટેની જરૂરી ઊર્જાનું મૂલ્ય 4.186 × 107 અર્ગ અથવા 4.186 જૂલ જેટલું થાય. 1849માં રૉયલ સોસાયટીની બેઠકમાં જૂલે આ માહિતીની રજૂઆત કરી હતી.

1852માં જૂલ અને વિલિયમ ટૉમ્સને (લૉર્ડ કેલ્વિને) વાયુ-પ્રસરણ અંગેનો નિયમ આપ્યો અને સાબિત કર્યું કે કાર્ય કર્યા વિના વાયુનું પ્રસરણ (expansion) થાય ત્યારે તેના તાપમાનમાં ઘટાડો થાય છે. આ નિયમ જૂલ-ટૉમ્સન અસર તરીકે ઓળખાય છે, જે એક મહત્વની શોધ ગણાયેલ છે. તેની મદદથી પરંપરાગત વરાળ-એન્જિનમાં ઘણા સુધારા થયા. જૂલ-ટૉમ્સન અસરનો ઉપયોગ શીતન તકનીકમાં પણ થાય છે.

પોતાની કારકિર્દી દરમિયાન જૂલને અનેક સન્માન અને પારિતોષિક પ્રાપ્ત થયાં હતાં. 1852માં રૉયલ સોસાયટી સુવર્ણચંદ્રક, 1856માં કૉપ્લે (Copley) ચંદ્રક, 1872 અને 1877માં ‘બ્રિટિશ ઍસોસિયેશન ફૉર ધ ઍડવાન્સમેન્ટ ઑવ્ સાયન્સ’નું પ્રમુખપદ અને 1880માં સોસાયટી ઑવ્ આર્ટ્સનો આલ્બર્ટ ચંદ્રક તેમને એનાયત થયેલ. તેમણે કરેલા પ્રદાનની કદર-સ્વરૂપે તેમના અવસાન બાદ માન્ચેસ્ટરમાં તેમની પ્રતિમા મૂકવામાં આવી છે અને વેસ્ટમિન્સ્ટર ઍબીમાં તેમના નામની તકતી મૂકવામાં આવી છે.

રાજેશ શર્મા