Nicolas Léonard Sadi Carnot Kimdir? Carnot Devresi Hakkında Bilgiler

0

Nicolas Léonard Sadi Carnot kimdir? Nicolas Léonard Sadi Carnot hayatı, biyografisi, çalışmaları, Carnot Devresi hakkında bilgi.

Nicolas Léonard Sadi Carnot

Advertisement

Sadi Carnot; Fransız mühendisi ve fizikçisidir (Paris 1796 ay. y. 1832). Politeknik Okulu öğrencisiyken Paris’in savunulmasına katıldı. Bilimsel çalışmalarına 1814’te girdiği Fransız Ordusu’nda başladı. Gazların genleşmesi ve buharların özelliklerini kuramsal olarak incelediği Reflexions Sur la Puissance Motrice du Feu et Sur les Machines Propes a Développer Cette Puissance (Ateşin İtici Gücü ve Bu Gücü Geliştirmeye Uygun Makineler Üzerine Düşünceler) 1824, kitabında buhar makinelerinin çalışma özelliklerini ortaya koydu.

Isı makinelerinin yaptığı işin ısı kaynağının yaydığı enerjiyle orantılı olduğunu ve ısıyla mekanik enerji arasında değişmez bir orantı olduğunu kuramsal olarak ortaya koyan ilk fizikçi oldu. Bu kurama daha sonra Lord Kelvin ve B.P.E. Clapeyron tarafından Carnot İlkesi adı verildi ve termodinamiğin ilk yasası kabul edildi. Daha sonra sıcak cisimlerden soğuk olanlara doğru ısı akımının oluştuğunu gösterdi. Bu çalışması da alman fizikçi R.S. E. Clausius tarafından ikinci yasa olarak benimsendi. Genç yaşta koleradan öldüğünde ardında 1871’de yayımlanan birçok bilimsel çalışmayı içeren notlar bıraktı.

Carnot Devresi:

Isı enerjisiyle iş arasındaki dönüşümü açıklayan “termodinamik devre.” Fransız fizikçi N. L. Sadi Carnot’un kuramından yararlanılarak geliştirildi. T sıcaklığında bulunan bir ideal ya da gerçek gaz, sıcaklığı değişmemek üzere, ısıtılarak genleştirilirse (izotermik genleşme) kendisine etki eden dış basınca karşı bir iş yapar. Gaz yeniden başlangıç durumuna döndürülmek istenirse gazın aynı değişimi izleyerek geriye dönememesi nedeniyle başka bir termodinamik değişim yolu seçilmelidir. Bu amaçla önce gazın hacmi, ısı enerjisi verilmeksizin, en büyük değerine kadar çıkarılır ve bu işlem sonunda gazın sıcaklığı düşer (adyabatik genleşme). En büyük genleşme durumunda gaz, artık iş yapamaz ve devrenin ilk yarısı tamamlanmış olur.

Carnot Çevrimi

Advertisement

Bu durumda gazdan Q=Q2 kadar ısı enerjisi alınırsa bu kez izotermik olarak sıkıştırsa da sıcaklığı değişmez. Ancak gaz, adyabatik olarak sıkıştırılırsa yeniden başlangıç durumuna döner ve devre tamamlanır. Sonuçta gazdaki toplam ısı enerjisi değişimi Q=Qı-Q2, gazın yaptığı toplam iş ise W=Wı-W2=Qı-Q2’dir. Böylece Carnot devresinde, gaza verilen ısı enerjisinin ancak bir bölümü işe dönüşür; geriye kalanı ise, iki hal arasındaki sıcaklık değişiminde kullanılır.

Buna göre Carnot devresi, çok az ısı enerjisi tüketilerek büyük sıcaklık değişimleri elde edilmesine yarar. Uygulamada bu kurala göre çalışan ısı makinelerine Carnot Makinesi adı verilir ve bunlar ideal bir ısı makinesinin verebileceği en büyük verimi sağlar. Verim ise, makinenin çalıştığı Tı ve T2 sıcaklıklarına bağlı olarak, Verim = (T1-T2) / Tı eşitliği ile verilir. Bir ısı makinesi ters yönde çalıştırılırsa, soğutma makinesi olarak işlev yapar. Buzdolabı ters yönde çalışan bir ısı makinesidir.


Leave A Reply