Работы Сади Карно

Эту же теорию разделял и другой замечательный ученый, военный инженер Сади Карно (1796-1832). Сади Никола Леонард Карно был старшим сыном знаменитого «организатора по­беды» французской революции Лазаря Карно. Сади родился 1 июня 1796 г. В 1812 г. он поступил в Политехничес­кую школу и окончил ее военным инже­нером в 1814 г. Наполеон к этому време­ни был разгромлен и сослан на остров Святой Елены. Отец Сади был осужден, и военная карьера самого Карно была сомнительной. Спустя три года после окончания школы он сдал экзамен и с чином поручика перешел в главный штаб, занимаясь в основном наукой, музыкой и спортом. В 1824 г. был издан его главный труд «Размышления о дви­жущей силе огня». Через четыре года Карно вышел в отставку в чине капита­на. Умер он 24 августа 1832 г. от холеры. «Размышления о движущей силе ог­ня и о машинах, способных развивать эту силу» начинаются с характеристик огромной движущей силы тепла. «Раз­вивать эту силу и приспособлять ее для наших нужд—такова цель тепловых машин», — пишет Карно. Он характери­зует быстрое развитие тепловых машин и предсказывает им большое будущее: «Если когда-нибудь, —говорит Карно,— улучшения тепловой машины пойдут настолько далеко, что сделают дешевой ее установку и использование, то она соединит в себе все желательные качества и будет играть в промышлен­ности роль, всю величину которой трудно предвидеть, ибо она не только заменит имеющиеся теперь в употреб­лении двигатели удобным и мощным двигателем, который можно повсюду перенести и поставить, но и даст тем производствам, к которым будет приме­нена, быстрое развитие и может даже создать новые производства». Предви­дение Карно блестяще оправдалось. Двигатели внутреннего сгорания и па­ровые турбины получили широкое развитие, создали новые производства: авиационное и автомобильное. Новые двигатели второй половины XX в — ракеты—создали сверхскоростной воз­душный транспорт и вывели человече­ство в космос. «Движущая сила тепла» в наши дни играет огромную роль. Но во времена Карно она только начинала свой путь как малоэкономичная паровая машина. Хотя со времен Севери и Ныокомена прошло более столетия и паровая ма­шина прочно утвердилась в промышленности, сущность ее работы оставалась неясной, явление получения движения из тепла не было рассмотре­но с достаточно общей точки зрения», как отмечал Карно.

Карно видит ненормальность слу­чайных эмпирических усовершенство­ваний паровых машин, он хочет дать теоретические основы теплотехники. В этом огромное историческое значение работы Карно, выходящее далеко за рамки специального исследования. Ха­рактерно, что он в своем труде не огра­ничивается существующими паровыми машинами, а говорит о тепловом дви­гателе вообще. «Чтобы рассмотреть принцип получения движения из теп­ла во всей его полноте,—пишет Кар­но,—надо его изучить незави­симо от какого-либо опреде­ленного агента; надо провести рассуждения, приложимые не только к паровым машинам, но и ко всем мыслимым тепловым маши­нам, каково бы ни было ве­щество, пущенное в дело и каким бы образом ни произ­водилось воздействие»

Так, отправляясь от конкретной за­дачи, подсказанной практикой, Карно формулирует абстрактный, общий ме­тод ее решения — термодинамический метод.

Сочинение Карно явилось началом термодинамики. Карно ввел в термоди­намику метод циклов. Цикл Карно опи­сывается сегодня во всех учебниках фи­зики. В них он сопровождается диаграм­мой процесса и расчетами для идеаль­ного газа, которых нет у Карно. Диа­грамма и расчеты были даны в 1834 г. Клапейроном, который повторил ра­боту Карно.

Бенуа Поль Эмиль Клапейрон (1799— 1864), французский академик и инже­нер, был в 1820-1830 гг. профессором Петербургского института инженеров путей сообщения. В 1854 г. он дал общеупотребительную форму трактовки цикла Карно и объединенное уравнение газового состояния. Ему же принадлежит вывод зависимости точки плавления от давления (урав­нение Клапейрона—Клаузиуса).

Карно в своем исследовании при­держивается еще теории теплорода. Он рассматривает работу тепловой машины как результат перепада тепло­рода с высшего уровня на низшие. «Возникновение движущей силы,— пишет Карно,—обязано в паровых машинах не действительной трате

теплорода, а его переходу от горячего тела к холодному .»

Общий вывод Карно формулирует следующим образом: «Движущая сила тепла не зависит от агентов, взятых для ее развития; ее количество исклю­чительно определяется температурами тел, между которыми в конечном сче­те происходит перенос теплорода». В наше время этот вывод Карно формулируется иначе: коэффициент |полезного действия идеальной теп­ловой машины не зависит от рабоче­го вещества, а зависит лишь от тем­пературы нагревателя и холодиль­ника.

Перейти на страницу: 1 2

О проекте

Мы создали этот проект для людей, которых интересует наука физика. Материалы на сайте представлены интересно и понятно.

Новые статьи

Солнечная энергия
Ведущим экологически чистым источником энергии является Солнце.
Энергия ветра
По оценке Всемирной метеорологической организации запасы энергии ветра в мире составляют 170 трлн кВт·ч в год.