نیکولا سعدی کارنو، مهندس و فیزیکدان فرانسوی و همچنین پسر یکی از ژنرالهای برجسته ناپلئون بود که در سال 1824 چرخه کارنو را معرفی کرد و همچنین یک کتاب با عنوان "اندیشه هایی درباره نیروی محرکه گرما" نوشت . او با مشاهده عملکرد موتورهای بخار به این نتیجه رسید که می تواند از طریق روش هایی کارایی آنها را افزایش دهد و در زمان خودش این کار بسیار ارزشمند و مهم محسوب می شد و توانست از این طریق روی سرنوشت کشورش تاثیر بگذارد.
انوع موتورهای بخار
موتورهای بخار در قرن 19 به عنوان منبع اصلی نیرو در نظر گرفته می شدند و نمونه های اولیه توانستند نیروی مکانیکی لازم برای صنایع مختلفی مانند موارد زیر را تامین نمایند که عبارتند از:
به کار انداختن، ماشینآلات کارخانهها، کشتیها و قطارها.
ایفای نقش در توسعه حمل و نقل ریلی.
افزایش تولید و کاهش هزینه های کشورهای صنعتی.
کمک به دانشمندان برای توسعه علم و دانش در زمینه ترمودینامیک و مکانیک.
توضیح عملکرد چرخه کارنو با مفهوم آنتروپی
چرخه کارنو یکی از مهمترین مفاهیم در ترمودینامیک است و به عنوان یک مدل ایدهآل برای موتورهای حرارتی شناخته شده و در آن انرژی به صورت گرما بین دو منبع گرم و سرد تبادل می شود. از سوی دیگر، آنتروپی که توسط رودولف کلازیوس معرفی شد، یکی از مفاهیم مهم است که معیاری برای اندازهگیری بینظمی یک سیستم محسوب می شود و به ما کمک می نماید تا بیشتر این مسئله را بررسی کنیم.
چرخه کارنو به عنوان یک مدل ایدهآل فرآیندهای بازگشتپذیر، نشان میدهد که در آن تغییرات آنتروپی سیستم و محیط اطراف آن برابر است و به صورت کلی به خاطرعدم تبادل گرما، اتلاف انرژی بسیار پایینی دارد. این مفاهیم توضیح می دهد که چرا هیچ موتوری نمیتواند به اندازه چرخه کارنو کارایی داشته باشد و در واقع معیار مناسبی برای مقایسه به حساب می آید.