Sadi Nicolas Leonard Carnot (1)

Sadi Nicolas Léonard Carnot
12klass
Sadi Carnot sündis 1 juuni aastal 1796, ta oli Lazare Carnot perekonnas sündind vanim poeg. Ta lapsepõlv oli raske ja ebastabiilne, just Prantsusmaal sel ajal olnud raskete poliitiliste sündmuste tõttu (Prantsuse revolotsioon, Napoleoni sõjad jne.). Ta isa oli tihedalt seotud ka revolotsioonilise valitsusega ja Napoleoniga.
Kõigele vaatamata sai ta hea hariduse, algul isa, pärast Lütseumis. Sealt edasi, 16 aastaselt astus ta polütehnikumi. Ta lõpetas selle edukalt 1814 .
Pärast lõpetamist liitus ta sõjaväega ja oli tänu isale väga tihedalt seotus ka Napoleoni 100 päevase uue valitsusajaga. Oktoober 1815 aga Napolenon saab lõplikult luau ja ta isa satub Saksamaale ilma naasmisvõimaluseta prantsusmaale. Sadil oli raskusi, ta sattus töökohalt töökohale, mõtles plaane ja kirjutades reporte. Ta oli ka edaspidi seotud sõjaväega, elades aga Pariisis isa endises korteris ja ühines just loodud General Staff Corps ’iga. Ta hakkas osalema kursustel erinevates kolledžites, et juurde õppida teadmisi. Sel ajal hakkasidki teda huvitama tööstuslikud probeemid, praktikaks tegi ta töö gaaside teooriast. Ta võttis veel sõna poliitilistes probleemides, ja huvitus ka matemaatikast ja kunstist.
1821 sõitis Sadi külla Saksamaale,Magdeburgi, maalt välja saadetus isale. Ka tema vend elas tol ajal seal. Palju rääkisid nad aurumootorist ja kõigest sellega seonduvast, Esimene aurumootor oli jõudnud Magdeburgi 3 aastat varem. Ta sai sealt palju enusiasmi aurumootorite teooria väljamõtlemiseks. Pariisi naastes alustas Carnot tööga mis viis matemaatilise teooriani ja pani alguse modernsele termodünaamikale.
Esimene Carnoti suurem töö oli paber mille ta kirjutas 1822-23. Seal paberil oli matemaatiliselt kirjas palju tööd teeb 1 kilogramm auru. Pärast ta isa surma 1823 naasis ka ta vend Prantsusmaale ja aitas tal kirjutada raamatut aurumootoritest, et teha seda kõike ka arusaadavamaks laiemale rahvahulgale. 1824 see raamat ka ilmus, ainus mis tema loomingust ilmus tema eluajal.
Carnot jätkas uuringuid sel teemal ka pärast raamatu ilmumist, aga midagi sellest ei avalikustatud. Enamus ta töid ja uuringuid leiti hiljem. 1827 General Staff Corps tuli jälle kokku ja ta asus sinna täiskohaga tööle. Oli sõjaväeinsener. Polnud aga oma eluga ja tööga rahul, ning naasis Pariisi oma elu ja uuringute juurde. Kuumuse teooria juurde.
Ta oli väga vabariigimeelne ja tänu isale endiselt väga tugevalt poliitikaga seotud. Oli üldiselt ka rahul sellega, mis Prantsusmaal toimus, revolotsioonidega jne. Kuni aga sai võimule jälle monarh , ta loobus poliitikast ja keskendus oma uuringutele. 1832 suri ta koolerasse. Paljud tema uuringud leidsid kasutust pärast tema surma ja eks kunstniku osataksegi pärast tema surma paremini hinnata.
Olukord Prantsusmaal Sadi Carnot’i eluajal.
18. sajandi lõpul oli Prantsusmaal absolutistlik monarhia . Prantsusmaad valitses Louis XVI stiilis “Pärast meid tulgu või veeuputus ”. Ühiskond jagunes kolmeks seisuseks. Eelistatud seisusteks olid vaimulikud ja aadlikud. Nende käes olid kõik tähtsamad riigiametid, ligi 1/3 maavaldustest ning nad ei pidanud makse maksma. Kogu maksukoorem lasus kolmandal seisusel.Prantsusmaa majanduslik olukord läks üha halvemaks. Pikaajalised sõjad ja kuningapoja priiskav eluviis nõudsid tohutuid kulutusi. Riigikassa täitmiseks tõsteti pidevalt makse. 1787. ja 1788. aastal tabas Prantsusmaad ikaldus . Pidevalt halvenevale majanduslikule olukorrale lisandusid vastuolud ühiskonnas. Talupojad olid küll isiklikult vabad, kuid rahulolematud sellega, et pidid kandma mitmesuguseid koormisi. Tekkiv kodanlus – rikkad kaupmehed , arstid, advokaadid jt – soovis aadlike ja vaimulikega võrdseid poliitilisi õigusi.
18. saj. oli Prantsusmaal absolutistlik monarhia, ühiskond jagunes kolmeks seisuseks.
1789.a. 14.juuli algas Prantsuse revolutsioon , mille põhjused olid:
· majanduskriis
· vastuolud ühiskondlikes suhetes
· absolutistlik valitsemisviis
1791.a. võttis Asutav Kogu vastu uue põhiseaduse ja Prantsusmaal kehtestati konstitutsiooniline monarhia: seadusandlik võim kuulus Seadusandlikule Korpusele. Seadusandlikus Korpuses jagunesid saadikud jakobiinideks, žirondiinideks ja sooks.
1791. - 1797.a. toimus esimene koalitsioonisõda. Prantsusmaa vastu moodustasid liidu Austria, Preisimaa , Inglismaa, Hispaania , Holland, Sardiinia .
1792.a. 22.sept. kuulutati välja Prantsuse Vabariik.
1793.a. hukati kuningas Lous XVI ja võimule tulid jakobiinid . Jakobiinid kehtestasid diktatuuri - piiramatu vägivalla
1794.a. 27. juuni toimus riigipööre ja algas jakobiinide võimu langus.
1795.a. võeti vastu uus põhiseadus, kus täidesaatva võimu organiks sai direktoorium ehk valitsus, seadusandlikku võimu
teostas ikka Seadusandlik Korpus.
1797.a. sõlmisid koalitsioonimaad Prantsusmaaga Campoformio rahu.
1799.a. 9.novembril toimus riigipööre Napoleoni juhtimisel, mis lõpetas Prantsuse revolutsiooni. Täidesaatev võim läks
kolmele konsulile, algas konsulaadiajastu.
Revolutsiooni ajal toimusid mitmed uuendused:
· uus ajaarvamine - revolutsioonikalendri kasutamine
· meetermõõdustiku ja kümnendsüsteemi kasutuselevõtt
· uuendused moes
· kõnetlusvormideks said “kodanik”, “sina”
· moraali kujundamine, kiriku mõju vähendamine
Revolutsiooni posit. tagajärjed olid: feodaalkorra ja monarhia kukutamine, valgustusideede levik, rahvustunde tõus.
Revolutsiooni negat. pool oli: suur vägivald ja terror .
1799.a. moodustasid Prantsusmaa vastu koalitsiooni Austria, Inglismaa, Hispaania, Napoli, Türgi, Venemaa
1804.a. - Napoleon kuulutati keisriks ja kehtestati “ Tsiviilkoodeks ”
*1806.a. - majandus- ehk kontinentaalblokaadi väljakuulutamine Inglismaa vastu
1806.a. moodustati Reini liit 16-st Prantsusmaa võimu all olevast Saksa riigist.
1807.a. toimus Friedlandi lahing, kus Napoleon võitis Venemaad.
Samal aastal sõlmisid Venemaa ja Prantsusmaa Tilsi rahu.
1812 .a. alustas Napoleon sõjakäiku Venemaale, 1812.a. kehtestati Hispaanias uus põhiseadus, Hispaaniast sai konstitutsiooniline monarhia.
Prantsuse ülemvõimu kehtestamine Saksamaal vallandas ka seal Vabadussõja 1813 .a.
*1815.a. - Waterloo lahing, Napoleon kaotas koalitsioonivägedele ja loobus lõplikult troonist. Ta saadeti üksikule Püha Helena saarele, kus ta ka suri 1821.a.
Carnotäi tähtsaimad leiutised .
Carnot tsükkel on idealiseeritud soojusmasina töötsükkel, mis koosneb kahest isotermaalsest ja kahest adiabaatilisest protsessist: Isotermaalne paisumine temperatuuril TH soojuse juurdeandmise tõttu
adiabaatiline paisumine isotermaalne kokkusurumine temperatuuril TC (soojuse äraandmine).
Adiabaatiline kokkusurumine. Carnot tsükkel vastab teoreetiliselt maksimaalse kasuteguriga soojusmasinale, kuid praktikas ei saa sellisetsükliga soojusmasinat ehitada, sest soojuse ülekanne isotermilise protsessi käigus on liiga aeglane.
Põhimõtet seletades: Soojuselektrijaamas soojusenergiat kandev keha (veeaur-vesi) ringleb energiamuundusprotsessis katla – turbiini - aurukondensaatori, - katla vahel ja osaleb sellega termodünaamilises ringprotsessis. Soojusenergia täielik muundamine mehaaniliseks energiaks selles protsessis võimalik ei ole. Protsessi antakse katlas energiat juurde koldes põlemisel tekkiva soojusenergia näol, turbiinis saadakse energiat mehaanilise energia näol, kuid sellest protsessist väljub alati ka teatud osa soojusenergiat aurukondensaatori kaudu, mis tegelikult läheb tavalises soojuselektrijaamas (kondensatsioonelektrijaamas) kaduma. Ideaalse ringprotsessi (Carnot) puhul määravad kadumamineva energia koguse protsessi siseneva auru ja protsessist väljuva auru absoluutsed temperatuurid. Carnot ringprotsessi kasutegur on väljendatav valemiga: h = 1 - TC / TH , kus TH on protsessi siseneva auru temperatuur ja TC protsessist väljuva auru temperatuur. See on soojusenergia mehaaniliseks energiaks muutmise kasuteguri teoreetiliselt maksimaalne suurus.
Tänapäeva katla- ja turbiiniehituses kasutatavad materjalid võimaldavad ehitada seadmeid, kus ülekuumendatud auru temperatuur ulatub 570 - 580 ° C-ni, mis absoluutse temperatuuri skaala järgi on 273 kraadi võrra rohkem ehk TH = 843 - 853° K. Protsessist väljuva auru temperatuur pärast turbiin saab olla veidi rohkem kui elektrijaamas kasutada oleva jahutusvee temperatuur. Võttes selle võrdseks 10 ° C-ga, saame selleks temperatuuriks absoluutse temperatuuri skaala järgi TC = 283 ° K. Järelikult tänapäeva katla- ja turbiiniehituse taset arvestades ei saa teoreetiliselt elektrijaamas soojusenergiat mehaaniliseks energiaks muundada kõrgema kasuteguriga kui h = 1 - 283 / 853 = 0,67. Nagu juba eespool mainitud , osutub tegelik kasutegur veelgi madalamaks sõltuvalt peamiselt sellest, kui täiuslikke turbiine kasutatakse.
Kasutatud kirjandus:
www.miksike.ee
http://ael.physic.ut.ee/energia/2005-2006/loeng3.doc