Nicolas Léonard Sadi Carnot

**Nicolas Léonard Sadi Carnot** (Paris, Frantzia, 1796ko ekainaren 1a - Ivry-sur-Seine, 1832ko abuztuaren 24a) frantses ingeniari militar eta fisikaria izan zen.

École Polytechnique-n graduatu ondoren, Sadi Carnot Frantziako Armadako Ingeniaritza ofizial gisa aritu zen. Zientzia ikasketak ere egin zituen, eta beroaren eta lanaren arteko lotura zehaztu zuen lehen fisikaria izan zen; tresna termikoak aztertzen ari zela, termodinamikaren bigarren printzipioa edo Carnoten legea eman zuen, eta horrela sortu zen termodinamika modernoa. 1824ko ekainean "Suaren indar eragileari eta indar hori garatzeko gai diren makinei buruzko hausnarketak" (*Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissance)*, izeneko liburua argitaratu zuen 27 urterekin, bere argitalpen bakarra izango zena. Bertan, Sadi Carnotek bero-motorren eraginkortasun maximoaren lehen teoria arrakastatsua garatu zuen.

Sadi Carnoten lan zientifikoak ez zuen arreta handirik erakarri bere bizitzan zehar, baina 1834an beste ingeniari frantziar batek, Émile Clapeyronek, egindako iruzkin eta azalpen zehatzen xede bihurtu zen. Clapeyronen iruzkinak, aldi berean, William Thomsonen (geroago Lord Kelvin) eta Rudolf Clausiusen arreta erakarri zuten. Thomsonek Sadi Carnoten analisia erabili zuen tenperatura eskala termodinamiko absolutua garatzeko, eta Clausiusek, berriz, entropiaren kontzeptua definitzeko, horrela termodinamikaren bigarren legea formalizatuz.

Sadi Carnot Lazare Nicolas Carnoten semea zen, matematikari, ingeniari eta Frantziako Armada Iraultzaileko eta, geroago, Napoleonen armadako komandante ospetsua. Sadik bere ibilbidean izan zituen zailtasun batzuk Napoleonen erorketaren ondoren, 1815ean, Borboiko monarkia berrezarriaren jazarpenarekin lotuta egon zitezkeen. Sadi Carnot nahiko iluntasunean hil zen, 36 urte zituela, baina gaur egun "termodinamikaren aita" bezala ezagutzen da.

## Bizitza 
### Familia aurrekariak 
Sadi Carnot Parisen jaio zen 1796ko ekainaren 1ean, Petit Luxembourgeko jauregian, non bere aita Lazare bizi zen Direktorioko bost kideetako bat bezala, Frantziako Lehen Errepublikako gobernu-organo gorena Erreakzio Termidoriarraren berehalako ondorenean. Bere ama, Sophie née Dupont (1764-1813), Saint-Omerren bizi zen familia aberats batekoa zen.

Sadi Carnoten aita, Lazarek, XIII. mendeko Shirazeko Sadi poeta persiarraren izena jarri zion. Anaia zaharrena, Sadi izenekoa ere, 1794an jaio zen, baina hurrengo urtean haurtzaroan hil zen. "Sadi" da bigarren semearen jaiotza-agiri zibilean agertzen den izen bakarra, Frantziako Errepublikako egutegiko IV. urtean, Prairial 14an datatua.

Sadik anaia gazteago bat zuen, Hippolyte Carnot, 1801ean Saint-Omerren jaioa eta geroago politikari ospetsu bihurtuko zena. Hippolyteren seme zaharrena, Marie François Sadi Carnot, Frantziako presidente izan zen 1887tik 1894ra. Hippolyteren beste seme bat Adolphe Carnot kimikaria, meatze-ingeniaria eta politikaria izan zen. Sadi Carbot bera ezkongabea izaten jarraituko zuen eta ez zuen ondorengorik utzi.

1814ko martxoan Parisko guduan, Sadi Carnotek, Chaslesek eta École polytechniqueko beste kadete batzuek Vincennesen defentsan parte hartu zuten. Badirudi hau izan zela Sadiken gudu-esperientzia bakarra. Sadik 1814an graduatu zen eta "Metz-eko Artilleria Aplikatuaren eta Ingeniaritza Militarraren Eskola" (''École d'application de l'artillerie et du génie de Metz'')  eskolan onartu zuten, non bi urteko ikastaroa burutu zuen. Ondoren, Sadi Carnot Frantziako armadako ingeniari-kidegoko ofizial bihurtu zen.
[thumb|Lazare Carnot Sadiren aitaren erretratua, [Napoleon Bonaparte|Napoleonen jeneral gisa 1815an, Frantziako Historiaren Museoa, Versailles.]]
Sadiren aita, Lazare, Napoleonen barne ministroa izan zen "Ehun Egunetan" zehar, eta, 1815ean Napoleonen azken porrotaren ondoren, Lazare Magdeburgo hiri alemaniarrean erbesteratu behar izan zen. Sadi Carnoten posizioa armadan, Luis XVIII.a erregearen Borboi monarkia berrezarripean, gero eta zailagoa bihurtu zen. Lazare ez zen inoiz Frantziara itzuli, eta 1823an Magdeburgon hil zen.

Sadi Carnot Génie-ko kapitain bihurtu zen eta hainbat tokitara bidali zuten, non gotorlekuak ikuskatu, planak jarraitu eta txosten asko idatzi zituen. Hala ere, badirudi bere gomendioak ez zirela kontuan hartu eta bere karrera geldirik zegoela. 1818ko irailaren 15ean, 22 urte zituela, sei hilabeteko baimena hartu zuen Parisen sortu berri zen Estatu Nagusirako sarrera azterketa prestatzeko. Sadi Carnotek azterketa gainditu eta Estatu Nagusian sartu zen 1819ko urtarrilean, teniente maila baxuagoarekin. Zerbitzu militarretarako deialdian jarraitu zuen, baina ordutik aurrera bere arreta gehiena jarduera intelektual pribatuetan eskaini zuen eta soldataren bi heren baino ez zuen jaso.

### Ikasketa pribatuak eta ikerketa 
Parisen, Sadikek Nicolas Clément eta Charles-Bernard Desormesekin adiskidetasuna egin zuen eta fisika eta kimikako hitzaldiak jaso zituen Sorbonan eta Frantziako Unibertsitatean. "Arte eta ofizioen" Kontserbatorio Nazionalean ere ikasi zuen, eta bertan Clémentek emandako kimikako hitzaldiak eta Jean-Baptiste Sayk emandako ekonomiako hitzaldiak jarraitu zituen. Sadidi lurrun-makinen errendimendua hobetzeko mugak ulertzeko interesa piztu zitzaion, eta horrek 1824ko ekainean bere kontura argitaratutako "Suaren Indar Mugitzaileari buruzko Gogoetak" ikerketetara eraman zuen.
[thumb|Sadi Carnot-en erretratua 10 urterekin, Félie Carnot-ena. Académie François Bourdon, [Le Creusot.]]
Sadikek azkenean kapitain mailara igo zuten 1827ko irailean, baina hurrengo apirilean armada utzi zuen, hamabost hilabeteko zerbitzu aktiboa baino ez zuela bete eta pentsiorako eskubiderik gabe. Ambroise Fourcyk 1828an argitaratutako École polytechniqueko ikasle ohien direktorio batean, Carnot "lurrun-makinen egile" gisa agertzen da. Honek eta beste zantzu batzuek iradokitzen dute Sadi Carnot lurrun-makinak hobetzeko eskema praktiko batean parte hartu zezakeela, baina ez da lan horren patente edo bestelako froga zehatzik agertu. Bere anaia Hippolyteren arabera, erregimen berriko buruzagien artean eztabaida bat egon zen Sadi Carnot Pareen Ganberan sartzearen inguruan, Napoleonek bere aita Lazareri 1815ean eman zion "Carnot kondea" titulu inperiala heredatu zuela kontsidera zitekeelako. Hala ere, ez zen ezer gertatu hortik, agian Sadi Carnoteren sinesmen errepublikanoek oinordetzazko bereizgarri bat onartzea eragotzi ziotelako.

Sadi Carnoten heriotzaren ondoren bere anaia Hippolytek argitaratutako oroitzapenen arabera, Sadi Carnot Blaise Pascal, Molière eta Jean de La Fontaineren irakurle amorratua zen. Hippolytek gogoratu zuen Sadi Carnot teista filosofiakoa zela, jainkozko kausalitatean sinesten zuena, baina ez jainkozko zigorrean. Sadi Carnotek bere paper pribatuetan idatzi zuen "gizon ezjakin batentzat zoria dena, ezin dela zoria izan hobeto hezitako batentzat". Erlijio ezarriarekiko kritikoa zen, baina "maite gaituen eta zaintzen gaituen Izaki ahalguztidun batenganako sinesmenaren" alde hitz egin zuen.

Hippolytek bere anaia biolin-jotzaile talentudun gisa ere deskribatu zuen, batez ere Jean-Baptiste Lully eta Giovanni Battista Viottiren musikan interesa zuena, gimnasia, esgrima, igeriketa, dantza eta patinajea ere landu zituen. James F. Challey zientzia historialariaren arabera, "sentibera eta pertzeptiboa izan arren", Sadi Carnot "oso introbertitua, are urruna ere, agertzen zen lagun min gutxi batzuentzat izan ezik". Honek azal lezake zergatik ez zuen Sadi Carnoten lanak inolako inpresio esanguratsurik utzi bere bizitzan zehar, ez zientzialarien ez ingeniaritzaren komunitatean.

### Gaixotasuna eta heriotza 
1832ko udan, Sari Carnotek eskarlatina larri bat izan zuen, antza denez. Abuztuaren 3an, Jean-Étienne Esquirol psikiatrak zuzendutako sanatorio pribatu batean sartu zuten, Ivryn, Paris hegoaldean. Ospitaleko erregistroaren arabera, "maniatik" sendatu zen, baina gero koleraz hil zen abuztuaren 24an. Sari Carnot Ivryko hilerri zaharrean lurperatu zuten, gaur egun Mairie d'Ivry geltokia denaren ondoan.

## Suaren indar eragileari buruzko gogoetak 
thumb|Sadi Carnoten "Suaren indar eragileari buruzko gogoetak" liburuaren azala, 1824ko ekainean Parisen argitaratua
Sadi Carnotek termodinamikaren garapenean egindako ekarpena bere argitaratutako lan bakarrean jasota dago, "Suaren indar eragileari eta indar hori garatzeko egokitutako makinei buruzko gogoetak" (*Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissance*) izeneko liburu labur batean, 1824ko ekainean Bachelierrek Parisen argitaratua, Sari Carnotek berak ordainduz 600 aleen inprimaketa. Lanak ez zuen arreta handirik jaso bere bizitzan zehar eta ia desagertu egin zen liburu-saltzaileetatik eta liburutegietatik. 1834an (Sari Carnot hil eta bi urtera, eta bere liburua argitaratzetik hamar urtera) Émile Clapeyron ingeniari eta lankide politeknikariak argitaratutako artikulu batek azkenean lortu zuen Sari Carnoten lana erakartzea, eta urte batzuk geroago Lord Kelvin eta Rudolf Clausiusek erabili zuten tenperatura absolutuaren, entropiaren eta termodinamikaren bigarren legearen kontzeptuak definitzeko.

### Aurrekariak 
Thomas Newcomenek 1712an asmatu zuen pistoi bidez funtzionatzen zuen lehen lurrun-makina praktikoa. 50 urte geroago, James Wattek bere hobekuntza ospetsuak egin zituen, eta horiek lurrun-makinen erabilgarritasuna asko handitu zuten. Sari Carnotek gai horretan interesa piztu zuenean 1820ko hamarkadan, lurrun-makinak gero eta gehiago erabiltzen ziren industrian eta haien garrantzi ekonomikoa aitortzen zen. Motor konposatuak (hedapen-etapa bat baino gehiago zituzten motorrak) asmatu ziren jada, eta barne-errekuntzako motor gordin bat ere bazegoen, piroloforoa izenekoa, Claude eta Nicéphore Niépce anaiek eraikia, Sari Carnotek ezagutzen zuena eta bere liburuan xehetasunez deskribatu zuena.

Lurrun-makinen inguruko lan praktiko hura eta ingeniarien artean haien funtzionamenduaren oinarrian dauden printzipio batzuen ulermen intuitiboa batera bizi izan ziren, ordea, beroarekin lotutako fenomeno fisikoen ulermen zientifiko ia erabateko gabeziarekin. Energiaren kontserbazioaren printzipioa ez zen oraindik argi adierazi eta inguruko ideiak zatikatuak eta eztabaidagarriak ziren. Sari Carnotek berak onartu zuen Frantzian nagusi zen Antoine Lavoisierren lanarekin lotutako ikuspegia, beroa "kalorikoa" izeneko fluido pisugabe eta ikusezina dela, erreakzio kimikoen bidez askatu daitekeena eta tenperatura altuagoko gorputzetatik tenperatura baxuagoko gorputzetara isurtzen dena.

Bere liburuan, Sari Carnotek oinarrizko galderei erantzuten saiatu zen: "Ba al dago mugarik bero-iturri jakin batetik sor daitekeen lanari?" eta "Hobetu al daiteke motor baten errendimendua lurruna beste lan-fluido batekin ordezkatuz?". Carnoten garaiko ingeniariek, presio handiko lurruna eta beste fluido batzuk erabiliz, motorren eraginkortasuna hobetzen saiatu ziren. Motorren garapenaren hasierako fase hauetan, motor tipiko baten eraginkortasuna -erregai-kantitate jakin bat erretzean egin zezakeen lan erabilgarria % 5-7 ingurukoa baino ez zen.

Sari Carnoten liburuak 118 orrialde baino ez zituen, bero-motorrei buruzko gai ugari jorratuz, publiko zabalarentzat eskuragarri egotea nahi zuen moduan. Matematika gutxi erabili zuen, oinarrizko aljebrara eta aritmetikara mugatuz, oin-ohar batzuetan izan ezik. Sari Carnotek airearen eta lurrunaren meritu erlatiboak eztabaidatu zituen lan-fluido gisa, lurrun-makinen diseinuaren hainbat alderdiren merituak, eta baita hobekuntza praktiko posibleei buruzko bere ideia batzuk ere sartu zituen. Hala ere, liburuaren zati nagusia motor idealizatu baten (Sari Carnoten zikloa) tratamendu abstraktua izan zen, eta egileak bero-motor guztiak arautzen dituzten oinarrizko printzipioak argitu nahi izan zituen, haien diseinuaren edo funtzionamenduaren xehetasunetatik independenteki. Horren ondorioz, sistema termodinamiko idealizatu bat sortu zen, eta kalkulu zehatzak egin ahal izan ziren, garaikideko lurrun-makinen ezaugarri gordin askok dakartzan konplikazioak saihestuz.

Zikloa ixteko, zilindroko gasaren tenperatura konpresio adiabatikoaren bidez igo daiteke, beroago dagoen biltegiaren tenperaturaren berdina den baliora iritsi arte. Hedapen adiabatikoaren, konpresio isotermikoaren eta konpresio adiabatikoaren segida hau nahi adina aldiz errepika daiteke, lan kopuru garbi bat sortuz aldi bakoitzean, beroa biltegi beroagotik biltegi hotzagorako transferentzia baten kontura.

Sari Carnotek azaldu zuen bezala, ziklo horrek osatzen du motor termiko eraginkorrena (bi biltegien tenperaturak kontuan hartuta). Hau neurri batean marruskadura, bero-ihes edo bestelako prozesu ustekabeko xahuketarik ez dagoelako da, baina batez ere motorraren tenperatura desberdinetan dauden atalen artean bero-eroapenik ez duelako. Sari Carnotek ulertu zuen tenperatura desberdinetan dauden gorputzen arteko bero-eroapena prozesu xahutzaile eta itzulezina dela, eta minimizatu egin behar dela motor termikoak bere eraginkortasun maximoa lortu nahi badu.
thumb|Carnoten zikloa presioaren eta bolumenaren diagraman. Irudikapen grafiko hau Émile Clapeyronek aurkeztu zuen 1834an.
Zikloa itzulgarria denez, hozkailu gisa ere erabil daiteke: kanpoko agente batek pistoia mugitzeko beharrezko lan mekanikoa ematen badu, gasaren eraldaketa-segidak beroa xurgatuko du biltegi hotzagotik eta biltegi beroagora botako du. Sari Carnotek argudiatu zuen bi tenperatura jakinetan biltegien artean funtzionatzen duen inongo motorrik ezin zuela bere ziklo itzulgarria baino lan gehiago eman. Bestela, motor eraginkorragoak zikloa alderantziz exekutatu zezakeen hozkailu gisa, horrela "kaloria" guztia biltegi hotzagotik berriro beroagora itzuliz, lan positibo kopuru bat soberan utziz beste zeregin erabilgarri bat egiteko. Suposatu zuen prozesu hori, non "kaloria" garbirik kontsumitzen ez zen eta lan positiboa betiko egin zitekeen, mugimendu iraunkor bat izango zela eta beraz, fisikaren legeek debekatuta zutela.

Argudio honek Sati Carnot-i ondorioztatzera eraman zuen:Beroaren potentzia eragilea ez da hura gauzatzeko erabiltzen diren agenteekiko independentea; bere kantitatea gorputzen tenperaturek soilik finkatzen dute, eta horien artean, azkenik, kaloriaren transferentzia gertatzen da.Ulertu zuen bere motor idealizatuak bi urtegien tenperaturak kontuan hartuta ahalik eta eraginkortasun termiko handiena izango zuela, baina ez zuen eraginkortasun horren balioa kalkulatu, garai hartan zientzialariek erabiltzen zituzten tenperatura-eskala desberdinekin lotutako anbiguotasunengatik:Kalorikoaren jaitsieran, potentzia eragilea, zalantzarik gabe, handitzen da gorputz beroen eta hotzen arteko tenperatura-aldearekin, baina ez dakigu alde horrekiko proportzionala den ala ez.

### Fase-trantsizioak 
Bere liburuaren ondoren, Sari Carnotek uraren, alkoholaren edo beste lan-fluido baten irakite-puntutik oso gertu funtzionatzen zuen bero-motor bat aztertu zuen. Likido eta lurrun faseen arteko trantsizioak dentsitatearen bat-bateko aldaketa bat dakar (eta, beraz, fluidoak okupatzen duen bolumenean), eta bero latente bat behar da fluidoaren kantitate bat fase batetik bestera eraldatzeko, tenperatura konstante mantentzen den bitartean. Gaur egun, lehen mailako fase-trantsizioa deitzen zaio horri. Trantsizio horrekin lotutako bolumen-aldaketa ez egotea eskuragarri eskatuz, berak etengabeko mugimendu-gailu gisa sailkatu zuena eraikitzeko, Sari Carnotek geroago matematikoki "Clausius-Clapeyron erlazioa" bezala formalizatuko zen horretara iritsi zen. "Feynman Fisikako Hitzaldietan", Richard Feynman fisikari teorikoak azpimarratzen zuen emaitza hau Sari Carnoti zor zitzaiola, eta bere jatorrizko argudioaren bertsio modernizatua ematen zuen.

## Erreferentziak 
## Kanpo estekak