Sadi Carnot (fizyk)

Na początku XIX e  wieku , silnik parowy przeszedł takie ulepszenia, że niektórzy już dostrzec granice jego poprawy. Inżynier o nazwisku AR Bouvier stwierdził w 1816 r., że w celu uzyskania dalszych ulepszeń konieczne będzie odwołanie się do matematyki i fizyki, a nie tylko do ulepszeń mechanicznych.

W tamtym czasie szkocki inżynier Ewart argumentował, że dana ilość ciepła może, w idealnym przypadku, wytworzyć tylko określoną ilość pracy.

Boerhaave zauważył, że układ utworzony przez ciała doprowadzone do różnych temperatur dążył do osiągnięcia równowagi termicznej i nigdy nie zaobserwowano, aby izolowane ciało samorzutnie się nagrzewało.

Wreszcie Joseph Fourier zwrócił uwagę w 1817 roku, że promieniowanie cieplne musi być zgodne z sinusoidalnym prawem emisji. Jego wykazanie, że odrzucenie tego prawa prowadziłoby do uznania możliwości wieczystego ruchu, było prawdopodobnie pierwszym użyciem tego rodzaju rozumowania poza mechaniką Galileusza . Należy zauważyć, że Sadi Carnot zastosował to samo rozumowanie w drugiej części Refleksji z twierdzeniem o maksymalnym zwrocie.

Opublikowanie

Dzieło liczące 118 stron i pięciocyfrowe zostało wydane na zlecenie autora przez AJE Guiraudet Saint-Amé (X 1811) z wzmianką o domu Bacheliera i wydrukowane w nakładzie 600 egzemplarzy . Mimo niezaprzeczalnej klarowności stylu, przedstawiony przez autora szereg delikatnych rozumowań jest trudny do prześledzenia, gdyż świadomie zrezygnował on w tekście z języka algebraicznego , który sprowadził do kilku przypisów. Jeśli autor zamierza wprowadzić nowe koncepcje, posługuje się słownikiem współczesnych fizyków swoich czasów: prawo , siła poruszająca i nie posługuje się terminami cykli , przemiany adiabatycznej czy odwracalnej, nawet jeśli odwołuje się do pojęć przez nie oznaczanych. Zasadniczo, jest to wygodne, aby wyróżnić cztery części w książce Sadi Carnot i jeśli tekst nie zawiera żadnego podziału, autor następujący sposób bardzo stanowczy planu, a ukrywając jego przejścia autorem krótkich zdań łączących, według zastosowań retoryki czasu .

Ciepło i moc napędowa

Pierwsza część zawiera filozoficzną ekspozycję dziedziny objętej nauką o cieple, widzianą z zupełnie nowego punktu widzenia: ciepło jako czynnik sprawczy . W swojej książce Carnot nie zajmuje się naturą ciepła; nie interesuje go też ogrzewanie i schładzanie różnych ciał, ani warunki, w jakich ciepło jest przenoszone, jak to robił Joseph Fourier i jego uczniowie. Nie obchodzi go też chemiczne i fizjologiczne działanie ciepła.

Interesuje się ciepłem jako przyczyną wielkich naturalnych ruchów zachodzących na ziemi, systemu wiatrów , prądów oceanicznych …; pod tym względem ponadto wyolbrzymia jego znaczenie. Niemniej jednak Sadi Carnot zdaje sobie sprawę i wydaje się, że był pierwszym, który to zauważył, że wydajność najlepszych i najpotężniejszych silników parowych jest marna w porównaniu z ogromnymi mechanicznymi efektami wytwarzanymi przez ciepło w naturalnym świecie.

Sadi Carnot potrafi przyjąć filozoficzny punkt widzenia , wykorzystując zarówno swoją wiedzę na temat działania silników parowych, jak i umiejętności z zakresu meteorologii czy geofizyki . W świetle ówczesnych podręczników wydaje się nieprawdopodobne, aby inny inżynier , ani fizyk , nie mógł podjąć tego kroku  : pierwszy nie byłby zainteresowany takim abstrakcyjnym uogólnieniem, podczas gdy drugi nie byłby szczególnie zainteresowany siłą napędową . Tylko Lord Rumford , kilka lat wcześniej, zauważając znaczne wydzielanie ciepła podczas wytaczania pistoletów, doszedł do wniosku, że pracę można przekształcić w ciepło i że te dwie koncepcje wywodzą się z tej samej istoty.

Ta wstępna część Refleksji zawiera fundamentalną ideę, że wszędzie tam, gdzie występuje różnica temperatur, istnieje możliwość generowania siły napędowej , idea, która odgrywa kluczową rolę w termodynamice. A jego następstwo jest nie mniej ważne: niemożliwe jest wytworzenie siły napędowej, jeśli nie ma się zarówno ciała zimnego, jak i gorącego . Można to uznać za pierwsze stwierdzenie drugiej zasady termodynamiki zwanej również zasadą Carnota, chociaż nadal przyjmuje nieprecyzyjną formę.

Prawdopodobnie w tym czasie Sadi Carnot kierował się ideą, że najwydajniejsze maszyny hydrauliczne to te, które wykorzystują największą wysokość wodospadu: widział w tym analogię wraz ze wszystkimi niuansami, które mają znaczenie przy ścisłe podobieństwo między tą wysokością a różnicą temperatur dla silników cieplnych. Jeśli jednak badanie danych opublikowanych w Monthly Engine Reporter na temat osiągów silników wysokociśnieniowych nie potwierdzało tego rozumowania, jego intuicja była słuszna.

Idealny cykl idealnego silnika

Druga część definiuje doskonały silnik i jego idealny cykl pracy . W tym celu wyobraża sobie idealną maszynę , potocznie zwaną maszyną Carnota , która z łatwością może wymieniać ciepło na przemian z ciałem gorącym i ciałem zimnym ( Rysunek 6 ). W swoich badaniach silnik cieplny jest ściśle zredukowany do podstawowych elementów:

• Zamknięty cylinder wypełniony substancją czynną, która może być parą lub gazem
• Komórkowego tłok porusza bez tarcia
• Gorące ciało będące odpowiednikiem paleniska prawdziwego silnika parowego
• Zimny ​​korpus, odpowiednik skraplacza

Carnot potwierdza, że ​​to różnica temperatur między ciałem gorącym i zimnym, a nie różnica ciśnień, którym podlega substancja czynna, determinuje pracę silnika. Wydaje się, że ten ważny pomysł zawdzięcza swoim przyjaciołom Clémentowi i Desormesowi .

Idealny cykl podlega temu warunkowi: substancja działająca w cylindrze nigdy nie powinna mieć kontaktu z ciałem zimniejszym lub gorętszym od niego, aby nie było niepotrzebnego przepływu ciepła. Warto zauważyć, że warunek ten odpowiada warunkom, które określił jego ojciec w celu określenia maksymalnej wydajności maszyn hydraulicznych.

Wszystkie zmiany temperatury muszą być spowodowane ekspansją lub kompresją substancji czynnej. Ściśnięta początkowo pod wysokim ciśnieniem, substancja czynna rozszerza się swobodnie: popycha tłok i odbiera ciepło z gorącego korpusu, z którym styka się cylinder ( Rysunek 1 ). Cylinder jest następnie odsuwany od gorącego ciała, a substancja kontynuuje ekspansję adiabatyczną, tak że jej temperatura spada, aż będzie równa temperaturze zimnego ciała ( Figura 2 ). Ta część cyklu odpowiada operacji „  przez ekspansję  ” maszyny Jamesa Watta  ; ale teraz to temperatura zimnego ciała, a nie ciśnienie skraplacza, wyznacza koniec rozprężania. Następnie cylinder styka się z zimnym ciałem, a substancja czynna jest ściskana, przy czym ciepło jest „odprowadzane” ( Figura 3 ). Cylinder zostaje ostatecznie oddzielony od zimnego korpusu; ściskanie jest kontynuowane tak, że substancja czynna jest ogrzewana adiabatycznie ( Figura 4 ). Cykl kończy się, gdy substancja czynna powraca do pierwotnego ciśnienia, objętości i temperatury ( Figura 5 ).
Wynik netto był tylko transferem ciepła z ciała gorącego do ciała zimnego i wytworzeniem pracy zewnętrznej; substancja czynna wróciła do swojego pierwotnego stanu i nie było marnowania ciepła.

• Rysunek 1  :
  Rozszerzanie izotermiczne w kontakcie z gorącym źródłem w temperaturze T1

• Rysunek 2  :
  Rozszerzanie i obniżanie adiabatyczne w temperaturze T2

• Rysunek 3  :
  Sprężanie izotermiczne w kontakcie ze źródłem zimna w temperaturze T2

• Rysunek 4  :
  Sprężanie adiabatyczne i wzrost temperatury T1

• Rysunek 5  :
  Rozszerzanie izotermiczne w kontakcie z gorącym źródłem i powrót do pozycji początkowej z rysunku 1

• Rysunek 6  :
  Zasada działania maszyny Carnota

Odwracalność cyklu Carnota

Sadi Carnot zwraca uwagę, że cykl jest dokładnie odwracalny: silnik może pracować w przeciwnym kierunku, a wynikiem netto byłoby wtedy zużycie pracy równe tej, jaką wytworzyłaby operacja w kierunku do przodu i przeniesienie tej samej ilości ciepło, ale w tym przypadku od ciała zimnego do ciała gorącego. Odwracalność cyklu jest możliwa, ponieważ w żadnym punkcie cyklu nie występuje niepotrzebny przepływ ciepła. Gdyby był taki przepływ, silnik nie byłby odwracalny. Teraz silnik odwracalny jest tym, który daje najlepszą możliwą wydajność, a Carnot wnioskuje, w konsekwencji niemożności ciągłego ruchu , że para jest co najmniej tak samo zadowalająca jak każda inna substancja czynna. Kiedy powiedział, że jest to oparte na teorii, inżynierowie w tamtym czasie postrzegali to tylko jako abstrakcyjne potwierdzenie tego, czego nauczyli się w praktyce.

Zastosowania fizyki gazów

W trzeciej części Sadi Carnot pokazuje, że fakt, iż wszystkie idealne silniki cieplne mają taką samą wydajność, niezależnie od użytego gazu lub pary, ma fundamentalne implikacje dla fizyki gazu. Carnot wykazuje, że wszystkie gazy, które rozszerzają się lub są sprężane z jednego ciśnienia iz jednej objętości do innej ciśnienia i do innej objętości w stałej temperaturze, pochłaniają lub nawet wydzielają taką samą ilość ciepła. Potrafi również wywnioskować relacje między ciepłami właściwymi gazów, to znaczy ciepłem właściwym przy stałym ciśnieniu i ciepłem właściwym przy stałej objętości . W przypisie, przeoczonym przez wczesnych komentatorów, sugeruje, że sprawność idealnego silnika cieplnego może służyć jako podstawa bezwzględnej skali temperatury .

Intuicja silnika powietrznego

W ostatniej części książki Sadi Carnot stwierdza, że ​​wyższość wysokociśnieniowych silników parowych jest niepodważalna, ponieważ wykorzystują one większy spadek temperatury niż silniki niskociśnieniowe. Carnot zdaje sobie sprawę, że wielka zaleta wody jako źródła pary, fakt, że rozszerza się ona ogromnie w bardzo małym zakresie temperatur, umożliwiła właśnie realizację prymitywnego silnika parowego . Doszedł jednak do niezwykłego wniosku, że ta zaleta sprawi, że woda będzie mniej odpowiednia dla silnika cieplnego przyszłości. W rzeczywistości, ogromny wzrost ciśnienia w przypadku bardzo małych temperatura wzrośnie powyżej 100  ° C sprawia, że jest prawie niemożliwe, aby pracować w całym zakresie temperatur, od tego spalania węgla do tego z kondensacji l. Woda zimna.

W rezultacie Sadi Carnot przewiduje, że po rozwiązaniu różnych problemów technicznych dotyczących smarowania i spalania , najlepszym silnikiem będzie prawdopodobnie silnik powietrzny .

Odbiór pracy

Praca spotkała się z honorowym przyjęciem, m.in. w Akademii Nauk, której Pierre-Simon Girard , dyrektor czasopisma naukowego, przedstawił pracę Carnota na spotkaniu14 czerwca 1824 r, uzupełniony raportem podsumowującym, w formie ustnej, do jego kolegów z dnia 26 lipca 1824 r. Oczywistym jest, że prezentacja w akademii w formie rozprawy bez wątpienia pozwoliłaby bardziej zwrócić uwagę środowiska naukowego na twórczość Sadi Carnota, czego normalnym skutkiem byłaby publikacja w Recueil des Savants dla cudzoziemców. . Tak więc ani francuska „wielka nauka” reprezentowana przez Institut de France , ani słynna Szkoła Politechniczna nie zareagowały tak naprawdę na publikację dzieła Carnota, z braku pełnego uświadomienia sobie jego znaczenia. Ze swojej strony Sadi, który wydawał się nie mieć poczucia rozgłosu, zaniechał wysłania kopii do biblioteki École des Mines i École des Ponts et Chaussées , pozbawiając w ten sposób audytorium wyboru, podobnie jak on nie skierował ich do „ Annales de Chimie et de Physique” ani „ Annales des Mines” . Ponadto należy zauważyć, że pomimo limitowanej edycji niektóre niesprzedane przedmioty zostały odnalezione nieoszlifowane.

Jeśli chodzi o inżynierów, tylko akademik Pierre-Simon Girard wydał pochlebny raport. Do czasu Reflections inżynierowie nauczyli się już z doświadczenia, że ​​para jest co najmniej tak dobra, jak każda inna substancja robocza. Kiedy Carnot stwierdził, że ma to podstawy teoretyczne, widzieliśmy tylko abstrakcyjne potwierdzenie.

Ponadto, wyjaśnienia, jakich udzielił dla lepszych osiągów wysokociśnieniowych silników parowych, opierały się na danych opublikowanych w Monthly Engine Reporter oraz na osiągach silników Woolf, pracujących przez ekspansję pod wysokim ciśnieniem, a które zostały zbudowane we Francji przez Humphreya. Edwardsa . Jednak te występy były niewątpliwie bardziej związane z sumą dopracowania szczegółów niż z prawdziwą przewagą termodynamiczną. Dlatego nie jest słuszne, że Sadi Carnot powoływał się na wyższość wysokociśnieniowych silników parowych dla poparcia swoich fundamentalnych teorii.

Z wyjątkiem Nicolasa Clémenta-Desormesa, który, jak pokazano na konferencji wygłoszonej w dniu25 stycznia 1825 r, poleca swoim słuchaczom lekturę książki, fizycy i inni naukowcy tymczasem niewątpliwie byli zdezorientowani fundamentalnym rozumowaniem opartym na zasadach działania silnika parowego.

Dopiero w 1834 roku Émile Clapeyron opublikował w czasopiśmie École polytechnique artykuł pokazujący, w jaki sposób idee Sadi Carnota można wyrazić matematycznie, podkreślając ich wartość wyjaśniającą, i stało się to dopiero wraz z ponownym wydaniem Refleksji tego samego autora: uzupełnione jego komentarzami, że Sadi Carnot zaczął stopniowo wpływać na ciało naukowe.

Dzięki temu William Thomson dowiedział się o pracy Carnota w 1851 roku. W długiej serii artykułów Thomson i Rudolf Clausius już w 1850 r. jako podstawowy fundament termodynamiki uznali zasadę zachowania energii (i już nie kaloryczności). Aby docenić wkład Rudolfa Clausiusa, zasada Carnota przyjęła nazwę zasady Carnot-Clausius . Zasada ta pozwala określić maksymalną sprawność maszyny cieplnej w funkcji temperatury jej źródła ciepła i źródła zimna, sprawność waha się od 8% do 30% w zależności od konstrukcji maszyn.

Wątpliwość czy składniki tragedii

Pozostaje pytanie: dlaczego Sadi Carnot nie opublikował niczego w okresie ośmiu lat, które dzieliły publikację Refleksji od daty jego śmierci? Nawet jeśli można podać kilka wyjaśnień, najbardziej prawdopodobnym powodem jest to, że nie miał już zaufania do swoich teorii i nie byłby w stanie stworzyć nowej teorii ciepła. Jeśli chodzi o kalorie , Sadi Carnot stanął w obliczu jednej z najtrudniejszych do pokonania epistemologicznych przeszkód, drogich Gastonowi Bachelardowi  : substancjalizmu , to znaczy monotonnego wyjaśniania właściwości fizycznych przez substancję.

Wśród jego pism pośmiertnych znajduje się rękopis zatytułowany Recherche d' un formuła odpowiednia do przedstawienia siły napędowej pary wodnej , napisany międzyListopad 1819 i Marzec 1827ale prawdopodobnie po Refleksjach został zachowany. Nakreślił w nim pierwszą zasadę termodynamiki , próbując wyjaśnić związek między pracą a ciepłem. Notatka ta została ostatecznie opublikowana w 1878 r., to znaczy za późno, aby móc wpłynąć na rozwój nauki, przez Hippolyte'a Carnota w tomie zredagowanym w hołdzie jego bratu, w którym zamieścił „  Notę biograficzną o Sadi Carnot  ”. Niewątpliwie wiosną 1832 r. Sadi odkrył zasadę równoważności i w krótkich notatkach podjął wnioski z długiego pamiętnika, który ostatecznie został zniszczony przez Hipolita. Notatki te, opublikowane również w 1878 r., wskazują, że do tego czasu zrezygnował on z teorii kalorycznej, która wciąż przenikała jego esej z 1824 r. i co do której wyrażał już wątpliwości w Refleksjach . Wydaje się, że przyznał, że ciepło to nic innego jak siła napędowa (dziś powiedzielibyśmy energia ), proponując dziesięć lat przed Juliusem Robertem von Mayerem liczbową wartość l mechanicznego ekwiwalentu ciepła z dokładnością do 2% i uzyskał ją, jak się wydaje, z większą rygor naukowy.

Aby potwierdzić swoje postępy, naszkicował szczegółowe eksperymenty, które dziś powiedzielibyśmy przy stałej entalpii i podobne do eksperymentów Benjamina Thompsona . Ale w przeciwieństwie do tego, zamierzał zmierzyć wykonaną pracę i wytworzone ciepło, jednocześnie zmieniając użyte materiały . W tym sensie miał mocną nadzieję na znalezienie stałego mechanicznego ekwiwalentu ciepła, który miałby taką samą wartość we wszystkich eksperymentach. Przewidywał również pomiary przy użyciu gazów i cieczy do obliczenia mechanicznego równoważnika ciepła.

Nie jest jasne, czy mógł przeprowadzić te eksperymenty zadowalająco. Historia termodynamiki jeszcze się nie skończyła, zanim doszła do teorii, więc trudno nie docenić trudności, jakie powinna przezwyciężyć.

Należało też przekonać w szczególności wielkie grono chemików i wszystkich tych, którzy prowadzili badania nad elektrycznością  : wszyscy byli głęboko przywiązani do teorii kaloryczności . Na koniec musimy poczekać, aż James Prescott Joule zobaczy wreszcie sformułowaną dynamiczną teorię ciepła. Jego pierwszą publikację (1843) i publikację Rudolfa Clausiusa, która połączyła dynamiczną teorię ciepła (Joule) i teorie Sadi Carnota, dzieli jeszcze siedem lat .

Wreszcie, jest godne ubolewania, ale niestety prawdopodobne, że Sadi Carnot zmarł wierząc, że zawiódł, kiedy po prostu założył szeroką i fundamentalną gałąź nauki o złożonych strukturach, termodynamikę, która łączy fizykę , chemię , biologię, a nawet kosmologię .

Miejsce w historii nauki

Wpływ pracy Lazare Carnota na pracę jego syna

Dla historyka nauki nasuwa się kilka pytań dotyczących relacji między pracami dwóch inżynierów:

1. Jak to się dzieje, że Łazarz, podobnie jak Sadi, wysunęli pewne propozycje, które pokolenie później miały stać się fundamentalne w fizyce energii, podczas gdy ich współcześni nie zauważyli zainteresowania? W Sadi jest to związek, który symbolizuje wyrażenie siły napędowej idealnej machiny ognia. U Lazare'a chodzi o zasadę ciągłości w przekazywaniu mocy mechanicznej, zasadę wyprowadzoną z równoważności siły życiowej i momentu działania lub pracy w układzie ciał, których ruch zmienia się niepostrzeżenie stopniami.(T2-T1)/T2{\ styl wyświetlania (T2-T1) / T2 \,} (MV2){\ styl wyświetlania (MV ^ {2}) \,}(MsolH){\ styl wyświetlania (MGH) \,}
2. Czy pomysł Sadiego na proces odwracalny reprezentuje zastosowanie do analizy maszyn ogniowych teorii ruchów geometrycznych opracowanej przez jego ojca?
3. Wreszcie, czy istnieje oryginalna metoda wymyślona przez Lazare'a dla jego „nauki o maszynach”, metoda, którą Sadi zastosowałby do maszyn ogniowych?

Synteza

Dla DSL Cardwell, książki Sadi Carnot, choć znacznie mniej znany niż De revolutionibus orbium coelestium przez Kopernika , ma porównywalne znaczenie w historii współczesnej nauki , ponieważ stało się to możliwe, szczególnie rzadkie, aby położyć podwaliny pod zupełnie nowa dyscyplina: termodynamika .

Jednak praca Carnota ma oryginalny wymiar. Kopernik pracował w jasno określonej i uznanej dyscyplinie; mogła opierać się na dziedzictwie, na które składają się refleksje i obserwacje gromadzone przez dwa tysiąclecia ( efemerydy ). Tymczasem Sadi Carnot musiał pracować nad syntezą różnych dyscyplin naukowych i technicznych. W tym celu konieczne było wybranie danych do zbadania, zbudowanie teorii na podstawie pojęć, praw i zasad zaczerpniętych z nauk o cieple i mechanice, które były jeszcze odrębne, od technologii w pełnym rozwoju, takich jak para lub już bardziej ugruntowanych. hydraulika, ale które również nie były ze sobą powiązane. Co więcej, on sam widział w 1824 roku potrzebę tej nowej nauki, zarówno ze względu na jej praktyczne zastosowania, jak i bardziej fundamentalne powody.

rewolucja karnojska

Z bardziej ogólnego punktu widzenia, praca Sadi Carnot zapoczątkowała to, co Jacques Grinevald nazywa rewolucją karnocką i która skłania nas do przejścia do społeczeństwa termoprzemysłowego z masowym wykorzystaniem energii kopalnej ( węgiel, potem ropa naftowa ). Teraz siła ognia pozwala na pojawienie się nowej maszyny, zbudowanej wokół silnika , która stanowi rozwidlenie w historii narzędzia . Pozwala na wyrugowanie siły napędowej człowieka, zwierzęcia, zwykłych naturalnych elementów, takich jak wiatr i woda, aby nadać sens dawnej zbiorowej reprezentacji animowanych stworzeń, która przechodzi od Hefajstosa do elektrycznego upiora „Hadaly” . Jednocześnie ta siła napędowa ognia osłabi tysiącletnie powiązanie techniki z najbliższym otoczeniem geograficznym, z bezprecedensowym rozwojem sieci i przepływów oraz koncentracją geograficzną sprzętu, która stanie się możliwa dzięki przemieszczeniu tej siły .

Bilans i potomność

Sadi Carnot odkrył dwa prawa, na których opiera się cała nauka o energii pomimo przeszkód, które wydawały się nie do pokonania. Miarę wyjątkowej siły swojej intuicji dał wypowiadając swoje prawa, gdy brakowało faktów, ich prymitywnej precyzji, a zwłaszcza gdy postęp rodzącej się nauki był hamowany przez błędną teorię niezniszczalnej kaloryczności.

Intuicyjnie uznał, że silnik parowy wygląda jak stary młyn wodny , który wytwarza energię poprzez spuszczanie wody z wysokiego poziomu na niższy poziom, że wytwarza energię poprzez spadek ciepła z wysokiej temperatury kotła do niższej temperatury skraplacza. Uważał, że ta różnica temperatur była wyraźnym zjawiskiem, ale sam spadek ciepła był znacznie mniejszy, i uważał w swoim prawie, aby spadek temperatury odgrywał zasadniczą rolę. Powiedzielibyśmy dzisiaj, że domyślił się, że istnieje różnica między formą cieplną energii a opadaniem ciepła jak woda młyna. Wiemy, że minęło 40 lat po jego książce, aby zdefiniować entropię na podstawie ilości ciepła jako ekwiwalentu wody z młyna i podziwiamy, że uniknął tego delikatnego problemu i ostatecznie odrzucił pierwszą teorię kalorii.

Ze swoim uniwersalnym zasięgiem jego praca jest prawdopodobnie wyjątkowym przypadkiem w historii współczesnej nauki iw tym sensie Nicolas Léonard Sadi Carnot był z pewnością jednym z najbardziej przenikliwych i oryginalnych myślicieli, jakich stworzyła nasza cywilizacja.

Dla niektórych pozostanie „ meteorem w historii nauki  ” , osobliwą postacią, dla której „z kartką papieru, ołówkiem i rozumem, tworząc podstawy nowej nauki, jest sprawą dość godny podziwu duch” . „Śmierć wielkich ludzi pozostawia tyle samo żalu, ile nowych nadziei” .

W 1970 roku Międzynarodowa Unia Astronomiczna nadała imię francuskiego fizyka kraterowi Carnot, a później asteroidzie (12289) Carnot .

Metoda Carnot , procedura alokacji egzergii dla oceny kogeneracji produkty i obliczania wartości fizycznej siły napędowej ciepła, nosi jego imię.

W 2006 roku we Francji utworzono etykietę Carnot, aby stworzyć interfejs między badaniami publicznymi a podmiotami społeczno-ekonomicznymi w odpowiedzi na ich potrzeby: to oddanie oddaje hołd temu, co Sadi Carnot wniósł do fundamentalnej fizyki, badając bardzo praktyczne pytanie.

Uwagi i referencje

1. Sadi to jedyne imię wymienione w stanie cywilnym, a Nicolas i Leonardo to imiona chrzcielne.
2. Gaston Bachelard, Formacja ducha nauki .
3. Otwórz „  Strona główna  ” , na stronie biblioteki École polytechnique , Palaiseau (konsultacja 20 czerwca 2015 r. ) , wybierz zakładkę „  Katalogi BCX → Rodzina politechniczna  ”, przeprowadź badania na temat „Sadi Carnot”, uzyskany wynik: „Carnot, Nicolas Léonard Sadi (X1812; 1796-1832)”. Jego pełna ewidencja zawiera w szczególności następujące informacje: narodziny w Pałacu Luksemburskim; ojciec Lazare Nicolas Marguerite, członek Instytutu; matka, Dupont, Marie Jacqueline Sophie Josephe; stopień wstępny do École Polytechnique, 24; Ranking na koniec 1 st  roku, 20 w 1813 roku; ranga wyjścia w 1814 r., 10; stopień w korpusie inżynierów, 5 w 1814 r.; bierze udział w obronie Paryża w 1814 r.; wolnomularz.
4. D. SL Cardwell w BADANIACH w historii science s.  217-240 .
5. Sadi Carnot i powstanie termodynamiki , CNRS Éditions.
6. Był sukcesywnie przypisywany do Besançon , oddelegowywany do Salins , Montpellier i Langres w celu podwyższenia pozycji.
7. [PDF] www.utc.fr .
8. Sadi Carnot, Robert Fox, Refleksje na temat siły napędowej ognia, Vrin, 1978 ( ISBN  9782711601127 ) , s.  2 ekstrakt (konsultowane na9 czerwca 2011).
9. Ambroise Fourcy, „  Historia Szkoły Politechnicznej  ” (1828, reed. 1987), wyd. Belin ( ISBN  978-2-7011-0640-3 ) .
10. Prawdopodobnie związane z jego niewielkimi rozmiarami lub z zakwestionowaniem jego udziału w obronie Fortu de Vincennes.
11. Zobacz stronę miasta Ivry , strona na temat Dni Dziedzictwa.
12. 1  kg wody zajmuje objętość 1  dm 3  ; 1  kg pary wodnej o temperaturze 100  °C zajmuje 1673  dm 3 . Zobacz artykuł para wodna .
13. W 1830 r. Wielka Brytania miała 15 000 maszyn parowych, Francja 3000, a Prusy 1000.
14. Opublikował ten wynik w pracy pt. Badania nad źródłem ciepła rozwijanym przez ruch .
15. Fakt, że jest to maszyna idealna, a nie maszyna, którą można by było natychmiast zbudować, jest również przyczyną małego zainteresowania ówczesnych inżynierów pracą Sadi Carnota, ponieważ niewątpliwie nie widzieli oni konkretnych zastosowań.
16. Carnot nadal wyobraża sobie ciepło w tym czasie jako substancję, niezniszczalny i niezniszczalny płyn: kaloryczny.
17. Ta zasada jest niczym innym, jak ta stosowana obecnie we wszystkich maszynach chłodniczych.
18. Ulepszone kotły i kominki, nowe mechanizmy zaworów, lepsza izolacja termiczna.
19. Formacja umysłu naukowego , s.  24 . W ten sam sposób elektryczność przez długi czas będzie definiowana jako „nieskończenie subtelny płyn”.
20. Page 21 […] czy możemy postrzegać zjawiska ciepła i elektryczności jako spowodowane czymś innym niż jakiekolwiek ruchy ciała i jako takie nie powinny podlegać ogólnym prawom mechaniki ? […] Poza tym, by wspomnieć o tym mimochodem, główne podstawy, na których opiera się teoria ciepła, wymagałyby najuważniejszego zbadania. W obecnym stanie tej teorii kilka faktów doświadczalnych wydaje się prawie niewytłumaczalnych.
21. Czyli 1 kcal = 370 kgm zamiast 1  kcal = 365 kgm podane przez Juliusa Roberta von Mayera .
22. Julius Robert von Mayer przyznał, że w operacji rozprężania izotermicznego gazu istnieje równoważność między pracą rozprężania wykonywaną przez ten gaz a ciepłem przekazanym temu gazowi w celu utrzymania jego stałej temperatury podczas rozprężania. Wiemy, że ta operacja nie przywraca systemu do stanu początkowego i że zasada równoważności nie obowiązuje w tych warunkach. Studium stron Sadi Carnota, opisujących projekt eksperymentalny, pokazuje, że wyraźnie rozumiał potrzebę poddania badanego systemu cyklowi operacji przywracających go do stanu początkowego.
23. Joule wyraża mechaniczny ekwiwalent kalorii w następujący sposób (przetłumaczony na system metryczny): 1  kaloria odpowiada pracy wykonanej przez ciężar 1  kg spadający z wysokości 424 metrów, co jest bardzo zbliżone do wartości zdefiniowanej dzisiaj to 1  kaloria = 4,18 dżuli.
24. J. Grinevald, The carnotienne obrót termodynamiki, ekonomika IDEOLOGIE , European Journal of Sciences Społecznych n O  36, 1976 , w : Alain Gras - kruchość mocy.
25. Alain Gras , Kruchość władzy , s.  154 - Zobacz także Obiekt techniczny w trakcie pisania .
26. Alain Gras , Ekolog – tom.  2 - n O  3 - Spadek, 2001, str.  31 .
27. Bertrand Gille , Historia technik , s.  1073 .
28. Bernard Dufour, dyrektor generalny Snecma .
29. Bertrand Gille , Mechanika grecka .
30. Carnot: dlaczego ta nazwa? .

Zobacz również

Bibliografia

• Początki termodynamiki - DSL Cardwell u Michela Biezuńskiego , La Recherche en histoire des sciences , Paryż, Wyd. du Seuil , kol.  "Punkty", Science ( N O  37)1983, 304  pkt. ( ISBN  978-2-02-006595-5 , OCLC  463555600 , informacja BNF n O  FRBNF35538393 ) ;
• Jean-Pierre Maury, Carnot i maszyna parowa , Paryż, Presses Universitaires de France , coll.  „Filozofie”,1986, 127  s. ( ISBN  978-2-13-039880-6 , OCLC  416641388 , informacja BNF n O  FRBNF34905835 ). Historia rozwoju silników parowych od urodzenia w XVII -tego  wieku do teoretycznej pracy Carnot
• Viktor Mikhaĭlovich Brodi︠a︡nskiĭ ( tłum.  Alexandre Goriatchev), Sadi Carnot, 1796-1832: refleksje na temat jego życia i zakresu jego pracy , Perpignan, Presses Universitaires de Perpignan, coll.  "Studia",2006, 240  pkt. ( ISBN  978-2-914518-86-4 i 2-914-51886-2 , OCLC  71888178 )
• Sadi Carnot i powstanie termodynamiki , Paryż, Éditions du Centre national de la recherche scientifique,1976, 435  s. ( ISBN  978-2-222-01818-6 i 2-222-01818-8 , OCLC  310504997 , czytaj online )
• Gaston Bachelard , Kształtowanie się umysłu naukowego: wkład w psychoanalizę wiedzy , Paryż, J. Vrin, coll.  „Biblioteka tekstów filozoficznych”,1993, 256  s. ( ISBN  978-2-7116-1150-8 i 2-711-61150-7 , OCLC  29973075 , prezentacja online )
• Bertrand Gille  : (s. Dir.), Histoire des technologies , Gallimard, coll. "La Pléiade", 1978 ( ISBN  978-2-07-010881-7 ) ;
• Jacques Grinevald , „Niepublikowany rękopis Sadi Carnot”, Sadi Carnot i powstanie termodynamiki , Międzynarodowe kolokwium CNRS, École polytechnique, 11-13 czerwca 1974. Paryż, wyd. CNRS, 1976, s.  383-395 . (Rękopis dotyczący ekonomii politycznej transkrybowany przez J. Grinevalda, przedrukowany w Sadi Carnot, Refleksje nad siłą napędową ognia, wydanie krytyczne… Robert Fox, Paryż, J. Vrin, 1978. 22 cm , 371  s. , il. )
• Jacques Grinevald , „Rewolucja karnojska. Termodynamika, gospodarka i ideologia” European Journal of Social Sciences i notebooki Vilfredo Pareto , n o  36, Paris, PUF, 1976, s.  39-79 .

• Sadi Carnot , Refleksje na temat siły napędowej ognia i maszyn odpowiednich do rozwijania tej siły , Paris, Bachelier, coll.  „(Zabytki nauki)”,1824, 118  s. ( OCLC  4758242 , przeczytaj online ), 1953
• (en) E. Mendoza, Wstęp do S. Carnota , Reflections on the Motive Power of Fire, Dover Books, 1960
• (en) J. Larmor, O naturze ciepła , w Philosophical Transactions of the Royal Society , 1917-1918, s.  326 .
• J. Herivert i A. Gabbery, Niepublikowany rękopis Sadi Carnot , w Revue d'histoire des sciences , XIX, 1966, s.  151 .
• J. Payen, Źródło myśli Sadi Carnot , w Archives internationales d'histoire des sciences , 1968, s.  15 .
• (en) R. Fox, ekspansywna zasada Watta i jej miejsce w pracy Sadi Carnot , w Notatkach i zapisach Towarzystwa Królewskiego , XXIV, 1969
• (en) DSL Cardwell , Od Watta do Clausiusa; wzrost termodynamiki we wczesnej epoce przemysłowej , Ithaca, NY, Cornell University Press ,1971, 336  s. ( ISBN  978-0-8014-0678-2 i 0-801-40678-1 , OCLC  207289 )
• (en) Robert Fox , Kaloryczna teoria gazów: od Lavoisiera do Regnaulta , Oxford, Clarendon Press ,1971, 378  s. ( ISBN  978-0-19-858131-4 i 0-198-58131-9 , OCLC  184873 )

Powiązane artykuły

• Historia termodynamiki klasycznej
• Rodzina Carnotów

Linki zewnętrzne

• Ewidencja organów  :
  • Plik wirtualnego organu międzynarodowego
  • Międzynarodowy identyfikator standardowej nazwy
  • Biblioteka Narodowa Francji ( dane )
  • Uczelniany system dokumentacji
  • Biblioteka Kongresu
  • Gemeinsame Normdatei
  • Narodowa Biblioteka Dietetyczna
  • Biblioteka Narodowa Hiszpanii
  • Królewska Biblioteka Niderlandów
  • Biblioteka Narodowa
  • Biblioteka Narodowa Izraela
  • Biblioteka Uniwersytecka w Polsce
  • Biblioteka Narodowa Katalonii
  • Biblioteka Narodowa Szwecji
  • Biblioteka Narodowa Australii
  • Norweska Baza Biblioteczna
  • Czeska Biblioteka Narodowa
  • Biblioteka Narodowa Grecji
  • ŚwiatKot
• (en) John J. O'Connor i Edmund F. Robertson , „Bibliography of the Works of Sadi Carnot” , w archiwum MacTutor History of Mathematics , University of St Andrews ( czytaj online ).