סאדי קרנו – הבדלי גרסאות

בשנת 1819, סאדי הועבר למטה הכללי שהוקם ב[[פריז]]. הוא נשאר בכוננות לשירות צבאי, אך מאותו רגע והלאה הקדיש את רוב זמנו ותשומת ליבולבו למרדפים אינטלקטואליים פרטיים וקיבל רק שני שליש ממשכורתו.

באותה תקופה היו קיימים מנועים מורכבים והתחלה של מנועי בעירה פנימית, אותם הכיר קרנו וכתב עליהם בספרו. למרות שהייתה הבנה אינטואיטיבית כיצד פועלים המנועים לא הייתה כמעט שום תיאוריהתאוריה מדעית המסבירה את אופן פעולתם.

בשנת 1824 [[חוק שימור האנרגיה]] לא היה מפותח דיו והיה נתון למחלוקת רבה, ניסוח מדויק של [[החוק הראשון של התרמודינמיקה]] היה במרחק של יותר מעשור, תאוריית החום הייתה במרחק של יותר משתי עשורים והתיאוריהוהתאוריה הנפוצה ששלטה אז הייתה תאוריית ה[[קלוריק]] שגרסה שחום הוא מעין נוזל המכונה קלוריק, הזורם מגופים חמים לגופים קרים כאשר אין [[שיווי משקל תרמודינמי]].

קרנו ביקש לענות על שתי שאלות על אופן פעולתם של מנועי החום: "האם העבודה הזמינה ממקור חום יכולה להיות בלתי מוגבלת?" ו" האם בעיקרון ניתן לשפר את מנועי החום ע"יעל ידי החלפת הקיטור בנוזל או גז אחר?", הוא ניסה לענות על שאלות אלה בביוגרפיה, שתפרסמה כספר פופולרי בשנת 1824 כשהיה רק בן 28. הספר נקרא "הרהורים על כוחה המניע של האש", הספר ניסה לכסות מגוון רחב של נושאים על מנועי החום בצורה פופולרית, המשוואות הושארו למינימום ודרשו [[אריתמטיקה]] ו[[אלגברה]] פשוטה, למעט מידי פעם כאשר בהערות השוליים הוא הכניס מספר טיעונים ששילבו [[חשבון דיפרנציאלי]].

החלק החשוב ביותר של הספר הוקדש להצגה מופשטת של מנוע אידיאליאידאלי שניתן יהיה להשתמש בו כדי להבין ולהבהיר את העקרונות יסודיים שמוחלים באופן כללי על כל מנועי החום ללא קשר לתכנון ולעיצוב שלהם.

אולי התרומה הגדולה ביותר של קרנו ל[[תרמודינמיקה]] הייתה ההפשטה של התכונות המהותיות של מנועי הקיטור, כפי שהיו בזמנו, ל[[מנוע חום]] כללי יותר ואידיאליואידאלי. זה הביא ליצירת מודל של [[מערכת תרמודינמית]] שעליה ניתן ליישם חישובים מדויקים ובכך להימנע מהסיבוכים שנבעו מהתכונות הגולמיות של מנועי הקיטור העכשוויים. באמצעות אידאליזציה של המנוע, קרנו יכל לענות באופן ברור וללא עוררין על שתי שאלותיו המקוריות.

הוא הראה שהיעילות של המנוע האידיאליהאידאלי היא פונקציה רק של 2 הטמפרטורות של המאגרים שביניהם הוא פועל. אין [[מנוע חום]] שיכול לפעול ביעילות גבוהה יותר בהינתן אותן טמפרטורות הפעלה.

קרנו פרסם את ספרו בתקופת השיא של מנועי הקיטור. התיאוריההתאוריה שלו הסבירה מדוע מנועי קיטור המשתמשים בקיטור לוהט במיוחד היו טובים יותר וזאת בגלל התוצאה שהיא מאגרים עם טמפרטורה גבוהה יותר.

התיאוריותהתאוריות והמאמצים של קרנו לא שיפרו מיד את היעילות של מנועי הקיטור, התיאוריותהתאוריות שלו רק עזרו להבין מדוע פרקטיקה אחת עדיפה על האחרות. רק לקראת סוף המאה ה-19 הרעיונות של קרנו, כלומר שהיעילות של מנוע החום תגדל אם הטמפרטורה של המאגרים תגדל, יושמו למעשה. אולם ספרו של קרנו יצר בסופו של דבר השפעה אמיתית על תכנון ועיצוב מנועים. [[רודולף דיזל]] לדוגמה, שהיה מוקסם מהתיאוריותמהתאוריות של קרנו תכנן את [[מנוע דיזל|מנוע הדיזל]] שבו הטמפרטורה של המאגרים גבוהה יותר מאשר במנוע הקיטור וכתוצאה מכך יצר מנוע יעיל יותר.