Nicolas Leonard Sadi Carnot bilim adamları içerisinde önemli başarılara imza atmış birisiydi. Özellikle Carnot Döngüsü onun en büyük başarı olarak görülmektedir.
Nicolas Leonard Sadi Carnot Doğumu, Eğitimi, Başarıları
Üst düzey askeri lider Lazare Nicholas Marguerite Carnot’un oğlu Nicolas Léonard Sadi Carnot, 1 Haziran 1796’da Paris’te doğdu. Babası 1807’de Nicolas ve erkek kardeşi Hippolyte’yi eğitmek için ordudan istifa etti ve her ikisi de geniş, ev tabanlı bir eğitim aldı (bilim, sanat, dil ve müzik dahil).
1812’de, 16 yaşındaki Nicolas Carnot, Paris’teki saygın École Polytechnique’e kabul edildi. Eğitmenleri arasında Joseph Louis Gay-Lussac, Siméon Denis Poisson ve André-Marie Ampère; Diğer öğrenciler arasında ünlü geleceğin bilim adamları Claude-Louis Navier ve Gaspard-Gustave Coriolis vardı. Okulda geçirdiği süre boyunca Carnot, gaz teorisine özel bir ilgi duydu ve endüstri mühendisliği problemlerini çözdü.
Mezun olduktan sonra, Fransız Ordusu askeri mühendisi olarak girdi ve 1814’e kadar hizmet verdi. 1821’de Almanya’nın Magdeburg şehrine taşınan babasını ziyaret etti. Lazare, şehre gelen bir buhar makinesini görmüştü ve baba ve oğul, zamanlarının çoğunu, buhar motorlarının nasıl çalıştığına dair teorileri tartışarak geçirdiler.
Carnot, buhar motorları ve ısı hakkında bilimsel teoriler geliştirmek için heyecanla Paris’e döndü; Hiçbir araştırmacı henüz çalışmalarının arkasındaki temel bilimsel ilkeleri keşfetmemişti. Çoğu bilim adamı, kalorik teoriye inanıyordu, bu da ısıyı dengede tutarken akan görünmez bir sıvıydı. Carnot, araştırmasını, o zamanlar sadece% 3 olan buhar motorlarının verimliliğini artırmak için kullanmak istedi.
Carnot’un cevaplamak istediği ısı motorları hakkında iki önemli soru vardı:
- İşler sınırsız bir ısı kaynağından mı alındı?
- Buharın farklı bir akışkan veya gazla değiştirilmesiyle, ısı motorlarının verimliliği iyileştirilebilir mi?
Carnot döngüsü:
1824’te, Carnot araştırmasını detaylandıran ve şimdi Carnot döngüsü olarak bilinen mükemmel ısı motoru için iyi bir teorik tedavi sunan Fire Motif Gücü Üzerine Düşünceler yayınladı. Modelinin ilk aşamasında, motor bir kaynaktan gelen ısıyı emerken ve gaz genişlemeye başladığında piston aşağıya doğru hareket eder. İkinci aşamada, piston aşağıya doğru hareket etmeye devam ettikçe, ısı uzaklaştırılır; Gaz hala genişler ama bu kez bir sıcaklık düşüşü ile. Üçüncü aşamada, piston yükselmeye başlar ve gaz tekrar sıkıştırılır, ısıyı keser (izotermal kompresyon). Dördüncü aşamada, piston yukarı doğru hareket etmeye devam eder, soğutulmuş gaz sıkıştırılır ve sıcaklık yükselir.
Carnot, farklı sıcaklıklardaki motor parçaları arasındaki ısı iletiminin verimliliği en üst düzeye çıkarmak için elimine edilmesi gerektiğini fark etti. Aynı zamanda motorda sıcaklık farkını üretmek için motivasyon gücünün kullanılabileceği tersinirlik kavramını da tanıttı. Ayrıca, belirlediği teorilerin bazıları, termodinamiğin ikinci kanununun keşfi için temelleri attı.
Ölümü:
Carnot, 24 Ağustos 1832’de 36 yaşında Paris’i süpüren bir kolera salgını sırasında öldü. Yazılarının çoğu cenaze töreninde gömüldü, çok azı kurtarıldı. Ne yazık ki işini diğer bilim adamları tarafından saygıyla görmek için yaşamıyordu. Fikirleri, 1850’lerin başında Rudolf Clausius ve William Thomson tarafından önerilen termodinamik teorilere dahil edildi. Rudolf Diesel, 1893’te dizel motoru tasarlarken Carnot’un teorilerini de çizdi.
Termodinamiğin lideriydi:
Carnot ısı motoru, Carnot teoremi ve Carnot verimliliği dahil olmak üzere birçok bilimsel katkılarıyla Nicolas Léonard Sadi Carnot genellikle “Termodinamiğin Babası” olarak tanımlanmaktadır. İdeal hale getirilmiş ısı motoru kavramı, ölçülebilen bir termodinamik sistemin gelişmesine yol açmıştı, bu da gelecekte ortaya çıkacak olan keşiflerin çoğunu sağlayan önemli bir başarıydı.