Photrait #1: James Prescott Joule
Oleh: Asweda Luluk Saptaningrum, Fisika UI 2019
James Prescott Joule merupakan ilmuwan fisika berkebangsaan Inggris yang lahir di Salford, Lancashine, Inggris pada 24 Desember 1818 dan meninggal dunia pada 11 Oktober 1889. James Prescott Joule merupakan orang yang merumuskan hukum kekekalan energi, yaitu “Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan”. Ia merupakan anak dari pengusaha bir yang kaya raya, meskipun begitu sampai usia 17 tahun ia tidak pernah sekolah. Hal ini disebabkan oleh penyakit tulang belakang yang dideritanya. Meskipun James tidak bersekolah, ia tetap giat belajar diajari oleh guru privatnya.
Saat usianya menginjak 17 tahun, Ayahnya mengirimkan ia ke Manchester University untuk bersekolah karena Ayahnya mengetahui bahwa Joule menyukai dunia sains, terutama kelistrikan. Saat di Manchester University, ia dibimbing oleh John Dalton yang merupakan ahli kimia Inggris yang terkenal. Joule dikenal sebagai siswa yang rajin belajar, bereksperimen, dan menulis. Sekembalinya dari Manchester University, Ayahnya mendirikan laboratorium di ruang bawah tanah untuk Joule. Di laboratorium itu, James melakukan berbagai eksperimen untuk menemukan hubungan antara energi panas dan listrik.
Pada tahun 1840, Joule mengirimkan sebuah tulisan berjudul On the Production of Heat by Voltaic Electricity kepada Royal Society di London.
Tulisan itu menjelaskan tentang jumlah panas yang dikerluarkan setiap detik dalam kawat yang menghantarkan arus listrik, sama dengan arus (I) kuadrat dikalikan dengan hambatan (R) dari kawat tersebut. Panas yang ditimbulkan adalah daya listrik yang hilang (P). Hubungan ini dikenal dengan Hukum Joule.
Namun, karyanya tidak mendapatkan respon yang baik dari Royal Society, sehingga mereka hanya menerbitkan ringkasan dari temuan Joule.
Pada tahun 1843, ia membuat tulisan tentang bagaimana mengubah kerja menjadi panas. Ia melakukan eksperimen menggunakan roda berpedal dan menghitung jumlah kerja mekanik yang diperlukan untuk menghasilkan jumlah panas yang setara. Konsep ini kemudian disebut Kesetaraan Energi Mekanik dan Energi Panas. Kali ini ia mengirimkan karyanya ke Asosiasi Inggris, namun lagi-lagi ditolak, bahkan jurnal-jurnal terkemuka juga menolaknya.
Pada percobaannya itu, ia berhasil membuktikan bahwa panas (kalori) tak lain adalah suatu bentuk energi. Dengan demikian, ia berhasil mematahkan teori kalori, yang menyatakan panas sebagai fluida. Sayangnya, pada saat itu teori kalori masih banyak dianut oleh ahli fisika. Temuan Joule dianggap menyaingi teori kalori dan terlebih Joule dapat dikatakan seorang amatir yang semakin membuat ahli fisika ragu dengan temuannya. Meskipun begitu, Joule tetap mempertahankan temuannya. Menurutnya, gagasan baru membutuhkan waktu untuk diterima.
Pada tahun 1847, ia berhasil merumuskan Hukum Kekekalan Energi, yang merupakan hukum pertama dari hukum termodinamika. Hukum ini menyatakan bahwa “energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi dapat dirubah dari satu bentuk energi ke energi lainnya”.
Hal tersebut kemudian mendapatkan perhatian dari William Thomson atau dikenal dengan nama Lord Kelvin. Mereka akhirnya menjalin kerja sama dan menemukan sebuah teori fisika yang menyatakan
“jika gas yang dibiarkan mengembang tanpa adanya intervensi partikel-partikel yang ada di luar gas tersebut, suhu gas akan turun”. Penemuan ini kemudian disebut dengan Efek Joule-Thomson yang menjadi landasan diciptakannya mesin pendingin.
Berkat penemuan-penemuannya, Joule menerima Medali Emas Copley dan menjadi anggota dari Royal Society yang merupakan lembaga ilmu pengetahuan Inggris yang pernah dipimpin Newton selama 25 tahun. Joule juga menjadi Presiden Asosiasi Kemajuan Ilmu Pengetahuan di Inggris. Meskipun begitu, Joule menghabiskan masa tuanya dengan sangat sederhana tidak seperti ayahnya yang kaya raya.
Referensi
Cardwell, D. S. L. (1991). James Joule: A Biography. Manchester University Press. ISBN 0–7190–3479–5.
Deden Agustiya. 2015. Biografi James Prescott Joule. Diakses melalui https://www.slideshare.net/mobile/dedenagustiya/biografi-james-prescott-joule pada 7 April 2021.
Lamont, Ann. 21 Great Scientist Who Believe the Bible. Jakarta: Yayasan Komunikasi Bina Kasih.
Smith, C,; Wise, M.N. (1989). Energy and Empire: A biographical Study of Lord Kelvin. Cambridge University Press. ISBN 0–521–26173–2.
