Сади Карно: Термодинамиканың негізін қалаушы ғалым
Nicolas Léonard Sadi Carnot
Сади Карно: Француз физигі, термодинамиканың негізін қалаушы. Жылу машиналарының тиімділігі, ентропия және бу машинасының жетілдірілуі туралы маңызды еңбектер.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Француз физигі және инженеры (1796–1832) Франция президентінің туысы және Николя Леонардың немересі.
French physicist and engineer (1796–1832)
the President of France and nephew of Nicolas Léonard
Николя Леонар Сади Карно (nikɔla leɔnaʁ sadi kaʁno; 1 маусым 1796 – 24 тамыз 1832) – француз армиясының механикалық инженеры, әскери ғалым және физик, көбінесе «термодинамиканың әкесі» деп аталады. Ол өмірінде тек бір кітап жариялады – «Оттың қозғаушы күші туралы ойлар» (Париж, 1824), онда ол жылу машиналарының ең жоғары тиімділігі туралы алғашқы сәтті теорияны ұсынды және термодинамиканың негізін қалады. Карноның еңбегі оның өмірінде көп назар алмады, бірақ кейін Рудольф Клаузиус және Лорд Кельвин оны термодинамиканың екінші заңын қалыптастыру және энтропия тұжырымын анықтау үшін пайдаланды. Бу машинасының тиімділігін арттыру сияқты таза техникалық мәселелерге ұйтқы болған Сади Карноның теориялық жұмысы қазіргі заманғы ғылымға, сондай-ақ автомобиль және реактивтік қозғалтқыш сияқты технологияларға маңызды негіз болды. Оның әкесі Лазар Карно – көрнекті математик, әскери инженер және Француз революциялық армиясының жетекшісі болған.
Nicolas Léonard Sadi Carnot (nikɔla leɔnaʁ sadi kaʁno; 1 June 1796 – 24 August 1832) was a French mechanical engineer in the French Army, military scientist and physicist, often described as the "father of thermodynamics". He published only one book, the Reflections on the Motive Power of Fire (Paris, 1824), in which he expressed the first successful theory of the maximum efficiency of heat engines and laid the foundations of the new discipline: thermodynamics. Carnot's work attracted little attention during his lifetime, but it was later used by Rudolf Clausius and Lord Kelvin to formalize the second law of thermodynamics and define the concept of entropy. Driven by purely technical concerns, such as improving the performance of the steam engine, Sadi Carnot's theoretical work laid important foundations for modern science as well as technologies such as the automobile and jet engine. His father Lazare Carnot was an eminent mathematician, military engineer, and leader of the French Revolutionary Army.
Қабылдау және кейінгі өмір
Карноның кітабы замандастарынан көп назар көрмеді. Ол жарық көргеннен кейін бірнеше жыл бойына оған жасалған жалғыз сілтеме – әдебиеттегі түрлі тақырыптарды қамтитын «Revue Encyclopédique» журналындағы мақала болды. Бұл еңбектің маңызы 1834 жылы Эмиль Клэперон оны қазіргі заманға бейімдегеннен кейін ғана анық байқалды, ал Клаузиус пен Келвин оны одан әрі дамытып, одан энтропия және термодинамиканың екінші заңы тұжырымын шығарды. 1853 жылы «әлеуетті энергия» терминін енгізген Ранкин, кейіннен Карно «таза механикалық мағынада» қолданған «force vive virtuelle» терминімен осыған ұқсас сөз тіркесін бұрыннан-ақ болжаған екенін білді. Карноның діни көзқарастарына келсек, ол философиялық теист болды. Ол құдайлық себеп-салдарға сеніп, "білімсіз адамға кездейсоқ көрінетін нәрсе, білімді адамға кездейсоқ бола алмайды" деп мәлімдеді, бірақ ол құдайдың жазасына сенбеді. Ол белгілі діни ағымдарды сынағанмен, "бізді сүйетін және қорғайтын құдіретті Жаратушыға сенуді" қолдады. Ол Блез Паскаль, Мольер және Жан де Ла Фонтеннің шығармаларын оқыды.
Carnot's book received very little attention from his contemporaries. The only reference to it within a few years after its publication was in a review in the periodical Revue Encyclopédique, which was a journal that covered a wide range of topics in literature. The impact of the work had only become apparent once it was modernized by Émile Clapeyron in 1834 and then further elaborated upon by Clausius and Kelvin, who together derived from it the concept of entropy and the second law of thermodynamics. Rankine, who introduced the term potential energy in 1853, was later made aware that an equivalent phrase, "in its purely mechanical sense, had been anticipated by Carnot", who had employed the term force vive virtuelle. On Carnot's religious views, he was a Philosophical theist. He believed in divine causality, stating that "what to an ignorant man is chance, cannot be chance to one better instructed," but he did not believe in divine punishment. He criticized established religion, though at the same time spoke in favor of "the belief in an all powerful Being, who loves us and watches over us." He was a reader of Blaise Pascal, Molière and Jean de La Fontaine.
Өлім
Карно 1832 жылы 36 жасында холера эпидемиясы кезінде қайтыс болды. Холераның жұқпалылығына байланысты, Карноның көптеген мүліктері мен жазбалары оның өлімінен кейін онымен бірге жерленді. Осының салдарынан, оның ғылыми еңбектерінің аз ғана бөлігі сақталды. "Оттың қозғаушы күші туралы ойлар" кітабы жарық көргеннен кейін, ол тез таусылып, біраз уақыт бойы алу қиынға соқты. Кельвин, мысалы, Карноның кітабының бір данасын алуда қиындыққа тап болды. 1890 жылы Р.Х. Турстон кітаптың ағылшын тіліне аудармасын жариялады; бұл нұсқа соңғы онжылдықтарда Dover және Peter Smith баспаларында қайта басылды, соңғы рет 2005 жылы Dover баспасында жарық көрді. Карноның кейбір өлімнен кейінгі қолжазбалары да ағылшын тіліне аударылды. Карно кітабын бу машиналарының өркендеген кезеңінде жариялады. Оның теориясы, жоғары қыздырылған буды пайдаланатын бу машиналарының неге жақсырақ екенін түсіндірді, себебі олардағы ыстық резервуардың температурасы жоғары болды. Карноның теориялары мен тыраныстары бу машиналарының тиімділігін бірден арттыруға көмектеспеді; олар тек қана бір қолданыстағы практиканың басқаларынан артық екенін түсіндіруге мүмкіндік берді. Тек XIX ғасырдың соңында ғана Карноның идеялары, атап айтқанда, жылу машинасының тиімділігін ыстық резервуардың температурасын арттыру арқылы жоғарылатуға болатыны іске асырылды. Дегенмен, Карноның кітабы ақырында практикалық машиналарың жобалауына нақты әсер етті. Мысалы, Рудольф Дизель Карноның теорияларын дизель қозғалтқышын жобалау үшін пайдаланды, онда ыстық резервуардың температурасы бу машинасына қарағанда әлдеқайда жоғары, нәтижесінде тиімдірек қозғалтқыш жасалды.
Carnot died during a cholera epidemic in 1832, at the age of 36. Because of the contagious nature of cholera, many of Carnot's belongings and writings were buried together with him after his death. As a consequence, only a handful of his scientific writings survived. After the publication of Reflections on the Motive Power of Fire, the book quickly went out of print and for some time was very difficult to obtain. Kelvin, for one, had a difficult time getting a copy of Carnot's book. In 1890 an English translation of the book was published by R. H. Thurston; this version has been reprinted in recent decades by Dover and by Peter Smith, most recently by Dover in 2005. Some of Carnot's posthumous manuscripts have also been translated into English. Carnot published his book in the heyday of steam engines. His theory explained why steam engines using superheated steam were better because of the higher temperature of the consequent hot reservoir. Carnot's theories and efforts did not immediately help improve the efficiency of steam engines; his theories only helped to explain why one existing practice was superior to others. It was only towards the end of the nineteenth century that Carnot's ideas, namely that a heat engine can be made more efficient if the temperature of its hot reservoir is increased, were put into practice. Carnot's book did, however, eventually have a real impact on the design of practical engines. Rudolf Diesel, for example, used Carnot's theories to design the diesel engine, in which the temperature of the hot reservoir is much higher than that of a steam engine, resulting in an engine which is more efficient.