Carnot - O pai da Termodinâmica

Nicolas Léonard Sadi Carnot físico francês apresentou em 1824 um trabalho “ Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres a développer cette puissance ” ( Reflexões sobre a potência motriz do fogo e sobre as máquinas preparadas para desenvolver essa potência ) que foi inicialmente ignorado, e actualmente constitui uma das obras-primas da História das Ciências.

Carnot escreveu no seu trabalho a frase:

“Ninguém ignora que o calor pode ser a causa do movimento. Que ele possui até uma grande potência motriz: as máquinas a vapor, hoje tão espalhadas, são uma prova eloquente para quem tiver olhos para ver.”

É em torno do desempenho das máquinas a vapor que Carnot estabelece uma das mais importantes sistematizações da Termodinâmica, delimitando a transformação de energia térmica (calor) em energia mecânica (trabalho). Ele acreditava na criação de energia mecânica por simples transporte de calórico . Por exemplo, a máquina a vapor realizava trabalho quando o calor passava da fonte quente (caldeira) para a fonte fria (condensador).

Carnot descreveu uma máquina ( a máquina térmica ) na qual comparou a queda do calórico com a queda de água de uma caixa de água. Ao considerar o facto de que essa água podia voltar à sua caixa por intermédio de uma bomba, concluiu que a sua máquina poderia trabalhar de modo reversível , isto é, ora deixando o calórico cair da fonte quente para a fonte fria , ora elevando-o da fria para a quente .

No seu estudo Carnot admitiu como correcta a Teoria do Calórico , o que implicava que no processo que ocorre na máquina a vapor haja conservação de calor.

Carnot apresentou sem o justificar, um número, 3,62 J cal -1 , representando a quantidade de potência motriz (trabalho) necessária para produzir uma certa quantidade de calor, usando um raciocínio semelhante ao que seria utilizado mais tarde, em 1842, pelo físico Julius Mayer .

Mais tarde, em 1832, Carnot morreu de cólera e descobriu-se uma série de notas, nas quais descreveu novas experiências com a sua máquina, em que se veio a verificar que ele tinha posto de lado a Teoria do Calórico e sugeriu que o que havia era conservação de energia e não de calor.

“Podemos estabelecer como tese geral que a potência motriz existe em quantidade invariável na Natureza, que ela nunca é, propriamente falando, nem produzida nem destruída. Na verdade ela muda de forma, isto é, ela produz umas vezes um tipo de movimento outras vezes um tipo diferente, mas nunca é destruída. Este princípio deduz-se por si só, digamos assim, da teoria mecânica.”

Eis esboçando a primeira Lei da Termodinâmica ao apresentar a conservação da energia e a possibilidade de transformações recíprocas das diferentes formas de energia.

Esta conclusão já tinha sido estabelecida anteriormente graças aos trabalhos de Mayer , Joule e Helmholtz , mas após 40 anos da morte de Carnot é que se publicou a obra em que se tornou evidente que ele já tinha chegado à primeira Lei da Termodinâmica antes de todos os outros. Actualmente é considerado o pai da Termodinâmica.