Descris popular drept „părintele termodinamicii”, Sadi Carnot a fost omul din spatele primului relat teoretic de succes al motorului termic, cunoscut astăzi drept ciclul Carnot. Un bărbat cu misiune, Carnot nu a lăsat tulburările și instabilitatea vieții sale timpurii să-i umbri viața. El este responsabil pentru concepte precum eficiența Carnot, teorema Carnot și motorul de căldură Carnot, printre altele. Cartea sa, Reflections on the Motive Power of Fire, a pus bazele celei de-a doua legi a termodinamicii. Conceptul lui Carnot privind motorul de căldură idealizat a dus la dezvoltarea unui sistem termodinamic care poate fi cuantificat, un succes cheie care a permis multe dintre descoperirile viitoare care vor fi disponibile. Citiți mai departe pentru a afla mai multe despre viața acestui om de știință și inginer prolific.

Copilăria și viața timpurie

Numit după poetul persan Sadi din Shiraz, Nicolas Léonard Sadi Carnot a fost cunoscut popular după al treilea nume dat. Tatăl său, Lazare Nicholas Marguerite Carnot a fost un conducător și geometru militar eminent. Viața timpurie a tânărului Carnot a fost una nefericită, plină de turbulență și agitație. Familia a suferit din punct de vedere monetar, ceea ce cu tatăl său a fost mai întâi exilat, apoi a revenit pentru a fi numit ministrul războiului al lui Napoleon și ulterior fiind obligat să demisioneze. Abia în 1812, viața lui Sadi Carnot s-a îmbunătățit puțin, odată cu înscrierea sa la École polytechnique.Institutul, celebru pentru educația sa excelentă, a avut nume ale marilor oameni de știință, precum Joseph Louis Gay-Lussac, Siméon Denis Poisson și André-Marie Ampère, pe lista facultăților sale. Ca atare, anii lui Carnot la institut au îndreptat mai târziu cursul vieții sale. Carnot a devenit ofițer în armata franceză și a servit la fel până în 1814. În același an, a absolvitÉcole polytechnique, după care s-a dus École du Génie atMetz desfășoară un curs de doi ani în inginerie militară. În 1815, Napoleon s-a întors din exil doar pentru a fi învins în același an. Seniorul Carnot, care a fost numit ministru de interne, a fost deportat în scurt timp, ceea ce a dus la mutarea bazei sale în Germania, pentru a nu se mai întoarce niciodată în Franța. Fiul său mai mic, Hippolyte Carnot, i-a dat companie în Germania. În această perioadă, Sadi Carnot, de asemenea, nu a fost foarte fericit cu viața sa pe plan profesional. Deși avea misiunea de a inspecta fortificațiile, de a întocmi planuri și de a scrie rapoarte, recomandările sale au fost maltratate și ignorate. Datorită lipsei sale de promovare și incapacității sale de a-și găsi un loc de muncă care l-a ajutat să utilizeze pregătirea sa, în 1819, Carnot a dat un examen pentru a se alătura trupului de Stat Major format din Paris. Din fericire a trecut hârtia și a preluat slujba. În această perioadă, Carnot a început să participe la cursuri la diferite instituții din Paris, inclusiv Sorbona și Collège de France. Atunci a crescut interesul său pentru problemele industriale și a început să studieze teoria gazelor. Vizita lui Carnot la tatăl său în casa exilată a acestuia din urmă în Magdeburg în 1821 poate fi considerată ca fiind unul dintre cele mai importante evenimente din viața sa. Cu trei ani mai devreme, prima mașină cu aburi ajunsese la Magdeburg și surprinsese interesul lui Lazare Carnot atât de profund încât împărtășea informațiile cu fiul său. Duo-tată-fiu și-a petrecut o mare parte din zi discutând despre funcționarea și funcționarea motoarelor cu aburi. Inspirat și emoționat, Carnot s-a întors la Paris cu scopul de a dezvolta o teorie pentru motorul cu aburi.

Viața de mai târziu

Aventura sa spre dezvoltarea unei teorii pentru motorul cu aburi a dus la descoperirea teoriei matematice a căldurii și a ajutat la demararea teoriei moderne a termodinamicii. Până atunci, nicio cercetare nu a descoperit principiile științifice fundamentale din spatele operațiunii. Majoritatea oamenilor de știință credeau în teoria calorică, care menține căldura era un lichid invizibil, care curgea când era în afara echilibrului. Carnot a vrut să-și folosească cercetările pentru a îmbunătăți eficiența motoarelor cu aburi. Prima sa lucrare importantă a fost o lucrare pe care a scris-o în 1822-23. Acesta conținea o expresie matematică pentru munca produsă de un kilogram de abur. Cu toate acestea, această lucrare nu a fost niciodată publicată și a fost descoperită în forma manuscrisă abia în 1966. În 1823, după moartea lui Lazare Carnot, Hippolyte Carnot s-a întors la Paris și l-a ajutat pe Sadi Carnot, care lucra atunci la cartea cu motoare cu aburi care vizează răspunde la două întrebări. În primul rând, dacă există o limită superioară la puterea căldurii și, în al doilea rând, dacă exista un mijloc mai bun decât aburul pentru a produce această putere. În 1824, Carnot și-a publicat lucrarea, Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à developer cette puissance(Reflecții despre puterea motivă a focului). Cartea conținea detalii ale cercetării sale și prezenta un tratament teoretic bine motivat pentru motorul termic perfect, cunoscut în prezent sub denumirea de ciclul Carnot.

Opera Sa - Reflecții asupra puterii motive a focului

În timp ce cartea a tratat o gamă largă de subiecte despre motorul termic, cea mai importantă secțiune a fost cea dedicată unei prezentări abstracte a unui motor idealizat, care ar putea fi folosit pentru a înțelege și clarifica principiile fundamentale care sunt aplicate în general tuturor motoare termice, independent de designul lor. Probabil, cea mai importantă contribuție pe care Carnot a adus-o la termodinamică a fost abstracția sa de caracteristicile esențiale ale motorului cu aburi. Același lucru a dus la un sistem termodinamic model bazat pe care se pot face calcule exacte. Ciclul Carnot este, poate, unul dintre cele mai pricepute motoare posibile, deoarece nu numai că emite fricțiuni și alte procese accidentale, dar nu presupune nici o conducere de căldură între părțile motorului la diferite temperaturi. Carnot știa că conducerea căldurii între corpuri la diferite temperaturi este un proces irositor și ireversibil și, prin urmare, trebuie eliminat dacă motorul termic trebuie să obțină eficiență maximă. În ceea ce privește a doua întrebare, el era sigur că nivelul de eficiență maximă nu depinde de natura fluidului de lucru. El a prezis că eficiența unui motor idealizat depinde doar de temperatura părților sale cele mai calde și mai reci și nu de substanța care a condus mecanismul. Carnot a introdus, de asemenea, în cartea sa conceptul de reversibilitate, potrivit căruia puterea motivă ar putea fi utilizată pentru a produce diferența de temperatură în motor, concept cunoscut ulterior drept reversibilitate termodinamică. Deși formulat în termeni calorici, mai degrabă decât entropie, aceasta a fost o redare timpurie a celei de-a doua legi a termodinamicii. Deși cartea lui Sadi Carnot a obținut recenzii excelente de îndată ce a fost publicată, aceasta a aclamat atenția publicului abia după ce Clapeyron a publicat o reformulare analitică a acesteia în 1834. Ideile lui Carnot au fost încorporate ulterior în teoria termodinamică a lui Clausius și Thomson.

Moarte

O epidemie de holeră din 1832 i-a costat viața lui Carnot. Datorită naturii contagioase a bolii, multe dintre lucrurile și scrierile lui Carnot au fost îngropate împreună cu el, ca mijloc de a reduce răspândirea bolii. Din această cauză, au supraviețuit doar o mână din scrierile științifice ale lui Carnot.

Fapte rapide

Zi de nastere 1 iunie 1796

Naţionalitate Limba franceza

Faimos: fizicieni bărbați francizi

Mort la vârsta de 36 de ani

Semn solar: zodia Gemeni

Născut în: Luxembourg Palace

Faimos ca Fizician și om de știință

Familie: tată: Lazare Carnot frați: Hippolyte Carnot Decedat: 24 august 1832 Locul morții: Paris Mai multe studii Învățământ: École Polytechnique, École Royale du Génie, Sorbona, Collège de France