Сади Карно, французский физик

Сади Карно, французский физик

Сади Карно, французский физик

Carnot Sadi Nicjlas Leonard (Сади Николай Леонард Карно) родился в 1796 году в Париже. В Британской энциклопедии о нем написано: «Он был одним из наиболее оригинальных и глубоких мыслителей». Карно выпустил всего одну научную работу, но при этом его считают основателем термодинамики.

Учился Карно в Политехнической школе Парижа, которая готовила инженеров и исследователей для точных наук. Закончив ее, молодой человек поступил на военную службу. В это время исследователь начал заниматься теорией тепла, изучил, как устроена паровая машина Уатта.

Замечание 1

При помощи паровой машины Уатта было доказано, что работу можно получить за счет сжигания топлива.

Карно прожил всего 36 лет, но при этом успел сформулировать:

  • основы функционирования тепловой машины;
  • свои мысли о природе теплоты;
  • понимание эквивалентности теплоты и работы.

Сади Карно внимательно изучил работы своего отца Лазара Карно, математика и механика, который занимался разработкой идеальной механической машины. В идеях Сади Карно прослеживаются аналогии между работой тепловой машины водяного двигателя.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Научные работы С. Карно

В 1824 году С. Карно на свои деньги издал свою единственную научную работу — книгу «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу». На долгое время эта работа ученого была забыта. Зато теперь редкий учебник по теплотехнике не цитирует ее.

Некоторые научные идеи С. Карно представлены в записных книжках С. Карно (дата издания 1927 г.).

Цель своих исследований С. Карно сформулировал сам в своей книге. Он писал о том, что его предшественниками были предприняты многочисленные и успешные попытки совершенствования паровых машин, однако теория, которая объясняла бы процессы, происходящие в них, развита мало.

В представлении ученого теплота – это невесомое вещество, называемое теплородом. Во время работы С. Карно полагали, что количество теплорода, содержащееся в теле, обуславливает его температуру. Если тела соприкасаются, то теплород переливается из одного тела в другое.

Позднее в своих дневниках Карно пишет о том, что изменил свой взгляд на природу тепла. Он определяет теплоту как движущую силу, или движение, которое изменило свой вид, тепло – это движение частиц тел.

Карно делал попытки определить соотношение между выполненной работой и выделяющемся теплом. При этом он писал, что для создания единицы движущей силы необходимо затратить 2,7 единицы теплоты. В настоящее время механический эквивалент тепла — это фундаментальная физическая постоянная, которая используется с целью перевода внесистемных единиц в единицы Международной системы единиц (СИ).

Предположения Карно о природе теплоты были неверны, но его выводы являлись верными.

Теория теплорода дала возможность ученому создать систему аналогий, которые дают наглядность его рассуждениям. Некоторые термины из книги Карно применяются в современной литературе по теории теплоты, например:

  • тепловой перепад;
  • разница уровней;
  • тепловой порог.

Газовый закон

Мы знаем уравнение состояния идеального газа как закон Менделеева — Клапейрона:

$pV=u RT (1),$

где $p$ — давление идеального газа; $V$ — его объем; $u$ — количество молей газа; $R$ — универсальная газовая постоянная; $T$ — термодинамическая температура.

Роль Карно в установлении соотношения (1) значительна, однако о ней редко упоминают. Он был первым, кто объединил законы Бойля — Мариотта и Гей-Люссака в выражениях:

где $C$ — константа, которая зависит от веса пара и избранной системы единиц.

где коэффициент $N$ отнесен к массе газа, которая занимает объем равный одному литру при температуре ноль градусов Цельсия.

Спустя десять лет Клапейрон записал объединенный газовый закон в виде:

$pV=\frac{p_0V_0}{267+t_0}(267+t)$ и

$pV=R(267+t).$

Так как работа Карно была неизвестна, в научном мире сложилось мнение о том, что Клапейрон первый вывел объединенное уравнение газов.

Теория тепловой машины

Во времена С. Карно в промышленности уже применяли паровые машины, имеющие два цилиндра, разрабатывались проекты машин, аналогичных двигателям внутреннего сгорания.

Но подчеркнем, что при этом теория тепловых машин была в зачаточном состоянии.

Карно создал и описал цикл, который в настоящее время носит в термодинамике его имя. Это было первым описанием идеальной тепловой машины. Метод циклов, предложенный ученым, стал основанием для получения множества закономерностей в термодинамике.

Карно писал о том, что надо создать теорию тепла такой, чтобы можно было предсказать результат действия теплоты на любое тело.

Карно замыслил создание новой прикладной науки, которая В. Томсоном была названа в 1854 г. термодинамикой.

Карно имел целью создание идеальной тепловой машины, следовательно, имелась задача минимизации потерь работы при передаче теплоты.

Карно ввел в науку понятие идеального термического взаимодействия.

Ученый связывал повышение эффективности теплового двигателя с температурой рабочего тела.

Карно создал принцип о невозможности существования вечного двигателя. Согласно мнению исследователя обязательное условие превращения теплоты в работу — это наличие разности температур (наличие нагревателя и холодильника).

В своей книге Карно проанализировал разработанные тогда тепловые машины с множеством цилиндров. Он говорит о машинах с отсутствием конденсатора и выхлопом в атмосферу, которые возможно использовать для транспорта.

Карно исследовал возможность применения воздуха в виде рабочего тела в тепловых двигателях. Он замечает, что нагревать воздух можно непосредственно при сжигании топлива прямо в нем.

Карно был очень близок к описанию двигателя внутреннего сгорания и паровой турбины в их современном виде. Он писал о том, что было бы рационально:

  1. первоначально сжать воздух,
  2. после этого пропустить его сквозь закрытую топку, в которую малыми порциями поступает топливо,
  3. дать воздуху выполнить работу в цилиндре с поршнем,
  4. выбросить воздух в атмосферу.

Ученый предположил, что движущая сила не зависит от рода рабочего тела. Показал, что отношение работы к теплоте, получаемой от нагревателя, не зависит от природы рабочего тела и является только функцией температуры:

$\frac{A}{Q}=\frac{\Delta t}{C}(4),$

где $A$ — выполненная работа; $Q$ — количество теплоты, полученное от нагревателя; $\Delta t$ — интервал температур.

Соотношение (4) – это коэффициент полезного действия тепловой машины. Данный коэффициент определен только функцией температуры ($C$), которую называют функцией Карно.

Определить вид $C$ ученый не смог.

В записных книжках Карно были записи, которые:

  • в неявном виде содержали первое начало термодинамики;
  • вычисление механического эквивалента теплоты;
  • наметки кинетической теории и механизма теплового движения.

Источник: https://spravochnick.ru/fizika/sadi_karno_francuzskiy_fizik/

Карно Сади — Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия — статья

Сади Карно, французский физик

Карно́ (Carnot) (Никола Леонар) Сади (1796-1832), французский физик и инженер, один из основателей термодинамики. Сын Л. Н. Карно. Рассмотрел идеальный термодинамический цикл и доказал теорему, названную его именем.

* * *

КАРНО́ (Carnot) Сади (полное имя Сади Никола Леонар) (1 июня 1796, Париж — 24 августа 1832, там же), французский физик и инженер, один из основоположников термодинамики.

Старший сын Лазара Карно, крупного ученого, политического деятеля и военачальника, избранного после революции 1796 в Парижскую академию наук, депутата Законодательного собрания, на момент рождения сына — члена Директории. В духе традиций того времени получил пышное имя Сади Никола Леонар.

Лазар уделял воспитанию сыновей большое внимание, и его домашние занятия многое дали для их умственного, духовного и физического развития. Когда Сади стал посещать лицей Карла Великого, то учиться там ему было легко. Особенно охотно и успешно он изучал математику и физику.

После блестящего окончания лицея по совету отца было решено продолжать обучение Сади в Политехнической школе, лучшем тогдашнем учебном заведении Франции, в котором в разные годы учились многие прославленные люди науки.

Шестнадцатилетний Сади успешно сдал вступительные экзамены и приступил к учебе. В 1816, окончив шестым по успеваемости Политехническую школу, он тут же был направлен в г. Мец для продолжения образования. За два года пребывания в Меце Сади написал несколько статей, ныне утерянных, но, как пишут его биографы, получивших высокую оценку.

После Меца начался самый безрадостный период в жизни Сади. Лейтенанта Карно послали в инженерный полк, и он должен был обследовать гарнизоны, составлять планы, сметы и отчеты.

Застой и скука гарнизонной службы приводили 23-летнего лейтенанта в отчаяние, и, как только представилась возможность, он, выдержав конкурсные экзамены, был зачислен в Главный штаб корпуса, переехал в Париж и поселился в доме отца. Это событие произошло в 1819 г.

и было сопряжено со значительными сложностями из-за антироялистской позиции Лазара Карно.

Живя и работая в Париже, Сади получил возможность следить за появлявшимися в печати наиболее важными научными работами, посещать интересовавшие его лекции, библиотеки и музеи.

Именно это время — период его наиболее активного научного творчества. 12 июня 1824 выходит из печати первая и единственная работа двадцативосьмилетнего офицера Сади Карно — обессмертившие его имя «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу».

Он много трудился, продолжая эти исследования, несмотря на захватывавшие его события революции 1830 г., но завершить этот труд ему было не суждено.В 1832 тридцатишестилетний Сади Карно стал жертвой холеры. По существовавшим тогда правилам, все его имущество, в том числе, и все бумаги были сожжены. Единственная случайно уцелевшая записная книжка позволяет понять, сколь велика эта потеря.

В этой книжке — одно из самых важных положений термодинамики («первое начало»), т. е. закон сохранения энергии.Труд Карно был, по существу, первым серьезным теоретическим исследованием принципов работы тепловых машин.

Хотя он пользовался уже в его время отвергавшимся многими физиками представлением о теплороде, приток которого вызывает нагревание, а отток — охлаждение вещества, ему удалось открыть целый ряд положений, играющих определяющую роль в работе этих машин:- в любой тепловой машине должен быть нагреватель и холодильник, должны осуществляться повторяющиеся циклы: за расширением рабочего вещества в машине, сопровождающимся произведением работы, должно следовать сжатие; (Один из важнейших примеров — цикл Карно (теперь его чаще приводят в формулировке Клапейрона: изотермическое (при постоянной температуре нагревателя), затем адиабатическое (без теплообмена) расширение, потом вновь изотермическое (при температуре холодильника) и, наконец, адиабатическое сжатие, в результате чего система возвращается в исходное состояние) полезная работа, производимая за один цикл, тем больше, чем больше разность температур нагревателя и холодильника;

— эта работа тем больше, чем медленнее происходит расширение и сжатие, чем ближе процесс к квазиравновесному, когда система в каждый момент бесконечно близка к равновесной. Действительно, если поршень, под которым находится газ, поднимается быстро, то давление непосредственно под ним оказывается пониженным по сравнению с равновесным, а чем меньше это давление, тем меньше та работа, которая может быть произведена.

Попытки Карно напрямую связать коэффициент полезного действия (КПД) тепловой машины (это — тоже его термин) с температурой нагревателя и холодильника не увенчалась успехом только потому, что в то время еще не была известна абсолютная шкала температур.

Но он понял очень многое. Так, он дал глубокий анализ того, водяной пар или воздух выгоднее использовать в качестве рабочего вещества в тепловой машине, доказал, что максимальный теоретически возможный КПД не зависит от конструкции тепловой машины, а определяется только температурой нагревателя и холодильника, и установил много других важнейших положений.

Вряд ли нужно говорить, как важно было появление теории Карно в то время, когда паровые (да и все другие) тепловые машины заняли колоссальное место во всей мировой промышленности.

Однако, «Размышления…» Карно — один из удивительнейших примеров гениального научного прозрения, еще долго остававшегося не понятым и не оцененным. Пожалуй, всеобщее признание труды Карно получили лишь после того, как Уильям Томсон (лорд Кельвин), углубленно изучив их, в 1849 опубликовал в «Трудах Лондонского Королевского общества» пространный «Доклад о теории Карно — о движущей силе теплоты с численными результатами, полученными из опытов Реньо над парами». Несомненно, эта деятельность Томсона явилась одним из источников тех умозаключений, которые привели его к важнейшему выводу об абсолютной шкале температур.

  • В. В. Кошманов. Карно, Клапейрон, Клаузиус. М.: Просвещение, 1985.
  • Марио Льоцци. История физики.М.: Мир, 1970.
  • Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу // Второе начало термодинамики. М., 1934.

Источник: https://megabook.ru/article/%D0%9A%D0%B0%D1%80%D0%BD%D0%BE%20%D0%A1%D0%B0%D0%B4%D0%B8

История науки: одноразовый гений

Сади Карно, французский физик

12 июня 2017 в 15:11Физика197 лет назад была опубликована первая и единственная научная работа Николя Леонара Сади Карно

Какую роль в судьбе французского гения сыграли персидский поэт и французский император и как холера унесла не только его жизнь, но и все его труды, в рубрике «История науки» рассказывает Indicator.Ru.

Представьте себе пьесу, где главный герой выходит на сцену, потом быстро уходит и больше не возвращается. Таких пьес не бывает, и это одно из отличий реальной жизни от вымышленной. Пример тому — великий физик, основатель термодинамики Николя Леонар Сади Карно, человек, который успел выпустить одну-единственную статью и ушел, так и не узнав о революции, которую она совершила в науке.

Карно родился в 1796 году, в разгар Великой французской революции.

Сегодня сказали бы, что он родился в семье «с хорошим лифтом»: его отец, известный революционер, военачальник и математик Лазар Карно, был хорошо знаком с Наполеоном и за время его правления сумел сделать себе серьезное политическое имя.

Он дал сыну тройное имя, свидетельствующее о благородном происхождении, причем имя Сади, под которым тот вошел в историю, было дано ему в честь персидского поэта-суфия Саади Ширази.

Однако «лифт» будущему ученому не понадобился.

Получив отличное домашнее образование, с детства воспитанный отцом в любви к наукам и с блеском окончивший лицей Карла Великого, один из самых престижных лицеев Парижа, он, сдав экзамены с отличными оценками, поступил в парижскую Политехническую школу — лучшее в то время учебное заведение Франции.

Его учителями были Ампер, Гей-Люссак, Пуассон и другие не менее именитые ученые. Через два года он окончил Школу шестым по успеваемости, был направлен в Инженерную школу в городе Мец, где два изучал военное строительство, а еще через два года, завершив таким образом свое образование, поступил в инженерный полк в чине лейтенанта.

Тут-то прежнее вежливое внимание властей сменилось полным забвением. В это время случились знаменитые Сто дней, после которых настали времена Реставрации.

Отец Карно, активный сторонник Бонапарта, был вынужден покинуть Францию, а сын, хоть его и не преследовали за нелояльность к новой власти, был лишен даже намека на карьерный рост, да и возможностей для научных изысканий у него не было никаких.

Поэтому при первом же удобном случае Сади добился перевода в Главный штаб корпуса, в 1819 году оказался в Париже и почти сразу же взял длительный отпуск, посвятив все время занятиям наукой. В первую очередь его интересовали теория газов и паровые машины.

После отпуска он и не подумал бросать науку, все так же ходил на лекции в Сорбонну, посещал различные фабрики, изучая установленные там паровые агрегаты.

Удивительно, что, описывая этот период жизни ученого, биографы ни словом не обмолвились о тогдашних его научных контактах, словно этих контактов не было вовсе.

Больше того, когда после смерти отца к нему во Францию приехал его младший брат Ипполит, ему пришлось приложить массу усилий, чтобы уговорить Сади опубликовать часть результатов его исследований и даже помог подготовить к печати статью «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу».

Эта статья была опубликована 12 июня 1824 года, а через два дня, 14 июня, она была представлена в Академию наук, где получила весьма благожелательный отзыв.

Можно предположить, что Сади Карно, будучи по воспитанию да и по духу своему довольно амбициозным молодым человеком, лелеял мечту ознакомить научное сообщество, которое о нем тогда ничего не знало, не с частью своих трудов, а с полностью сформированной, законченной и совершенно новой теорией, теорией, которая существенно позже была построена другими и названа ими термодинамикой.

Изрядно усыпанная математикой, она, тем не менее, была написана с удивительной доступностью, последовательностью и ясностью.

В ней Карно вводит понятие замкнутого цикла работы тепловой машины, в которой рабочее тело, попеременно охлаждаемое и нагреваемое и, соответственно, сжимаемое и расширяющееся, движет поршень туда-сюда, в конце цикла возвращаясь в первоначальное состояние.

Этот цикл известен сегодня как цикл Карно. Он также доказывает, что величина работы такой машины обусловлена разностью температур нагревателя и холодильника и не зависит от природы вещества, служащего рабочим телом.

Он также вводит понятие КПД и называет условия, при которых КПД может достичь максимального значения. В «Размышлениях» впервые были названы основные понятия будущей термодинамики: идеальная тепловая машина, идеальный цикл, обратимость и необратимость термодинамических процессов.

Впоследствии «Размышления» Карно назвали одним из удивительнейших примеров гениального научного прозрения, который еще долго оставался непонятым и недооцененым. Несмотря на благосклонный отзыв Академии наук, этот труд некоторыми был принят в штыки, а большинство попросту его не заметило.

Причин тому несколько. Пожалуй, главная из них — новизна, гениальность труда Карно, помноженная на безвестность автора. Этот труд прочли не те, кто мог бы в нем хоть что-то понять, а те, кто был занят своими делами и совершенно не собирался тратить время на сочинения какого-то новичка в науке и, скорее всего (по их мнению), выскочки.

После этого афронта 28-летнему Сади Карно оставалось жить всего восемь лет. Целых восемь лет жизни, в течение которых он неустанно корпел над своей теорией, но ничем больше себя не проявлял, не выпуская в свет ни строчки из того, над чем он трудился.

В 1832 году в Париже случилась эпидемия холеры и бедный Сади стал одной из ее жертв. По тогдашним правилам все вещи умершего от холеры подлежали сожжению.

Так и поступили с вещами Карно, их сожгли вместе со всеми его бумагами — жуткая ирония судьбы…

Чудом избежала огня записная книжка ученого, из обрывочных записей в ней можно было понять, что Карно вывел для себя первое начало термодинамики и, возможно, подступал ко второму.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: , ВКонтакте, , Telegram.

Источник: https://indicator.ru/physics/sadi-karno.htm

Глава II. Сади Карно — создатель термодинамики

Сади Карно, французский физик

Новости    Библиотека    Энциклопедия    Биографии    Ссылки    Карта сайта    О сайте

Сади Никола Леонард Карно родился 1 июня 1796 г. в Париже. Годы детства и юности Сади совпали с бурным революционным периодом Франции. Отец будущего ученого Лазар Карно находился в самом центре политических событий страны того времени. Крупный ученый, выдающийся политический деятель, талантливый военачальник.

Влияние отца на сыновей Сади и Ипполита было огромным. В самые трудные для республики дни Лазар находил время заниматься с ними фехтованием и плаванием, математикой и философией. Сади глубоко чтил своего отца и был всю жизнь благодарен ему за те знания и умения, которые тот сумел передать детям.

Изучать жизнь и научную деятельность Сади Карно невозможно в отрыве от событий того времени, от того, чем жил его отец.

Лазар Карно родился в г. Ноле в семье адвоката 13 мая 1753 г. Начальное образование получил в колледже г. Атунь.

Для продолжения образования отец записал его в одно из учебных заведений Парижа, где юношей готовили для поступления в высшие военные школы. Способности Лазара к математике уже в ранние годы были отмечены преподавателями.

Однажды школу с инспекторской проверкой посетил Далам-бер. Успехи юноши не оставили его равнодушным: он горячо хвалил Лазара Карно и предсказывал ему блестящее будущее.

Успешно окончив в 1771 г. подготовительный класс, Лазар в звании подпоручика поступает в Мезьерскую школу военных инженеров, где ему предстояло пробыть два года. Самой заметной фигурой среди преподавателей в те годы был Г. Монж, создатель начертательной геометрии.

Лекции этого ученого и педагога оказали влияние на формирование Л. Карно как ученого. Об успехах подпоручика этих лет судить трудно, так как все документы, отчеты и оригинальные работы по укреплению и строительству крепостей представляли собой военную тайну и не предавались гласности.

Но, как показала его последующая деятельность, вряд ли их можно считать незначительными.

В 1773 г., завершив образование, Л. Карно в чине поручика был отправлен в Кале для продолжения службы. Через некоторое время Л. Карно направляется командующим гарнизоном в Аррас, где знакомится с М.

Робеспьером, несомненно оказавшим влияние на его политические взгляды, и с аббатом Фуше, который в свободное время занимался физикой и астрономией. В 1783 г. Л. Карно был произведен в капитаны, и в этом же году он выступил в печати с первой научной статьей, о которой впоследствии очень похвально отзывался Д. Араго.

В январе 1784 г. Л. Карно представил Академии наук свой ме-муар об управляемых аэростатах и их применении в военном деле.

Л. Карно С. Карно

Следует отметить, что Л. Карно очень много занимался научными исследованиями. В 1784 г. (без указания имени автора) вышла его работа «Опыт о машинах вообще», которая была хорошо принята в ученом мире.

В этой работе он сформулировал и доказал теорему о «живой силе»1, исследовал вопрос о коэффициенте полезного действия машин. В этой же работе несколько страниц Л. Карно посвятил вопросу о вечном двигателе.

Он утверждал, что всякая машина, запущенная однажды, непременно остановится. Все доказательства, проведенные автором в этой работе, «превосходны», по оценке Араго. «Выдумщики вечных двигателей, — писал его биограф, — не поймут доказательств Л.

Карно, так же как и изобретатели квадратуры круга не понимают геометрии Эвклида». Эта статья была впоследствии переработана и издана вторично (1796) уже с указанием имени автора.

1 ()

Рис. 4. 1796 г. для Лазара Карно был особенным. В этом году он был избран членом Французской Академии наук

С началом революционных событий во Франции Л. Карно активно включается в общественное движение. Его активные выступления, революционные по своему духу, способствуют его избранию членом полкового комитета, президентом Аррасского общества друзей конституции, которое выступало за установление во Франции республики. Вскоре его избирают депутатом Законодательного собрания.

Переезд в Париж способствовал становлению Л. Карно как общественного и политического деятеля. Его выступления в Законодательном собрании были категоричны, резки, совершенно лишены дипломатичности и не всегда получали поддержку среди членов собрания.

1796 г. для Лазара Карно был особенным. В этом году он был избран членом Французской Академии наук (рис. 4). В этом же году у него родился сын Сади. Л. Карно продолжает заниматься научными исследованиями, много времени уделяет воспитанию детей, развивая в них интерес к физическим, математическим и философским вопросам.

Рис. 5. Политехническая школа

Одновременно с домашней подготовкой под руководством отца Сади посещал лицей Карла Великого. Обучение шло легко: способности к математике и физике он унаследовал от отца; от него же перенял любовь к языкам и поэзии. Музыкальность досталась от матери.

Лицей блестяще был окончен, и родители должны были решать вопрос о продолжении образования сына. При явной настойчивости отца Сади решено было определить в Политехническую школу, детище революции, лучшее учебное заведение Франции того времени. Политехническая школа (рис.

, 5) — это плод революционных преобразований в системе просвещения республики. 28 сентября 1794 г. в Париже в соответствии с решением революционного правительства была открыта Центральная школа общественных работ, которая была создана для подготовки военных и гражданских инженеров. 1 сентября 1795 г.

Центральная школа была преобразована в Политехническую. Произошли изменения и в уставе школы. Срок обучения был увеличен с двух лет до трех; учащиеся отби- рались по конкурсу и обеспечивались стипендией. Преподавание было поручено крупным ученым. Политехническая школа готовила специалистов для инженерной работы.

Наиболее способные выпускники могли заниматься теоретическими исследованиями в области точных наук. И правительство, и преподаватели, и учащиеся не жалели времени и сил, чтобы решить поставленную задачу. И не случайно именно выпускники Политехнической школы составили впоследствии научную славу Франции.

В разные годы Политехническую школу окончили А. Ампер, Д. Араго, Ж. Био, Ж. Гей-Люс-сак, О. Кошй, Б. Клапейрон, П. Дюлонг, Ж. Фурье, А. Реньо, Г. Кориолис, С. Пуассон, О. Френель и много других, не менее известных деятелей науки.

И вот в это учебное заведение Л. Карно решил устроить своего шестнадцатилетнего сына. Экзамены были успешно сданы. Обучение в школе проходило легко: сказывалась предварительная подготовка.

В октябре 1814 г. Сади Карно окончил Политехническую школу шестым по успеваемости и сразу же был направлен в Метц для продолжения образования. Об этом периоде его жизни почти ничего неизвестно. Лишь в воспоминаниях его брата упоминается, что в эти годы Сади написал несколько статей, ныне утерянных, но получивших, по его словам, высокую оценку специалистов.

В 1816 г. Сади Карно закончил обучение в Метце и приступил к службе в инженерном полку в звании лейтенанта. В его обязанности входило обследование гарнизонов и укреплений, составление планов, смет и отчетов.

Однако результаты его деятельности были заранее обречены на забвение из-за царившего в армии бюрократизма.

Отсутствие условий для самообразования и возможностей для приложения своих знаний, застой и скука гарнизонной службы приводили его в отчаяние, и он мечтал о том дне, когда ему удастся изменить свое положение.

Дальнейшее продвижение по службе для него было практически невозможным в связи с репрессиями в отношении отца. Но выход был найден. В 1819 г. Сади, воспользовавшись первой возможностью оставить службу в гарнизоне и успешно выдержав конкурсные экзамены, был зачислен в Главный штаб корпуса, находящийся в Париже. Он немедленно переезжает в Париж и поселяется в доме отца.

С. Карно с первых же дней приступает к изучению научных публикаций, знакомится с наиболее важными работами в области физики. В свободные от службы часы он посещает лекции в Сорбонне, Коллеж де Франс, Консерватории искусств и ремесел. Много времени уделяет посещению библиотек и музеев.

С большим интересом знакомится с промышленными предприятиями, вникает в сущность технологических процессов, принимается за теоретические исследования в области паровых машин. 12 июня 1824 г. выходит в свет первая и единственная работа двадцативосьмилетнего военного инженера.

Работа называлась «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу».

Через два дня после выхода из печати работа молодого ученого была официально представлена Академии наук и получила благожелательную рецензию, в которой отмечалась возможность практического использования двигателей, теоретически рассмотренных автором.

Несмотря на, казалось бы, благоприятное отношение коллег, важнейшие результаты работы Карно не были поняты. Это объясняется тем, что основные идеи, рассматриваемые в работе, были сформулированы в науке впервые. Необычность логических построений автора вызывала недоверие. Только спустя много лет работа С. Карно стала хрестоматийной.

В период революции 1830 г. Карно, как и вся прогрессивная интеллигенция, был захвачен общим подъемом и всячески стремился содействовать становлению республики.

Он входил в Политехнический союз, объединявший выпускников Политехнической школы, целью которого было проведение совместных исследований для поддержания экономики молодой республики. Кроме того, С.

Карно вступил в Политехническую ассоциацию, которая была создана с целью распространения научных знаний среди народных масс.

В эти годы Карно занимался исследованиями в области физики паров и газов, пытался найти вид уравнения, связывающего температуру и давление, занимался вопросами природы теплоты и уделял много внимания поиску соотношения между теплотой и работой. Эти исследования остались незавершенными.

Часть заметок, которые дают возможность ознакомиться с воззрениями Карно в последние годы жизни, была опубликована спустя 54 года после смерти ученого. 24 августа 1832 г., в возрасте тридцати шести лет, он умер от эпидемии холеры, свирепствовавшей в то время в Париже.

В соответствии с существовавшим положением все его личные вещи, включая и черновики, содержащие результаты его научных поисков последних лет, были уничтожены. Но имя его избежало забвения.

27 августа сообщение о его смерти появилось на первой странице официальной парижской газеты «Монитер». В этом же номере была дана краткая биографическая справка и помещена рецензия на его исследования, которые характеризовались как «замечательные».

Из научного наследия С. Карно сохранилось немногое. Самая ранняя его работа — рукопись объемом в 21 страницу — была первым вариантом основной работы. В ней Карно предпринял первую попытку вычислить энергию, которой обладает пар массой 1 кг.

Здесь же кратко проведено исследование всех видов процессов, выделены основные типы тепловых машин и показано деление их по присущим им свойствам.

Полный цикл работы теплового двигателя был разделен на три этапа: первый этап, или такт, по современной терминологии, представлял собой изотермическое расширение, второй — адиабатное расширение и третий — изотермическое сжатие.

Хотя Карно и утверждал, что описываемый им в этой работе цикл полный, в действительности дело обстояло не так. Утверждения Карно относились не к рабочему телу, а к движущемуся поршню. Рабочее тело, которое использовалось при этом, не возвращалось к исходной температуре.

Зная закон о насыщении паров и найденное Дальтоном приближенное значение давления пара, Карно получил зависимость между начальными и конечными температурами и давлением.

Используя таблицу Дальтона, устанавливающую связь давления и температуры, Карно вычислил энергию единицы массы пара как функцию только одной температуры.

Наибольшее значение имеет его опубликованная работа. Посмертно изданные заметки хотя и содержат ценную информацию, но какого-либо влияния на последующее развитие учения о теплоте не оказали. Однако и того, что содержится в «Размышлениях…» достаточно, чтобы имя Сади Карно поставить в ряду великих имен испытателей природы и считать его одним из основателей термодинамики.

Источник: http://www.physiclib.ru/books/item/f00/s00/z0000014/st007.shtml

Booksm
Добавить комментарий