- Καρνό
- (Carnot). Επώνυμο οικογένειας Γάλλων επιστημόνων.
1. Λαζάρ Νικολά Μαργκερίτ (Lazare Nicolas Marguerite, Νολέ 1753 – Μαγδεμβούργο 1823). Στρατηγός, πολιτικός και μαθηματικός. Ήταν γνωστός και ως οργανωτής της νίκης και συγκαταλέγεται στις σημαντικότερες μορφές της Γαλλικής επανάστασης. Αναδείχθηκε ικανότατος στρατιωτικός διοργανώνοντας τη στρατιά του Νότου, ανατρέποντας τα αποτελέσματα της προδοσίας του Ντιμουριέ και δημιουργώντας τις προϋποθέσεις των θριαμβευτικών νικών της γαλλικής δημοκρατίας. Ήταν επίσης ένας από τους οργανωτές της 9ης Θερμιδόρ και ψήφισε τη θανάτωση του Λουδοβίκου ΙΣΤ’. Στα χρόνια του Ναπολέοντα έγινε υπουργός των Στρατιωτικών, εξορίστηκε όμως ως βασιλοκτόνος από τους Βουρβόνους και πέθανε στο Μαγδεμβούργο. Σημαντικό θεωρείται επίσης το επιστημονικό έργο του, που τον κατατάσσει μαζί με τον Μονζ στους δημιουργούς της σύγχρονης γεωμετρίας. Έγραψε Δοκίμιο περί μηχανών γενικά (1793) και Γεωμετρία (1803).
2. Νικολά Λεονάρ Σαντί (Nicolas Léonard Sadi, Παρίσι 1796 – 1832). Φυσικός. Γιος του στρατηγού Λαζάρ Νικολά Μαργκερίτ (βλ. 1.), ο οποίος τον προέτρεψε, παράλληλα με τη στρατιωτική σταδιοδρομία, στη σπουδή των φυσικών επιστημών. Το 1819 ο Κ. αποχώρησε από τον στρατό με τον βαθμό του λοχαγού, για να αφοσιωθεί στην επιστημονική έρευνα. Το 1824 δημοσίευσε μια μελέτη με τον τίτλο Σκέψεις επί της κινητηρίου ισχύος τουπυρός και επί των μηχανών των ικανών να αναπτύξουν αυτή την ισχύ, στην οποία προσδιορίζονται οι συνθήκες λειτουργίας των ατμομηχανών. Άλλα σημαντικά έργα του έμειναν άγνωστα έως το 1878 και δημοσιεύτηκαν αργότερα.
Στις Σκέψεις επί της κινητηρίου ισχύος του πυρός, o Κ. καθορίζει ότι η απόδοση των ατμομηχανών εξαρτάται μόνο από τη μέγιστη και ελάχιστη θερμοκρασία, στην οποία φτάνει το ρευστό, και προσδιορίζει τον κύκλο με το οποίο η απόδοση αυτή γίνεται μέγιστη. Αν και στην εποχή του δεν είχαν ακριβή ιδέα της ισοδυναμίας μεταξύ της θερμότητας και των άλλων μορφών ενέργειας (η οποία εξακριβώθηκε το 1842 από τον Ρόμπερτ Μάγερ), υπάρχει ωστόσο η αντίληψη αυτή, διατυπωμένη με αρκετή σαφήνεια, στα έργα που δεν δημοσίευσε. Ο Κ. καθόρισε τη δεύτερη αρχή της θερμοδυναμικής και η συμβολή του στη νεότερη επιστήμη υπήρξε τόσο σημαντική ώστε θεωρείται από τους θεμελιωτές της θερμοδυναμικής.
Κύκλος του Κ. Ο θερμοδυναμικός αναστρέψιμος κύκλος των μετατροπών που συντελούνται σε μια ιδανική μηχανή, κατάλληλη να μετατρέπει, με διαδοχικές εκτονώσεις και συμπιέσεις ενός ρευστού, τη θερμότητα σε έργο, με τη μέγιστη δυνατή απόδοση.
Η μετατροπή της θερμότητας σε έργο μπορεί να συμβεί μόνο σε ορισμένες συνθήκες. Ειδικότερα, η θερμική μηχανή πρέπει να λειτουργεί μεταξύ δύο πηγών θερμότητας που βρίσκονται σε διαφορετικές θερμοκρασίες.
Ο κύκλος του Κ. θεωρείται ως μια αναστρέψιμη διαδρομή που αποτελείται από: α) μια ισόθερμη εκτόνωση (που συντελείται χωρίς μεταβολή της θερμοκρασίας), β) μια αδιαβατική εκτόνωση (χωρίς εναλλαγή θερμότητας), γ) μια ισόθερμη συμπίεση, δ) μια αδιαβατική συμπίεση, που επαναφέρει το ρευστό στις αρχικές συνθήκες.
Οι μεταβολές πρέπει να είναι αναστρέψιμες, δηλαδή τα μέλη που κινούνται για να πραγματοποιήσουν τις εκτονώσεις και τις συμπιέσεις πρέπει να κινούνται πάρα πολύ αργά και να μην απορροφούν ενέργεια. Το ρευστό πρέπει να θερμανθεί και αργότερα να ψυχθεί χωρίς να παρεμβάλλονται τοπικές ανομοιομορφίες θερμοκρασίας. Δηλαδή είναι ανάγκη το σύστημα να διατηρείται πάντα σε θερμική και μηχανική ισορροπία. Ωστόσο, πρακτικά, αυτό είναι αδύνατον και αποτελεί οριακή περίπτωση· ο συλλογισμός δηλαδή στηρίζεται σε μια υπόθεση, γιατί η πρόκληση μετατροπών συνοδεύεται μόνιμα από τέτοιες ανισορροπίες. Όπως και στη μηχανική, οι κινήσεις χωρίς τριβές αποτελούν υποθετικές περιπτώσεις.
Η θέρμανση επιτυγχάνεται με την αφαίρεση μιας ποσότητας θερμότητας Q1 από μια θερμή πηγή S1 σε θερμοκρασία Τ1 και η ψύξη δίνοντας μια ποσότητα Q2 σε μια ψυχρή πηγή S2 σε θερμοκρασία Τ2.
Στις δύο πρώτες μετατροπές, το ρευστό παρέχει τις ποσότητες έργου L1 και L2, ενώ στις άλλες δύο καταναλώνονται από τις εξωτερικές δυνάμεις οι ποσότητες έργου L3 και L4. Θεωρούνται θετικά τα Q1, L1, L2 και αρνητικά τα Q2, L3, L4.
Η απόδοση του κύκλου ορίζεται από τη σχέση:
, η οποία παριστάνει τον λόγο μεταξύ της ποσότητας θερμότητας που μετατρέπεται σε έργο και της ποσότητας που παράχθηκε από τη θερμή πηγή. Αυτός προκύπτει σαφώς πάντοτε μικρότερος της μονάδας και, σύμφωνα με την πρώτη αρχή της θερμοδυναμικής, έχουμε J(Q1 – Q2) = L1 + L2 – (L3+ L4), όπου J είναι το μηχανικό ισοδύναμο της θερμότητας. Από τα χαρακτηριστικά του κύκλου του Κ. υπολογίζεται επίσης ότι:
, (όπου Τ1 και Τ2 απόλυτες θερμοκρασίες). Οι αποδόσεις των θερμικών μηχανών, ακόμα και στην περίπτωση μιας ιδανικής μηχανής (με αμελητέες απώλειες), όπως αυτή που υπέθεσε ο Κ., είναι πάντοτε εξαιρετικά χαμηλές. Μια μηχανή που χρησιμοποιεί ατμό σε θερμοκρασία 250°C (απόλυτη θερμοκρασία ίση με 523°) και εργάζεται σε επαφή με το περιβάλλον, στη θερμοκρασία των 20°C (απόλυτη θερμοκρασία ίση με 293°) έχει, για παράδειγμα, απόδοση ίση προς:
. Αν γίνει σύγκριση του κύκλου του Κ. με οποιονδήποτε άλλο κύκλο, έστω κι αν υποθέσουμε ότι διαρρέεται από διάφορα ρευστά, προκύπτουν θεμελιώδη συμπεράσματα που ισχύουν για οποιαδήποτε θερμική μηχανή, όπως παραδείγματος χάριν: α) η απόδοση του κύκλου του Κ. είναι η μέγιστη που μπορεί να επιτευχθεί, όταν αυτός λειτουργεί μεταξύ δύο ορισμένων θερμοκρασιών T1 και Τ2· β) είναι αδύνατον να ληφθεί έργο στην περίπτωση που διατίθεται μία μόνο πηγή, οποιαδήποτε και αν είναι η θερμοκρασία της (για την επίτευξη του έργου πρέπει να υπάρχει ένα άλμα θερμοκρασίας· στην αντίθετη περίπτωση ρ = 0)· γ) όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ δύο πηγών τόσο μεγαλύτερη είναι η απόδοση της μηχανής· δ) είναι αδύνατη μια ολική μετατροπή της θερμότητας σε έργο, εκτός από το απόλυτο μηδέν, θερμοκρασία που έως σήμερα δεν έχει κατορθωθεί να πραγματοποιηθεί. θεώρημα Κ. Θεώρημα της απόδοσης των θερμικών μηχανών που διατυπώθηκε από τον Κ. το 1824. Σύμφωνα με αυτό, καμία θερμική μηχανή δεν μπορεί να έχει μεγαλύτερη απόδοση από μια αντιστρεπτή θερμική μηχανή που λειτουργεί ανάμεσα στις ίδιες θερμοκρασίες. Όλες, επομένως, οι αντιστρεπτές μηχανές που λειτουργούν ανάμεσα στις ίδιες θερμοκρασίες έχουν την ίδια απόδοση, που είναι ανεξάρτητη από τη φύση της ενεργού ουσίας και εξαρτάται μόνο από αυτές τις θερμοκρασίες. Στη θεωρία των κρούσεων, θεώρημα του Κ. ονομάζεται το θεώρημα της μεταβολής της κινητικής ενέργειας σε μια απόλυτα ανελαστική κρούση.
Dictionary of Greek. 2013.