Sâdi Carnot

Hayatı

Sadi Carnot, Lazare Carnot’un en büyük oğluydu ve Palais du Petit-Lüksemburg’da dünyaya geldi. Sadi’nin doğumunda babası, 1795 Kasım’ından 1799 Kasım’a kadar dört yıl süren Fransız Devrimci Hükümeti olan Directory’nin bir üyesiydi. Sadi’ye Şiraz’inin Sa’di adında bir ortaçağ Fars şairinin ismi atandı.

Sadi Carnot, Fransa’daki kargaşa ve siyasi kargaşa döneminde doğdu. Dramatik olarak babasının devamlı konumunun değişmesi nedeniyle, tamamen istikrarsız bir şekilde etkileşime giren siyaset ve bilim ortamında yetişti. Babası, 1799’da Napolyon Savaş Bakanı’nın üst düzey makamına getirildi. Lazare Carnot 1807’de istifa etti ve iki oğlunun eğitimine başladı. Babası matematik ve bilim öğretmenin yanı sıra diller ve müzik öğreten iyi bir öğretmendi.

Babasının gözetimi altında Sadi Carnot büyük bir gayret gösterdi ve babası onu Paris’teki Lycée Charlemagne’ye göndererek Paris’teki École Polytechnique sınavlarına hazırladı. 1812’de 16 yaşındayken -mümkün olan en düşük yaş- Carnot; Poisson, Ampère ve Arago’nun öğretmenleri arasında bulunduğu École Polytechnique’ye girdi.

Chasles Carnot’la aynı sınıftaydı ve arkadaşlıkları Carnot’un yaşamı boyunca sürdü. Carnot, École Polytechnique’den 1814 yılında mezun oldu, ancak mezun olmadan önce, École Polytechnique’ten Carnot ve diğer öğrenciler, Vincennes’i savunmak için Napolyon ile başarısız bir mücadele verdiler. Müttefikler aleyhindeki bu çatışma, Paris’in hemen dışındaki, şehrin doğusunda yürütüldü.

Mezun olduktan sonra Carnot,  École du Génie’ye gitti ve iki yıllık Askeri Mühendislik dersleri aldı.

1815 yılında Napolyon tarafından, Lazare Carnot ünlü Yüz Günleri kuralı nedeniyle sürgün edilmek üzere geri döndü. Carnot’un babası içişleri bakanı olarak atandı ve Sadi Carnot, babasıyla birlikte askeri akademide bu kadar belirgin bir konumda bir şekilde zor durumda kaldı. Napolyon’u yenilgisinden sonra Ekim 1815’te Carnot’un babası sürgün edildi ve asla Fransa’ya dönmemek üzere Almanya’ya gitti.

Sürgündeki babasıyla birlikte bir askeri kariyerin Carnot için çok kolay olmadığı muhtemeldi.

Carnot, tahkikatların incelenmesi, planlar hazırlanması, raporlar yazılması için verilen işleri, bir yerden başka yere taşınıyordu. Bununla birlikte, iyi muamele görmediği ve tavsiyelerinin dikkate alınmadığını görüyordu.

Terfi edilmediğinden ve kendisine 1819’da eğitiminden faydalanmasına izin veren bir işi reddetmesinden dolayı mutsuz olan Carnot Paris’te kısa süre önce oluşturulan Genelkurmay Başkanlığı’na katılmak için sınavlara girdi ve kabul edildi. Paris’te babasının eski evinde yaşayan; hemen hemen yarım ücret karşılığında buradan ayrıldı ancak ordu çağrıda bulundu.

Carnot, Sorbonne ve Collège de France dahil Paris’teki çeşitli kurumlarda kurslara başladı. Aynı zamanda endüstriyel sorunlarla ilgilenmeye başladı ve özellikle gaz teorisini incelemeye başladı. Onun alanı genişti.

Fabrikalara ve atölyelere sık sık ziyarette bulundu, son ekonomi teorilerini inceledi ve vergi reformu gibi güncel sorunlarla ilgili ayrıntılı önerilerini notlarında yer verdi. Bunun ötesinde Carnot etkinliği, becerisi, matematiği ve güzel sanatları da kucakladı.

Carnot’un önemli kitaplarından biri olan Réflexions sur la puissance, kitabın yayınlandığı tarihte ihmal edilen bilgiler olmasına rağmen 12 Haziran 1824’te yayınlandı. Ve o yılın 26 Temmuz günü Pierre Girard Paris’te Académie des Sciences’a uzunca bir inceleme yaptı. Pierre Girard’ın eleştirisi çok olumluydu ve Revue encyclopédique’de yayınlandı. Belki gözden geçirme ile ilgili sorun, teoremlerin ve Carnot’un çalışmalarının sonuçlarının tam olarak belirtilmesine rağmen; Carnot’un sonuçlarını elde etmek için kullandığı son derece orijinal mantık hakkında yorum yapmadığı idi.

Carnot çevrimi, öncelikle ısınmanın üst sınırı olup olmadığı ve ikincisi bu gücü üretmek için buhardan daha iyi bir araç olup olmadığı konusunda iki temel soruyu yanıtlamaya yönelik bir girişimdi.

Bu sorulara verdiği cevap, Hooke ve Boyle’in de yaptığı gibi, atomların rasgele hareketi olarak ısınmaya değil, kalorik olarak adlandırılan ağırlıksız bir sıvı olarak ısı konseptine dayalı, daha önce yapılmış olanlardan çok daha genel bir teori üretmekti. O, ideal bir ısı motoru olan “Carnot motoru” kavramını tanıttı.

“Carnot motorunun” verimliliğinin sadece mekanizma içindeki buhar gibi madde üzerindeki değil, motor içindeki sıcaklık farkına bağlı olduğunu gösterdi. Ayrıca, tersine çevrilebilirlik konusundaki önemli kavramı, yani motor gücünün motordaki sıcaklık farkını üretmek için kullanılabileceğini tanıtladı.

Carnot’un 1824 ile 1826 yılları arasında yaptığı çalışmalarda, kalorik teoriden uzaklaştığını göstermektedir. Akışkanlardaki sürtünmenin sıcaklık etkilerini incelemek üzere yürüttüğü deneyler hakkındaki ayrıntılarını notlarında belirtti.

Önerilen bu deneylerden bazıları, aslında Joule tarafından yirmi yıl sonra gerçekleştirilen deneylerle özdeştir. Muhtemelen Carnot, hayatının trajik açıdan çok kısa olmadığı hallerde çok daha önemli bilimsel katkılar yapmış olacağını düşünüyordu.

Başarıları

Buhar motorları ile ilgili çok sayıda tartışmanın olduğu açıktır. İlk buhar motoru, Magdeburg’a üç yıl önce geldi ve Lazare Carnot’u bilgilendirdi. Sadi Carnot, Magdeburg’da buhar motorları için teori geliştirmek üzere hevesle doldu.

Paris’e döndükten sonra Carnot, matematiksel ısı teorisine yol açan çalışmaya başladı ve modern termodinamik teorisinin başlamasına yardımcı oldu.

E Mendoza arka planda şöyle anlatıyor:

“Carnot’u işleyen sorun, iyi buhar motorları tasarlamaktı. Buhar gücü madenlerin suyun boşaltılması, limanlar ve nehirlerin kazılması, demir dövme, tahıl öğütme, iplik eğirme ve dokuma bez gibi birçok kullanıma zaten sahipti ama verimsizdi.

İngiltere ile savaştan sonra Fransa’ya gelişmiş motorların ithalatı ile Carnot, Fransa tasarımının ne kadar geride kaldığını gördü. Özellikle İngilizlerin, resmi bilim eğitimi almayan birkaç mühendisin dehası sayesinde şimdiye kadar ilerlediklerini gördü.

İngiliz mühendisleri ayrıca, gerçek çalışma koşulları altında birçok türde motorun verimliliği hakkında güvenilir veriler toplamış ve yayınlamışlardır. Düşük ve yüksek basınçlı motorların, tek silindirli ve çok silindirli motorların özelliklerini şiddetle savundular.”

Carnot’un büyük eserlerinden birincisi, 1822-23’te yazdığı bir kağıttaydı. Bu yazı, bir kilogram buharın ürettiği iş için matematiksel bir ifade bulmaya çalıştı. Kâğıt, Hachette, Navier ve Petit tarafından ortaya çıkarılan birkaç başka makaleye, amaçları ve yöntemleri bakımından benzerlik taşıyordu.

Carnot’un çalışması, kullanılan üniteleri, kavramları, dikkatle net bir şekilde analiz etmesi hem adiabatik bir çalışma aşaması hem de çalışmanın tüketildiği bir izotermal aşaması için ayırdığı anlaşılmıştı.

Tarzı ve ayrıntılı açıklamalardan yazdığı kağıtların açıkça yayımlanması amaçlanmıştı ancak Carnot hiç yayınlamadı ve varlığı ancak 1966’da el yazması formunda yeniden düzenlendi.

Lazare Ağustos 1823’te   Paris’e döndü ve Sadi Carnot’a o sırada çalıştığı buhar motorlarıyla ilgili kitabı genel halk için daha anlaşılır hale getirmesine yardımcı oldu. 1824 yılında Carnot, “Carnot döngüsü” nün tanımını içeren bu eseri, ömrü boyunca yayınladığı tek eser olan “Développer cette puissance” adlı kitapta yayımladı.

Bu kitap sadece Clapeyron tarafından 1834’te analitik bir formülü yeniden formüle edildiği için iyi biliniyordu. Carnot’un fikirleri daha sonra Clausius ve Thomson’un termodinamik teorisine dahil edildi.

Carnot, kitabının yayınlanmasından sonra araştırmalarına devam etti ve bunların hiçbirini yayınlanmamasına rağmen, Carnot’un fikirleri geliştikçe notları yazıldı. Ancak 1827’de Paris’teki Genel Kurmay Başkanlığı’nın yeniden düzenlendiği bir yasa ile tam zamanlı olarak görev çağrıldı.

Bir yıldan daha az bir süre ile Lyon’a, ardından Auxonne’a gönderildi. Buralarda  Askeri Mühendis olarak görev yaptı. Aslında hâlâ mutsuz olan Carnot, kalıcı emekli oldu ve Paris’te yaşamak üzere döndü. Burada ısı teorisi üzerine araştırmalarına devam etmeyi hedefledi.

Babasının siyasi görüşlerini takiben, Carnot güçlü bir şekilde cumhuriyetçiydi. Bu yüzden Fransa’nın Temmuz 1830 Devrimi ile birlikte gittiği yöndeki durumdan memnun kaldı.

Bu zamanlarda kamu yaşamıyla ilgilenmeye başladı, özellikle halk eğitimini geliştirmeye ilgi duydu. Bir hükümet görevinde bulunması önerildi; ancak reddetti ve monarşi restore edildikten sonra bilimsel çalışmalarına geri döndü.

Haziran 1832’de hastalandı. 1832 kolera salgını olduğundan Paris’e geldiğinde gücünü tam olarak kazanamadı. Sadece 36 yaşında olmasına rağmen, kolera sebebi ile çok kısa zamanda öldü.