Nicolas Léonard Sadi Carnot

Archiu:Sadi Carnot.jpeg

Nicolas Léonard Sadi Carnot

Nicolas Léonard Sadi Carnot (Plantilla:AFI-fr; París, 1 de juny de 1796 - 24 d'agost de 1832), normalment cridat Sadi Carnot, va anar un ingenier francés pioner en l'estudi de la termodinàmica. Se li reconeix hui com el fundador o pare de la Termodinàmica.

Va ser tio de Marie François Sadi Carnot, qui anys despuix aplegaria a ser president de la República Francesa.

Semblança

Era fill de Lazare Carnot, conegut com el Gran Carnot, i tio de Marie François Sadi Carnot, que va aplegar a ser president de la República Francesa.

Llicenciat en l'Escola Politècnica, en 1824 va publicar la seua obra mestra: «Reflexions sobre la potència motriu del fòc i sobre les màquines adequades per a desenrollar esta potència», a on va expondre les idees que donarien forma al segon principi de la termodinàmica. Estos treballs, poc compresos per part dels seus contemporàneus, varen ser més tart coneguts en Alemània per Rudolf Clausius (que va ser qui els va difondre) i per William Thomson (Lord Kelvin) en el Regne Unit. Com a reconeiximent a les aportacions del primer, el principi de Carnot es va rebatejar com a principi de Carnot-Clausius. Este principi permet determinar el màxim rendiment d'una màquina tèrmica en funció de les temperatures de la seua font calenta i de la seua font freda. Quan Luis XVIII va enviar a Carnot a Anglaterra per a investigar l'elevat rendiment dels seus màquines de vapor, es va donar conte de que la creència generalisada d'elevar la temperatura lo més possible per a obtindre el vapor millorava el funcionament de les màquines. Poc despuix va descobrir una relació entre les temperatures del foc calent i fret i el rendiment de la màquina. Com a corolari s'obté que cap màquina real alcança el rendiment teòric de Carnot (obtingut seguint el cicle de Carnot), que és el màxim possible per a eixe interval de temperatures. Tota màquina que seguix este cicle de Carnot és coneguda com màquina de Carnot.

Sadi Carnot no va publicar res despuix de 1824 i és provable que ell mateixa creguera haver fracassat, ell mateixa es referia com un simple «constructor de motors de vapor» no obstant el seu pensament és original, únic en l'història de la ciència moderna, puix a diferència de lo que li succeïx a molts atres científics, no es recolza en res anterior i obri un ampli camp a l'investigació. Eixe llibre, ignorat fins a llavors per la comunitat científica de l'época, va ser rescatat de l'oblit per l'ingenier ferroviari Émile Clapeyron, que va contribuir en la seua nova representació gràfica a fer més fàcil i comprensible la teoria de Carnot. A partir de llavors va influir de manera definitiva en Clausius i Thomson, els qui varen formular d'una manera matemàtica les bases de la termodinàmica.

Sadi Carnot es va retirar de l'eixèrcit francés en 1828 i en el seu patrimoni va poder dur una vida tranquila necessària per al seu pobre estat de salut mental, dedicant-se als seus estudis de motors de vapor i com un assidu llector de clàssics francesos com Blaise Pascal, Molière i Jean de la Fontaine.

Va morir en 1832 víctima d'una epidèmia de còlera que va assolar París en l'hospital d'Ivry-sur-Seine i els seus funerals civils es varen portar a terme en condicions d'anonimat.

Obra

• Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur els machines propres à déveloper cette puissance, ed. Bachelier, París, 1824.
• Reflexions sobre la potència motriu del fòc, ed. J. Ordóñez, Madrit, Aliança Editorial, 1987.

Comentari sobre l'obra

L'obra, que consta de 118 pàgines i té cinc figures, va ser publicat per l'autor per a-J-i Guiraudet Saint-Vaig amar (x 1811) en la menció de la casa de Bachelier i en 600 eixemplars . A pesar de la claritat del seu estil, la série de raonaments delicats exposts per l'autor és difícil de seguir perque ell deliberadament va renunciar a utilisar en el text el llenguage algebraic, relegant-ho a algunes notes a peu de pàgina. Quan l'autor tenia l'intenció d'introduir nous conceptes, usava el vocabulari dels físics contemporàneus del seu temps: "llei", "força en moviment" i no usa els térmens "cicles adiabàtics" o "Transformació reversible", encara que si apela a les nocions que designen. És convenient distinguir quatre parts en el llibre de Sadi Carnot i, si el text no inclou una divisió, l'autor seguix un pla molt asertivo, mentres oculta les seues transicions per mig de breus oracions d'enllaç, segons els usos de retòrica de l'época.

Dubtes sobre la seua obra posterior

Queda en l'aire la pregunta: ¿per qué Sadi Carnot no va publicar res entre els huit anys que separen la publicació de les Reflexions fins a la data de la seua mort? Inclús si es poden presentar vàries explicacions, la raó més provable és que ya no tenia confiança en les seues teories i que no hauria pogut trobar una nova teoria de la calor. En la teoria del calòric (Teoria calòrica), Sadi Carnot es va enfrontar a un obstàcul molt important.

Entre els seus escrits pòstums s'ha conservat un manuscrit titulat busca d'una fòrmula pròpiament dita per a representar la potència motora del vapor d'aigua , escrit entre novembre de 1819 i març de 1827 pero provablement despuix de les "Reflexions". En este manuscrit, va dibuixar el Primer Principi de la Termodinàmica, tractant d'especificar el víncul entre el treball i la calor. Esta nota finalment es va publicar en 1878, és dir, massa vesprada per a poder influir en el desenroll de la ciència, per part del seu germà Hippolyte Carnot, en un volum publicat en homenage al seu germà en el que va insertar una "Nota biogràfica sobre Sadi Carnot". Sense dubte, és sense dubte en la primavera de 1832 que Sadi descobrix el principi d'equivalència i que reflectix en breus notes, les conclusions d'una llarga memòria, destruïda per Hippolyte. Estes notes, també publicades en 1878, indiquen que havia rebujat la teoria del calòric que encara impregnava el seu ensaig de 1824, i sobre els quals ya havia emés dubtes en les Reflexions. Sembla que havia admés que la calor no és més que "potència motora" (diríem hui energia), proponent en dèu anys d'antelació a Julius Robert von Mayer un valor numèric de l'equivalent mecànic de la calor en un error de prop del 2 % del valor real i ho va obtindre en més rigor científic.

Per a validar els seus alvanços, havia esbossat experiències detallades, que diríem hui a entalpia constant, i similars a les de Benjamin Thompson. Pero a diferència d'est, tenia l'intenció de medir el treball proporcionat i la calor produïda, a l'hora que varia els materials utilisats. En este sentit, esperava que trobara fermament un "equivalent mecànic constant de la calor" i que haguera tingut el mateix valor per a totes les experiències. Sadi Carnot també planejava ensajos usant gasos i líquits per a calcular l'equivalent mecànic de la calor.

És difícil saber si haguera pogut haver fet estes experiències satisfactòriament. L'història de la termodinàmica encara tenia que progressar abans d'aplegar a la teoria completa, per lo que a penes es pot estimar les dificultats que tindria que haver superat.

També haguera tingut que convéncer en particular al gran cos de químics i tots els que investigaven l'electricitat: tots estaven profundament apegados a la teoria calòrica. Finalment, cal esperar fins a a James Prescott Joule per a vore la teoria dinàmica de la calor finalment formulada. Sèt anys encara separen la seua primera publicació (1843) i la publicació de Rudolf Clausius que va posar d'acort a la teoria de la calor dinàmica (Joule) i les teories de Sadi Carnot.

Finalment, és provable que Sadi Carnot morira creent que havia fallat, quan simplement va fundar una branca de la vasta i fonamental ciència de la termodinàmica, en estructures complexes, i que vincula la física], la química, la biologia i inclús la cosmologia.

Influència

Per a D.S.L Cardwell, el llibre de Sadi Carnot, encara que molt manco conegut que De revolutionibus orbium coelestium' de Copérnico, té una importància comparable en la història de la ciència moderna perque va permetre, en un cas particularment rar, assentar les bases d'una disciplina totalment nova: la termodinàmica.

No obstant, l'obra de Carnot té una dimensió original. Copérnico treballava en una disciplina clarament definida i reconeguda; podia recolzar-se en un patrimoni de reflexions i observacions acumulades durant dos milenis (les efemérides astronòmiques). Sadi Carnot, en canvi, va tindre que fer una "#síntesis" entre diferents disciplines científiques i tècniques. Per a això, va tindre que seleccionar les senyes a estudiar, construir teories a partir de conceptes, lleis i principis extrets de les ciències de la calor i la mecànica, que encara estaven separades, de tecnologies en ple desenroll com el vapor o ya més consolidades com l'hidràulica, pero que també estaven encara desconectades. Ademés, només ell va vore la necessitat d'esta nova ciència en 1824, tant per les seues aplicacions pràctiques com per raons més fonamentals.

La revolució carnotiana

Des d'un punt de vista més general, el treball de Sadi Carnot va marcar el començ de lo que el filòsof i historiador Jacques Grinevald crida la "Revolució Carnotiana" i que nos fa canviar a una "Societat termoindustrial" en un us massiu de l'energia fòssil ( carbó i despuix petròleu). Ara el "poder de fòc" permet el advenimiento de noves màquines, construïdes al voltant d'un "motor", i que constituïx un forcall en l'història de la ferramenta. Permet que el desestage de la força impulsora de l'home, animal, elements naturals habituals, com el vent i l'aigua, li donen sentit a l'antiga representació colectiva de criatures animades que va d'Hefesto a Auguste Villiers de L'Isle-Adam un escritor que va inspirar el simbolisme. Al mateix temps, esta "potència motora del fòc" distenderá el víncul milenari entre la tècnica i l'entorn geogràfic immediat, en el desenroll sense precedents de retés i #fluix i la concentració geogràfica d'equips que es fa possible per la deslocalisació d'esta potència.

Posteritat

Sadi Carnot va descobrir les dos lleis en les que recau tota la ciència de l'energia a pesar dels obstàculs que semblaven insuperables. Va donar una mida del poder excepcional de la seua intuïció en afirmar les seues lleis quan els fets estaven en un número insuficient, la seua precisió aproximada i especialment quan el progrés de la ciència naixent es va vore obstaculisat per la teoria errònea del calòric indestructible.

Intuitivamente va decidir que la màquina de vapor s'assemblava al vell motor hidràulic dels molins d'aigua, que produïx energia deixant caure aigua des d'un nivell alt a un nivell inferior, que la màquina de vapor produïa energia en caure la calor des de l'alta temperatura de la caldera a la més inferior del condensador. Va percebre que esta diferència de temperatura era un fenomen clar, pero que la caiguda en la calor en sí lo era molt manco, i va anar en conte en la seua llei per a eixercitar el paper essencial en la caiguda de la temperatura. Diríem hui que va endevinar que hi havia una diferència entre la formació de calor com a forma d'energia i la calor que caïa com l'aigua del molí. Sabem que va costar 40 anys despuix del seu llibre definir l'entropía a partir de la cantitat de calor com l'equivalent de l'aigua del molí i admirem que va evitar este delicat problema i finalment va ser el primer que va rebujar la Teoria calòrica.

En el seu alcanç universal, el seu treball és provablement un cas únic en l'història de la ciència moderna i, en este sentit, Carnot va anar sense dubte un dels pensadors més penetrants i originals que la nostra civilisació ha produït.

Per a alguns, permaneixerà com un meteor en l'història de la ciència, una figura admirable. "La mort dels grans hòmens deixa tantes planyences com a esperances inèdites".

Honors

• En 1970, l'Unió astronòmica internacional va donar el nom del físic francés al cràter llunar Carnot.
• l'asteroide (12289) Carnot també commemora el seu nom.

Vore també

• Cicle de Carnot
• Màquina de Carnot
• Economia ecològica
• Teoria de la calor

Bibliografia citada

• Els débuts de la thermodynamique - D.S.L Cardwell en (1983) La Recherche en histoire dones sciences (en fr), París: Éd. du Seuil. OCLC 463555600. ISBN 978-2-02-006595-5.;
• (1976) Sadi Carnot et l'essor de la thermodynamique (en fr), Paris: Éditions du Centre national de la recherche scientifique. OCLC 310504997. ISBN 978-2-222-01818-6.
• Bertrand Gille : (s. dir.), Histoire dones techniques, Gallimard, coll. « La Pléiade », 1978 ISBN 978-2-07-010881-7; (francés)
• Jacques Grinevald, « La Révolution carnotienne. Thermodynamique, économie et idéologie », Revue européenne dones sciences socials et cahiers Vilfredo Pareto, n° 36, Paris, P.O.F., 1976, Plantilla:Abréviation discrète 39-79.

Bibliografia adicional

• (1986) Carnot et la machine à vapeur (en fr), París: Presses universitaires de France. OCLC 416641388. ISBN 978-2-13-039880-6.. Història del desenroll de les màquines de vapor des del seu sorgiment en el s XVII fins als treballs teòrics de Carnot
• (2006) Sadi Carnot, 1796-1832 : réflexions sur sa vie et la portée de sò œuvre (en fr), Perpignan: Presses universitaires de Perpignan. OCLC 71888178. ISBN 978-2-914518-86-4.
• (1993) La formation de l'esprit scientifique: contribution à unix psychanalyse de la connaissance (en fr), Paris: J. Vrin. OCLC 29973075. ISBN 978-2-7116-1150-8.

• Jacques Grinevald, «Un manuscrit inédit de Sadi Carnot», Sadi Carnot et l’essor de la thermodynamique, Colloque international du CNRS, École polytechnique, 13 de juny de 1974. Paris, Éd. du CNRS, 1976, Plantilla:Abréviation discrète 383-395. (Manuscrit sobre l'economia política transcrito per J. Grinevald, republicado en Sadi Carnot, Réflexions sur la puissance motrice du feu, édition critique… de Robert Fox, Paris, J. Vrin, 1978.)
• I. Mendoza, Introduction to S. Carnot, Relections on the Motive Power of Fire, Dover Books, 1960 (anglés)
• J. Larmor, On the nature of heat, dans Philosophical Transactions of the Royal Society, 1917-1918, Plantilla:Abréviation discrète 326. (anglés)
• J. Herivert et A. Gabbery, Un manuscrit inédit de Sadi Carnot, dans Revue d’histoire dones sciences, XIX, 1966, Plantilla:Abréviation discrète 151. (francés)
• J. Payen, Unix source de la pensée de Sadi Carnot, dans Archives internationales d'histoire dones sciences, 1968, Plantilla:Abréviation discrète 15. (francés)
• R. Fox, Watt’s expansive principle and its plau in the work of Sadi Carnot, en Notes and Records of the Royal Society, XXIV, 1969 (anglés)
• (1971) From Watt to Clausius; the rise of thermodynamics in the early industrial age (en en), Ithaca, N.I: Cornell University Press. OCLC 207289. ISBN 978-0-8014-0678-2.
• (1971) The caloric theory of gasos, from Lavoisier to Regnault (en en), Oxford: Oxford University Press Clarendon Press]]. OCLC 184873. ISBN 978-0-19-858131-4.