Recordando a Sadi Carnot en su 224 natalicio
El ingeniero mecánico francés Nicolas-Léonard-Sadi Carnot es considerado como el padre de la termodinámica, entre sus aportes a esta ciencia está la formulación de la Segunda Ley de Termodinámica.
Por Prof. Juan E. Castellanos/Encargado del Laboratorio de Ingeniería Térmica
Dice la Ley Conmutativa que el orden de los factores no altera el producto. Esta Ley que se cumple en la adición y la multiplicación también podría aplicarse cuando se habla de termodinámica. ¿Sabías que la Segunda Ley de Termodinámica se promulgó primero que la Primera Ley Termodinámica? La Primera Ley fue la segunda en formularse; la Tercera Ley fue la Ley Cero y, finalmente, la cuarta fue la Tercera Ley.
La Segunda Ley establece que, si bien todo el trabajo mecánico puede transformarse en calor, no todo el calor puede transformarse en trabajo mecánico. Fue formulada por primera vez por Nicolas-Léonard-Sadi Carnot, en 1824. Este ingeniero mecánico, científico y militar francés, a menudo considerado como el “padre de la Termodinámica”, nació el 1 de junio de 1796, en París.
Hijo del líder militar de la revolución francesa Lazare-Nicolas-Marguerite Carnot, inicia su educación con la renuncia de su padre al ejército en el año 1807 para educar en casa a Sadi y a su hermano Hippolyte; recibiendo ambos una extensa educación en ciencia, arte, idioma y música.
En el año 1812, a la edad de 16 años, Sadi Carnot fue admitido en la reconocida “École Polytechnique” en Paris. Entre sus instructores se encontraban Joseph Luis Gay-Lussac, Siméon Denis Poisson y André-Marie Ampère. Entre sus compañeros de estudios se encontraban futuros científicos famosos como Claude-Luis Navier, y Gaspard-Gustave Coriolis.
Durante su tiempo en la universidad desarrolló especial interés por la teoría de los gases, y resolver problemas de ingeniería industrial.
En el año 1821 visitó a su padre, quién se había mudado a Magdeburg, Alemania. Aprovechando la visita, padre e hijo fueron a ver la exhibición de un motor de vapor que habían llevado a la ciudad, lo que consecuentemente llevaría a extensas discusiones sobre los principios de funcionamiento detrás del motor de vapor.
Carnot regresó a París, emocionado por desarrollar teorías científicas sombre los motores de vapor y el calor, ya que ningún investigador había descubierto los principios científicos fundamentales detrás de su operación.
A partir de ese momento, el problema que ocupaba su mente era cómo diseñar buenas máquinas de vapor, ya que era una tecnología cada vez más empleada por la industria de ese momento, en diversas aplicaciones como, bombeo de agua, excavación de puertos y ríos, forja de hierro, molida de granos y tejido de tela de hilar.
El problema radicaba que las máquinas de vapor presentaban muy bajas eficiencias térmicas, rondando alrededor del 3%. En el año 1824, presentó una publicación de 118 páginas titulada “Réflexions sur la Puissance Motrice du Feu et sur les Machines Propes á developper cette puissance” o “Reflexiones sobre el poder motriz del fuego y sobre las máquinas apropiadas para desarrollar ese poder”.
Esta publicación en particular es frecuentemente considerada como la publicación más importante sobre la teoría generalizada de los motores de calor en la historia de la termodinámica; en laque Sadi Carnot detalla su investigación y presenta un tratamiento teórico, pero bien razonado sobre el perfecto (pero inalcanzable) motor de calor, hoy en día conocido como el Ciclo de Carnot.
Durante su investigación Sadi Carnot se percató que para maximizar la eficiencia debía eliminarse la conducción de calor entre partes del motor a diferentes de temperaturas, esto dio paso a la introducción de conceptos como “proceso reversible”, y las teorías que sentaron las bases para el descubrimiento de la segunda ley de la termodinámica, iniciando así la termodinámica como ciencia.
En 1970, la Unión astronómica internacional dio el nombre del físico francés al cráter lunar Carnot y el asteroide (12289) Carnot también conmemora su nombre. A este destacado hombre de la ciencia se le atribuye la frase: “Habla poco de lo que sabes y nada de lo que ignoras”.
Fuentes:
Mendoza, E. (2020, May 28). Sadi Carnot | French engineer and physicist. Retrieved May 29, 2020, from https://www.britannica.com/biography/Sadi-Carnot-French-scientist
Crawford, M. (2012, April 10). Nicolas Léonard Sadi Carnot. Retrieved May 29, 2020, from https://www.asme.org/topics-resources/content/nicolas-leonard-sadi-carnot