تأملات في القوة الدافعة للنار

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

كتاب "تأملات في القوة المحركة للنار والآلات المصممة لتوليد تلك القوة " ( بالفرنسية : Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissance ) هو أطروحة علمية كتبها المهندس العسكري الفرنسي سادي كارنو . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] نُشر الكتاب عام 1824 باللغة الفرنسية، وهو كتاب قصير (118 صفحة في النسخة الأصلية) سعى إلى تقديم نظرية منطقية للمحركات الحرارية . في ذلك الوقت، اكتسبت المحركات الحرارية أهمية تكنولوجية واقتصادية كبيرة، ولكن لم يكن يُفهم عنها إلا القليل من وجهة نظر الفيزياء .

يُعتبر كتاب " تأملات كارنو" الآن وثيقة أساسية في تطور الديناميكا الحرارية الحديثة ، وكثيراً ما يُشار إلى كارنو نفسه (الذي لم ينشر شيئاً آخر خلال حياته) بأنه "أبو الديناميكا الحرارية". وقد قدّم الكتاب مفاهيم مثل الكفاءة الديناميكية الحرارية ، والعمليات العكوسة ، والدورة الديناميكية الحرارية ، ونظرية كارنو .

ملخص

يُعتبر هذا الكتاب العمل التأسيسي لعلم الديناميكا الحرارية . [ 2 ] : 8. يحتوي على الخطوط العريضة للقانون الثاني للديناميكا الحرارية . ذكر كارنو أن القوة المحركة ناتجة عن سقوط الحرارة من جسم ساخن إلى جسم بارد، وهو ما شبّهه بالعمل الذي تقوم به عجلة مائية بسبب شلال . [ 6 ]

على الرغم من أن نظرية السعرات الحرارية للحرارة كانت خاطئة، إلا أن عمل كارنو جمع بين ثلاث رؤى لا تزال ذات صلة واستخدمها خلفاؤه لتطوير مفهوم الإنتروبيا :

  • إن "انخفاض الحرارة" من درجة حرارة عالية إلى درجة حرارة منخفضة هو مصدر العمل.
  • إن تحليل الدورة، بدلاً من النظام المفتوح، هو الطريقة الصحيحة لتحليل المحرك الحراري.
  • مفهوم العملية العكسية.

على غرار ما شكّله كتاب " الانعكاسات" من مقدمة للقانون الثاني للديناميكا الحرارية، كانت ورقة الفيزيائي الإنجليزي جيمس جول عام 1843 بعنوان "المكافئ الميكانيكي للحرارة" بمثابة مقدمة للقانون الأول للديناميكا الحرارية . وفي مقالته، استنتج كارنو أيضاً النتيجة التي عُرفت لاحقاً باسم علاقة كلاوزيوس-كلابيرون . [ 7 ]

تأثير

لم تحظَ مقالة كارنو باهتمام يُذكر خلال حياته. لم ينشر كارنو أي شيء آخر وتوفي عام 1832 عن عمر يناهز 36 عامًا. مع ذلك، في عام 1834، نشر مهندس التعدين الفرنسي إميل كلابيرون مذكرةً بعنوان "القوة الدافعة للحرارة" عرض فيها تحليل كارنو بشكلٍ بياني. [ 4 ]

تعرّف الفيزيائي الألماني رودولف كلاوزيوس على أعمال كارنو من خلال مذكرات كلابيرون. صحّح كلاوزيوس نظرية كارنو باستبدال قانون حفظ السعرات الحرارية بقانون تكافؤ الشغل والحرارة (أي حفظ الطاقة). كما صاغ كلاوزيوس القانون الثاني للديناميكا الحرارية رياضياً بتعريفه لمفهوم الإنتروبيا . نُشر هذا العمل عام ١٨٥٠ في كتاب كلاوزيوس " النظرية الميكانيكية للحرارة" . [ ٨ ]

نُشر تعليقٌ آخر بالغ التأثير على مقالة كارنو (أيضًا من خلال مذكرات كلابيرون) عام 1849 بقلم ويليام طومسون ( اللورد كلفن لاحقًا )، في ورقة بحثية بعنوان " شرح نظرية كارنو حول القوة الدافعة للحرارة". في تلك الورقة، قال كلفن عن اشتقاق كارنو لما سيُعرف لاحقًا باسم "معادلة كلاوزيوس-كلابيرون" إنه "لا شيء في مجمل الفلسفة الطبيعية أكثر إثارةً للإعجاب من وضع قوانين عامة من خلال عملية استدلال كهذه". [ 9 ]

بسبب تعليقاتهم المختلفة على مقالة كارنو، تُقدّم كتب الديناميكا الحرارية الحديثة عادةً "صياغة كلاوزيوس" و"صياغة كلفن" للقانون الثاني للديناميكا الحرارية. تبدو هاتان الصياغتان مختلفتين، لكن يمكن إثبات تكافؤهما منطقيًا، من خلال حجة تستند إلى دورة كارنو.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ^ كارنو، سعدي (1824). انعكاسات حول القوة المحركة للحرق وعلى الآلات الخاصة بتطوير هذه القدرة (باللغة الفرنسية). باريس: باشيلير.
  2. 1 2 كارنو، سادي (1890). ثورستون، هنري (محرر). تأملات في القوة المحركة للحرارة . ترجمة ثورستون، هنري . نيويورك: جون وايلي وأولاده. OL 14037447M . ( النص الكامل لطبعة 1897 ) ( النص الكامل لطبعة 1897 على ويكي مصدر )
  3. ↑ كارنو، سادي (1899). "تأملات في القوة الدافعة للحرارة وفي المحركات المناسبة لتوليد هذه القوة" . في ماجي، ويليام فرانسيس (محرر). القانون الثاني للديناميكا الحرارية: مذكرات كارنو، وكلاوزيوس، وتومسون . ترجمة ماجي، ويليام فرانسيس . هاربر وإخوانه. OL 7072574M . 
  4. 1 2 كارنو، سادي ؛ كلابيرون، إي .؛ كلاوزيوس، ر. (1960). ميندوزا، إريك (محرر). تأملات في القوة الدافعة للنار - وأوراق أخرى حول القانون الثاني للديناميكا الحرارية . نيويورك: منشورات دوفر. ISBN 978-0-486-44641-7.{{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة )
  5. ↑ كارنو، سادي ؛ فوكس، روبرت (1986)، تأملات في القوة الدافعة للنار: طبعة نقدية مع المخطوطات العلمية الباقية ، مطبعة جامعة مانشستر؛ مطبعة ليليان باربر، نيويورك، ISBN 978-0-936508-16-0
  6. ↑ لا مير، فيكتور ك. (يناير 1954). "بعض التفسيرات الخاطئة الحالية لمذكرات ودورة إن إل سادي كارنو" . المجلة الأمريكية للفيزياء . 22 (1): 20-27 . Bibcode : 1954AmJPh..22...20L . doi : 10.1119/1.1933600 . ISSN 0002-9505 . 
  7. ↑ فاينمان، ريتشارد (1963). "رسوم توضيحية للديناميكا الحرارية" . محاضرات فاينمان في الفيزياء . معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 ديسمبر 2023. استنتج كارنو هذه العلاقة، ولكنها تُعرف باسم معادلة كلاوزيوس-كلابيرون.
  8. ↑ رودولف كلاوزيوس (1867). النظرية الميكانيكية للحرارة - مع تطبيقاتها على المحرك البخاري والخواص الفيزيائية للأجسام . لندن: جون فان فورست، 1 باترنوستر رو. 1267.
  9. ↑ طومسون، ويليام (1849). "شرح لنظرية كارنو حول القوة الدافعة للحرارة؛ مع نتائج عددية مستنتجة من تجارب رينو على البخار". معاملات الجمعية الملكية في إدنبرة . 16 (5): 541-574 . doi : 10.1017/S0080456800022481 .
  • تأملات في القوة الدافعة للنار (1824)، تم تحليلها على BibNum (انقر فوق "À télécharger" للتحليل باللغة الإنجليزية)
  • كوستيتش، م. (2011). "إعادة النظر في القانون الثاني لتدهور الطاقة وتوليد الإنتروبيا: من منطق سادي كارنو البارع إلى التعميم الشامل". وقائع مؤتمر معهد الفيزياء الأمريكي . 1411 (1): 327-350 . Bibcode : 2011AIPC.1411..327K . CiteSeerX 10.1.1.405.1945 . doi : 10.1063/1.3665247 . المعهد الأمريكي للفيزياء، 2011. رقم ISBN 978-0-7354-0985-9ملخص البحث متاح على:المقال الكامل (24 صفحة)),أيضًا في.