カルノー (Carnot, Sadi Nicolas Leonard)

カルノーという人は

ニコラ・レオナール・
サディ・カルノー

勝利の組織家と呼ばれ、フランス科学アカデミー会員でもある偉大な父ラザール・カルノーの長男としてパリはプティ＝リュクサンブール宮殿で生まれる。サディとの名は父が心酔していた中世ペルシャ詩人の名であった。 政治家であり、科学者でもあり、数学者でもあった父の教育を受けた後、エコール・ポリテクニクに入学。1814年に64人中10位という成績で卒業する。 陸軍でいろいろな部署につき、専門技術者として公職にもついた。1828年、陸軍大尉で軍を退役する。

カルノーの主な経歴

カルノーの考察

1824年、”火の動力とその動力を発生させるのに適した機関についての考察”を自費出版で600部印刷、発刊する。サディが出版した唯一の論文であり、熱力学を誕生させた独創的かつ革命的な論文であるのだが、発刊当時は注目されなかった。 この本は後にＷ・トムソンに見出され、1872年に再版される。サディ・カルノーの名は熱力学に記憶されることになる。蒸気機関は実用上の目的があって発明され、その開発は主に経験によって行われてきた。 ワットによる創意工夫は素晴らしく蒸気機関は実用に値するものであったが、その理論は未だ解明されていなかった。 サディは蒸気機関の基本的な理論を解明し、それによりさらなる改良ができるのではないかと考えた。

考察の中でサディは、蒸気機関を水力タービンと比較して、熱が高温から低温へと落下する際のエネルギーは、水が高所から低所へ落下する際の位置エネルギーに相当すると考えた。 また、二つの温度の間で働く熱機関のうち、一番理想的なものとして

1. 高温熱源に接して熱を吸収
2. 断熱膨張
3. 低温熱源に接して熱を放出
4. 断熱圧縮

上記4つの工程を繰り返すカルノーサイクルという循環機関を考案し、この理想機関においても熱効率には限界があることを明らかにする。 熱は低温の物体から高温の物体へは流れないこと、および熱機関の効率は高温熱源と低温熱源の温度差だけに依存することを発見し、この発見はのちに熱力学の第二法則の原型となり、クラウジウスの熱力学を発展させる契機になった。

ニコラ・レオナール・サディ・カルノー

極端に内向的な人物で、一人で研究し、人と議論することはほとんどなかった。父の共和主義を受け継ぎ七月革命を歓迎したが、すぐに幻滅し政治への誘いには応じなかった。

1832年、パリに流行したコレラにかかり、36歳の若さで他界する。当時遺品は著作物を含めて焼却されるのが習慣であった。600部印刷された論文もその多くは焼かれ、パリ留学中のＷ・トムソンはこれを探し回ったがどうしても発見できず、ようやく手にしたのは1848年である。 サディにはエネルギー保存則に対するはっきりとした予感があったことが焼失をまぬがれた彼のノートから察することができる。 もしコレラの流行がなければ、熱力学の法則は第一、第二をあわせてカルノーの法則になっていたかもしれない。

サディの弟、カルノー法（初等教育の「無償・義務化」）で有名なイポリート・カルノーの息子には、叔父と同じサディの名がつけられた。フランスの第三共和政第4代大統領である。