کارنو : ماشین حرارتی برگشت پذیر
به گزارش تاسیسات نیوز، تبدیل گرما در دیگ بخار ماشین به حرکت در چرخ لنگر با آنکه به فراوانی انجام می گرفت مدت ها به حوزه علوم دقیقه در نیامد.
در هر ماشین نسبت تبدیل زغال سوخته شده به کار انجام یافته مقدار خاصی بوده و به نظر می رسید این نسبت با تکمیل ماشین کاهش می یابد. حدی برای بازده یا کارآیی (راندمان) ماشین ها تصور نمی شد با اینهمه وجود چنین حدی لازم می نمود چه در غیر این صورت حرکت دائمی امکان پذیر می گردید.
همین تدقیقات بود که سادی کارنو (1796-1832) یکی از بزرگترین نوابغ ناشناخته قرن نوزدهم را به نگارش رساله ای تحت عنوان تفکراتی درباره نیروی حرکتی آتش کشاند. سادی کارنو فرزند لازارکانو سازمان دهنده پیروزی انقلاب فرانسه که در مدرسه جدید پلی تکنیک رشته مهندسی خوانده بود یکی از نخستین دانشمندانی است که اصول فیزیکی ریاضی را در نحوه عمل ماشین های جدید به کار برد.
کارنو ماشین بخار را به صورت دستگاهی می دید که در آن سیاله گرما یا کالریک با دمای زیاد از داخل ماشین می گذرد و با دمای اندک به منبع سرد کننده وارد می شود. هر گاه حین این عمل گرما تلف نشود حداکثر کار ممکن از ماشین به دست خواهد آمد. قدرت برگشت پذیری ماشین مبنای سنجش کارآیی آنست.
بدین معنی که ماشین همچون موتور گرمازا باید همان میزان کار به دست آمده را به عکس برای رساندن کالریک از دمای اندک به دمای زیاد به کار برد. کارنو نشان داد که حتی تحت بهترین شرایط برگشت پذیری جز بخش اندکی از گرما به کار مفید تبدیل نخواهد شد. به عبارت دیگر کار را فقط از طریق انتقال گرمایی که دستخوش تغییر گردد می توان به دست آورد و مقدار آن نیز بنا بر اصلی که بعدها قانون دوم ترمودینامیک خوانده شد به دست می آید.
کارنو قدم از این مرحله نیز فراتر گذارد و مقدار گرمایی را که واقعا در ماشین به کار تبدیل می شد اندازه گرفت. ولی قبل از آنکه کشفیاتش را منتشر کند از مرض وبا درگذشت و کشف بزرگ او درباره هم ارز مکانیکی گرما تا پنجاه سال بعد در دفتر یادداشت هایش مهجور ماند. حتی اثر منتشر شده او که در 1832 کلاپیرون بازش شناخت در شرف فراموشی بود. به هر تقدیر کشفیات کارنو بعدها پایه اساسی علم جدید ترمودینامیک را پی افکند. تشریح کامل همبستگی گرما و کار تا بیست و پنج سال دیگر نیز انجام نگرفت که البته وقفه ای بسیار دراز بود.
انتهای خبر