James Prescott Joule, 24 Aralık 1818'de Salford, Manchester'da dünyaya geldi. Sanayici bir ailenin dördüncü erkek çocuğu olan Joule, resmi eğitim almak yerine büyük ölçüde kendi kendini yetiştirdi. Isı ile mekanik iş arasındaki ilişkiyi keşfederek enerjinin korunumu teorisine giden yolu açtı; bu katkısının kalıcı simgesi olarak SI birim sistemindeki iş birimi bugün onun soyadını taşımaktadır.
Bilimsel Kariyerinin Başlangıcı
Joule, genç yaşta ailesine ait bira fabrikasının yönetimini devraldı; ne var ki zamanla bilimsel araştırma tutkusu iş hayatının önüne geçti. Yirmi yaşına geldiğinde fabrika sorumluluğunu bırakarak 1835'te İngiliz fizikçi John Dalton'ın yanında çalışmaya başladı ve gazların özellikleri üzerine yürütülen laboratuvar çalışmalarına katıldı. On dokuz yaşında mıknatıslık alanında araştırmalara yönelen Joule, bir elektrik motoru tasarladı ve manyetik doyma olgusunu ortaya koydu.
1839'da Annals of Electricity dergisinde, kendi geliştirdiği elektromanyetik motorun ayrıntılı tanımını yayımladı. 1841'de ise sürekli bir elektrik akımı taşıyan bir iletkenden yayılan ısı miktarını belirleyen yasayı buldu; bu kural sonradan Joule Yasası olarak anılacaktı.
Isının Mekanik Eşdeğeri
1840'lı yıllarda Joule'un odaklandığı asıl mesele, ısı ile mekanik iş arasındaki nicel bağı saptamaktı. Dört farklı yöntemle yürüttüğü deneylerin sonunda şu sonuca ulaştı: bir pound suyun sıcaklığını bir derece Fahrenheit yükseltmek için yaklaşık 838 ft·lbf'lik iş gerekmektedir. Daha evrensel bir dille ifade edildiğinde, 1 kalorilik ısı enerjisi üretmek için 4,1855 joule iş yapılması gerekir.
Bu bulguları 1843'te Manchester'da toplanan British Association for the Advancement of Science kongresinde kamuoyuyla paylaştı; ancak bilim çevrelerinin ilgisini o an için çekmeyi başaramadı. 1847'de ise enerjinin dönüşümü ve korunumu üzerine kapsamlı bir kuram geliştirdi. Aynı yıl William Thomson (Lord Kelvin) ile tanışan Joule, bu iş birliğini ilerleyen yıllarda basınç altında gaz sıcaklık değişimlerini inceleyen deneylere taşıdı; ikili aynı zamanda mutlak sıcaklık skalasının oluşturulmasına da katkı sağladı.
Onurlar ve Son Yıllar
Isı, elektrik ve termodinamik alanlarındaki birikimi 1866'da Royal Society Copley Altın Madalyası ile taçlandırıldı. 1872 ve 1887 yıllarında İngiliz İleri Bilim Kurulu'nun başkanlığına seçildi. Kişisel yaşamında, 18 Ağustos 1847'de Liverpool Gümrük Müdürü'nün kızı Amelia Grimes ile evlendi; Alice Amelia, Henry James ve Benjamin Arthur adında üç çocukları oldu. Eşini 1854'te kaybeden Joule, hayatının geri kalan bölümünü araştırmalarına adadı. 11 Ekim 1889'da doğduğu şehir olan Salford, Manchester'da 71 yaşında hayatını kaybetti.